БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ

Колонковые электросверла

Область применения и конструкция электросверл. Колонковые электросверла применяют для бурения шпуров в горизонтальных и наклонных выработках в породах с коэффициентом крепости f = =3-г - 10 по шкале проф. М. М. Протодьяконова.

Колонковые электросверла имеют массу до 120 кг, мощность — до 4,5 кет, крутящий момент на патроне — до 4500 кГсм (440 нм), скорость вращения патрона — от 56 до 1000 об/мин, поступательное движение бура —от 0,9 до 5 мм за каждый оборот бура в зависи­мости от крепости породы и осевое усилие на резец — до 1500 кГ (14600 н).

Наиболее широкое распространение. получили электросверла ЭБК-2А и ЭБК-5, выпускаемые Конотопеким заводом.

Колонковое электросверло ЭБК-5 (рис. 105) имеет следующее устройство. В корпусе из алюминиевого сплава - помещаются элек­тродвигатель, редуктор, шпиндель или ходовой винт, переключатель переднего-заднего хода шпинделя и контроллер.

Двухскоростной (1500 и 3000 об! мин) асинхронный электродви­гатель трехфазного тока 380 в с короткозамкнутым ротором разме­щен в нижней части корпуса 1, прикрываемого передней и задней крышками. Шпиндель 2 с патроном 3 проходит в верхней части корпуса. С задней стороны в целях безопасности шпиндель закрыт защитной трубой 4. К корпусу электросверла прикреплены с боков две цапфы, служащие для закрепления электросверла на колонке или манипуляторе.

Электросверла ЭБК-5 и ЭБК-2А имеют дифференциально-вин­товой механизм подачи шпинделя на забой.

Кинематическая схема электросверла показана на рис. 106. От двигателя 1 через роторную шестерню 2 и через две пары промежу­точных шестерен 3—4 и 5—6 вращение передается шпиндельной шестерне 7 и втулке 8, вращающей шпиндель 9 посредством двух шлицев, входящих в шлицевые канавки шпинделя. На шпинделе 9 закреплен патрон 10. Шпиндель имеет левую двухзаходную лен­точную резьбу с шагом витка 20 мм. Передний конец шпинделя проходит сквозь гайку 11, соединенную с шестерней 12. Гайка за­креплена в подшипнике так, что поступательного движения не име­ет, вращательное движение она получает от промежуточного вали­ка 13 через шестерни 12 и 14. Промежуточные шестерни 6 и 5 вме­сте с кулачковой муфтой 16 закреплены на общей втулке, свободно сидящей на промежуточном валике 13. Вращаясь свободно вокруг промежуточного валика 13 и не увлекая его с собой, они передают вращение только шпинделю через шестерню 7 и втулку 8. На зад­нем конце промежуточного валика 13 находится узел переключа­теля с кулачковой муфтой 15, могущей передвигаться вдоль ва­лика 13.

Когда переключатель с кулачковой муфтой 15 находится в переднем положении, муфта 15 входит в зацепление с муфтой 16 и при вращении последней вращается от нее вместе с валиком 13. Шестерня 14, закрепленная на переднем конце валика, передает вращение шестерне 12 и'гайке 11.

Шпиндель и гайка вращаются при бурении шпура вправо. Пере­даточное число от шестерни 14 к шестерне 12 большее, чем от шестерни 6 к шестерне 7, а потому гайка вращается быстрее шпин­деля и заставляет его (поскольку на нем левая резьба) выдвигать­ся вперед.

Таким образом, шпиндель, вращаясь, одновременно подается вперед и заставляет резец бура внедряться в породу.

Для подачи шпинделя назад надо затормозить гайку 11. Это до­стигается тем, что кулачковая муфта переключателя выводится из зацепления и оттягивается назад до упора в заднюю крышку кор­пуса и таким способом затормаживается. При этом прекращается вращение валика 13 с шестерней 14 и шестерни 12 с гайкой 11, а шпиндель, продолжая вращаться, быстро подается назад.

Если кулачковая муфта 15 переключателя будет выведена из зацепления с кулачковой муфтой 16, но не будет прижата к крыш­ке корпуса, то шпиндель, вращаясь, не будет иметь поступатель­ного движения ни вперед, ни назад. В этом случае будет холостой ход шпинделя. Перестановка переключателя с муфтой 15 на хо­лостой или на задний ход производится с помощью рукоятки 17 Скорость подачи шпинделя определяется по формуле

£>Ш = і (Пт —пш), мм/мин. (95)

Где t — длина шага резьбы шпинделя, мм; пт—-скоростьвращения гайки, об/мин; пш — скорость вращения шпинделя, об/мин.

