Конструкция и эксплуатация перфораторов

. Конструкция и эксплуатация перфораторов. Как организовать дистанционное обучение во время карантина? Помогает проект «Инфоурок» Практическое занятие №1. Тема . Конструкция и эксплуатация перфораторов. Цель занятия. Ознакомить студентов с конструкцией и эксплуатацией перфораторов. Оснащение занятия: для занятия необходимо иметь чертежи, модели механизмов, презентации на тему: «Горнопроходческие машины и механизмы». План практического занятия. Назначение и область применения перфораторов. Технические параметры перфораторов. Правила эксплуатации перфораторов. Перфораторы ручные, телескопные и колонко вые. Ручные перфораторы изготовляют массой до 33 кг. Работа ими осуществляется с пневмоподдержек или непосредственно с рук. Телескопные перфораторы имеют массу до 47 кг и применя ются для бурения шпуров, направленных вверх, в породах раз личной крепости. Отличительная особенность их конструкции — наличие телескопического устройства, служащего для механиче ской подачи перфоратора на забой, а также для установки его в определенном положении. Колонковые перфораторы из-за большой их массы устанав ливают на манипуляторах бурильной машины или на колонках. Они имеют механическую подачу, осуществляемую автоподат чиками, что позволяет одному бурильщику обслуживать два и более перфоратора. Ручные перфораторы предназначены для бурения шпуров глубиной до 4 м с пневмоподдержки или с руки в породах с коэффициентом крепости до 20 (табл.1). Для очистки шпуров при бурении в перфораторах предусмотрено устройство для промывки и продувки буровой мелочи. Таблица 1. Техническая характеристика переносных перфораторов серии ПП. Энергия удара, Дж. Частота ударов, с -1. Крутящий момент, Н·м. Давление сжатого воздуха, МПа. Удельный расход воздуха, м 3 /мин. Длина перфоратора, мм. Диаметр шпуров, мм. Глубина бурения, м. Размеры хвостовика буровой штанги, мм. Примечание . В – с осевой промывкой; ВБ – с боковой промывкой; С – для бурения шпуров в обводненных породах при проходке стволов шахт. Телескопические перфораторы предназначены для бурения шпуров глубиной до 15 м при проходке восстающих выработок и при креплении анкерной крепью в породах высокой крепости, где по техническим условиям невозможно применить другие молотки или сверла. Таблица 2 . Техническая характеристика телескопических перфораторов. Число ударов поршня в мин. Работа удара, кг·м. Крутящий момент, Н·м. Расход воздуха, м 2 /мин. Скорость враще- ния бура, об/м. Диаметр воздуш- ного шланга, мм. Диаметр водяного шланга, мм. Способ удаления буровой мелочи. Длина перфоратора, мм. Величина подачи телескопа, мм. Подъемная сила телескопа, Н. Колонковые перфораторы предназначены для бурения шпуров и скважин диаметром 40-85 мм и глубиной до 40 м. Техническая характеристика колонковых перфораторов приведена в табл. 3. Колонковые перфораторы довольно большой массы при бурении используются только совместно с манипуляторами и установочными приспособлениями. Манипуляторы устанавливаются на погрузочных машинах или специальных каретках. Колонковые перфораторы приспособлены для бурения с промывкой, а также имеют устройство для интенсивной продувки скважин. Таблица 3. Техническая характеристика колонковых перфораторов. Число ударов поршня в минуту. Крутящий момент, Н·м. Скорость вращения бура, об/мин. Расход сжатого воздуха, м 3 /мин. Диаметр воздушного шланга, мм. Длина перфоратора, мм. Масса перфоратора, кг. Ход пневмоподатчика, мм. Осевое сцепление пневмоподатчика, кг. Длина податчика, мм. Масса податчика, кг. Масса колонки, кг. Гидравлические перфораторы используются в шахтном строительстве не так широко, как пневмо- и электромашины, так как это сравнительно новое оборудование. Гидравлические перфораторы предназначены для бурения шпуров диаметром 43-65 мм по породам крепостью до f = 20. Перфораторы этого