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

Следовательно, вращающееся тело кольцеобразной формы в отношении кинетической энергии проявляет себя так же, как мас­ са М, сконцентрированная в точке С (рис. 29).

Расстояние точки С от оси вращения называют радиусом инер­ ции телар, a Matey, сконцентрированную в точке С, — приведенной массой ТИпр.

Таким образом, для резца кольцеобразной формы

Радиус инерции — такой р.адиус, для которого приведенная мас­ са имеет величину, равную .величине действительной массы тела.

Суммарная кинетическая энергия всего бурового агрегата будет равна:

А =ЛП + ДК= + 2~2/г2р2Мпр. (21)

Из этой формулы можно сделать чрезвычайно важный вывод,

что количество кинетической энергии, передаваемое на забой шпу­ ра, прямо пропорционально квадрату числа оборотов. Эта энер­ гия, за исключением небольших потерь, будет полностью расходо­ ваться на полезную работу разрушения породы и на дальнейшее углубление забоя шпура.

Такой вывод можно сделать не только при работе кольцевыми

резцами, но и при использовании плоских.

59

кожухом, редуктора, выключателя с вводной муфтой, смонтирован­

ного в камере корпуса. Для удержания сверла во время работы корпус имеет две рукоятки, покрытые резиной. Ротор закреплен

на валу 5, который установлен в двух шарикоподшипниках 6 и 7.

Рис. 30. Электросверло ЭР-5

На конце вала ротора закреплена роторная шестерня 8, от ко­ торой через шестерни 9, 10 и 11 вращение передается шпинделю 12.

В шпинделе имеется глухое осевое отверстие диаметром 20 мм и

глубиной 72 мм для помещения хвостовика штанги бура 13 с рез­ цом 14.

Отверстие ,в перпендикулярном направлении к оси шпинделя перекрывается захватом, который запрессован в овальное отвер­ стие шпинделя и служит для крепления хвостовика штанги бура.

Такое крепление требует тщательной подгонки хвостовика по

шаблону, так как неплотная посадка вызывает вибрацию бура и электросверла, утомляющую рабочего. Для усовершенствования конструкции на внутренней поверхности осевого отверстия патрона

сделаны спиральные пазы. К выключателю электросверла электри­ ческий ток подводится по гибкому четырехжильному кабелю через изолирующий вкладыш, без -которого эксплуатация электрических сверл не допустима, так как возможно короткое замыкание.

Электросверло ЭРП-5 отличается от электросверла ЭР-5 наличи­

ем автоматической подачи (рис. 31), которая осуществляется от

вала ротора электродвигателя через цилиндрические шестерни 1,2,3, 4,5 и 6, червячную пару винта 7 и колеса 8, закрепленного шпонкой на валике 9, и коническую шайбу (фрикцион) 10. Последняя может свободно перемещаться на валике 9 вдоль шпонки и входить в ко­ ническую расточку расширенной части втулки барабана 11. При на­ винчивании маховика 12 на валик коническая шайба соприкасается

60

с поверхностью конической расточки расширенной части (втулки барабана. Вследствие возникающей силы трения между конически­ ми поверхностями втулка начинает вращаться вместе с бараба­ ном. На барабан наматывается трос 13 (диаметром 3 мм), на кон­ це которого имеется крюк 14, закрепляемый за неподвижную ко­

лонку или стойку, установленную у забоя выработки.

При наматывании троса одновре­ менно с бурением осуществляется

автоматическая и равномерная по­ дача сверла. Скорость подачи свер­

сверла с ручной подачей. Электросверла,установленные на

колонке и имеющие механическую подачу, называются колонковыми. Они предназначены для бурения го­

На валу электродвигателя насаже­ на шестерня 8, входящая в зацепление с шестерней 9, укреплен­

ной на промежуточном валике 10. На последний насажена

гой осуществляется шестернями 13 и 14. Шестерня 13 сидит на шести

шлицах промежуточного валика 10 и может перемещаться по ним при помощи рукоятки управления 15, штока 16 с упорной пружиной и вилкой 17. Шестерня 14 через фрикционную дисковую муфту 18

61

Рис. 32. Колонковое электросверло ЭКМ-2

а — общий вид; б — кинетическая схема

62

приводит во вращение гайку подачи 19. Степень сжатия дисковой муфты регулируется гайкой через пружину.

В положении I рукоятка управления включает рабочий ход шпинделя; при этом шестерня 13 находится на шлицах валика 10 и вращает шестерню 14, а через нее и фрикционную муфту 18-, одно­ временно вращается также гайка подачи 19. Благодаря этому винт 3 вместе с буровой штангой 5 подаются вперед (рабочий ход).

