Monday, August 26, 2019

Днепропетровская обл., г. Кривой Рог ул. Орджоникидзе 1Г
тел/факс (056) 462-09-80 тел/многоканальный (067) 638-37-36

konsol Статьи Погружные пневмоударники


Консультант

Александр
Telephone number of Александр +30676383736

Maps

Даты

26.08 - Сегодня праздников и памятных дат нет.

Погружные пневмоударники

Главнейшим недостатком погружных перфораторов является недостаточная величина крутящего момента, что объясняется сравни тельно малым диаметром поршня. Даже наличие двух последовательно расположенных рабочих полостей цилиндра у перфораторов ПШ-20 и ПШ-50 не обеспечивает требующейся величины крутящего момента.

Указанный недостаток исключен у агрегатов с погружными пневмоударниками, у которых механизмом, работающим в скважине, производится только нанесение ударов по коронке. Вращение жо пневмоударника с закрепленной на нем коронкой осуществляется отдельным вращательным механизмом, расположенным вне сква­жины. Благодаря этому двигатель вращателя не ограничен габаритами и может иметь любую требуемую мощность.

Пневмоударник конструктивно проще погружного перфоратора,; более Надежен в работе, имеет меньше быстроизнашивающихси деталей.

Все современные пневмоударники работают на водо-воздушнон смеси, что упрощает конструкцию пневмоударника и штанг.

Пневмоударник по своему действию сходен с отбойным молотком. Поэтому в первых моделях пневмоударников было применено много конструктивных элементов, заимствованных у отбойных молотков, например механизм воздухораспределения с трехъярусным золот­ником, сверленые воздушные каналы в цилиндре и др.

В результате испытаний выяснилось, что такие механизмы воздухораспределения для пневмоударников не подходят — работают они ненадежно и быстро выходят из строя. Объясняется это тем, что пневмоударники в процессе эксплуатации подвергаются загрязнению, кроме того, пневмоударник в несколько раз мощнее отбойного мо лотка, поэтому детали золотникового механизма испытывают сильные ударные нагрузки и быстро разрушаются.

Самым приемлемым для пневмоударников оказался механизм воздухораспределения с плоским клапаном, обеспечивающий без­отказную работу машины на воздушно-водяной смеси.

Сверление воздушных каналов через весь цилиндр представляло собой очень сложную технологическую операцию; применение таких ницалов вызывало повышение толщины стенки цилиндра, т. е. Уменьшение рабочей площади поршня. Поэтому в пневмоударниках, так же как и в погружных перфораторах, воздушные каналы изготовляются часто в виде пазов, выфрезерованных на наружной по- иерхиости цилиндра и закрытых сверху напрессованной на цилиндр рубашкой. Такая конструкция также неудовлетворительна, так как рубашка при вращении пневмоударника в процессе бурения быстро истирается о стенки скважины. Поэтому в настоящее время получили широкое распространение различные модели безрубашечных пневмоудирников (например, П-1-75, М-48 и др.), у которых сжатый воздух подается в переднюю полость цилиндра по специальной осевой трубке или же по каналам, устроенным в поршне.

Наружная поверхность цилиндра в этом случае цементируется и калится до высокой твердости, что и предохраняет ее от износа. Для лучшей очистки забоя скважины от буровой пыли в послед­них конструкциях пневмоударников выхлопные отверстия сверлятся наклонно под углом 45°, причем половина отверстий направлена вперед к коронке, а другая — назад. Этим обеспечивается энергичная очистка скважины от шлама. Для выдувания шлама в период забу­ри мания скважины в торце цилиндра имеется небольшое отверстие дли подвода воздушно-водяной смеси к лезвиям коронки из перед­ней полости цилиндра.

Для уменьшения истирания наружной поверхности пневмоударуника в его головку впаиваются на равных расстояниях друг от друга шесть твердосплавных вставок.

Ввиду того что пневмоударник непрерывно вращается, резьбовые соединения его находятся в затянутом состоянии и никаких особых устройств для предохранения от саморазвинчивания не тре­буется.

В цилиндр пневмоударника в процессе бурения могут попасть пода и шлам, к тому же подвод смазки в рабочий цилиндр совер­шенно недостаточен, поэтому, если не принимать никаких мер, цилиндр будет быстро изнашиваться. Самым надежным способом на щиты от износа внутренней поверхности цилиндра является покрытие ее слоем пористого хрома. Исследования показали, что благо­даря такому покрытию срок службы цилиндра увеличивается в 3— 5 раз.

Рассмотрим устройство погружного пневмоударника М-1900, который состоит из следующих основных деталей: ци­линдра 1, поршня 2, головки 3, клапанного механизма 4, коронки 5 и шпонки 6.Погружной пневмоударник М-1900

 

 

 

 

 

Воздухораспределение осуществляется механизмом с плоским клапаном. Пневмоударник М-1900 работает только в том случае, когда он прижат к забою. При отходе пневмоударника от забоя поршень перемещает коронку 5 вперед и открывает этим окно 7, соединяя переднюю полость цилиндра с атмосферой. Благодаря этому клапан не может переброситься назад, поршень останавли­вается в крайнем переднем положении, а сжатый воздух, непрерывно поступая в заднюю полость цилиндра, выходит через выхлопные окна в скважину и производит ее продувку. Этим приемом поль­зуются для периодической энергичной очистки скважины.