типа предназначены для бурения крепких пород, так как у них более высокие энергетические параметры, чем у пневматических машин и давление рабочей среды в 25-30 раз выше. Перфоратор может работать, как от гидропривода погрузочных машин, комбайнов и других машин, так и от индивидуальных насосных установок. Таблица 4. Технические характеристики гидроперфораторов серии 200 ГП. Энергия удара максимальная, Дж. Частота ударов при мак симальной энергии, Гц. Пределы регулирования частоты ударов, Гц. Крутящий момент максимальный, Н·м. Частота вращения мак- симальная, мин -1. Давление жидкости, МПа. 2. Конструкция перфораторов. Перфоратор состоит из ударного, поворотного и воздухорас пределительного механизмов. В цилиндре ударного механизма под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступа тельные движения поршень-ударник, наносящий удары по хвостовику бура, который поворачивается механизмом поворо та Попеременный впуск сжатого воздуха в заднюю и переднюю полости цилиндра производится воздухораспределительным механизмом. Перфораторы ПРЗОВ и ПРЗОВБ предназначены для бурения горизонтальных и наклонных шпуров в породах средней крепо сти и крепких, перфораторы ПП54В, ПП54ВБ и ПР20В — в по родах средней и малой крепости. Для очистки шпура от буро вой мелочи в перфораторах ПРЗОВ, ПП54В и ПР20В предусмот рена центральная, в перфораторах ПРЗОВБ, ПП54ВБ — боковая подача воды в канал бура. Перфораторы с центральной пода чей воды, кроме того, имеют устройство для кратковременной интенсивной продувки шпура воздухом. В момент такой продув ки ударный механизм перфоратора не работает. Эти перфора торы снабжены блокировочным устройством, обеспечивающим автоматическое включение и отключение подачи воды при запу ске и остановке перфоратора. Перфоратор ПРЗОВС предназна чен для бурения нисходящих шпуров при проходке обводненных шахтных стволов и, кроме интенсивной продувки, снабжен устройством для усиленной продувки шпура, в процессе работы перфоратора. Перфоратор ПРЗОВП предназначен для бурения шпуров с пылеотсосом по каналу бура. Перечисленные перфораторы аналогичны по конструкции. Базовой моделью является перфоратор ПРЗОВ (рис. 2.2), кото рый состоит из цилиндра 1, ствола 2 и задней крышки 3, соединенных между собой стяжными болтами 4 с гайками. Поршень- ударник 5 под действием сжатого воздуха, попеременно поступающего с одной или с другой стороны его поршневой части, со вершает возвратно-поступательное движение в цилиндре. Направление подачи сжатого воздуха переключается клапанным воздухораспределительным устройством 6. В конце рабочего хода поршень-ударник штоком наносит удар по хвостовику бу ра, затем, совершая обратный ход, с помощью механизма 7 поворачивает его на некоторый угол. Для удаления буровой мелочи из шпура перфоратор снабжен промывочным устройством 8. К стволу прикреплен буродержателъ 9, служащий для центрирования бура во время работы и извлечения его из шпу ра. Глушитель шума 10 выполнен из резины, установлен над выхлопной горловиной и может поворачиваться относительно ее оси для отвода от бурильщика выхлопной струи. Для поддержания перфоратора во время работы и гашений вибраций он закрепляется на виброгасящем устройстве 11. По следнее представляет собой раму, сваренную из труб и связанную с корпусом перфоратора виброгасящими пружинами 12. Для закрепления перфоратора на пневмоподдержке служит кронштейн 13. Усилие подачи от пневмоподдержки или от рукоятки 14 передается перфо ратору через пружины. Сжатый воздух поступает в перфоратор через кран 15, вы полненный в виде пустотелого конуса с радиальным отверсти ем. Рукоятка крана имеет че тыре фиксированных положе ния: «Стоп» — доступ воздуха перекрыт, перфоратор не работает; «Забуривание»— воздух поступает в ограниченном количестве, перфоратор работает не на полную мощность; «Полная работа» — доступ воздуху открыт