Манипуляторы бурильных установок
Важный элемент бурильной установки — манипулятор, который предназначен для перемещения бурильной головки с податчиком в пространстве и ее фиксации в нужных точках для бурения шпуров.
Основными элементами современных манипуляторов являются: основание, стрела и позиционер. Основание служит для крепления манипулятора к раме установки. Стрела позволяет устанавливать бурильную машину в различные части забоя выработки. Позиционер служит для крепления бурильной машины на манипуляторе, придания ей нужного направления при бурении, а также для раскрепления ее в забое.
В качестве привода манипуляторов служат гидравлические цилиндры, пневматические цилиндры или двигатели с червячными редукторами и винтами. Неоспоримыми преимуществами гидроприводов являются быстрота действия, жесткость установки элементов манипулятора и малые размеры.
К манипуляторам предъявляются следующие требования: высокие скорости перемещения; надежное закрепление бурильной головки в положении для бурения; обеспечение автоматического сохранения параллельности податчика в процессе манипуляций; возможность бурения наклонных шпуров под различными углами, определяемыми технологическими требованиями, и оконтуривающих шпуров с минимальными углами наклона (до 5°) к оси выработки.
Манипуляторы обеспечивают следующие движения бурильной машины:
- перемещение по горизонтали;
|
|
|
- перемещение по вертикали;
- изменение угловой координаты оси инструмента в вертикальной плоскости (наклон бурильной машины);
- изменение угловой координаты оси инструмента в горизонтальной плоскости (поворот бурильной машины);
- перемещение бурильной машины на забой (надвигание и распор);
- вращение бурильной машины, при котором она обращается к стенке выработки своим наименьшим габаритом, с целью максимального приближения оси шпура к контуру выработки.
Эти движения обеспечивают приводы манипуляторов, которые делятся на четыре группы: приводы надвигания (движение бурильной машины на забой), поворота, наклона и вращения.
Известно большое число конструктивных схем манипуляторов и их исполнений.
По технологическим свойствам манипуляторы подразделяют на специализированные и универсальные.
Специализированные манипуляторы - предназначают для бурения в ограниченной зоне. Они имеют меньшее число приводов и проще по конструкции. Их применяют для обуривания фронтальных забоев, главным образом, при проведении выработок.
Универсальные манипуляторы - имеют большее число приводов и позволяют их применять при фронтально-радиальном расположении шпуров.
|
|
|
Для управления манипуляторами и необходимой координации перемещения бурильной машины в систему входят механические и гидравлические кинематические связи.
Рис.7. Механическая схема управления приводами: 1 - кронштейн, 2,3,4,6 – элементы параллелограмма, 5 – податчик, 7 – привод.
Механические связи наиболее просто осуществляют по схеме параллелограмма (рис. 7). На кронштейне 1 крепится параллелограмм из элементов 2, 3, 4 и 6. При работе привода 7 элемент 5 перемещается параллельно своему первоначальному положению.
Рис.8. Гидравлическая схема управления приводами: 1 - кронштейн, 2 – пилот-цилиндр, 3 – штоковая полость цилиндра, 4 – поршневая полость цилиндра, 5 – стрела, 6 – штоковая полость исполнительного цилиндра, 7 – исполнительный цилиндр, 8 - поршневая полость исполнительного цилиндра, 9 – податчик, 10 – звено, 11 – гидроцилиндр, 12 привод вращения стрелы.
При телескопической стреле такая схема неприемлема, нужна схема с гидравлическими связями.
На рис. 8 показана схема манипулятора, состоящего из кронштейна 1, с которым шарнирно соединена стрела 5, связанная звеном 10 с податчиком 9. Вращение стрелы осуществляется приводом 12. При опускании стрелы 5 с помощью гидроцилиндра 11 масло из штоковой плоскости 3 пилот-цилиндра 2 протекает в штоковую полость 6 исполнительного цилиндра 7, а из поршневой полости 4 - в полость 8. При такой схеме сохраняется параллельность податчика.
|
|
|
Описанная выше схема может работать и без пилот-цилиндра. В этом случае гидравлическая связь осуществляется последовательным соединением штоковых полостей цилиндров подъема стрелы и наклона податчика. Необходимым условием для соблюдения параллельности движения податчика является соответствие размеров цилиндра наклона податчика размерам цилиндра подъема стрелы.
Рис.9. Привод вращения манипулятора: 1 - гидроцилиндр, 2 – плунжер с рейкой, 3 – шестерня.
Приводы вращения современных манипуляторов выполняют по различным схемам, каждая из которых имеет свои особенности. Широко распространена схема (рис. 9), используемая в бурильных установках среднего и большого размеров. Вращение стрелы манипулятора производится гидравлическим цилиндром. При осевом перемещении плунжера вращается колесо и передает момент на стрелу с позиционером.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 117; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!