Классификация экскаваторов непрерывного действия

Многоковшовые экскаваторы разделяют на следующие основные группы. 1) цепные поперечного копания (неповоротные и поворотные), 2) роторные радиального копания (поворотные) и 3) роторные и цепные продольного копания, (траншеекопатели, неповоротные). Первые две группы машин условно разделяют на машины малой мощности (емкость ковшей от 10—15 до 150—200 л), средней мощности (емкость ковшей от 200 до 450 л) и большой мощности (емкость ковшей от 500 до 4500 л). Траншеекопатели обычно выпускаются с ковшами емкостью 15—250 л. Намечается выпуск еще более мощных моделей.

В зависимости от характера движений машины в забое различают экскаваторы поперечного копания, у которых рабочий орган (ковшовая цепь или роторное колесо) расположен в плоскости, перпендикулярной к продольному движению машины, и экскаваторы продольного копания (траншеекопатели), у которых рабочий орган расположен в плоскости передвижения машины.

Экскаваторы непрерывного действия имеют производительность в 1,5—2,5 раза больше, чем одноковшовые при одинаковой мощности силовых агрегатов вследствие непрерывности производственного процесса. Их собственная масса в 1,5—2 раза меньше массы одноковшовых экскаваторов одинаковой с ними производительности.

В скальных породах, разрабатываемых с предварительным рыхлением взрывом, работа этих экскаваторов невозможна. Мощные цепные и роторные экскаваторы могут работать и в тяжелых неоднородных грунтах, однако размеры включений в таких грунтах не должны превышать 0,15—0,2 ширины ковша.

Наиболее производительными из всех типов многоковшовых экскаваторов являются роторные экскаваторы, способные развивать высокие усилия резания и иметь более высокую производительность на различных грунтах при одинаковых с цепными экскаваторами параметрах.

ройно-транспортная машина, приводимая в движение тягачом или собственным двигателем и предназначенная для послойного срезания грунта, транспортирования и разгрузки его, производимой в большинстве случаев (кроме моделей с разгрузкой назад) с последующими разравниванием и предварительным уплотнением. Скреперы применяют при разработке грунтов до IV категории включительно. Для облегчения процесса копания скрепером грунты выше 2-й категории предварительно разрыхляют рыхлителями.

Дальность транспортирования грунта прицепными скреперами экономически эффективна на расстояние до 300 м и самоходными до 5000 м. Рабочий процесс скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, транспортирования груженого скрепера, разгрузки, транспортирования пустого скрепера к забою. С помощью скреперов можно возводить насыпь земляного полотна из боковых резеровов или грунтовых карьеров, устраивать выемки с отвозкой грунта в насыпи или кавальеры, планировать строительные площадки, срезать растительный слой грунта в полосе отвода дороги.

С учетом основных признаков скреперы классифицируются:
1. По емкости ковша (м3) — на скреперы малой емкости, с ковшом емкостью до 5; скреперы средней емкости, с ковшом емкостью до 6—15; скреперы большой емкости с ковшом емкостью более 15;
2. По способу загрузки — на заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия базового тягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типу относятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу — элеваторные, гребковые, роторные.
3. По способу разгрузки — на машины со свободной, принудительной и полупринудительной (комбинированной) разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковша осуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах с принудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощью задней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкой часть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть с помощью принудительной очистки.
4. По типу привода — на машины с канатным, электромеханическим и гидравлическим приводом.
Канатный привод состоит из следующих узлов: механической лебедки, системы полиспастов и направляющих блоков, а также рычагов управления. Электрический привод состоит из электродвигателя, шестеренчатого редуктора и зубчатого реечного механизма. К электромеханическому приводу следует отнести также привод, состоящий из электролебедки и канатно-блочного механизма. Гидравлический привод включает насос, бак с жидкостью, гибкие шланги и гидрораспределитель.
5. По способу агрегатирования — на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.

Прицепной скрепер буксируется гусеничным или двухосным колесным трактором. Полуприцепный скрепер находится в сцепке с гусеничным или двухосным колесным трактором (тягачом) передней частью (хоботом) через опорно-сцепное устройство.

Самоходный скрепер представляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетической установкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в том числе и управление рабочими органами.