полностью, пер форатор работает на полную мощность; «Интенсивная продувка» — сжатый воздух по обводному каналу 16 подается в канал бура, поршень-ударник при этом не подвижен. Устройства для установки перфораторов. Для облегчения труда бурильщика и увеличения производи тельности используют пневмоподдержки, распорные колонки и манипуляторы. Пневмоподдержки предназначены для поддержания перфо раторов при бурении горизонтальных и восстающих шпуров. Пневмоподдержка (рис. 2.7) представляет собой пневмоци линдр / с автономным впуском сжатого воздуха. Выдвижной шток 2 пневмоподдержки упирается в почву шпорой, а перфо ратор 3 закрепляется на верхней головке пневмоцилиндра. Сжа тый воздух подается по рукавам 4 и 5 через автомасленку 6, а промывочная жидкость — по рукаву 7. Пневмоподдержки имеют массу до 18 кг, ход штока до 1 м и усилие раздвижки, регулируемое от 0 до 1,2 кН. Раздвигающая пневмоподдержку сила может быть разложе на на две составляющие. Вертикальная составляющая численно равна массе перфоратора, горизонтальная осуществляет подачу перфоратора на забой. Изменение усилия раздвижки и его со ставляющих, что необходимо по мере углубления шпура, произ водят регулировкой количества сжатого воздуха, поступающего в цилиндр. Винтовые распорные колонки. Все типы применяемых на практике распорных колонок представляют собой винтовой дом крат и состоят из винта и трубы с внутренней резьбой. Верти кальные винтовые колонки раскрепляют между почвой и кров лей), горизонтальные — между боками выработки. Манипуляторы служат для установки тяжелых буровых ма шин с автоподатчиками на погрузочной машине или на специ альной буровой тележке. На погрузочной машине могут быть установлены несъемные или съемные манипуляторы. Съемные манипуляторы вместе с буровыми машинами перед началом бу рения монтируют на погрузочной машине, а после обуривания демонтируют. Более совершенны несъемные гидрофицированные манипуляторы. Буровой инструмент. Инструментом перфораторов является бур, который может быть цельным или со съемной коронкой. Цельные буры в настоящее время не применяют из-за их низкой стойкости. Состав ной бур представляет собой штангу со съемной породоразру шающей коронкой, армированной твердым сплавом. Штанги изготовляют из шестигранной или из круглой пусто телой буровой стали. Длина штанг и их число в комплекте зави сят от типа перфоратора, глубины бурения и крепости буримых пород. Для телескопных и колонковых перфораторов длина за бурника и разница в длине между двумя ближайшими по раз меру бурами принимается в зависимости от хода податчика и бывает обычно в пределах от 0,5 до 1 м. При длинноходовых податчиках используется один бур необходимой длины. Органом, разрушающим породу, является съемная коронка. Коронку со штангой соединяют самотормозящим коническим со единением, выполненным в виде конического отверстия в корон ке и конической головки на штанге. По форме коронки бывают долотчатыми, трехперыми и кре стовыми (рис. 2.8), которые армируют пластинками (коронки типа КДП, КТП, ККП) или штырями (коронки типа КДШ, КТШ, ККШ) из твердого сплава. Для обеспечения высокопро изводительной работы, в зависимости от горно-геологических условий, рекомендуется применять следующие типы буровых ко ронок: при бурении шпуров в монолитных породах с коэффициентом крепости f 8 — долотчатые коронки; при бурении шпуров в трещиноватых породах всех категорий крепости, а также для забуривания — крестовые или трехперые коронки. Угол заострения коронки зависит от крепости пород и бы вает от 90 до 120°. По условиям стойкости лезвия коронки меньшие углы заострения применяют для мягких пород, боль шие — для крепких. Эксплуатация перфораторов. При ведении буровых работ необходимо стремиться к тому, чтобы применялся наиболее целесообразный тип бурильной ма шины для соответствующих условий и крепости горных