Модернизация податчика УБШ-322Д

 

Установка бурильная УБШ 322Д предназначена для бурения взрывных шпуров в горных выработках сечением 9 - 25 м², не опасных по газу и пыли.

Конструкция установки позволяет обуривать забой как параллельными горизонтальными шпурами, так и параллельными под углом к забою или вертикальными в кровлю (под анкерную крепь); минимальная высота кровли при этом должна составлять 3 метра.

При бурении установка подключается к шахтной магистрали сжатого воздуха рукавом Ø 76 и водяной магистрали рукавом Ø 25; давление воды на установке автоматически редуцируется до рабочего, которое на 0,05-0,1 МПа ниже давления сжатого воздуха.

Питание электрической системы установки (освещение, сигнализация) при передвижении осуществляется от генератора (с приводом от дизеля), а при бурении – пневматической электростанцией, осуществляющей также подзарядку аккумуляторов.

Пневматическая система управления автоматизирует цикл бурения шпура, включая бурение и реверс подачи с отключением ударника бурголовки и заменой промывки шпура его продувкой, а также блокировку, исключающую возможность бурения при прекращении промывки шпура и предотвращающую заклинивание бурового инструмента.

Рис 6.1. Установка типа УБШ-322Д

1 – шасси; 2 – оборудование полуприцепа; 3 – навесное оборудование

 

 

Техническая характеристика УБШ-322Д

ШАССИ

Максимальная скорость передвижения, км/ч                                    10

Наибольший преодолеваемый уклон, град.                                                   15

Масса, кг,

                   сухая                                                                                            11200

                   с полной заправкой                                                       12000

Двигатель:

Марка                                                                                                              Д-240

Мощность эксплутационная, кВт (л. с.), при 2200 об/мин            57,4 (78)

Крутящий момент на режиме номинальной мощности, Н·м (кгс·м)       259 (26,4)

Удельный расход топлива, г/кВт·ч (г/л. с.·ч)                                  245 (180)

Рулевое управление:                                          гидравлическое от насоса НШ-32А-3

Тормозная система:

Рабочий тормоз                                                           колодочный с пневмоприводом

Стояночный тормоз                                        колодочный с пружинным приводом

Трансмиссия                                                                               гидромеханическая

Электрооборудование

Номинальное напряжение, В                                                                          12

Исполнение                                                                    рудничное нормальное (РН)

МАНИПУЛЯТОР

Ход телескопа, мм                                                                                            1250

Надвигание податчика, мм                                                                  1250

Угол вращения, град                                                                                         180

Масса, кг                                                                                                            850

ПОДАТЧИК

Общая длина, мм                                                                                               2924

Ход подачи, мм                                                                                                 3290

Усилие подачи, кН                                                                                           0-15

Длина штанги, мм                                                         1800; 2500; 3100; 3650

Масса, кг                                                                                                            450

БУРИЛЬНАЯ ГОЛОВКА

Энергия удара, Дж                                                                                            147

Частота ударов, с^-1                                                                                 33,4

Частота вращения, с^-1                                                                                        0,8-1,2

Крутящий момент, Н·м                                                                                    250

Диаметр штанги, мм                                                                                         38

Масса, кг                                                                                                            135

СИЛОВАЯ СИСТЕМА

Марка пневмодвигателя                                                                                   П9-12

- расход воздуха, м³/мин                                                                                   12

Марка насоса                                                                                                     НШ 32А-3-Л

- расход жидкости, л/мин                                                                                 20

Рабочая жидкость                                                          масло индустриальное И-30А

Емкость гидробака, л                                                                                        200

Давление в гидросистеме, МПа                                                                      до 15

Расход воздуха, м³/мин:

- бурильная машина                                                                              2×15

- пневмоэлектростанция                                                                                  до 5

УСТАНОВКА БУРИЛЬНАЯ

Высота, мм:

- в транспортном положении                                                                          2400

- в рабочем положении                                                                                     3040

Ширина, мм                                                                                                       1900

Длина, мм                                                                                                          10200

Радиус поворота, мм:

- внутренний                                                                                          2500

- внешний                                                                                                          6000

Масса, кг                                                                                                            18000

 

Бурильная машина является основным рабочим органом бурильной установки. Согласно ГОСТ 21906–76, она представляет собой совокупность бурильной головки и податчика, объединённых конструктивно. Податчики предназначены для перемещения бурильной головки и бурового инструмента вслед за перемещающимся забоем шпура или скважины и обеспечение заданного осевого усилия инструмента на забой. Кроме того, податчики обеспечивают отвод бурильной головки в исходное положение после окончания бурения.

Шахтные бурильные установки типа УБШ разработаны СКБ самоходного горного оборудования (главный конструктор А. М. Ципкис) совместно с Криворожским заводом горного оборудования «Коммунист» с участием ВНИПИрудмаша.

Установка УБШ-322Д имеет пневмоколёсный ход с шарнирно-сочленённой рамой. Привод ходовой части осуществляется от дизельного двигателя с ведущими колёсами через гидромеханическую трансмиссию. Установка оснащена двумя манипуляторами УВМ-3 и телескопными бурильными машинами с винтовым приводом. При бурении установку выставляют на гидравлических домкратах. Управление всеми механизмами выполняют с центрального пульта.

Установка УБШ-322Д предназначена для проведения безрельсовых выработок, а также для бурения шпуров при ведении очистных работ в забоях высотой до 4,5 м.

Гидравлическая система

Гидравлическая система установки (лист 8) состоит из гидросистемы шасси (включающей в себя автономную систему шасси) и гидросистемы полуприцепа и бурильных агрегатов.