6. По типу тягача или самоходного оборудования — на колесные и гусеничные. Самоходные скреперы, как правило, выполнены на пневмоколесном ходу.
7. По типу трансмиссий — на механические, гидромеханические, электрические и гидростатические.

Бульдозер – землеройная машина, состоящая из базового тягача (трактора) и бульдозерного (навесного) оборудования, предназначенного, в общем случае, для резания и перемещения грунта и планировки разрабатываемой поверхности.
Назначение бульдозеров:
- разработка и перемещение грунта, гравия, щебня и других материалов на небольшие расстояния 60 ? 80 м – для гусеничных и 100 ? 150 – для колесных;
- засыпка ям, котлованов, впадин, рвов, траншей и т.п.;
- планировка площадей и разравнивание грунта;
- возведение насыпей, зачистка откосов, дамб, плотин, земляного полотна и т.п.;
- штабелевка нерудных строительных материалов;
- выемка грунта из котлованов под фундаменты;
- расчистка участков трасс от кустарника и мелколесья, мелких пней и малых камней;
- расчистка дорожного полотна, трасс и площадок от снега.
Бульдозеры классифицируют по: назначению, массе и мощности, силе тяги базовой машины и типу движетеля, отдельным конструктивным признакам; системе управления рабочим органом.
По назначению бульдозеры делятся на бульдозеры общего назначения, приспособленные для выполнения разнообразных землеройно-планировочных и строительных работ в различных грунтовых условиях, и на бульдозеры специального назначения, которые предназначаются для определенных видов работ (например, для прокладки дорог, чистки снега, сгребания торфа).
По мощности двигателя и номинальному тяговому усилию бульдозеры классифицируются на:

По типу движетеля базовой машины бульдозеры разделяются на гусеничные и колесные. Колесные бульдозеры создаются на базе колесных тракторов, колесных тягачей, автомобилей и специализированных самоходных машин (автогрейдеров и др.).
По размещению рабочего органа бульдозерного оборудования на базовой машине различают бульдозеры с передним и задним расположением отвала.
По типу механизма управления бульдозеры разделяются на бульдозеры с гидравлическим, канатным и смешанным управлением. В бульдозерах с гидравлическим управлением отвал внедряется в грунт принудительно за счет усилий гидросистемы. Эти усилия могут достичь 40 % и более от общего веса трактора. При гидравлическом управлении отвалу могут быть заданы четыре положения: подъем, принудительное опускание, плавающее положение и фиксированное положение.

54 Автогрейдеры классифицируют по присущим их конструкции признакам: массе, колесной формуле, типу задней тележки, типу трансмиссии. Масса авто грейдера предопределяет деление их на легкие (9-10 т), средние (10-13 т) и тяжелые (13-19 т) землерой-но-транспортные машины. Колесная формула влияет на тяговое усилие авто грейдера и его планирующие способности, определяется сочетанием букв А+Б+В, где А — число осей с управляемыми колесами, Б — число осей с ведущими колесами, В — общее число осей. Например, колесная формула выпускаемых автогрейдеров 1+2+3 означает трехосные машины с двумя ведущими осями. По типу задней тележки автогрейдеры делятся на два исполнения: с балансирами, в которые встроены бортовые редукторы, являющиеся составной частью заднего ведущего моста (для легких и средних грейдеров), с балансирами в виде балок, соединяющих раздельные задние ведущие мосты (для грейдеров тележного типа). По типу трансмиссии бывают автогрейдеры с механической и гидромеханической трансмиссией.

