перфораторы. Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам Горные машины и оборудование и Горные машины и оборудование подземных разработок для студентов специальностей 150402, 130404 Составитель Л. Ф. Кожухов
 Скачать 6.64 Mb.
|
1 2 Федеральное агентство по образованию Филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ в г. Прокопьевск Кафедра технологии и комплексной механизации горных работ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПЕРЕНОСНЫЕ ПЕРФОРАТОРЫ Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам Горные машины и оборудование и Горные машины и оборудование подземных разработок для студентов специальностей 150402, 130404 Составитель Л.Ф.КОЖУХОВ Утверждены на заседании кафедры Протокол № 11 от 03.10.07 г. Рекомендованы к печати ученым советом филиала Электронная копия находится в библиотеке ФГОУ ВПО КузГТУ ГП Прокопьевск 2007 - 2 - СОДЕРЖАНИЕ ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ФОРМА ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 2. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕНОСНЫХ ПЕРФОРАТОРОВ 3. УСТРОЙСТВО ПЕРФОРАТОРОВ 3.1. Ударный механизм 3.2. Пусковое устройство перфоратора 3.3. Воздухораспределительные устройства 3.3.1. Золотниковое воздухораспределительное устройство 3.3.2. Клапанное воздухораспределительное устройство 3.4. Механизм поворота бура 3.5. Устройства для удаления из шпура буровой мелочи 3.6. Глушители шума 3.7. Виброзащитные устройства 3.8. Смазочные устройства 4. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ 5. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПОДДЕРЖКИ 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПЕРФОРАТОРОВ Контрольные вопросы для самопроверки Рекомендательный библиографический список ПРИЛОЖЕНИЯ Рис. 1. Перфоратор переносной пневматический с центральной промывкой типа ПП63В. Рис. 2. Узлы перфоратора. Риса. Золотниковое воздухораспределительное устройство (рабочий ход. Рис. б. Золотниковое воздухораспределительное устройство ( холостой ход. Рис. Перфоратор переносной пневматический с боковой промывкой типа ПП63ВБ. Риса. Клапанное воздухораспределительное устройство (рабочий ход. Рис. б. Клапанное воздухораспределительное устройство (холостой ход. Рис. 6. Перфоратор с золотниковым воздухораспределением типа ПП63СВП Рис. 7. Схемы монтажа переносного перфоратора при различных устройствах очистки шпура от буровой пыли. Рис. 8. Глушитель шума конструкции завода "Пневматика. Рис. 9. Виброгасящая каретка типа КВУ1. Рис. 10. Магистральная автоматическая масленка типа МА. Рис. 11. Хвостовики шестигранных буров с центральной и боковой подачей - 3 - воды для промывки. Рис. 12. Буры (штанги) переносных перфораторов. Рис. 13. Штанги (буры) перфораторов и бурильных головок Рис. 14. Буровые коронки. Рис. 15. Буровые коронки, армированные круглыми твердосплавными вставками с полусферической вершиной. Рис. 16 .Пневмоподдержка типа П - 4 - ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Целью данной работы являются закрепление знаний, полученных в теоретической части курса по устройству и принципу работы перфораторов, а также приобретение практических навыков по обслуживанию и ремонту пневматических переносных перфораторов. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ Изучение переносных перфораторов производится в форме лабораторной работы по специально подготовленным чертежами натурным образцам деталей, основных узлов и перфораторов в целом. Задачами лабораторного занятия являются - изучение устройства и конструктивных особенностей пневматических переносных перфораторов и принципа их действия - проведение сравнительного анализа воздухораспределительных устройств и систем пылеподавления перфораторов - изучение применяемого бурового инструмента - сборка и разборка перфораторов - анализ рабочих параметров перфораторов на основе измерения их конструктивных размеров - умение включать в различных режимах и выключать перфоратор. