УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В СМЁРЗШИХСЯ НАСЫПНЫХ ГРУЗАХ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПОЛУВАГОНАХ

Полезная модель относится к средствам механизации погрузочно-разгрузочных работ и может быть использована при выгрузке из железнодорожных полувагонов смерзшихся и слежавшихся навалочных грузов (угля, руды, кокса, флюсов, строительных материалов), поступающих на подъездные пути предприятий и разгружаемым на надбункерных решетках приемных бункеров стационарных роторных или боковых вагоноопрокидывателей.
Известны устройства для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах, содержащие портал, несущий подъемную раму, механизм подъема и опускания подъемной рамы с установленным на ней буром-штангой, на нижнем конце которого закреплен резец-коронка, а на другом посредством муфты привод (описания к авторским свидетельствам СССР №107148, класс 81e, 104, заявлено 14 февраля 1956 г., №1505865, B65G 67/24, 1989 г., описаний к патенту Российской Федерации №2203844, МПК B65G 67/24, 2003 г., описание к патенту Украины №48870, МПК B65G 67/24, 2010 г). - Недостатком известных устройств является большой расход энергии и разрушающего инструмента на бурение скважин.
Более эффективны для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах устройства ударно-вращательного действия (описание к авторскому свидетельству СССР №1701436, B23B 45/02, 1991 г., описания к патентам Российской Федерации №2247212, МПК E21B 6/02, 2005 г., №2148145, МПК E21B 6/02, 2000 г., №71369, МПК E21B 6/02, 2008 г, №69135, МПК E21B 6/02, 2007 г.). Общими недостатками этих устройств являются высокое энергопотребление, сложная конструкция возбудителя колебаний и устройства в целом, а также сложность использования их для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах.
Известно устройство для бурения скважин в смерзшихся навалочных грузах в железнодорожных полувагонах перед их разгрузкой, содержащее портал, несущий подъемную раму, с установленным на ней буром-штангой, на нижнем конце которого закреплен резец-коронка, а на другом посредством муфты привод, при этом на участке трособлочной системы между механизмом подъема и опускания и порталом установлен кулачковый механизм, состоящий из рамы, на которой смонтированы кулачковый вал с приводом, толкатель с направляющими роликами и натяжными блоками, воздействующими на трос, который опирается на два опорных блока для сообщения подъемной раме с бурофрезами возвратно-поступательного перемещения, при определенных соотношениях параметров кулачкового механизма и фрез (описание к патенту Российской Федерации №2116952, МПК B65G 67/24, 1998 г., прототип). Недостатком прототипа является сложная конструкция устройства возвратно-поступательного перемещения и сложность управления, обусловленная отсутствием автоматического регулирования режимных параметров бурения в зависимости от сопротивления внедрению бура-штанги в дробимый материал, например при разбуривании твердых включений, что влечет за собой увеличение расхода энергии и разрушающего инструмента.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование известного устройства путем изменения компоновки основных его узлов для упрощения конструкции, обеспечения автоматического регулирования режимных параметров бурения в зависимости от сопротивления внедрению бура-штанги в дробимый материал и повышения эффективности бурения отдельных скважин в смерзшихся навалочных грузах за счет снижения расхода энергии и разрушающего инструмента.
Поставленная задача решается следующим образом. В известном устройстве, содержащем портал, несущий подъемную раму, механизм подъема и опускания подъемной рамы с установленным на ней буром-штангой, на нижнем конце которого закреплен резец-коронка, а на верхнем посредством муфты привод, согласно полезной модели, устройство снабжено ударным механизмом, выполненным в виде, прикрепленного к подъемной раме, корпуса, по вертикальной оси которого на подшипниках с возможностью перемещения по этой оси относительно корпуса установлен бур-штанга с закрепленным на нем торцовым кулачком, расположенным между опорным подшипником, установленным внизу корпуса, и установленным вверху корпуса торцовым кулачком, профилированная поверхность которого обращена к профилированной поверхности торцового кулачка, закрепленного на буре-штанге с возможностью придания буру-штанге ударных импульсов для разбуривания твердых включений в смерзшемся грузе.
Более подробно сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен схематически общий вид ударного механизма предложенного устройства.
Устройство для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах содержит портал, несущий подъемную раму 1, механизм подъема и опускания подъемной рамы 1 (портал и механизм подъема и опускания подъемной рамы 1 на чертеже не показаны, так как хорошо известны. Они описаны и показаны в описании к патенту Украины на полезную модель №48870, в описаниях к авторским свидетельствам СССР №107148 и №1505865, описании к патенту Российской Федерации №2203844). К подъемной раме 1 прикреплен корпус 2 ударного механизма, по вертикальной оси 3 которого на подшипниках 4 и 5 с возможностью перемещения по этой оси 3 относительно корпуса 2 ударного механизма установлен бур-штанга 6 с закрепленным на нем торцовым кулачком 7. Торцовый кулачек 7 расположен между опорным подшипником 5, установленным внизу корпуса 2, и установленным вверху корпуса 2 торцовым кулачком 8, профилированная поверхность 9 которого обращена к профилированной поверхности 10 торцового кулачка 7, закрепленного на буре-штанге 6. На нижнем конце бура-штанги 6 закреплен резец-коронка 11, а на верхнем посредством муфты 12 привод 13.
Устройство работает следующим образом. Полувагон со смерзшимся грузом 14 подается маневровым устройством под портал. Включают* привод 13 бура-штанги 6 и растормаживают механизм подъема и опускания подъемной рамы 1. В результате подъемная рама 1 опускается под собственным весом вниз вместе с буром-штангой 6, который своим резцом-коронкой 11 бурит скважину диаметром 300-900 мм. При наличии в смерзшемся грузе 14 твердых включений и превышении направленной вверх силы сопротивления внедрению бура-штанги 6 в смерзшийся грузе 14 выше силы веса бура-штанги 6 с приводом 13, последние перемещаются относительно корпуса 2 ударного механизма до контакта профилированной поверхности 10 торцового кулачка 7 бура-штанги 6 с профилированной поверхностью 9 торцового кулачка 8 корпуса 2, придавая буру-штанге 6 ударные импульсы, необходимые для разбуривания твердых включений. Бур-штанга 6 начинает совершать возвратно-поступательные осевые перемещения, одновременно вращаясь. При этом вращающиеся резцы совершают удары по разрушаемому материалу. При снижении сопротивления перемещению буру-штанге 6 или при его отсутствии, например, при подъеме бура-штанги 6, последний вращается, но не совершает возвратно-поступательных движений. Использование предложенного устройства позволит расширить технологические возможности устройств для бурения скважин в смерзшихся насыпных грузах в железнодорожных полувагонах и повысить эффективность бурения за счет снижения расхода энергии и разрушающего инструмента.