К основным параметрам автогрейдера относятся конструктивная масса, удельный показатель мощности, размеры отвала (длина и высота), скорость движения машины, дорожный просвет, угол аезания ножа отвала, загрубление отвала, углы срезания откосов. Конструктивная масса определяет тип машины и составляет для легкого авто грейдера 9, среднего 13 и тяжелого 19 т. Удельный показатель мощности определяется отношением мощности двигателя к конструктивной массе автогрейдера и составляет 7, 36—11 кВт/т. Длина отвала (рис. 4) выражает расстояние между двумя торцами без удлинений. Высота отвала Н определяется по хорде, проведенной через режущую кромку ножа и верхний край лобового места отвала. Скорость движения назначается для режима резания грунта (не более 4 км/ч) и транспортного положения ( не менее 35 км/ч). Дорожным просветом, называется расстояние между ровной поверхностью основания и режущей кромкой отвала, поднятого до транспортного положения. Угол резания ножа регулируют в зависимости от типа режущей среды и измеряют между плоскостью, проведенной от режущей кромки ножа касательно цилиндрической поверхности лобового места отвала, и опорной поверхностью машины. Загрубление отвала — вертикальное расстояние по режущей кромке ножа между положением, когда отвал находится на опорной поверхности автогрейдера и его положением при опущенном ноже опорного основания. Углами срезания откосов считаются углы между опорной поверхностью и режущей кромкой отвала за пределами основной рамы

Подготовительные работы включают очистку будущей строительной площадки от леса и кустарников, вывозку древесины, корчевку и уборку пней, удаление валунов, устройство временных дорог и мостов через естественные и искусственные препятствия, понижение уровня грунтовых вод и т. п. При разработке грунтов к подготовительным работам относят предварительное рыхление прочных и мерзлых грунтов рыхлителями или зарядами взрывчатых веществ, закладываемых в пробуренные скважины (шпуры). Для механизации этих работ применяют различные строительные и специальные машины, из которых ниже будут рассмотрены кусторезы, корчеватели и рыхлители.

Кусторезы и корчеватели. Кусторезы ( 4.39, а) применяют для расчистки подлежащих застройке площадей от кустарника и мелких деревьев, а корчеватели ( 4.39, 6) — для корчевки пней диаметром до 50 см, расчистки участков от крупных камней, сваленных деревьев и кустарника, а также для рыхления плотных грунтов. Эти машины изготовляют как навесные рабочие оборудования на гусеничные тракторы. По устройству, принципу работы и управлению они сходны с бульдозерами и отличаются от последних рабочим органом, который в случае кустореза представляет собой отвал 3 ( 4.39, а) клинообразной формы с гладкими или пилообразными ножами 4 в его нижней части и колуном б для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев. Отвал корчевателя 7 ( 4.39, б) в нижней части снабжен зубьями 5'. У обеих машин отвалы с помощью сферического шарнира смонтированы на универсальной раме 1, толкающие брусья которой шар-нирно закреплены на продольных балках тележек базового трактора. Поднимают и опускают рабочие органы гидроцилиндрами 2. В зависимости от условий работы соответствующим переключением гидрозолотников отвалы могут принудительно заглубляться в грунт посредством гидроцилиндров 2 или скользить по поверхности земли без принудительного заглубления. У некоторых моделей корчевателей отвал может поворачиваться в вертикальной плоскости относительно рамы с помощью дополнительных гидроцилиндров, чем облегчается разгрузка отвала, а при корчевке пней обеспечивается хорошая избирательность по направлениям прилагаемых к пню усилий. Силовая установка и кабина машиниста кустореза защищены от возможного падения деревьев ограждающим каркасом в (см. 4.39, а).

Для работы кусторезом его отвал опускают на грунт и, перемещаясь вперед на рабочей скорости, срезают кусты и мелкие деревья, отодвигая их боковыми поверхностями отвала в стороны. В зависимости от местных условий выполняют повторный проход по прежнему следу или переходят на смежную полосу. При больших длинах расчищаемых полос следующую проходку начинают после разворота машины для движения в обратном направлении, а на коротких участках производительнее расчистки по челночной схеме. Для '^того задним ходом возвращают иа-шину на исходную позицию, после чего начиняют новый рабочий никл.

Для работы корчевателем его отвал опускают на грунт и, перемещаясь вперед на рабочей скорости с одновременным заглублением отвала, погружают средние зубья под пень, выдергивая иго из земли целиком aim частично после нескольких попыток. Сопротивление пней корчеванию находится в прямой зависимости от диаметра пня и составляет от 18...20 до 180... 210 кН при диаметрах от 10 до 50 см соответственно. Полное тяговое усилие корчевателя в рабочем режиме складывается из усилий, затрачиваемых на корчевание пня, сопутствующее ему разрыхление грунта и самопередвижение.