В положении II рукоятка включает холостой ход шпинделя; при этом шестерня 13 смещается со шлицов, оставаясь в зацеплении с

шестерней 14. Фланец шестерни 13, касаясь тормозного кольца 20, передает шестерне 14 небольшой момент, достаточный для того,

чтобы она вращалась с одинаковым со шпинделем числом оборотов.

В положении III рукоятка включает маневровый ход шпинделя

по направлению, противоположному рабочему ходу; в этом случае

‘шестерня 13 прижимается фланцем к тормозному кольцу 20 и оста­ навливается, прекращая вращение шестерни 14 и гайки подачи 19.

Электродвигатель сверла заключен в ребристый кожух, соеди­ ненный с корпусом редуктора фланцевым соединением и обдувае­ мый вентилятором, насаженным на его валу. В корпусе электро­ двигателя в отдельной камере помещается переключатель, при помощи которого электродвигатель пускается в ход, останавлива­ ется и реверсируется. Управление электросверлом дистанционное

через реверсивный магнитный пускатель МРБ-1. Ток к электро­ сверлу подводят гибким кабелем ГРШ 6X2,5 мм2.

Для получения различной скорости вращения и подачи шпинде­ ля шестерни 8, 9, И и 12 можно менять. Электросверло ЭКМ-2

можно использовать при бурении VIII и IX категорий крепости,

причем при бурении в породах VIII категории крепости рекоменду­

ется скорость подачи 245—450, а IX категории — 100—175 мм)мин.

На Кузнецком заводе выпущен породный электробур ПЭБ-2М с гидравлической подачей, предназначенный для бурения шпуров с промывкой при проведении горизонтальных и слабонаклонных вы­ работок в породах средней крепости (IX категории). Основными отличительными особенностями этого электробура являются: не­ зависимая от вращения шестерни гидравлическая подача, которая имеет скорость до 2 м!мин при рабочем давлении бура на забой шпура до 500—600 кг, возможность изменения усилия подачи и скорости вращения в зависимости от крепости горных пород, повы­ шенная мощность электродвигателя (часовая мощность до 6,3 кет, мощность, при котовой электродвигатель работает длительное вре­

мя, до 4,5 кет); применение промывки шпура водой, которая не только предохраняет резец от нагревания, но и уменьшает пылеобразование и увеличивает скорость бурения.

В целях внедрения вращательного бурения в крепких породах Свердловским горным институтом сконструировано сверло, рабо­ тающее на сверхвысоких скоростях. При таких скоростях разруше­ ние шпура происходит при незначительной толщине снимаемого слоя породы и небольшом осевом давлении электросверла; при

63

Таблица 12

Техническая характеристика ручных и колонковых электросверл

При бурении электросверлом с высокочастотным электродвига­

телем мощностью 0,25 кет с числом оборотов 8 400 об/мин скорость

бурения осталась такой же, как при бурении электросверлом с двигателем мощностью 1 кет с числом оборотов 700 об/мин.

Недостатком высокочастотных электросверл является необходи­

мость установки специальных преобразователей частоты. Кроме то­ го, при бурении такими электросверлами выделяется много пыли, поэтому требуются специальные меры для пылеулавливания.

Техническая характеристика различных марок ручных и колон­ ковых электросверл дается ,в табл. 12.

Число оборотов шпинделя, колонкового электросверла при смен­ ных шестернях будет равно (в об/мин): ЭБК-ЗА—98 и 201; ЭКМ-2— 208, 265, 350 и 455; ЭБК-2М—125 и 300; ИЭБ-2М—610 и 100. Ско­

рость подачи при сменных шестернях (в мм/мин): ЭБК-ЗА—88 и 181; ЭКМ-2—120, 158, 210 и 273; ЭБК-2М—112 и 272; скорость об­ ратного' хода у колонкового электросверла ЭСГП-ЗА—от 0 до

6 000 mmImuh.

§ 13. Установочные приспособления для электросверл

При бурении в подземных условиях электросверла устанавлива­ ются на специальные приспособления, которые отечественные заво­

ды выпускают двух типов: распорные колонки и так называемые манипуляторы, смонтированные на раме погрузочной машины и имеющие приспособления для установки на них электросверл или пневматических перфораторов,

Распорная колонка КЭБ-2 (рис. 33) состоит из нижней 1 и вер­ хней 2 вилкообразных рам, сваренных из труб. Верхняя часть рамы входит в нижнюю и закрепляется в требуемом положении двумя штырями 3, вставленными в отверстия, имеющиеся на верхней и нижней рамах. Нижняя рама имеет упор 4, а верхняя — гайку 5 с винтом 6, при помощи которого верхняя рама колонок распирается между почвой и кровлей выработки. Для большей жесткости верх­ няя часть нижней рамы связана поперечиной 7. На трубах нижней рамы имеются серьги 8 и 9, удерживаемые на требуемой высоте штырями 10. Электросверло укрепляют в серьгах, которые скре­ пляют между собой специальной чекой, продеваемой через обе серьги. Колонку ставят упором 4 на деревянную колодку, а верх­ нюю раму .выдвигают до упора острия винта 6 в кровлю.