Кроме того, имеется и постоянная продувка скважины воздушно-водяной смесью. Смесь по особому каналу цилиндра, минуя клапан­ный механизм, из головки пневмоударника поступает к передней части цилиндра, откуда через три небольших отверстия в торце подается на забой скважины к лезвиям коронки. Модификацией этой машины является пневмоударник МП-3, выпускаемый Кыштымским механическим заводом, отличающийся тем, что весь отра­ботанный воздух специальным каналом направляется к переднему торцу цилиндра и используется для очистки скважины.

Пневмоударник М-48 по принципу действия не отли­чается от пневмоударника М-1900, но конструктивное выполнение его иное. Он имеет кольцевой клапан 1. Воздушно-водяная смесь подается в переднюю полость цилиндра 2 по специальной трубке 3, расположенной по оси пневмоударника. Цилиндр не имеет продоль­ных воздушных каналов и наружной рубашки (быстрый износ рубашки является основным недостатком пневмоударника М-1900). Благодаря отсутствию наружных каналов у пневмоударника М-48 оказалось возможным уменьшить толщину стенки цилиндра и уве­личить диаметр поршня 4, повысив тем самым его мощность.

Погружной пневмоударник М-48

 

 

 

 

 

Криворожским НИГРИ разработан бесклапанный пневмоударник  П-1-75. В этом пневмоударнике распределение сжатого воздуха производится особыми каналами поршня и выточками внутренней поверхности цилиндра.

Пневмоударник II-1-75 состоит из цилиндра, в кото­ром помещается поршень. Передний и задний концы цилиндра закрыты передней и задней головками. В переднюю головку встав­ляется коронка, которая фиксируется шпонкой. В задней головке имеется конусная резьба для соединения пневмоударника со штангой.

Подача сжатого воздуха в рабочие камеры производится поршнем, радиальные каналы которого выходят против выточек цилиндра. Выхлоп отработанного воздуха производится по выточкам в поршне, которые сообщаются с выхлопными окнами при работе машины.

Продувка скважины производится отработанным воздухом, посту­пающим через 14 выхлопных отверстий пневмоударника, из них 7 имеют направление к забою и 7 — от забоя. Для очистки скважины при бурении имеется еще одно продувочное отверстие.

У пневмоударника П-1-75 увеличен объем передней и сравни­тельно невелик объем задней полости, что резко снижает противо­давление на поршень при рабочем ходе, а при обратном ходе пор­шень получает большой запас кинетической энергии. На половине обратного хода происходит впуск сжатого воздуха в заднюю полость цилиндра. При подходе поршня к крайнему заднему положению впускные отверстия перекрываются стенкой цилиндра и в задней полости образуется воздушный буфер, давление в котором повышается до 8—10 aт. Это обеспечивает значительное ускорение поршня при последующем прямом ходе.

Как видно, пневмоударник П-1-75 работает с частичным рас­ширением сжатого воздуха, чем и объясняется его сравнительно малый расход сжатого воздуха. Скорость бурения пневмоударником П-1-75 на 30—35% выше, чем пневмоударником М-1900.

В 1972 г. начинается серийное изготовление пневмоударника П-125; это безрубашечный пневмоударник с бесклапанной системой воздухораспределения, работающий на водо-воздушной смеси. Для соединения цилиндра с передней головкой и задней крышкой на ука­занных деталях имеются выточки полукруглого сечения, образующие винтовые линии. В эти выточки вставляется стальная проволока, выполняющая роль нитки резьбы. Такой способ соединения обеспе­чивает хорошее центрирование деталей, они сопрягаются друг с дру­гом по цилиндрическим поверхностям, шлифованным с высокой степенью точности и чистоты. Обычное резьбовое соединение, как известно, не может обеспечить центрирования деталей.

Коронка закрепляется в передней головке шарами, входящими в пазы на ее хвостовике и ограничивающими возможность продоль­ного перемещения коронки и поворота ее относительно оси вращения пневмоударника.

Подача сжатого воздуха в ту или иную полость цилиндра произ­водится по каналам поршня, поочередно подходящим к окнам воз­духораспределительной трубки. Выхлоп отработанного воздуха осуществляется через канал штока поршня и примыкающий к нему осевой канал коронки; таким образом происходит очистка забоя скважины от продуктов бурения. В цилиндре выхлопные окна отсут­ствуют, что надежно предохраняет весь механизм от попадания внутрь пыли и грязи.

Такое же устройство имеет и опытный пневмоударник П-200, предназначенный для бурения скважин диаметром 200 мм на откры­тых разработках.

Погружной пневмоударник М-32К, предназначенный для буре­ния скважин диаметром 155 мм, в конструктивном отношении подобен ударнику М-1900; так же и пневмоударник уменьшенного диа­метра М-29Т является конструктивным аналогом машины М-48.

Из зарубежных погружных машин следует отметить пневмо­ударник «Тандематик» американской фирмы «Ингерсол Ранд», пор­шень которого имеет две последовательно расположенные головки. Цилиндр специальными полукольцами разделен на две части, таким образом, каждая головка поршня работает как бы в отдельном цилиндре; благодаря такому устройству полезная площадь поршня увеличивается примерно в полтора раза. Воздухораспределение осуществляется кольцевым клапаном.

Особенностью пневмоударника ДНД-325А этой же фирмы является сравнительно большая длина поршня, равная по величине длине коронки, что обеспечивает более полную передачу ударной энергии от поршня к буровому инструменту.

Выше отмечалось, что некоторые иностранные фирмы для повы­шения производительности буровых работ начали выпускать станки, работающие на увеличенном до 17—34 aт. давлении сжатого воздуха. У пневмоударников, рассчитанных для работы на высоком давлении, воздухораспределение осуществляется по бесклапанной схеме, так как клапанный механизм работает в таких условиях неустойчиво.

Яндекс цитирования