1.Способы бурения, область их применения. Буровые ма­шины подразделяются на осуществляющие механические, физические, комбинированные способы разрушения.Механический способбурения скважин осуществляется за счет непосредственного воздействия рабочего инструмента на породу, при котором в последней возникают высокие напряжения, превышающие предел прочности ми­неральных образований и приводящие к разрушению породы в области контакта с инструментом. По форме и характеру воздействия бурового инструмента на породу различают бурение: ударное, вращательное резанием, ударно-вращательное, шарошечное, вращательно-ударное и комбинированное инструментом (режуще-шарошечным, шарошечно-ударным и др.). Физические или физико-химические способы бурения разрушают породу через жидкую или газообразную среду термическим, гидравлическим, взрывным электрогидравлическим, ультразвуковым, плазменным, ла­зерным и др. способами воздействия. При термическом способе бурения разрушение (шелу­шение) пород происходит в результате нагрева забоя сква­жины сверхзвуковыми раскаленными струями и появления в породе термических напряжений, превышающих предел прочности минерального образования. Взрывное бурение (взрывобурение) может осуществ­ляться с помощью ампульных или твердых ВВ, а также струйным способом. Ампулы с жидкими компонентами ВВ (окислитель и горючее) периодически подаются к забою скважины по трубам с водой. Твердые заряды ВВ с детона­тором накольного типа автоматически подаются через сопло взрывобура на забой. Удаление породы из скважины осуще­ствляется сжатым воздухом. Гидравлический способ бурения осуществляется тонкой высоконапорной струей воды, подаваемой на забой со сверхзвуковой скоростью, однако с весьма высокими удель­ными затратами энергии.
^ 2. Бурильные машины. Общие сведения. Классификация. Требования, предъявляемые к буровому оборудованию. Бурильные машины можно классифицировать следующим образом:

по назначению – для образования шпуров по углю и горным породам и для проведения скважин различного назначения. Диаметр шпура обычно составляет 30 – 75 мм и длина до 5 м. Скважины имеют более значительный диаметр и длину;

по роду потребляемой энергии – на электрические, пневматические, гидравлические и комбинироваые;

по способу разрушения горной породы – механическим, физическим и комбинированным способами разрушения. Наибольшее применение в современных гонных машинах получил механический способ разрушения. При физическом способе на породу воздействуют газами, жидкостью, электрическим током, теплом и другими видами энергоносителя (к этому способу относят взрывное, термическое, ультразвуковое, гидравлическое и электрогидравлическое бурение). При комбинированном способе горную породу разрушают одновременно механическим и физическим способами. Буровые машины, используемые на открытых горных разработках, классифицируют следующим образом: 1.Машины ударного бурения (пневматические бурильные молотки, станки ударно-канатного бурения). 2.Машины вращательного бурения (станки вращательного бурения шарошечными до­лотами, станки вращательного бурения режущими коронками).

3.Машины ударно-вращательного бурения (станки с погружными пневмоударниками, перфораторы с независимым вращением бура и внескважинным ударником). 4.Станки комбинированного бурения (используют сочетания различных способов разрушения горных пород).
^ 3. Буровые машины вращательного бурения. Классификация. Принцип работы колонкового сверла.Вращательное бурение осуще­ствляется резцом, непрерывно срезающим и скалываю­щим частицы породы с забоя по винтовой линии передней гранью под действием приложенных осевого усилия и момента вращения. Одновременно коронка подается на забой вдоль оси скважины со значительным усилием. Вращательное бурение применяют только по слабым уг­лям и породам средней и ниже средней крепости. При крепких породах режущие кромки коронки не способны скалывать стружку значительной толщины и разрушают породу истиранием. Машины вращательного бурения подразделяются на ручные, колонковые сверла и бурильные головки, применяемые в основном для бурения шпуров по углю и породам ниже средней крепости; станки для бурения разведочный и взрывных скважин по породам любой крепости, гезенкопроходческие и буросбоечные машины. Колонковые сверла и бурильные головки предназначены для бурения шпуров (диаметром до 50 мм) в породах средней и выше средней крепости ( до 8) и крепких углях. В связи с этим они выполнены более мощными, чем ручные, имеют значительно большие массу и усилие подачи, и для бурения всегда устанавливаются на специальных распорных колонках. При колонковом бурении по­верхность контакта коронки с породой меньше и при той же силе подачи давления выше, чем при сплошном разбуривании. Вследствие этого бурение с керном успеш­но применяется и по породам большой крепости.

