книги из ГПНТБ / Ассонов В.А. Буровзрывные работы учебное пособие для горных техникумов

Набойник служит для формования лезвий бура и имеет

форму, обратную форме головки бура. Для каждой формы и раз­ меров головки бура должен быть соответствующий набойник. На рис. 63, а показан набойник для крестовой формы головки бура. Перед заправкой головки набойник вставляют в патрон го­

ризонтального молотка, где он зажимается при помощи пружины.

При установке набойника необходимо тщательно отрегулировать величину хода молотка.'Ход набойника должен быть не больше

половины диаметра головки бура. Если ход будет больше, то уда­

ры станут слишком сильны, смогут привести к поломке и, наобо­ рот, если ход набойника будет мал, то удары будут слишком слабы.

Зажимные матрицы (рис. 63, б) предназначаются для зажима стали при изготовлении головки. Они имеют в торце рас­ ширяющееся отверстие конической формы. Угол наклона стенок матрицы составляет. 14°, что соответствует углу схода перьев го­ ловки бура.

Матрицы состоят из двух частей — верхней 1, укрепляемой в верхней части станка, и нижней 2, укрепляемой на наковальне. Для образования двойного угла схода перьев коронки бура в 5— 14° лицевое отверстие сложенных двух половин матриц должно быть на 5 мм больше диаметра наибольшей головки бура или на

2 мм больше наибольшего набойника. Для головок с одним углом

схода перьев лицевое отверстие матриц должно быть на 1,5—2 мм

больше диаметра наибольшей головки бура.

140

правильную толщину и располагаться так, чтобы между ними имелось достаточное пространство, через которое выходит буро­ вая мука во время бурения. Формовочные матрицы состоят из двух половин 1 и 2 с выточками 3 и 4 на каждой половине. При опуска­ нии молота с вложенными формовочными матрицами между двумя их половинами образуется щель 5, ширина которой равна толщине пера головки бура. Неровная зазубренная часть формовочных матриц предназначается для исправления и заострения углов го­

ловки бура, если они почему-либо выходят тупыми.

Калибровочные матрицы (рис63, г) применяются для достижения после заправки точного диаметра и пятиградусного уклона перьев. Калибровочные матрицы состоят из двух половин,

имеющих кривые поверхности с уклоном вдоль матриц. Нижняя часть матриц снабжена рейкой 1 с делениями и замком 2; по рейке может передвигаться прибор для калибровки головки соответст­ вующего размера.

Пробойник служит для пробивания отверстий в головке бура,

а нож — для разрубания стали.

Для изготовления или заправки хвостовиков применяется сле­ дующий рабочий инструмент (рис. 63, д): две половинки одинаковых зажимных матриц /, две половинки вкладышей 2, за­

крепляемых шпильками 3 в зажимной матрице, две половинки плунжера 4, который может свободно передвигаться в матрицах,

набойник 5 с ровной торцовой поверхностью, обжимка 6 со штиф­ том 7 для расширения отверстий в буровой стали. Обжимки слу­ жат для закругления конца стальной заготовки.

Заправку буров на станках выполняют в следующем порядке. Бур вставляют в зажимные матрицы и горизонтальным молотком с набойником оформляют вчерне лезвие головки; бур вынимают из зажимных матриц, кладут в формовочные матрицы и формуют легкими ударами вертикального молота, поворачивая бур после

каждого удара на 90°, затем его вновь помещают в зажимные мат­ рицы и штампуют до полного заполнения конуса матрицы головкой

бура1. Затем бур вторично формуют в матрицах. После формовки бур доводят до нужных размеров в калибровочных матрицах, пос­

ле чего в головке бура пробойником пробивают отверстие для про­ хода сжатого воздуха.

Отжиг буров, т. е. медленное охлаждение в среде с низкой теплопроводностью, применяют перед закалкой для придания буро­ вой стали мелкокристаллической структуры и уничтожения внутрен­ них напряжений, образующихся при нагревании и заправке. Для отжига нагретую до температуры 750—800° головку бура погружа­ ют в сухую гашеную известь на глубину 300—400 мм и оставляют

там на 1,5—2 часа. За это время бур охлаждается и сталь снова приобретает мелкокристаллическую структуру.

Заправленные головки буров подвергаются закалке для прида­ ния головке, главным образом ее лезвиям, наибольшей твердости.

1 Если бур заправляют без обрубания головки, то штампование ведут сразу до полного заполнения конуса матрицы буром.

142

Процесс закалки состоит в нагревании головки до температуры 700—800° и затем в быстром охлаждении в водяной ванне.