Гидросистема оборудования полуприцепа и бурильных агрегатов питается от насоса НЗ, установленного на раздаточном редукторе дизеля, и насосами Н2 и Н4 с приводом от пневмодвигателей

Поток масла от насоса Н3 через обратный клапан КО2 поступает к гидроблоку ГБ4. От него масло поступает параллельно к гидроблокам ГБ1,ГБ2 иГБ3. Обратный клапан КО2 служит для исключения утечек масла через насос Н3 во время работы насосов Н2 или Н4; обратные клапаны КО1 иКО3 – для предохранения утечек через насоса Н2 или Н4 во время работы насоса Р3.

Гидроблок ГБ4 служит для разгрузки насоса Н3. При снятии установки со стоячего тормоза сигнал поступает в полость управления распределителя Р3 и переключает его в режим разгрузки (это положение распределителя показано на схеме). Таким образом, исключается возможность включения распределителя во время движения установки. Снятие сигнала с камеры управления распределителя Р3 позволит переключить его в режим нагрузки. Предохранительный клапан КП определяет давление в системе (14,5+0,5МПа). Давление контролируется манометром МН2 в системе левой стрелы или МН3 в системе правой стрелы.

Гидроблок ГБ2 служит для управления левым позиционером и левым бурильным агрегатом. Рабочая секция СР1 гидроблока управляет выдвижением телескопа Ц12, СР2 – позиционером ПЗЦ1, СР3 – подъёмом стрелы Ц14, СР4 – поворотом стрелы Ц16, СР5 – наклоном податчика Ц15, СР6 – поворотом податчика Ц18, СР7 – надвиганием Ц19, СР8 - -поворотом податчика Ц20.

Гидроцилиндры Ц13 и Ц17 являются пилотами подъёма и поворота манипулятора для обеспечения бурения параллельных шпуров. Параллельность обеспечивается следующим способом: во время подъёма стрелы (манипулятора) Ц14 механически перемещается и гидроцилиндр – пилот подъёма манипулятора, масло из штоковой полости по линии связи через клапанную коробку КК1.1 поступает в штоковую полость гидроцилиндра наклона податчика Ц15, вынуждая его оставаться параллельным к манипулятору. В случае, когда ход наклона податчика предварительно полностью выбран, а подъем манипулятора продолжается, в линии «гидроцилиндр – пилот подъема манипулятора – наклон податчика» возрастает давление до величины настройки предохранительного клапана (17МПа). Слив с предохранительного клапана через рабочую секцию СП15 и гидрозамок подсасывается в поршневую полость гидроцилиндра – пилота подъема манипулятора. Излишек или недостаток масла (из-за разности объемов поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра пилота) сливается или подсасывается из маслобака. Для свободного подвода и отвода масла к гидроцилиндру наклона податчика служит гидрозамок.

Гидроблок ГБ3 служит для управления правым позиционером и бурильным агрегатом и работает аналогично ГБ2.

Подача бурового инструмента обеспечивается гидроцилиндром Ц9, Ц10, Ц11. Питание этих цилиндров производится автономной маслостанцией от насоса Н2 (или Н4 – для правой стрелы) с приводом от пневмодвигателя. Существующая обратная связь автоматически обеспечивает постоянную нагрузку подачи. Сжатый воздух от сети через регулятор Р2 поступает к пневмодвигателю. При этом регулятор открывается сигналом от редукционного клапана, расположенного на пневматическом пульте. Скорость перемещения гидроцилиндров подачи определяется скоростью вращения пневмодвигателя и насоса (т. е. количеством сжатого воздуха, поступающего к двигателю за единицу времени).

Давление в системе подачи определяется настройкой пружины регулятора давления Р1. Если давление масла в системе возрастает, то с помощью обратной связи от регулятора Р1 оно, сжимая пружину регулятора давления Р2, перекрывает подход свежего воздуха к пневмодвигателю. Это вызывает падение оборотов последнего и уменьшению расходов масла, что в свою очередь определяет давление в системе (контролируется манометром М2).

В разделе спецчасти дипломного проекта произвели замену податчика постоянной длины на телескопический податчик (рис. 6.2).

Рис. 6.2 Схема манипулятора с установленным на нем телескопическим податчиком

1 – перфоратор; 2, 3 – телескопический податчик; 4, 5 – телескопический податчик

 

Устройство бурильной машины с телескопным гидравлическим податчиком показано на листе 7. Верхняя часть податчика (7) представляет собой гидравлический податчик с цепным (канатным) удвоителем хода. Верхняя балка со всеми размещенными в ней механизмами перемещается по нижней балке (8) гидроцилиндром (9). При прямом ходе рабочая жидкость подается в поршневые полости обоих гидроцилиндров, а при обратном – в штоковые. В сложенном положении работает только верхняя часть податчика.

 

Задачей модернизации податчика является улучшение эксплуатационных характеристик машины:

- способность обуривать забой глубокими шпурами, не производя замену бурового инструмента;

- способность обуривать кровлю и стенки выработок укороченными шпурами (сложенным податчиком);

- увеличение длины подачи;

- увеличение усилия на забой;

- уменьшения времени подготовительно-заключительных операций;

- способность бурить более крепкие породы.

Наличие принципиальной гидравлической схемы гидропривода позволяет далее определить параметры гидросистемы и выбрать гидроаппаратуру. Все гидравлические расчеты выполняем при установившемся движении рабочей жидкости в гидросистеме. При установке телескопического податчика требуется установка дополнительного гидроцилиндра. Это связано с дополнительными потерями и дополнительным расходом жидкости в гидролинии. Ниже приведен расчет гидросистемы навесного оборудования установки УБШ-322Д с телескопическим податчиком.

Исходные данные для расчета:

- необходимое усилие подачи кН;

- давление в гидролинии  МПа.