^ 4. Машины ударно-поворотного бурения. Схема и принцип работы перфоратора. Ударно-поворотное бурение характеризуется тем, что клиновидный инструмент внедряется в породу под воздействием значительной ударной нагрузки, направленной по оси инструмента. При этом осевое усилие и крутящий момент очень малы. После каждого удара инструмент отскакивает от забоя шпура из-за упругости породы и инструмента, и последний поворачивается механизмом поворота на некоторый небольшой угол. Вследствие этого каждый последующий удар наносится на новое место. Основное преимущество ударно-поворотного способа бурения – возможность бурить породы любой крепости. К недостаткам следует отнести периодичность воздействия инструмента на породу, значительное пылеобразование, шум и вибрацию при работе. Машины ударно-поворотного бурения предназначены для бурения шпуров (диаметром 36 – 46 мм и глубиной до 5 м) и скважин (диаметром 100 – 150 мм) в породах любой крепости с использованием для разрушения горной породы энергии удара. К машинам ударного бурения относятся бурильные молотки, называемые также перфораторами (от латинского слова perforate – пробуривать). По виду потребляемой энергии различают бурильные молотки пневматические, электрические и гидравлические (гидроударники). Наибольшее распространение получили пневматические перфораторы, которые по условиям применение подразделяют на переносные (ПП), предназначенные для работы с пневмоподдержками (допускается ручное бурение нисходящих шпуров); колонковые (ПК), устанавливаемые на распорных колонках или буровых каретках; телескопные (ПТ), предназначенные для бурения восстающих шпуров (скважин) и снабженным падающим телескопным устройством.Принципиальная сущность работы перфоратора заключается в том, что сжатый воздух с помощью клапана воздухораспределительного устройства подается попеременно в правую и левую полости цилиндра, обеспечивая возвратно-поступательное движение поршню-ударнику. При движении вперед (рабочем ходе) поршень ударник наносит удар по хвостовику буровой штанги, вставляемой поворотной буксы, а при холостом ходе поворачивается на некоторый угол (обычно 10 – 15°) вокруг геликоидального винта, поворачивая одновременно через шлицевую и поворотную буксы буровую штангу.
5. Буровые установки. Классификация, требования, основные схемы. Буровая установка включает следующие элементы: основной двигатель (главный привод), буровая вышка, подвышечное основание (фундамент), оборудование для спуско-подъемных операций (СПО), буровые насосы, противовыбросовое оборудование (превенторы). В современных буровых установках в качестве основных энергоприводов используют двигатели внутреннего сгорания. Дизельное топливо — основное и легкодоступное сырье. На некоторых буровых установках применяют двигатели, работающие на природном газе. Энергия к различным механизмам буровой установки передается механическим или электрическим путем. При механической передаче энергия от каждого двигателя передается в общий узел, называемый трансмиссией. По способу бурения буровые установки подразделяют на вращательные (наиболее распространённые), ударные, вибрационные, огнеструйные и др. Буровая установка включает в себя: буровой станок, буровую вышку (мачту), силовой привод, оборудование для механизации спускоподъемных операций. При вращательном бурении буровая установка оснащаются насосами, оборудованием для приготовления, очистки и регенерации промывочных растворов и др. Буровые установки различают: стационарные для бурения нефтяных, газовых и глубоких геологоразведочных скважин; передвижные, которые используются преимущественно при геологоразведочных работах, для бурения артезианских скважин, в строительных работах; самоходные, оборудование которых монтируется на гусеничном или колёсном ходу, автомашине, тракторе, катере и т.п., для бурения главным образом взрывных скважин; переносные для поискового бурения в труднодоступных районах.
^ 6. Навесное буровое оборудование. Требования, классификация, схема.Навесным, является оборудование, которое крепится к передвижной технике с помощью опор и позволяет выполнять ряд поставленных задач, тем самым, увеличивая техническую функциональность. Среди навесного оборудования на карьерах могут применяться рыхлители и бульдозеры-рыхлители (бульдозерно-рыхлительные агрегаты), работающие, как правило, с гусеничными тракторами. Рыхлитель представляет собой прицепное или навесное оборудование к трактору, которое может разрушать горную породу, отделяя ее от массива в виде крупных глыб или кусков. Навесное рыхлительное оборудование представляет собой шарнирныйчетырехзвенник и состоит из следующих основных узлов: верхней опоры, нижней опоры, тяги, рамы, гидроцилиндра, балки, буферного устройства, стойки зубьев с наконечниками.

