КАРЬЕРНЫЕ БУРОВЫЕ СТАНКИ 3СБШ-200-60 и 6СБШ-200-32

КАРЬЕРНЫЕ БУРОВЫЕ СТАНКИ 3СБШ-200-60 и 6СБШ-200-32

Станки предназначены для бурения вертикальных и наклонных скважин для производства буровзрывных работ при разработке полез-ных ископаемых и строительных материалов открытым способом.

Оба станка имеют одинаковое устройство и отличаются только конструкцией некоторых узлов.

Техническая характеристика станков

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО СТАНКОВ

Оба станка имеют принципиально одинаковое устройство и состо-ят (рис.1) из рабочего органа 1, ходовой части 2, кабины 3, гидропри-вода 4, пневмосистемы 5, установки пылеулавливания 6, машинного

помещения 7 и кабельных барабанов 8.

Рабочий орган установлен в передней части платформы. Он осу-ществляет вращение и подачу на забой бурового инструмента, а также сборку и разборку бурового става. Лебедка 9 служит для подъема бу-рового става.

Установка рабочего органа для бурения вертикальных или на-клонных скважин, а также перевод его в горизонтальное положение производится двумя гидроцилиндрами 10. Фиксация рабочего органа (мачты) осуществляется телескопическими подкосами 11. Горизонти-рование станка производится четырьмя гидродомкратами.

Расположение оборудования на платформе представлено на рис.2.

РАБОЧИЙ ОРГАН

Рабочий орган (рис.3) состоит из мачты, вращателя, гидроцилин-дров напорного механизма, механизма для смены долот, гидроключа, гидропатрона, вертлюга с ограничителем подъемности, кассеты с меха-низмом её поворота, гидроцилиндров установки мачты и лебедки подъ-ема бурового става.

Мачта – сварная конструкция из труб и листового металла, в нижней части которой установлен неподвижный вращатель, гидроключ и механизм для смены долот. Длина мачты станка 3СБШ-200-60 около 18 м, а у 6СБШ-200-32 мачта короче на 4 м, что обусловлено различной длиной буровых штанг.

Вращательно-подающий механизм состоит из вращателя, гидро-патрона и двух гидроцилидров.

Схема вращательно-подающего механизма представлена на рис.4. От электродвигателя 1 (типа ДЭВ-808 или ДПВ-52) через шестерни и зубчатые колеса 2, 3, 4 и 5 вертикального цилиндрического двухсту-пенчатого редуктора вращение передается зубчатому колесу 6 с шести-гранным отверстием, через которое проходит шестигранный пустоте-

лый шпиндель 8. На верхнем конце шпинделя закреплен трехкулачко-вый патрон 11, при помощи которого производится зажатие и перехват буровых штанг 9. К траверсе гидропатрона прикреплены штоки порш-ней двух гидроцилиндров 7, сообщающих патрону и шпинделю посту-пательное движение. При этом траверса гидропатрона перемещается по двум направляющим, закрепленным на переднем поясе мачты.

Вращение буровому ставу передается от шпинделя через кулачки патрона, проходящие сквозь прорези (окна) в шпинделе. Шпиндель, по-лучая вращение, одновременно имеет возможность двигаться поступа-тельно.

Крайние положения патрона (верхнее и нижнее) ограничиваются конечными выключателями 10 и 12. Окончание бурения происходит также при воздействии на конечный выключатель 13 вертлюга 14. Верхнее положение вертлюга (при сборке и разборке става) ограничи-вается конечным выключателем 15. При воздействии на конечный вы-ключатель 16 кулачки патрона освобождают штангу.

Конструкция вращателя представлена на рис.5. Электродвигатель 1 вертикального исполнения установлен на приливе литой крышки 2 корпуса 3 редуктора. Вал электродвигателя соединен с входной вал-шестерней 4 редуктора зубчатой муфтой 5. От промежуточного вала 6 приводится шестеренный насос 7, осуществляющий принудительную циркуляционную смазку зубчатой передачи и подшипников, установ-ленных в крышке 2 редуктора. От шестеренки 8 промежуточного вала через паразитную шестерню 9 получает вращение шестерня 10 со сквозным шестигранным отверстием, через которое проходит полый шестигранный шпиндель.