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Выполнение лабораторной работы Пневматические переносные перфораторы по дисциплинам Горные машины и оборудование и Горные машины и оборудование подземных разработок производится в лаборатории Горных машин. Работа допускается только при строгом соблюдении правил техники безопасности и под наблюдением преподавателя. Перед началом занятий в лаборатории все студенты должны пройти первичный инструктаж по технике безопасности. Студенты должны заранее ознакомиться с описанием работы и устройством перфораторов и их основных узлов. Перед началом работы преподавателем производится проверка готовности студентов к работе. При работе непосредственно с перфораторами необходимо соблюдать следующие правила - разборку и сборку перфораторов осуществлять только на лабораторном столе - пользоваться только исправным инструментом - тяжелые детали и узлы перфораторов устанавливать в специальные при Настоящие методические указания к лабораторной работе разработаны на основе материалов файлового архива Санкт-Петербургского горного института http://www.spmi.ru/download/perforator.zip - 5 - способления, предотвращающие их падение со стола. ФОРМА ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ Защита лабораторной работы производится в устной форме по чертежам (плакатами натурным образцам деталей и узлов перфораторов. Опрос производится по прилагаемым в конце методических указаний контрольным вопросам. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Пневматический переносной перфоратор представляет собой бурильную машину ударного действия и предназначен для бурения шпуров в крепких породах (коэффициент крепости 3 f = 8 20). Принцип работы перфоратора заключается в совершении поршнем-ударником под действием сжатого воздуха возвратно-поступательных движений и нанесения последовательных ударов по торцу бурового инструмента. Для уменьшения количества выпускаемых типоразмеров пневматических перфораторов был разработан ГОСТ Р 51246-99 на переносные перфораторы, где в качестве главного параметра принята энергия удара поршня перфоратора и, согласно которому, предусмотрен выпуск перфораторов с энергией удара 36; 54 и 63 Дж (табл. 1). Таблица 1 Основные параметры и типоразмеры перфораторов Наименование параметра Норма для типоразмера 36 54 63 Энергия удара, Дж, не менее Частота ударов, сне менее Крутящий момент, Нм, не менее Номинальное давление сжатого воздуха, МПа Удельный расход воздуха, мс кВт, не более Масса, кг, не более Внутренний диаметр рукава, мм подводящего воздух подводящего промывочную жидкость отсасывающего пыль 36 22 20 54 38 33 0,5 0,029 28 25 12,5 25 63 52 32 (2) Под шпуром понимается искусственная цилиндрическая полость в горной породе диаметром до 75 мм и глубиной дом) Коэффициент крепости горных пород f — по шкале проф. ММ. Протодьяконова. Метод определения коэффициента — по ГОСТ 21153.1. - 6 - Условное обозначение перфоратора составляется последующей структуре Х...Х XX Х...