Устройство и принцип действия гидравлических перфораторов

Гидравлические перфораторы включают в себя ударный и поворотный механизмы, органы управления и источники питания. В отличие от ударно-поворотного механизма пневматичесхих перфораторов гидравлические перфораторы имеют, как правило, независимое вращение бура с помощью автономно встроенного вращателя.

Ударный механизм включает в себя поршень-ударник, устройства рабочего и обратного ходов.

Орган управления осуществляет распределение потоков жидкости для обеспечения требуемого движения поршня-ударника. Он состоит из распределительных и управляющих элементов.

Источник питания включает в себя гидронасос, приводимый в движение от электрического или другого типа двигателя, предохранительную аппаратуру, стабилизаторы давления, трубопроводы. Иногда вместо насоса используют различные типы аккумуляторов давления.

Рабочие камерыв ударном механизме могут быть либо гидравлическими, либо пневматическими, причем механизм может иметь только одну пневматическую камеру. Управляемыми могут быть только гидравлические рабочие камеры. Возможны две управляемые камеры: обратного и рабочего ходов. Отработанная жидкость может удаляться непосредственно в маслобак, вспомогательную камеру или сетевой пневмоаккумулятор. При этом для повышения КПД следует стремиться к снижению потерь энергии на удаление жидкости.

Механическая скорость бурения и стойкость бурового инструмента гидравлических перфораторов в 1,5 - 2 раза выше по сравнению с пневматическими перфораторами той же мощности. Использование гидравлических перфораторов дает возможность получить большую экономию энергии: затраты энергии для бурения шпура гидравлическим перфоратором в два раза меньше по сравнению с пневматическим.

Гидравлические перфораторы по способу установки и поддержанию при работе подразделяются на переносные и колонковые. Переносные гидравлические перфораторы предназначены для бурения горизонтальных шпуров с пневмоподдержки и нисходящих шпуров с рук. Переносные гидравлические перфораторы могут иметь независимое вращение буровой штанги (от специального вращателя) или зависимое (с помощью винтового храпового механизма, сблокированного с поршнем-ударником).

Колонковые гидравлические перфораторы (гидравлические бурильные головки) предназначены для бурения шпуров и скважин с податчиков и манипуляторов, установленных на каретках. Головки позволяют бурить шпуры и скважины диаметром 32-102 мм. Энергия удара 180-500 Дж, частота ударов 30-50 Гц, частота вращения бурового става 0-5 с¹, крутящий момент 200-500 Н· м.

По принципу действия гидравлические перфораторы подразделяются на ударно-врашательные и вращательно-ударные.

Вращательно-ударные перфораторы (рис. 6) имеют ударный механизм, функционально зависимый от вращателя, обеспечивающий автоматическое снижение мощности и полное отклю чение ударного механизма при снижении частоты вращения и остановке (заклинивании) буровой штанги. Распределительный механизм рабочей жидкости работает в режиме принудительного управления.

Перфораторы ударно-вращательного действия имеют автономный ударный и вращательный механизмы, не связанные функциональной зависимостью.

По принципу действия и конструкции распределительных механизмов рабочей жидкости гидроперфораторы данного типа могут быть подразделены на машины с распределителями, работающими в режимах:

1 - автоколебательном с регулируемой длиной хода поршня-ударника;

2 - автоколебательном с постоянной длиной хода поршня-ударника;

3 - автоколебательном с жесткой связью золотника с поршнем-ударником (бесклапанный механизм управления).

Все ударно-вращательные гидравлические перфораторы данного типа оснащаются специальным устройством для предохранения от заклинивания буровой штанги. Это устройство включает в себя систему обратной подачи, которая понижает усилие подачи или реверсирует подачу, а также уменьшает удар в половину мощности, если сопротивление вращению буровой штанги достигает момента заклинивания. Эта операция осуществляется мгновенно и автоматически.

Выпуск гидравлических перфораторов производится Финляндией, Швецией, США, Швейцарией, Францией. Около 20 зарубежных фирм изготовляют более 50 моделей перфораторов. Серийные образцы гидроперфораторов различных фирм имеют много сходных принципиальных конструктивных решений. В качестве двигателя вращателя в них используются высокомоментные гидродвигатели, передающие вращение на инструмент через одноступенчатый редуктор. Большинство фирм применяют также гидропневматические аккумуляторы с мембраной чашечной формы.

телескопный перфоратор гидравлический колонковый