На верхнем конце шпинделя 1 (рис.6) смонтирован гидропатрон, три кулака 2 которого проходят сквозь прямоугольные окна в шпинде-ле. Наружные скосы кулаков сопрягаются со скошенной внутренней поверхностью планшайбы 3, установленной на подшипниках качения 4 и 5 в корпусе 6. При помощи гидроцилиндров 7, закрепленных в тра-версе 8, корпус 6 и вращающаяся вместе со шпинделем 1 планшайба 3 смещаются вниз. При этом кулаки 2 выдвигаются внутрь вращающего-ся шпинделя и зажимают находящуюся в нем буровую штангу, сообщая ей вращение (от вращающегося шпинделя) и усилие подачи (от невра-щающейся траверсы 8, соединенной с гидроцилиндрами подачи).

Гидроцилиндр подачи (рис.7) состоит из гильзы 1 и штока 2 с поршнем 3. Штоки обоих цилиндров при помощи гаек 4 крепятся к тра-версе патрона, а гильза при помощи фланцев 5 и 6 зафиксирована бол-тами 7 на металлоконструкции закрепленного на мачте вращателя. При поступлении рабочей жидкости в штоковую полость через штуцер 8 па-трон вместе с зажатой в нем буровой штангой перемещается вниз, а при подаче ее через штуцер 9 – вверх.

Вертлюг (рис.8) перемещается по мачте с помощью лебедки и служит для подачи во вращающийся буровой став сжатого воздуха от невращающегося шланга и подъема присоединенного к нему бурового става. Шпиндель 1 вертлюга соединяется (свинчивается) со штангой при помощи присоединенного к нему наконечника 2 с конической резьбой.

Шпиндель установлен в невращающемся корпусе 3 на подшипни-ках качения 4. Его верхний конец сопряжен с патрубком 5, соединен-ным с воздушным шлангом, от которого сжатый воздух через каналы в патрубке и шпинделе поступает в буровой став. Пальцем 6 патрубок со-единен с подвеской 7 с блоком 13, который огибает канат лебедки.

Полумуфта 8 кулачковой муфты жестко соединена со шпинделем, а полумуфта 9 может перемещаться по шлицам корпуса. Под действием рычагов 10, поворачиваемых поршнями цилиндров 11, полумуфта 9 смещается вниз. При этом её торцевые кулачки совмещаются с кулач-ками полумуфты 8, что вызывает остановку шпинделя, что необходимо для свинчивания его с вращающейся буровой штангой.

Возврат муфты 9, рычагов 10 и поршней цилиндров 11 в исходное положение (отключение муфты) осуществляется пружиной 12.

Лебедка подъема бурового става обеспечивает подъем вертлюга со скоростью 24 м/мин (3СБШ-200-60) или 31 м/мин (6СБШ-200-32).

От электродвигателя MTKF-411-6У через муфту 1 (рис.9), слу-жащую одновременно и тормозным штивом электромагнитного тормо-за, и шестерни трехступенчатого редуктора ВК-550 вращение получает барабан, сидящий на шпонке на тихоходном выходном валу 2 редукто-ра.

Канат, навивающийся на барабан, огибает блоки, установленные на мачте, и производит подъем вертлюга.

Кассета предназначена для установки пяти (3СБШ-200-60) или четырех (6СБШ-200-32) буровых штанг и крепится при помощи двух

кронштейнов на мачте. Кассета состоит из верхнего и нижнего секто-ров, соединенных между собой трубой. В секторах имеются гнезда, в которых фиксируются штанги. На нижнем секторе кассеты и штангах имеются риски, облегчающие установку штанг в соответствующие гнезда кассеты. Поворот кассеты, осуществляемый гидроцилиндром, обеспечивает подачу штанг на ось бурения и их возврат в кассету при разборке бурового става.