Закалочная ванна (рис. 64) имеет две трубки — водопроводную

1 диаметром 19 мм с 2-миллиметровыми отверстиями на расстоя­

нии 25 мм одно от другого и воздухопроводную 2 диаметром 12 мм

с 1-миллиметровыми отверстиями также на расстоянии 25 мм друг от друга. Воздухопроводная трубка проходит по дну ванны, а во­ допроводная — посередине ванны. Вода, протекающая по водопро­ водной трубке, распределяется по всей ванне и интенсивно переме­ шивается сжатым воздухом из воздухопроводной трубки. Трубка 3

для стока воды, устанавливаемая посередине ванны, имеет подвиж­ ное соединение для изменения уровня воды в ванне и выпуска ее через трубу 4.

Рис. 64. Закалочные ванны:

а — для головок буров; б — для хвостовиков

Решетку 5 для ванны изготовляют из старых железных листов толщиной 12—15 мм\ диаметр отверстий 10—20 мм, промежутки между ними 5—7 мм. Ванну делают из железа или железобетона длиной 1,5—2 м, шириной и высотой 0,3—0,4 м.

Продолжительность закалки в среднем 6 мин., глубина погру­ жения не более 20 мм. Закалка производится до появления на го­ ловке так называемых «цветов побежалости» (быстрого изменения цветов от голубого до фиолетового).

Хвостовик бура, нагретый до 700— 800°, для закалки погружа­ ют на 10 сек. на глубину 15—20 мм в ванну с моторным или транс­ форматорным маслом при температуре 15—20° и после чего закан­ чивают закалку в воде.

143

Для закалки хвостовиков применяют масляную ванну (рис. 64, б) с водяным охлаждением. Она состоит из двух железных

баков: внешнего /—для воды размером 900X600X500 мм и внут­ реннего 2—для масла размером 750X450X350 мм.

В масляном баке устанавливается решетка 3, на которую опи­ раются хвостовики при закалке. Трубка 4 служит для стока излиш­

ней воды или замены ее. По трубке 5 вода поступает в ванну из

бака.

Для повышения твердости поверхностного слоя головки бура

при сохранении вязкости ее внутренней части применяют цемента­

цию. Процесс цементации состоит в том, что головку бура прокали­ вают при высокой температуре с веществами, содержащими угле­ род. Такие вещества называют карбюризаторами. Наиболее активными карбюризаторами являются циан и его соединения — цианистый калий, желтая кровяная соль, цианамид кальция.

Глубина цементации головки от 0,1 до 0,2 мм.

Приемка заправленных или новых буров производится в следу­ ющем порядке. Проверяют степень закалки головки и хвостовика, а также размеры головок и соответствие их калибру и длине бура.

Головка бура на высоту до 20 мм не должна поддаваться царапа­ нию напильником. Хорошо заправленные хвостовики поддаются ис­ тиранию только от очень острого напильника. Режущие част]/ го­

ловки бура должны иметь светло-серый цвет.

Профили хвостовиков и их размеры должны строго соответст­ вовать размерам втулок бурильных молотков и их форме. Разница в длине хвостовика и втулки допустима не более 1 мм.

Форма головки должна быть правильной, а грани хвостовика

строго параллельны друг другу. Искривленные буры подлежат

отбраковке. Радиус закругления буртика хвостовика должен быть не более 3 мм.

Производительность бурозапровочных станков в смену (в шт.): при изготовлении новых буров 118, заправке затупленных буров— 348, заправке старых буров с отрубанием головки 242, изготовле­ нии хвостовиков 229.

При ручной заправке норма выработки в смену на бригаду из двух человек (в шт.): при изготовлении новых буров с долотчатой головкой 38, крестовой — 28, при заправке затупленных буров с до­ лотчатой головкой 119, крестовой 80.

Расход буровой стали на одну заправку в зависимости от диа­ метра:

В табл. 26 приведены данные по расходу материалов на заправ­ ку буров, исходя из условия, что из общего количества заправляе­ мых буров 60% падает на заправку старых буров, 30% — на изго­

товление новых головок и 10% —на изготовление хвостовиков.

144

Таблица 26

§ 34. Армирование буров твердыми сплавами

При армировании буров для пневматического ударного бурения используются металло-керамические твердые сплавы типа победи­

тов. Их состав приведен в табл. 27.

ответствующего цвета Удельный нес твердых спла-

вов 14—14,5

Головку бура высаживают на бурозаправочном станке. Отвер­

стие для продувания воздуха при однодолотчатой форме помещают сбоку головки бура. Перед армированием внутренний канал бура тщательно очищают от грязи и песка продувкой сжатым воздухом или промывкой водой. Затем конец бура на длину 60—70 леи на­ гревают в горне до температуры 900—950°, после чего на плоских формовочных матрицах отковывают заготовку долотчатой формы. В калибровочных матрицах заготовке придают необходимый раз­ мер. Затем производят отжиг бура.

