Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М

Рис. 5.2. Кинематическая схема механизма вращателя бурового станка СБШ-250МНА-32

Электродвигатель 1 через муфту 2 и двухступенчатый редуктор, включающий две пары зубчатых передач 4-3 и 6-5, смонтированных на вертикальных валах, вращает выходной вал 7 редуктора. От выходного вала вращение получает шинно-зубчатая муфта 8, служащая для предохранения электродвигателя и редуктора от толчков и вибрации. Через опорный узел 9 на вращающийся буровой став 10 передается усилие от вращателя.

Шинно-зубчатая муфта, показанная на рис. 5.3, передает крутящий момент от редуктора на опорный узел, предохраняет редуктора с электродвигателем от толчков и вибраций, которые возникают при бурении.

Рис. 5.3. Муфта шинно-зубчатая

Крутящий момент от редуктора через шлицевое соединение передается полумуфте 7, соединенной через полукольца 6 с

высокоэластичной оболочкой 1, которая передает момент зубчатой полумуфте 4. Полумуфта представляет собой сварную конструкцию и состоит из шлицевой полумуфты и трубы для установки прокладки 5, являющейся амортизатором и ограничителем при сжатии полумуфт. Зубчатая полумуфта 4 передает крутящий момент полумуфте 3, представляющей собой сварную конструкцию, состоящую из шлицевой полумуфты и стопорного кольца с пазами для захода стопора. Полумуфта жестко соединяется со шпинделем опорного узла по внутренним шлицам и имеет возможность продольного перемещения по наружным шлицам вдоль полумуфты 4 /32/.

Технологический цикл работы бурового станка

Процесс работы станка на карьере заключается в проведении следующих технологических операций:

-передвижение станка от скважины к скважине;

-горизонтирование станка;

-подъем мачты;

-бурение скважин;

-наращивание бурового става;

-развинчивание бурового става.

Привод вращателя участвует в последних трех операциях. Перед бурением скважины необходимо навинтить долото на буровую штангу, а после бурения – отвинтить долото.

При всех операциях навинчивания и отвинчивания скорость вращения выходного вала буровой головки, включающей в себя электродвигатель, редуктор и шиннозубчатую муфту, составляет примерно 10 об/мин (минимальная частота вращения бурового става).

При пуске двигателя вращателя перед бурением скорость вращения бурового става должна составлять примерно 75 об/мин во избежание сильного удара долота о породу. После забуривания машинист устанавливает необходимую частоту вращения бурового става.

Рекомендации по выбору частоты вращения бурового става в зависимости от диаметра долота и крепости породы приведены в табл. 5.1 /32/.

При бурении шарошечными долотами удары по забою наносят зубья шарошек, перекатывающихся по забою. Под действием осевого усилия в несколько сотен килоньютонов зубья внедряются в породу и производят ее разрушение. Вид шарошечного долота представлен на рис. 5.4.

Примечание. В зависимости от назначения (типа буримых пород) наружные рабочие поверхности шарошек (вооружение) имеют зубья различной формы и размеров. Это отражается в обозначении долота следующими буквами: М – для мягких пород; МС – для мягких пород с прослойками пород средней твердости; МЗ – для мягких абразивных пород; МЗС - для мягких абразивных пород с прослойками

средней твердости; С – для пород средней твердости; СТ - для пород средней твердости с прослойками твердых; СЗ - для абразивных пород средней твердости; Т – для твердых пород; ТЗ - для твердых абразивных пород; ТК - для твердых пород с прослойками крепких; К – для крепких пород; ОК – для очень крепких пород.

Шарошечное долото (рис. 5.4) состоит из трех главных частей: самих шарошек, подшипников и тела долота (или лап). Все шарошки снабжены специальными зубками, расположенными рядами в разном количестве и через разные интервалы, в зависимости от характера буримых горных пород.

Рис. 5.4. Шарошечное долото

Зубки, как правило, изготовлены из твердых сплавов. Однако, для очень мягких пород возможно применение и

фрезерованных зубьев, образованных из тела самой шарошки.

Чтобы достичь максимальной производительности и стойкости долота, дизайн инструмента должен быть адаптирован к горным породам, для бурения которых он предназначен.

Типичное шарошечное долото для мягких пород вооружено длинными широко расставленными зубками заостренной формы. Такие долота по своему дизайну предназначены, главным образом, для скалывания породы в зоне контакта с последующим дроблением и размалыванием.

Типичное шарошечное долото для твердых горных пород вооружено короткими близко расположенными друг к другу зубками сферической формы. Такие долота предполагают разрушение пород только за счет энергии удара. За счет сферической формы зубков скалывающий эффект сведен к минимуму, что способствует малому износу зубков. Долота этого типа используются с приложением большой осевой нагрузки на буровой став. По этой причине подшипниковый узел разработан с таким расчетом, чтобы он мог выдержать повышенные осевые нагрузки /33/.

Для эффективной работы шарошечных долот необходима интенсивная очистка скважины и охлаждение долота, что обычно достигается при бурении скважин станками шарошечного бурения, на которых очистка скважины осуществляется сжатым воздухом или воздушноводяной смесью.

Важное значение при шарошечном бурении имеет стойкость долот, так как затраты на инструмент в этом случае являются преобладающими в затратах на бурение.

После пробуривания скважины на глубину первой штанги и при необходимости дальнейшего бурения нужно произвести наращивание бурового става. Для этого буровая головка отвинчивается от первой штанги. Затем буровая