Х X XXX Обозначение стандарта Климатическое исполнение указывают только для тропиков) Модификация (одна или несколько букв) Типоразмер Обозначение перфоратора Буквы модификации обозначают В – пылеподавление водой при бурении (осевая подача воды Б - боковая подача воды в буровой инструмент для промывки шпура С – усиленная продувка шпура сжатым воздухом Пс центральным пылеотсосом шлама из шпура СВП – очистка шпура горячим воздухом с последующим выносом коагулированной пыли в виде гранул (при бурении вечномерзлых россыпей Северо- Востока). Например Перфоратор СППБ63 ГОСТ Р 51246—99 Тоже, с пылеподавлением водой Перфоратор СППБ63 В ГОСТ Р 51246-99 Тоже, в тропическом исполнении Перфоратор СППБ63 BIT ГОСТ Р 51246- 99. Наугольных и горнорудных предприятиях России получили распространение следующие типы перфораторов (табл. 2): 7 Таблица 2 Основные параметры и типоразмеры применяемых перфораторов Перфоратор ПП36В2 ПП54В2 ПП54ВБ2 ПП63В2 ПП63ВБ2 ПП63С2 ПП63С2Р ПП63П1 ПП60НВ ПП80НВ ССПБ-1К Энергия удара Дж, не менее 40 54 63,74 60 76 63 Частота ударов, сне менее 40 38,33 30 40 33 32 Тип вращателя отсутствует планетарный, независимый Крутящий момент на буровом инструменте, Нм, не менее 20 26,5 26,5 30 45 30 Удельный расход воздуха, м 3 с -1 кВт -1 , не более 0,029 Номинальное давление, МПа 0,5 Внутренний диаметр воздушного рукава, мм 25 25 25 Внутренний диаметр водяного рукава, мм 12.5 12.5 12.5 Размеры хвостовика буровой штанги, мм Шестигранник Длина 22 108 25 108 25 108 22 или 25 22 или 25 22 или 25 Длина, мм 700 820 860 860 900 730 830 830 635 700 750 Масса перфоратора, кг 24 31,5 32 22 31,5 31,5 8 Перфораторы ПП36, ПП54 и ПП63 ударно-поворотного действия не имеют специального привода для вращения бурового инструмента вовремя работы перфоратора, а поворот бурового инструмента на угол = 15 20° перед каждым последующим ударом обеспечивается вовремя обратного хода поршня-ударника перфоратора. Перфораторы ПП60НВ, ПП80НВ и ССПБ-1К ударно-вращательного действия. В отличие от перфораторов ударно-поворотного действия в них используется независимый раздельный привод удара и вращения, что позволяет производить бурение шпуров в широком диапазоне режимов бурения - сильный удар, слабое вращение (забуривание); - сильный удар, сильное вращение (бурение - только вращение (бурение в мягких породах и при извлечении штанги из шпура - интенсивная продувка. Пневматические перфораторы ПП36, ПП54 и ПП63 выпускает завод Пневматика (г. Санкт-Петербург), а ССПБ, ПП60НВ и ПП80НВ производственное объединение "Туламашзавод". 2. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕНОСНЫХ ПЕРФОРАТОРОВ Переносные перфораторы предназначены для бурения горизонтальных и наклонных шпуров с применением пневматических поддержек или других установочно-подающих устройств при проведении горных выработок, добыче полезных ископаемых и других буровзрывных работах по породам c коэффициентом крепости по шкале проф. ММ. Протодьяконова f от 6 до 20. Перфоратор ПП36В2 (заменяет ПР, ПР, ПП36В, ПП36В1) предназначен для бурения шпуров диаметром до 40 мм глубиной дох метров в породах с коэффициентом крепости до 12 по шкале проф. ММ. Протодья- конова, а также разбуривания негабаритных блоков пород. Для пылеподав- ления и очистки шпура от бурового шлама применена система центральной осевой) промывки посредством металлической трубки с внутренним отверстием мм, проходящей вдоль оси перфоратора. Перфораторы с центральной промывкой имеют постоянный поддув воздуха по кольцевому зазору между воздушной и водяной трубками для предотвращения попадания воды внутрь перфоратора. Перфоратор ПП54В2 (заменяет ПР, ПР, ПП54В, ПП54В1) предназначен для бурения шпуров диаметром до 46 мм глубиной дом в породах с коэффициентом крепости до 14, имеет центральную промывку. Перфоратор ПП54ВБ2 – в отличие от перфоратора ПП54В2 имеет так называемую боковую промывку, при которой подвод воды осуществляется непосредственно к буровой штанге сбоку посредством специальной муфты с манжетами, надеваемой на удлиненный хвостовик буровой штанги, имеющий цилиндрическую часть, с радиальными отверстиями, по которым вода поступает в осевой канал бура. Боковая промывка, благодаря проходному отверстию мм, позволяет увеличить давление и расход воды, подводимой к буру, а также исключает