^ 7. Инструмент для буровых машин. Способность буровой машины разрушать породу определенной крепости зависит прежде всего от типа применяемого рабочего инструмента, его диаметра и спо­соба приложения к нему рабочих нагрузок. Для бурения слабых пород широко применяют режущие до­лота (коронки). По мере увеличения диаметра скважины и крепости породы более эффективно применять долота шарошечного или комбинированного типа (режуще-шарошечные). Наиболее крепкие породы при малых ди­аметрах бурения рационально проходить с использовани­ем перфораторов. Для бурения скважин больших (до 400 мм) и особо крупных (до 700 мм) диаметров в крепких породах в мировой практике нашли применение погружные пневмоударники со штыревыми долотами.
Рис. 2.1. Области применения различных типов инструмента в зави­симости от коэффициента крепости породы f и диаметра долота D:

I — перфораторов, II — погружных пневмоударников со штыревыми коронками, III — шарошечных долот или погружных пневмоударников, IV — режущих коронок или шарошечных долот, V — режущих коронок
^ 8. Машины ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения. Схема бурильной головки БГА-1М. Машины ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения предназначены для бурения скважин в породах средней крепости и креп­ких. Бурение этими машинами основано на комбинированном спо­собе разрушения породы, объединяющем основные свойства ударно­го и вращательного бурения. При этом буровой инструмент в породу внедряется в основном под действием удара, а лучшему скалыванию породы способствует значительный крутящий момент, непрерывно прикладываемый к буровому инструменту мощным вращателем. Вслед­ствие этого в этих режимах появляется возможность значительно умень­шить усилие подачи по сравнению с вращательным способом, что умень­шает истирание бурового инструмента. Кроме того, увеличивается скорость бурения, по сравнению с ударным способом. Машины удар­но-вращательного и вращательно-ударного бурения состоят из неза­висимо работающих ударного и вращательного механизмов, смонти­рованных соответственно в одном корпусе или в разных. Основная отличительная особенность машин ударно-вращательного действия — наличие специально сконструированного погружного ударного механизма-пневмоударника, перемещаемого в скважине вместе с буровой коронкой и обеспечивающего ей внедрение в породу, в основном, за счет ударов, в то время как у машин вращательно-ударного бурения ударный механизм остается вместе с вращателем вне скважины и вы­полняет вспомогательную функцию по отношению к основному — вращательному механизму. В шахтных самоходных бурильных установках широко применяется бурильная головка БГА-1М. Состоит из шестерённого пневмодвигателя 1, штуцера 17, трубки 2, полости 15, каналов задней буксы 4, продольных каналов цилиндра 6, расточки 11, передней буксы 7, камеры обратного хода 12, камеры прямого хода 14, проточки 5, окна 13, амортизатора 3, выпускного клапана 16.