Механизм отвинчивания штанг (гидроключ) служит для снятия натяга с резьбовых соединений штанг и долота при разборке бурового става и смене долот. Для удержания долота от вращения при его смене служит специальный механизм.

Механизм отвинчивания состоит из гидроцилиндра, шток которо-го шарнирно соединен с собачкой, сопрягаемой с храповым колесом, через которое проходит шпиндель гидропатрона.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Ходовая часть состоит из двух гусеничных тележек и платформы. Каждая гусеничная тележка (рис.10) имеет ведущее колесо 1, три опор-ных катка 2, оси которых жестко крепятся на раме 4, натяжной каток 5 и гусеничную ленту 3, состоящую из тридцати четырех звеньев (тра-ков). Привод каждой гусеницы от отдельного электродвигателя через бортовой редуктор хода.

Редуктор хода (рис.11) установлен внутри рамы гусеницы. Вал-шестерня 1, установленная в корпусе редуктора на подшипниках каче-ния 2, получает вращение от жестко сопряженной с нею зубчатой по-лумуфты 3 и далее через шестерни 4, 5, 7 и 8 передает его валу 9, на ко-тором свободно сидит ведущее колесо 10. Соединение ведущего колеса с валом 9 осуществляется при помощи кулачковой муфты 11, что по-зволяет отсоединять гусеницу от редуктора при буксировке станка тя-гачом.

Крыльчатка 12, приводимая во вращение от шестерен 4 и 13, слу-жит для разбрызгивания масла, залитого в корпус редуктора с целью смазки смонтированных в нем зубчатых передач и подшипников.

Рама гусеничной тележки имеет приливы-фланцы для соединения ее с платформой.

Платформа – сварная рама из сортового и листового проката. К ней крепятся четыре гидравлических домкрата для горизонтирования станка. На платформе монтируется все оборудование станка (см.рис.2).

Для горизонтирования станка при бурении и разгрузки гусенично-го хода от нагрузок, при этом возникающих, служат четыре гидродом-крата, закрепленные на платформе.

Гидродомкрат (рис.12) состоит из гильзы 1 и штока 2, который при давлении рабочей жидкости на поршень 3, смонтированный на его верхнем конце, может выдвигаться. Гильза при помощи фланцев 4 и 5 закреплена на платформе. На нижнем шаровом конце штока шарнирно установлена опорная плита 6.

ПНЕВМОСИСТЕМА И УСТАНОВКА СУХОГО ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ

Пневмосистема предназначена для удаления из скважины буро-вой мелочи, охлаждения долота, включения шпинделя вертлюга, амор-тизации кабины и обдува механизмов станка. Она состоит из компрес-сора производительностью 32 м3/мин (станок 3СБШ-200-60) или 25 м3/мин (станок 6СБШ-200-32), пневматических вентилей с электро-магнитным приводом, электропневмоклапанов, трубопроводов и шлан-гов.

От компрессора сжатый воздух по трубопроводу и гибкому шлан-гу поступает в вертлюг и через него в шпиндель и в буровой став. Вы-ходя из бурового става у забоя скважины воздух, охлаждает шарошеч-ное долото, подхватывает с забоя выбуренную мелочь и выносит ее по кольцевому (затрубному) пространству между стенками скважины и штангами бурового става к устью скважины.

