Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan 3.1 Đặc tính kỹ thuật: Trong chơng trình bày nguyên lý hoạt động đầu dẫn động khoan nguyên lý kết cấu số phận quan trọng đầu dẫn động khoan Đầu khoan phận quan trọng máy khoan đá Nó cấu biến đổi lợng trực tiếp biến lợng nguồn dầu cao áp thành để dẫn động cho chi tiết hoạt động Để máy khoan đá thực đợc chuyển động khoan nh chuyển động quay tròn cần khoan chuyển động đập liên tục búa đập đầu khoan đá cần phải có động thuỷ lực tạo chuyển động quay pittông thuỷ lực thực chuyển động tịnh tiến theo hai chiều để tạo lực đập tần suất đập, chuyển động đợc điều khiển van điều khiển Đầu dẫn động khoan có đặc tính kỹ thuật sau: +Tổng trọng lợng : 185 Kg +Tần suất đập: 2250 2500 lần/phút +Tốc độ quay: 250 v/phút Sơ đồ không gian tổng thể đầu dẫn động khoan đợc cho hình dới: Văn Việt Quang Việt Cao Tuấn CTM4 K45 Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan Sơ đồ đầu dẫn động máy khoan đá tokyo ryuki Theo sơ đồ khối đầu dẫn động khoan đợc chia thành cụm chính: 1- Cụm đầu nối : Cụm có nhiệm nối đầu dẫn động cấu chuyển động bên Nó cho phép choòng khoan vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến đó, nhờ mà chuyển động quay động chuyển động tịnh tiến đầu đập đợc truyền đến cần khoan thông qua choòng khoan tạo suất khoan 2- Cụm động thuỷ lực: Cụm bao gồm động thủy lực chi tiết phụ trợ khác Đây cấu biến đổi lợng trực tiếp, biến lợng nguồn dầu cao áp thành động để thực chuyển động quay động thông qua hệ thống bánh truyền chuyển động quay đến choòng khoan cần khoan 3- Cụm đầu đập thuỷ lực: Cụm có nhiệm vụ biến đổi lợng nguồn dầu cao áp thành động để thực chuyển động tịnh tiến pittông, thông qua choòng khoan tạo lên tần suất đập đầu khoan Văn Việt Quang Việt Cao Tuấn CTM4 K45 Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm ®Çu dÉn ®éng khoan 4- Cơm trun chun ®éng: Cơm bao gồm bánh có cấu tạo đặc biệt có nhiệm vụ truyền chuyển động quay tròn động chuyển động tịnh tiến pittông đến cần khoan từ thông qua mũi khoan tạo suất khoan 3.2 Nguyên lý hoạt động đầu dẫn động máy khoan đá TOKYO RYUKI: Để xây dựng nguyên lý hoạt động đầu dẫn động khoan đá chúng em vào khảo sát chi tiết nguyên lý hoạt động theo mẫu hÃng TAMROCK, FURUKAWA từ dựa nguyên lý xây dựng lên nguyên lý máy 3.2.1 Cụm đầu nối: Có nhiệm vụ nhận chuyển động cấu dẫn động nh động dầu, pittông truyền chuyển động đến cần khoan Ngoài có nhiệm vụ cung cấp lợng dầu bôi trơn định đầu đập làm việc tốt Để thực đợc nhiệm vụ cụm đầu nối trung gian đợc cấu tạo nh hình dới: Sơ đồ cấu tạo đầu nối trung gian 15 12 13 11 14 10 16 15 21 18 19 20 17 Văn Việt Quang ViƯt Cao Tn CTM4 – K45 Ch¬ng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan Chi tiết mặt bích có nhiệm vụ giữ cho choòng khoan vị trí xác định để nhận đợc chuyển động quay tròn động chuyển động tịnh tiến đầu đập truyền chuyển động cho cần khoan Thân đầu nối cho phép choòng khoan chuyển động cách dễ dàng Nó vừa buồng kín để giữ dầu vừa có nhiệm vụ dẫn hớng cho choòng khoan hoạt động Các