^ 9. Схема и принцип работы длинноходового сверла с механическимподатчиком. Шахтная бурильная установка состоит из следующих основных сборочных единиц: бурильной головкис податчиком, манипулятора, рамы с ходовой частью, привода, пульта и сис­темы управления. Податчики предназначены для перемещения бурильных головок совместно с буровым инструментом с рациональным осевым усили­ем подачи на забой во время бурения шпуров и возврата их в исход­ное положение после окончания бурения.Различаютподатчики постоянной длины, применяемые на буриль­ных установках фронтального и радиально-фронтального типов, ког­да линейные размеры выработки превышают длину податчика, и телескопические податчики, которыми обуривают забой выработки с полной раздвижностьюподатчика, а кровлю и боковые стенки — уко­роченными шпурами с помощью сложенногоподатчика. На рис. 1.12, а пред­ставлена схема винтовогоподатчика постоянной длины. Податчик сос­тоит из рамы 6, верхняя часть которой служит направляющей для са­лазок 5 бурильной головки 4. Внутри рамы в подшипниковых опо­рах 2 размещен винт 3, имеющий привод 1. При вращении винта гай­ка 10, находящаяся в постоянном зацеплении с винтом и соединен­ная с салазками, обеспечивает поступательное движение бурильной головки на забой и обратный ход после окончания бурения шпура. Винт податчика выполняется с трапециевидной многозаходной мотормозящейся резьбой. Рамы податчиков выполняются сварными из стального проката. Одна из конструкций телескопическогоподатчика показана на рис. 1.12, б. Податчик состоит из нижней рамы 5 с винтом 3 и верх­ней рамы 8 с винтом 7. Винт 3, вращаясь с помощью привода 6, пере­дает через шестерни 4 и 2 вращение винту 7. При вращении винта 3 возможны два варианта работы шестерни 4: или она не вращается (как указано на рисунке) и перемещается вдоль этого винта, вызывая пе­ремещение верхней рамы 8 с бурильной головкой 1 относительно ниж­ней рамы 5, или при сложенном податчике шестерни 4 вращается и через шестерню 2, винт 7 и гайку 9 вызывает движение бурильной го­ловки по направляющей верхней рамы 8.
^ 10. Гидрокинематическая схема бура ЭБГП-1. Бур электрогидравлический ЭБГП-1М предназначен для бурения с промывкой шпуров диаметром до 50 мм в горных породах с коэффициентом крепости до 9 по шкале Протодьяконова при проведении подземных горных выработок буровзрывным способом. Бур ЭБГП-1М рассчитан на эксплуатацию в шахтах, опасных по взрыву газа и пыли, где требуется применение электрооборудования в рудничном взрывобезопасном исполнении.

11. Устройство и принцип работы механизма поворота бура перфоратора.Наличие механизма поворота бура в перфораторах позволяет получить шпур правильной цилиндрической формы, а также лучше использовать скалывающие усилия, возникающие в породе при внедрении в нее в момент удара лезвия коронки. У переносных перфораторов осуществляется зависимое вращение бура от движущегося поршня-ударника. После каждого удара по торцу бура поршень-ударник при помощи храпового механизма поворачивается во время холостого хода на некоторый угол. Механизм поворота состоит из геликоидальной гайки 14, закрепленной в поршне-ударнике 4, стержня 15 с геликоидальной нарезкой, головка которого имеет четыре гнезда для собачек 26 и храпового кольца 17, к зубьям которого при помощи конических пружин прижимаются собачки. Храповое кольцо 17 неподвижно закреплено в цилиндре 2. В свою очередь, поршень-ударник прямолинейными шлицами входит в пазы поворотной буксы 7, соединенной с концевой буксой 8, в которую вставлен шестигранный хвостовик бура.

Собачки позволяют геликоидальному стержню 15 вращаться только в одном направлении - против часовой стрелки. Во время рабочего хода поршня-ударника 4 геликоидальная гайка 14, двигаясь вместе с ним вперед, давит своими выступами на шлицы геликоидального стержня 15 и заставляет его вращаться против часовой стрелки, собачки 26 при этом проскальзывают по зубьям храпового кольца 17 и не препятствуют повороту стержня. После нанесения удара поршень-ударник движется назад. При этом геликоидальная гайка 14 не может повернуть стержень 15, так как собачки 26 упираются торцами в зубья храпового кольца 17 и вследствие этого поворачивается сам поршень-ударник 4, от которого поворачиваются поворотная и концевая буксы 7, 8 и соответственно бур. Крутящий момент в перфораторах имеет незначительную величину, а мощность вращательного механизма, как правило, составляет не более 15% от

57Для бурения скважин диаметром более 75 мм и глубиной свыше 8—10 мм применяют специальные бурильные станки. Наибольшее распространение в строительстве -получили станки ударно-канатного, вращательного и огневого (термического) бурения.