Установка сухого пылеулавливания состоит из пылеприемника, телескопического пылепровода, пылеуловителя, установки циклонов, вентиляторной установки, тканевых рукавных фильтров и механизма подъема пылеприемника. Конструктивная схема установки представле-на на рис.13. Над скважиной 2 с буровым ставом 1 установлен пыле-приемник 3. К верхней крышке 4 пылеприемника присоединен теле-скопический пылепровод 5, соединенный с входным окном пылеулови-теля 6, установленного на бункере 7. Пылепроводом 8 пылеуловитель соединен с двумя циклонами 9, установленными на бункере 10. Из ци-

клонов запыленный воздух поступает в улитки 11, а из них через пыле-проводы 12 и 13 -в вентилятор 14. Выходное окно вентилятора соеди-нено с входным окном батареи рукавных фильтров 15, снабженных встряхивателями 16. Под фильтрами расположен бункер 17. Фильтро-вальные рукава в фильтре расположены в четыре ряда, по пятнадцать в ряду.

В пылеуловителе 6 оседают наиболее крупные фракции буровой мелочи, которые осыпаются затем в бункер 7. Здесь улавливается около 90 % всей буровой мелочи, извлекаемой из скважины. В циклоны по-ступает пылевоздушный поток, содержащий мелкие и средние фрак-ции пыли. В циклонах улавливаются частицы размерами от 5 до 100 мкм. Эффективность их улавливания около 90 %. Мелкодисперсная пыль, пройдя через вентилятор, поступает в рукавные фильтры 15. Воз-душный поток, содержащий неуловленную пыль, выходит через пер-форированные окна кожуха фильтра в атмосферу.

При сборке и разборке става подача сжатого воздуха в буровой став прекращается (с помощью электромагнитного вентиля).

КАБИНА УПРАВЛЕНИЯ

Кабина управления – рабочее место машиниста станка. Она пред-ставляет собой сварную панельную конструкцию, установленную на платформе станка с помощью амортизаторов. В кабине две двери – из машинного помещения и с рабочей площадки. Стенки кабины утепле-ны, пол имеет деревянный настил, покрытый линолеумом.

В кабине установлены: кресло машиниста, пульт управления стан-ком, электрошкаф, вешалка, тумбочка и откидное сидение. На крышке кабины установлены прожекторы для освещения рабочего органа и ра-бочей зоны, а также кондиционер.

КАБЕЛЬНЫЕ БАРАБАНЫ

На станках установлено по два кабельных барабана, предназна-ченных для механизации работ по переноске кабеля.

Кабельный барабан (рис.14) состоит из боковин 1 и 9, соединен-ных шпильками с резиновыми трубками 8. На ступице 7 боковины 9 крепится звездочка 6 и подшипниковый узел 5. Для ручной намотки ка-

беля на ступице 7 предусмотрен квадрат, на который одевается рукоят-ка. Боковина 1 имеет полую ступицу 3 и звездочку 4, прикрепленную к ней болтами. Ступица 3 установлена в подшипниковом узле 2.

Кабелеукладчик (рис.15) предназначен для равномерной намотки кабеля на барабан. Направление кабеля на барабан осуществляется при-емной кареткой 1, на корпусе 2 которой установлены два вертикальных 3 и один горизонтальный 4 ролики.

В боковинах 6 кронштейна 5 установлена направляющая 7, по ко-торой с помощью ходового винта 8 перемещается каретка. Винт 8 име-ет правую и левую винтовые канавки, соединенные между собой на входе. Вращение винт 8 получает от звездочки 9, соединенной втулоч-но-роликовой цепью со звездочкой барабана.

Стойка, присоединенная к каретке болтами, имеет сухарь и на-правляющую втулку. Сухарь, входящий в винтовую канавку винта, обеспечивает возвратно-поступательное движение каретки. На барабане укладывается три-четыре слоя кабеля. Емкость барабана 200 м.

Привод кабельного барабана (рис.16) состоит из электродвигателя М мощностью 1,4 кВт, редуктора с передаточным числом 10 и цепной передачи 1. От барабана через цепную передачу 2 получает вращение ходовой винт кабелеукладчика, перемещающий его каретку 3 вдоль ба-рабана. Напряжение на кабель 5, наматываемый на барабан, подается от токосъемника 4. Вал электродвигателя М вращается в одном направле-нии (в сторону наматывания кабеля на барабан).