Электросверло ЭБК-5 имеет скорость вращения шпинделя от 60 до 420 об/мин и скорость подачи от 0,88 до 2,88 мм на один оборот шпинделя; максимальная длина хода шпинделя 870 мм. Скорость вращения и скорость подачи шпинделя изменяются путем смены шестерен в редукторе. Изменяя с помощью трехпозиционного пере­ключателя число пар полюсов в электродвигателе, можно на ходу (без замены шестерен в редукторе) вдвое уменьшить скорость вра­щения ротора и шпинделя. Это дает возможность вести забурива - ние на тихом ходу.

Чтобы при бурении в крепких породах (f = 8-bl0) не проис­ходило проскальзывание фрикциона, последний снабжен пружи­ной, обеспечивающей нормальную подачу шпинделя при осевом усилии до 1500 кГ. Осевое усилие регулируется зажатием пружи­ны, которое можно изменять на ходу регулятором. Мощность дви­гателя 3,8 и 4,6 кет, масса электросверла 110 кг.

Электросверло ЭБК-2А имеет односкоростной двигатель мощ­ностью 2,7 кет, скорость вращения и усилие подачи шпинделя на ходу не регулируются, масса 120 кг.

К недостаткам электросверл относятся: их большая масса, ма­лая длина хода шпинделя и невозможность широкого регулирова­ния скорости вращения и подачи шпинделя на ходу.

Техническая характеристика колонковых электросверл приведе­на в табл. 7 приложения.

Конотопский завод «Красный металлист» подготовил к серий­ному выпуску новый тип колонкового электросверла с независимой гидравлической подачей шпинделя. Осевое усилие может изме­няться на ходу от 200 до 1500 кГ, а скорость подачи шпинделя от 0 до 1,5 м/мин в зависимости от крепости породы.

Эксплуатация колонковых электросверл. При бурении шпуров колонковые электросверла могут быть закреплены на вертикаль­ной или горизонтальной колонке или на манипуляторе.

Если электросверло установлено на колонке, то место для ко­лонки следует выбирать так, чтобы с одной установки можно было пробурить возможно больше шпуров, так как перестановка колон­ки занимает 20—40 мин.

В настоящее время для установки колонковых электросверл широко применяют манипуляторы, позволяющие крепить электро­сверла к породопогрузочным машинам (заводы-изготовители по­родопогрузочных машин поставляют их с манипуляторами). Ма­нипулятор крепится к борту погрузочной машины (см. рис. 105) у переднего ее конца с помощью двух кронштейнов 5, несущих ко­роткую вертикальную колонку 6, к нижнему концу которой шарнир­но прикреплена стрела 7.

На стреле закреплен хомут, к которому шарнирно крепится винт 8. На верхнем конце колонки шарнирно укреплена труба 9 с обоймой 10, в которой заключена гайка с наружной червячной резьбой; внутрь этой гайки ввинчивается винт 8. При вращении гайки вправо или влево стрела поднимается или опускается. Гайка вращается от червячного винта с помощью рукоятки 11.

На конце стрелы имеется вертлюг 12 для электросверла. В хо­мутах вертлюга закреплены цапфы электросверла. Манипулятор вместе с колонкой 6 может поворачиваться в горизонтальной плос­кости. Электросверло вместе с вертлюгом может перемещаться вокруг вертикальной оси, проходящей через зажимной винт. Для бурения шпуров самого нижнего ряда вертлюг вместе с электро­сверлом поворачивают вокруг оси стрелы 7 так, что электросверле оказывается висящим под стрелой. К погрузочной машине крепят­ся два манипулятора — по одному с каждой стороны. Таким об­разом, одновременно в работе могут быть два электросверла. Ма­нипулятор позволяет обурить забой высотой до 3 ж и шириной до 2,5 м. При двух манипуляторах можно обуривать забой шириной до 4 м. Наименьшая высота бурения от почвы 100 мм.

- Снятие-и установку манипулятора и сверла два рабочих выпол­няют за 5—10 мин. Ручное перемещение стрелы манипулятора яв­ляется большим недостатком. Намечается выпуск манипуляторов с механическим перемещением стрелы.

Средняя производительность колонковых электросверл ЭБК-5 и ЭБК-2А составляет: по глинистому сланцу (f = 4) 25—-40 м/смену, по песчанику (f = 6) 15—25 м! смену. Квалифицированные буриль­щики при хорошо организованной работе пробуривают за смену до 70—120 м по глинистому сланцу.

В породах с коэффициентом крепости f = 6 —=— 10_ целесообразно применять бурение с промывкой. Хронометражные наблюдения по­казывают, что скорость мокрого бурения по мелкозернистому пес­чанику (f = 6-т - 8) на 75% выше, чем сухого; стойкость резцов повышается в 2—3 раза. Опыт применения мокрого бурения на шахтах Луганской области подтверждает технико-экономические преимущества его перед сухим бурением в крепких породах (f = = бч-Ю).