попадание воды внутрь перфоратора. Режим Интенсивная продувка отсутствует. Перфоратор ПП63В2 (заменяет бывшие ПР, ПП63В, ПП63В1) предназначен бурения шпуров диаметром до 46 мм глубиной дом в породах с коэффициентом крепости до 20, имеет центральную промывку. Помимо режима Интенсивная продувка ПП63В2 имеет устройство регулируемой усиленной продувки, действующее постоянно при работе перфоратора. Продувка осуществляется по металлической трубке с внутренним отверстием диаметром 10 мм, проходящей вдоль оси перфоратора. Виброгасящая каретка имеет более мягкие пружины. Перфоратор ПП63ВБ2 – тоже, что и ПП63В2, но имеет боковую промывку. Режим Интенсивная продувка отсутствует. Перфоратор ПП63С2 (заменяет ПП63С, ПП63С1) предназначен для бурения нисходящих шпуров с рук при проходке обводненных шахтных стволов. Система промывки отсутствует. Пылеподавление осуществляется наличием естественной обводненности забоя ствола. Перфоратор ПП63С2Р (заменяет ПП63СВП) – применяется в условиях, где промывка водой невозможна из-за отрицательных температурили по технологическим причинам. Как и перфоратор ПП63С2 имеет устройство регулируемой усиленной продувки, действующее постоянно при работе перфоратора. Применяется преимущественно в северных районах при разработке россыпных месторождений. Имеет обогреваемую рукоятку, нагреваемую, сжимаемым поршнем-ударником, горячим воздухом. Система промывки отсутствует. Перфоратор ПП63П1 (заменяет ПП63П) - в отличие от перфоратора ПП63С2Р предназначен для бурения шпуров в породах средней крепости и крепких с применением пылеотсоса, осуществляемого по центральной трубке с внутренним отверстием диаметром 10 мм, соединенной со штуцером, выходящим наружу, для присоединения рукава, соединяемого с пылеуловителем. Отсос пыли осуществляется за счет вакуума, создаваемого эжектором пылеуловителя. Системы промывки, продувки и режим Интенсивная продувка отсутствуют. Имеется обогреваемая рукоятка. Пневматический перфоратор ПП60НВ предназначен для бурения горизонтальных и наклонных шпуров диаметром 32-40 мм глубиной до 2 метров в горных породах и других материалах крепостью до 15 ед. по шкале проф. М.М.Протодьяконова, преимущественно в карьерных условиях. Пневматический перфоратор повышенной мощности ПП80НВ предназначен для бурения горизонтальных и наклонных шпуров диаметром до 46 мм и глубиной до 9 метров в горных породах и других материалах крепостью до 20 ед. по шкале проф. М.М.Протодьяконова. Пневматический перфоратор ССПБ-1К предназначен для бурения шпуров диаметром до 46 мм глубиной дом и диаметром до 36 мм глубиной 10 дом в горных породах и других материалах, крепостью до 20 ед. по шкале проф. М.М.Протодьяконова. Приложение значительной мускульной силы при установке и бурении переносными перфораторами вызывает быстрое утомление бурильщика и снижает производительность работа длительное соприкосновение с вибрирующими узлами перфоратора может привести к профессиональному заболеванию - вибрационной болезни. Поэтому прогрессивным направлением следует считать постепенный отказ от применения перфораторов и широкое внедрение различных податчиков, установленных на манипуляторах бурильных установок. 3. УСТРОЙСТВО ПЕРФОРАТОРОВ Выпускаемые перфораторы, в основном, аналогичны по устройству и отличаются лишь конструкцией воздухораспределительного механизма, способом очистки шпура от шлама, типом виброгасящей каретки и некоторыми второстепенными деталями. Перфоратор типа ПП-63 (рис. 1) состоит из трех основных узлов головки, цилиндра 2 и бурового патрона 6, соединяемых стяжными болтами 21 и гайками 22. В цилиндре 2 перемещается поршень-ударник 4. В головке 1 размещен пусковой кран сжатого воздуха 9 с ручкой управления 10 и детали устройства для промывки шпура