Выдвинутая верхняя рама закрепляется в этом положении

штырями, а упорный винт 6 вывинчивается до отказа.

В соответствии с намеченным расположением шпуров в забое

устанавливают серьги на трубах нижней рамы и закрепляют в этом положении штырями 10, подвешенными к ним на цепочках.

Закрепив нижние серьги и приподняв несколько верхние серьги,

устанавливают в гнезда нижних серег цапфы электросверла. Уста­ новив таким образом электросверло, опускают верхние серьги и специальной чекой с замком соединяют их вместе.

Вес колонки КЭБ-2 35 кг. Наибольшая высота 2 400 мм, а

наименьшая 1 464 мм.

Рис. 33. Распорная колонка КЭБ-2

Манипулятор МБИ-5у. Применение колонок для электросверл

хотя и облегчает труд бурильщика, однако требует больших за­ трат времени на установку и перестановку колонки. Кузнецким филиалом б. Гипроуглемаша была разработана конструкция нового приспособления— манипулятора, смонтированного на поро­ допогрузочной машине.

Преимущества такого приспособления в том, что при подготов­ ке к бурению последующего шпура при работе с колонки занято

66

двое рабочих, а при работе с манипуляторов перестановку буриль­ ной машины от одного шпура к другому производит один рабочий. Кроме того, при работе с манипуляторов проходческая сменная

бригада может состоять из трех человек вместо четырех. Все это обеспечивает повышение производительности рабочего примерно на 45%.

Изготовляемые в последнее время Днепропетровским заводом породопогрузочные машины ЭПМ-1, ЭПМ-3 и др. поставляются комплектно с манипуляторами. Большой вес породопогрузочной

машины обеспечивает возможность бурения шпуров без укрепле­ ния ее в выработке.

На каждой породопогрузочной машине могут быть установле­ ны два, а в некоторых случаях три манипулятора. Это допускает групповое бурение шпуров, что значительно сокращает продолжи­ тельность проходческого цикла. Легкость разборки манипулятора позволяет быстро устанавливать его на машине перед бурением и снимать перед погрузкой.

На рис. 34 показана породопогрузочная машина ЭПМ-1 с уста­ новленными на ней манипуляторами МБИ-5у. Манипулятор выпол­ нен из металлических труб, которые шарнирно соединены между собой и могут занимать различное положение по отношению к за­ бою. Он состоит из стрелы 1 с вертлюгом 2 и ручкой 3 для закреп­ ления его; в вертлюге укрепляется электросверло 4, стрела с ко­ лонкой 5 соединяется вилкой 6, в которой стрела укрепляется стяжным болтом. На болт насажена собачка, входящая в паз на стреле и удерживающая ее от поворота во время бурения. Колон­ ка укрепляется на кронштейнах 7, которые крепятся болтами к плитам 8 стенок погрузочной машины. Подъемный механизм, пред­ назначенный для подъема и опускания электросверла, состоит из

червячного механизма 9 и рукоятки 10. В шестерню червячного ме­ ханизма входит винт с полукруглой резьбой. При вращении руко­

ятки, посаженной на квадратную выточку червяка, винт ввинчи­ вается по часовой стрелке, и электросверло поднимается; при вра­ щении рукоятки в обратную сторону электросверло опускается.

Подъемный механизм одним концом трубы закрепляется вилкой 11 на колонке, другим при помощи хомута 12—на стреле.

Шарнирное соединение хомута с винтом подъемного механизма производится болтом. На манипуляторе могут устанавливаться

электросверла следующих марок: ЭБК-2М, ЭБК-ЗА, ЭБК-2 и

пневматические перфораторы КЦМ-4, ОМ-506Л и др.

Вес манипулятора с электросверлом 263 кг, наибольшая высота бурения от почвы 3 000 мм, наименьшая 100 мм, площадь обури­ вания 14,5 м2.

§ 14. Буровой инструмент

При бурении электросверлами разрушение породы производится резцом, который закрепляется на буровой штанге. Буровые штанги делаются из ромбической стали сечением 30X16 и 35X18 мм и

Рис. 34. Породопогрузочная машина ЭПМ-1 с манипулятором

Положения I — для бурения верхнего и II ■— для бурения нижнего угловых шпуров

68