При движении станка вперед кабель сматывается с барабана под действием усилия от его натяжения, превосходящего усилие, создавае-мое двигателем М. При этом двигатель работает в режиме противовращения.

При движении станка назад кабель будет наматываться на бара-бан под действием усилия, создаваемого электродвигателем М и будет выбираться его слабина.

ГИДРОПРИВОД

Гидропривод обеспечивает работу гидроцилиндров механизма по-дачи (подъем и опускание патрона), зажим и разжим штанги в патроне, работу домкратов горизонтирования, подъем и опускание мачты, пово-рот кассеты, работу механизмов отвинчивания штанг, встряхивание ру-

кавных фильтров и открывание заслонок бункеров пылеуловителя, ци-клона и рукавных фильтров.

Распределение рабочей жидкости осуществляется гидрораспреде-лителями с электромагнитным управлением. Основная аппаратура, на-сосные установки, гидробак и фильтры размещены в машинном отде-лении. Гидроцилиндры и радиатор с вентилятором расположены за пределами кабины и машинного отделения (на открытом воздухе).

Гидробак выполнен из листа толщиной 3 мм и установлен вдоль продольной оси машины. Он крепится к платформе и боковой стенке машинного отделения. В нем имеется вертикальная сетчатая перего-родка, разделяющая сливной и всасывающий отсеки. В сливном отсеке расположен отстойник. Содержимое отстойника удаляется через спуск-ную пробку и спускной рукав. В гидробаке предусмотрены смотровые окна для определения уровня масла и воздушные фильтры-сапуны.

Вспомогательная и основная насосные установки расположены под гидробаком и рядом с ним. Для предотвращения опорожнения гид-ролиний при неработающих насосах установлены обратные клапаны.

Режимный блок, содержащий распределители, предназначен для разгрузки насосов при неработающих гидроцилиндрах и для подключе-ния насосов либо к гидроцилиндрам подачи и патрона (при бурении), либо к гидроцилиндрам, осуществляющим вспомогательные операции.

Предохранительный блок содержит предохранительный клапан и пружинный гидроаккумулятор, установленные на общей плите. Обрат-ный клапан встроен в поршень гидроаккумулятора. Предохранитель-ный клапан ограничивает давление основного насоса, а гидроаккумуля-тор служит для ограничения пульсации давления и усилия подачи при бурении.

Распределительный блок № 1 содержит распределители и предна-значен для индивидуального управления домкратами горизонтирова-ния. Сливная линия блока соединена с входом блока фильтров грубой очистки.

Распределительный блок № 2 содержит гидрораспределители, ко-торые служат для управления работой гидроцилиндров патрона и пода-чи. Каждый гидрораспределитель имеет сливную линию.

Распределительный блок № 3 имеет общую напорную линию с распределительным блоком № 1 и содержит распределители, служащие для управления гидроцилиндрами установки мачты, поворота кассеты,

механизма отвинчивания штанг, открывания заслонки бункеров пыле-уловителя, циклона и рукавных фильтров, а также привода встряхива-теля рукавных фильтров.

Датчик скорости бурения состоит из расходомера и тахогенерато-ра, соединенных муфтой. Показывающий прибор тахогенератора рас-положен в кабине на пульте управления.

Установка радиатора содержит электродвигатель с насаженным на его вал осевым вентилятором, тракторный радиатор и кожух.

Заправочная станция состоит из насоса с электродвигателем, фильтров грубой и тонкой очистки, манометра и напорного золотника, выполняющего функции предохранительного клапана. Станция имеет всасывающий и заправочный рукава.

Рисунки

к методическим указаниям

«Карьерные буровые станки 3СБШ-200-60 и 6СБШ-200-32»

Методические указания к лабораторному занятию по изучению конструкции карьерных буровых станков по дисциплине «Механическое оборудование карьеров»

для студентов направления 551800 специальности 170100

всех форм обучения

///////////////////////////////////