ống nối trung gian có nhiệm vụ cung cấp dầu vào buồng thân đầu nối trung gian Ngoài để đảm bảo độ kín khít tránh dò gỉ dầu ta phải dùng gioăng cao su gioăng bịt kín chỗ ghép nối chi tiết Để chi tiết hoạt động tốt tránh ma sát ta dùng bạc lót vòng đệm Từ ta xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động cụm này: Choßng khoan cã thĨ võa chun ®éng quay võa chun ®éng tịnh tiến tạo tần suất đập nhờ ăn khớp then hoa víi chi tiÕt trung gian Chi tiÕt trung gian đợc quay tròn bạc bậc Bạc bậc vừa có tác dụng làm ổ đỡ cho chi tiÕt quay võa cã t¸c dơng Ðp chi tiết ăn khớp với bánh Khi chi tiÕt nhËn m« men quay, nã trun m« men quay tới choòng khoan Văn Việt Quang ViƯt Cao Tn 3 CTM4 – K45 Ch¬ng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan thông qua mối ghép then hoa choòng khoan Chi tiÕt èng nèi nhËn khÝ thæi tõ pittông thổi vào choòng khoan, khí đợc chống thoát nhờ vòng bít Cụm cụm trung gian nhận chuyển động từ cụm dẫn động khác truyền cho choòng khoan 3.2.2 Cụm động thuỷ lực: Cụm có nhiệm vụ tạo chuyển động quay tròn cần khoan Đợc hoạt động dới áp suất dầu định Đóng vai trò quan trọng cụm động dầu thủy lực Khi đợc cấp dầu, động thuỷ lực biến lợng dầu cao áp thành động để thực chuyển động quay trục động Sơ đồ cấu tạo nguyên lý đông dầu 10 11 12 13 Các chuyển động quay thông qua bánh trung gian đợc truyền đến choòng khoan nhờ mà tạo đợc chuyển động quay tròn cần khoan Trục động đợc đỡ quay tròn bạc 11 Để buồng dầu động có đủ độ kín khít giúp cho động hoạt động đợc ta phải dùng nắp đậy vòng đệm 4, 5, 6, để bịt kín Ngoài cụm động thủy lực cần nhiều chi tiết phụ khác nh hệ thống cấp dầu cho động cơ, chi tiết truyền lực trung gian, ống nối cấp dầu, trục, bánh truyền lực, bulông ta dùng động thuỷ lực tiêu chuẩn Văn Việt Quang ViƯt Cao Tn CTM4 – K45 Ch¬ng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan 3.2.3 Cụm đầu đập thuỷ lực: Một chuyển động quan trọng đầu dẫn động khoan đá để tạo suất khoan chuyển động tịnh tiến pittông đập Chuyển động tạo tần suât đập tác dụng lên choòng khoan Cấu tạo đầu đập thân, hai xi lanh trớc sau, chia dầu Pittông *Nguyên lý hoạt động: 14 17 18 16 15 a b 19 20 b' Đ ờng vào khí thổi mïn khoan d d' e' e c' c e d d' e' 21 Pitt«ng thủ lùc 23 cã thĨ chun động tịnh tiến tạo tần suất đập nhờ việc cung cấp dầu vào buồng xilanh trớc 14 xi lanh sau 17 Việc cung cấp dầu ®ỵc thùc hiƯn bëi sù ®ãng më van ®iỊu khiĨn 21, van đợc điều khiển liên động với chuyển động pittông 23 nhờ đờng dầu điều khiển Khi pittông 23 chuyển động tới vị trí thấp đập vào choòng khoan ( vị trí trái theo hình vẽ) Để pittông chuyển động phía phải dầu điều khiển đợc vào theo cửa a, qua khe hở pittông 23, qua đờng dầu c đầu trái van điều khiển 21 đẩy trợt van sang phải mở cho dầu từ ống Văn Việt Quang Việt Cao Tuấn CTM4 K45 Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan dẫn dầu qua cửa D qua đờng dầu d vào buồng xi lanh trớc đẩy pittông chuyển động phía phải Đồng thời cửa dầu lên D buồng trái cửa dầu E buồng phải đợc đóng lại, cửa dầu E buồng phải đợc