водой водяная трубка 12, детали 18,19,20 для подачи воды в трубку от шланга 13 (данные детали устанавливаются только напер- фораторах с центральной промывкой шпура, сравните с головкой перфоратора ПП63ВБ (рис .4)). Внутри цилиндра 2 с левой стороны размещен механизм поворота бура - С, к нему примыкает воздухораспределительный механизм - В, обеспечивающий автоматическую попеременную подачу сжатого воздуха стой или иной стороны поршня-ударника 4. В правой части цилиндра 2 запрессована направляющая втулка 3, в которой двигается шток поршня-ударника 4. Рядом, в буровом патроне 6 установлены детали поворотного механизма бура поворотная 7 и концевая 8 буксы. В последнюю входит шестигранный конец хвостовика бура. На конце бурового патрона 6 на двух болтах с пружинами установлен откидной буродержатель 5, предназначенный для удержания бурав перфораторе при извлечении его из шпура. К цилиндру 2 крепится виброгасящая каретка, к которой через отверстие диаметром 15,5 мм присоединяется пневмоподдержка. Глушитель шума 16 представляет собой резиновую камеру, надетую на выхлопную горловину цилиндра. В перфораторе по функциональному признаку можно выделить следующие основные части (устройства 1. Ударный механизм 2. Пусковое устройство перфоратора 3. Воздухораспределительное устройство 4. Механизм поворота бура 11 5. Устройство для удаления из шпура буровой мелочи 6. Глушитель шума 7. Виброзащитное устройство 8. Смазочное устройство 3.1. Ударный механизм Ударный механизм предназначен для динамического воздействия на рабочий инструмент перфораторов с целью разрушения пород. Ударный механизм представляет собой поршень-ударник 4 (рис. 1), который под действием сжатого воздуха совершает возвратно-поступательные движения в цилиндре. В конце рабочего хода поршень-ударник наносит удар по хвостовику бура. При обратном (холостом) ходе с помощью механизма поворота "С" поршень-ударник 4 поворачивается на определенный угол и через сопряженные с ним буксы 7 и 8 соответственно поворачивается и бур. 3.2. Пусковое устройство перфораторов Пусковое устройство (рис. 1) находится в головке перфоратора ивы- полнено в виде крана 9 с ручкой управления 10. Пусковое устройство предназначено для регулирования впуска сжатого воздуха в перфоратор через патрубок 11 и подводящий рукав d=25 мм. Кран выполнен в виде конусной пробки, которая может быть установлена в четыре фиксированных положения Стоп, ―Забуривание‖, Бурение и Интенсивная продувка. Фиксация положений крана 9 достигается внутренним фиксатором-штифтом 24, прижимаемым водно из углублений на пробке крана пружиной 25. При повороте рукоятки ―10― (рис. 2, положение I) против часовой стрелки отверстие а крана не совпадает с впускным каналом в, что соответствует положению Стоп. При повороте рукоятки ―10― далее почасовой стрелке (положение II) отверстие а частично совпадает с каналом б ―. Это соответствует положению- ―Забуривание‖. Сжатый воздух поступает из пробки крана в перфоратор в ограниченном количестве, благодаря чему перфоратор работает с уменьшенным числом ударов. При повороте рукоятки ―10 ― далее почасовой стрелке (положение III) отверстие а полностью совпадает с каналом б. Это соответствует положению Бурение, так как сжатый воздух из пробки крана полностью поступает в воздухораспределительное устройство перфоратора. При установке крана в положение Интенсивная продувка перфоратор не работает, так как канала не совпадает с впускным каналом б — доступ сжатого воздуха в воздухораспределительное устройство закрыт. Продувка шпура при окончании бурения осуществляется сжатым воздухом, поступающим в правую часть цилиндра 2 перфоратора, благодаря совпадению 12 канала б с каналом в (риса канала а со специальными каналами гид (рис. 1). 1 2 |