пород. Перфораторы следует применять при крепости пород с f свы ше 6, при меньшей крепости выгоднее применять сверла. Бурение необходимо производить с соблюдением соответст вующих правил техники безопасности. Так, работы ручного пер форатора при давлении воздуха более 0,5 МПа и при неисправ ных глушителях шума или виброгасящем устройстве не допуска ются. Все соединения рукавов должны быть надежными во из бежание их срывов и возможного травмирования обслуживающего персонала. При забуривании и бурении нельзя поддержи вать штангу руками. Работу разрешается вести только при исправном перфораторе в шумозащитных наушниках и виброзащитных рукавицах. Разборка перфоратора в шахте не допускается; осмотр, промывку и ремонт, связанные с его разборкой, производят в шахт ной мастерской не реже одного раза в месяц. Во избежание неполадок во время работы, а также для уве личения срока службы и предотвращения преждевременного износа деталей перфоратора его необходимо своевременно промывать и смазывать в соответствии с рекомендациями заводской инструкции по эксплуатации. При получении перфоратор необходимо проверить, а во время работы руководствоваться следующими основными прави лами. Перед присоединением перфоратора рукав следует продуть; сжатый воздух очистить от механических примесей и влаги. Во время работы перфоратор нужно держать так, чтобы ось бура совпадала с осью шпура. При несоблюдении этого правила воз можны поломка хвостовика бура и преждевременный износ по воротной буксы. Вытаскивать бур следует только буродержа телем при замедленной работе; застрявшие буры из шпура вы нимать специально предназначенным для этой цели ключом. Забуривать шпур необходимо коронкой наибольшего диамет ра; диаметр каждой из последующих коронок должен быть меньше диаметра предыдущей на 1,5 — 2 мм. Минимальный диа метр коронки принимается на 1,5 — 2 мм больше диаметра пат рона взрывчатого вещества. Получать и хранить коронки следу ет рассортированными по диаметрам. При работе коронками, армированными пластинками твердых сплавов, не разрешается допускать износ коронки по диаметру более чем на 1,5 мм От соединять перфоратор следует после перекрытия воздуха. Наиболее часто встречающиеся неисправности перфораторов аналогичны неисправностям отбойных молотков. Прочие непо ладки перфораторов, их причины и способы устранения приво дятся в руководствах по эксплуатации. Борьба с пылеобразованием. В связи с вредностью пыли для здоровья людей бурение шпуров разрешается только с приме нением промывки или эффективных пылеулавливающих уст ройств. При бурении с промывкой вода к перфоратору подается по шахтному водопроводу, а при его отсутствии — от водонапорно го бака или насосом. Средний расход воды составляет 6 — 8 л/мин и зависит от скорости бурения, характеристики породы и диаметра шпура при бурении шпуров диаметром 42 — 45 мм для обеспечения нормальной работы расход промывочной жид кости должен составлять около 20 — 25 л на 1 м шпуров. Давление воды в подводящем рукаве должно быть не менее 0,2 МПа. Сухое пылеулавливание в сравнении с промывкой водой ме нее эффективно, поэтому применяется, как правило, только в удаленных и восстающих выработках. Контрольные задания для самостоятельной работе студента. 1. Назначение и область применения перфораторов . 2. Технические параметры перфораторов . 3. Конструкция перфораторов . 4. Правила эксплуатации отбойных молотков. Рекомендуемая литература. 1. Скоробогатов С.В., Куколь В.В. Горнопроходческие и строительные машины. Учебник для техникумов. М., Недра, 1985, -262 с. 2. Малевич Н.А. Горнопроходческие машины и комплексы. Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 1980, 384 с. 3. Кирсанов А.Н., Зиненко В.П., Кардыш В.Г. Буровые машины и механизмы. М., Недра, 1981.-448 с. 4. Михайлов Ю.И. Кантович Л.И. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1975,-425с.