Глава 3

мосферу через отверстие 17. Для удаления из шпура буровой мелочи в хвостовик через муфту боковой промывки 2 подают воду под давлением 0,6 МПа.

Рис. 3.21. Конструктивная схема гидравлического перфоратора фирмы «Атлас Копко» (Швеция)

Гидроперфораторы имеют целый ряд преимуществ перед пневматическими перфораторами: повышается в 1,5-2 раза скорость бурения за счет увеличения энергии удара (при равных габаритных размерах и массе давление энергоносителя современного гид­роперфоратора 15-25 Mlla); уменьшаются в 3-5 раз удельные энергозатраты;

увеличивается стойкость бурового инструмента за счет формирования гидроудар­ником более рационального ударного импульса;

повышается в 3-4 раза КПД передачи энергии (системы насос - гидроударник по сравнению с системой компрессор - пневмоударник);

уменьшается уровень шума в забое на 5-15 % за счет отсутствия выхлопа отрабо­танного воздуха;

появляется возможность автоматического обеспечения оптимальных режимов бурения в горных породах с различными физико-механическими свойствами за счет регулирова­ния энергии удара, частоты ударов, частоты вращения и усилия подачи буровой штанги; отсутствие масляного аэрозоля в забое выработки, что улучшает санитарно-гигиенические условия и видимость в забое. Внедрение на рудниках гидравлического бурового оборудования влечет за собой значи­тельное увеличение первоначальных затрат, но они довольно быстро окупятся за счет высокой производительности бурения и экономии энергии.

Большинство современных гидравлических бурильных головок вращательно-ударного и ударно-вращательного бурения имеют кинематически не связанные ударный и вращательный механизмы. Учитывая современную тенденцию к модульному проектированию машин, функ­циональные узлы гидравлических бурильных головок (ударный и вращательный) изготовляют­ся с различными режимными и силовыми параметрами, но с идентичными присоединительны­ми размерами. Это положение, в свою очередь, дает возможность сократить число выпускае­мых моделей, но за счет комбинаций функциональных узлов с различными параметрами полу-

126

Глава 3

чить широкий ряд модификаций гидроперфораторов, пригодных для бурения шпуров и сква­жин в породах с различными физико-механическими свойствами.

Таким образом, на сегодняшний день деление гидравлических бурильных головок на машины ударно-вращательные, вращательно-ударные и вращательные достаточно условное, так как соотношение между мощностью ударного механизма и вращателя можно изменять в достаточно широком диапазоне в зависимости от свойств буримых пород.

Для питания гидравлических бурильных головок рабочей жидкостью изготавливаются электрогидравлические силовые блоки, состоящие из двигателя и трех насосов для каждого функционального узла: ударника, вращателя и податчика. Для сглаживания пульсаций жидко­сти в напорной и сливной магистралях и предохранения шлангов от ударных нагрузок обычно устанавливают гидропневмоаккумуляторы, заполняемые инертным газом (азотом).

Распределительные механизмы гидроударников выполнены в виде золотников, различ­ных по конструкции и принципу действия. Все их можно подразделить на две группы - с золот­ником, управляемым принудительно, и с золотником, гидравлически связанным с движением поршня-ударника и работающим в автоматическом режиме. Последние можно подразделить на три группы: с полым цилиндрическим золотником, соосно расположенным с поршенем-ударником; с вынесенным золотником; с золотником, жестко связанным с поршнем-ударником (бесклапанное распределение). Регулирование длины хода поршня-ударника может быть осу­ществлено при распределении потока жидкости с помощью вынесенного золотника.

Гидравлическая схема бурильной головки с принудительным управлением золотника приведена на рис. 3.22. Буровая штанга 1 вращается гидродвигателем 17 через зубчатые колеса 18 и 19. Золотник 9 кинематически связан с зубчатым колесом 19 колесами 2, б, 16 и валом 3 и, следовательно, вращается совместно с буровой штангой. Вращающийся золотник 9 имеет на­порные 15 и сливные 12 окна, смещенные относительно друг друга на половину шага. При со­вмещении напорных окон 15 с соответствующими окнами в корпусе золотниковой коробки 10 жидкость из линии питания 8 поступает в камеру 11, и поршень-ударник 5 совершает рабочий ход, в конце которого наносит удар по хвостовику буровой штанги 1.

Рис. 3.22. Гидросхема перфоратора с принудительным управлением работой ударного механизма (фирма «СИГ» Швейцария)

127