Станки ударно-канатного бурения. Сущность работы станка ударно-канатного бурения заключается в том, что буровой снаряд массой 500—3000 кг, подвешенный к канату, периодически поднимаясь и опускаясь, наносит от 40 до 60 ударов в минуту по забою скважины и разрушает породу. Рабочим инструментом бурового снаряда является долото. После нанесения удара буровой инструмент, поднимаясь, поворачивается в скважине на некоторый угол вследствие свойства стального каната раскручиваться под нагрузкой, и, таким образом, забой скважины равномерно разрушается по всей площади. Буровая мелочь смешивается с водой, образуя шлам, который периодически извлекается из скважины желонкой.

Станки ударно-канатного бурения (рис. 167) применяют для бурения скважин диаметром до 300 мм. Эти станки монтируют на колесном или гусеничном ходу.

Буровой снаряд подвешен наударно-канатного бурения канате, который проходит через блок на мачте станка, оттяжной и направляющий блоки, и закрепляется на барабане. Оттяжной блок установлен на балансире, который под действием кривошипно-шатунного механизма, состоящего из шатуна и зубчатого колеса с кривошипом, может совершать колебания вокруг оси направляющего блока. При ходе балансира вниз буровой снаряд поднимается, а при ходе балансира вверх снаряд падает и ударяет по породе, разрушая ее.

По мере углубления скважины оттормаживают барабан 6 и сматывают канат, давая возможность буровому снаряду опускаться ниже.

Все станки ударно-канатного бурения имеют следующие основные узлы: раму, мачту, ходовой механизм (гусеничный), механическое и силовое оборудование и буровой инструмент. Принцип действия и конструкция основных узлов для всех станков аналогичны.

Высота падения (подъема) бурового снаряда составляет обычно 0,8—1 м. Поэтому число ударов не может быть выбрано произвольно и составляет 45—60 в минуту в зависимости от высоты подъема снаряда. Невысокая частота ударов ограни-чивает скорость бурения. Кроме того, при этом способе бурения на производительность станка существенно влияют и производственные трудности, связанные с доставкой к забоям воды и тяжелого бурового инструмента.

Длительный опыт использования станков канатно-ударного бурения показал, что они имеют низкую производительность (в среднем от 3 до 10 м в смену) и недостаточно эффективны. Поэтому в гидротехническом строительстве переходят к применению более прогрессивных типов бурильных станков, которыми являются станки вращательного и огневого бурения.

Станки вращательного бурения в зависимости от способа подачи бурового инструмента подразделяют на станки с рычажной, дифференциальной, гидравлической и рычажно-дифференциальной подачей. Проходка скважин станками вращательного бурения в значительной мере повышает скорость бурения по сравнению с бурением канатно-ударными станками. Такие станки с пневматической продувкой скважин и статическим осевым нажатием на буровой инструмент в 3—4 раза производительнее станков ударно-канатного бурения. Станки вращательного бурения применяют для бурения скважин диаметром от 300 мм в мягких, средних и крепких породах.

В настоящее время наша промышленность выпускает значительное количество различного типа станков для вращательного бурения. Наиболее распространенными из них являются станки шнекового бурения. Шнековое бурение аналогично бурению шпуров электросверлами. Наконечник бурового инструмента (резец) скалывает и сверлит породу, а образующаяся при этом мелочь удаляется шнековым устройством буровых штанг. Буровой инструмент вставляют в шпиндель редуктора, вращающий его со скоростью 120—300 об/мин пои осевом давлении 2—10 кн (200—1000 кГ).

На рис. 168 приведены общий вид и кинематическая схема станка вращательного бурения. Станок (рис. 168, а) состоит из следующих частей: механизма передвижения, лебедки для подъема бурового инструмента, электродвигателя 3 лебедки, рычагов управления блокировки 4 и вращателя, состоящего из редуктора и электродвигателя.

Принцип действия станка показан на рис. 168, б. К вертикальной раме станка (не показанной на рисунке) при помощи каната приводной лебедки подвешивается на полиспасте рама подвески, которая может перемещаться по вертикальным стойкам рамы станка. На раме подвески расположены электродвигатель и двухступенчатый редуктор, к валу которого прикрепляется спиральная штанга с буровым инструментом, состоящим из буровой головки, а также хвостовиков и патронов для соединения штанг и буровой головки при помощи пальцев с шайбами. Рабочим органом является литая буровая головка с режущими лопастями и хвостовиком. Режущие кромки лопастей наплавляют твердым сплавом. Для бурения особо крепких пород буровая