В соответствии с формой пластинки сплава в заготовке выби­ рают паз на фрезерном или токарном станке с допуском 0,2— 0,5 мм. После фрезерования из паза удаляют оставшиеся уголки и

заусеницы с помощью зубила и напильника. Пластинку сплава перед впайкой в головку бура тщательно шлифуют на карборундо­ вых кругах. Пайку пластинки производят латунью в муфельных или

нефтяных вертикальных печах, а при отсутствии этих печей — в

обычных нефтяных горнах. Латунную проволоку для пайки вводят в бур до нагрева или после нагрева. При расплавлении проволока заполняет зазоры паза бура. Для пайки в момент нагревания бура до температуры 700° (перед плавлением латуни) в паз вводят буру. После пайки бур медленно охлаждают в гашеной извести.

Головку бура с впаяной пластинкой обдирают и затачивают

на точильных станках: вначале на алундовых, затем на экстракарборундовых.

Для армирования буров твердыми сплавами необходимо иметь станки: горизонтальный фрезерный, точильно-обдирочный с 1 400—

146

Температура долота в момент окончания нагрева должна быть 950—1050°; температуру нагрева определяют при помощи термо­ электрических пирометров или других приборов. При небольших объемах заправочных работ можно определять температуру на­ грева по цвету раскаленной стали.

Для нагревания долот перед закалкой в больших механизиро­

ванных мастерских служат ванны с электрическим подогревом,

содержащие расплавленный металл или соли. Одна из таких ванн СП-2-35 показана на рис. 66. Она представляет собой шестигран-

Рис. 86. Соляная ванна для нагрева долот перед закалкой

ную ванну 1, образованную огнеупорной шамотной кладкой 2. Для подвода тока в нее опущены симметрично расположенные три железных электрода 3. Печь имеет металлический кожух 4 и теп­ лоизоляционную засыпку 5 (например, шлак). Для лучшей тепло­

148

изоляции внутренней части печи между кожухом и теплоизоляцион. ной засыпкой имеется воздушное пространство 6.

Электрическая энергия превращается в тепловую и нагревает расплавленную соль, которая в свою очередь нагревает долото, опу­ щенное в ванну. Печи такого типа почти не имеют потерь тепла и поэтому экономичнее других.. Кроме того, они обеспечивают быст­ рый и равномерный нагрев долота, исключающий перегрев. В таких печах можно хорошо контролировать температуру.

В соляных ваннах употребляются различные кристаллические

технические соли или смеси солей. Наиболее часто применяются: хлористый калий и натрий, селитра и хлористый барий, температу­ ра плавления которых находится в пределах от 740 до 950°.

Для предохранения долот от обезуглероживающего действия солей в ванну добавляется отдельными порциями около 3—4% желтой кровяной соли или 3% ферросилиция. Смесь соли и ферро­

силиция должна составляться таким образом, чтобы расплавленная

масса в ванне при рабочей температуре получилась наиболее жид­ кой, но без парообразования.

При установке электродов надо следить за тем, чтобы концы их не доходили до дна ванны на 10—20 мм. Электроды не должны касаться внутреннего каркаса и внешнего корпуса,

Футеровку ванны следует тщательно просушивать. Соляная ван­ на снабжается специальным трехфазным трансформатором. Корпус трансформатора и кожух печи должны быть надежно заземлены.

Заправка затупленных долот для станков ударно-канатного бу­

рения включает посадку головки с одновременной штамповкой и обжим головки до требуемых размеров с. одновременной обделкой ее граней и закалку.

Штамповку и обжим долота производят вручную или на долото­ заправочных станках. Последнее время получили широкое распро­

странение электрические долотозаправочные станки ДС-1. Этот станок (рис. 67) состоит из металлической рамы 1, на который установлены все приводные и рабочие механизмы. Станок приводится в движение о г электродвигателя 2. При помощи ре­ менной передачи 3 вращается шкив 4, который посредством колен­ чатого вала с ползунком 5 приводит в качательное движение ко­ ленчатый рычаг 6 вокруг оси 7; с рычагом 6 шарнирно соединена штанга 8, на конце которой укреплен набойник 9. В результате качательного движения коленчатого рычага штанга с набойником при своем возвратно-поступательном движении, производит высад­

ку головки долота 10 и штамповку лезвия. Набойник делает

600 уд/мин.

Обжимку головки долота и точную калибровку ее производят при помощи радиально-эксцентрикового молота 11, который приво­ дится в движение шкивом 12 с ползунком 13 и коленчатым рыча­ гом 14. Вертикальный молот также делает около 600 уд/мин. Коленчатые рычаги 6 и 14 снабжены амортизаторами 15 и 16. Штанга 8 подвешена к тягам с помощью резиновых втулок 17 и 18.

149