mở để dầu từ buồng phải theo đờng dầu vỊ e’ qua van ®iỊu khiĨn ®i vỊ bĨ qua cửa dầu E bể Dầu từ đầu trái van điều khiển đợc qua đờng dầu c qua khe hở pittông qua cửa b bể Khi pittông chuyển động đến vị trí cao nhất( vị trí phải tối đa theo hình vẽ) Để pittông chuyển động phía trái đờng dầu ®iỊn khiĨn ®ỵc më cho nã ®i qua khe hở pittông theo đờng c vào đầu trái van điều khiển đẩy trợt van dịch chuyển phía phải Khi van điều khiển mở cho dầu từ bình tích dầu qua cửa D theo đờng d vào buồng phải xi lanh đẩy pittông chuyển động phía trái, đồng thời van điều khiển đóng đờng dầu buồng phải đờng dầu lên buồng trái xi lanh mở đờng dầu buồng trái để dầu từ buồng trái theo đờng e qua van qua cửa E bể Cứ nh hành trình chuyển động pittông đợc thực liên tục đợc điều khiển liên động van điều khiển 21 Các chuyển động tạo lực đập thông qua cán pittông đập lên choòng khoan Việc chuyển động pittông nhanh hay chậm từ tạo đợc tần suất đập đầu đập lớn hay nhỏ thực đợc nhờ van tiết lu đặt đờng dầu từ cửa E E đợc điền khiển tay gạt núm xoay ngời thợ vận hành máy điều khiển Khí thổi đợc thổi vào thông qua lỗ khoan nắp vỏ qua lỗ giữ cán pittông để thổi vào choòng khoan Nói tóm lại hoạt động cụm đập thuỷ lực đợc hoạt động nhờ hệ thống thuỷ lực điều khiển van điều khiển thuỷ lực, chuyển động liên động với để tạo tần suất đập đập lên đầu chng khoan 3.2.4 Cơm trun lùc trung gian: Cã nhiƯm vụ truyền chuyển động quay chuyển động đập tới cần khoan: Văn Việt Quang Việt Cao Tuấn CTM4 K45 Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan 3.2.5 Nguyên lý hoạt động tổng thể đầu dẫn động: Tổng hợp xây dựng cụm hoạt động ta xây dựng đợc sơ đồ nguyên lý hoạt động đầu dẫn động khoan: Máy khoan đá TOKYO RYUKI hoạt động theo nguyên lý đập xoay dẫn động thuỷ lực Trong qua trình khoan cần khoan vừa thực chuyển động quay tròn để tạo lực cắt theo phơng tiếp tuyến với mặt cần khoan vừa phải có chuyển động rung đập để tạo lực cắt theo phơng vuông góc với mặt phẳng cần khoan 11 12 13 10 động thuỷ lực 16 15 14 17 18 a b 19 20 b' § êng vµo khÝ thỉi mïn khoan d 23 22 d' e' e c' c e d d' e' 21 Văn Việt – Quang ViÖt Cao TuÊn CTM4 – K45 Chơng 3: Nguyên lý hoạt động cụm đầu dẫn động khoan Để thực đợc chuyển động quay tròn động dầu đợc cấp dầu cao áp nhờ động dầu quay tròn, trục động quay tròn thông qua hệ thống bánh gồm bánh 12, bánh 10 cấu truyền chuyển động trung gian làm cho choòng khoan quay tròn theo, choòng khoan lại đợc nối với cần khoan thông qua mối ghép ren nhờ mà cần khoan đợc dẫn động để quay tròn Để thực đợc trình đập đầu đập đợc cấp dầu vào xilanh Dầu cao áp tác động lên pittông tạo chuyển động tịnh tiến pittông thông qua cán pittông đập vào đầu choòng khoan, nhờ tạo đợc tần suất đập cho cần khoan Khí thổi đợc thổi vào phía sau đầu dẫn động qua lỗ thông cán pittông đợc thổi vào lỗ dẫn khí choòng khoan nhờ ống dẫn khí 7, từ khí đợc dẫn thông qua cần khoan để thổi mùn khoan *Tóm lại: Trong chơng chủ yếu trình bày số nội dung nguyên lý cấu tạo nguyên lý hoạt động số phận đầu dẫn ®éng thđy lùc cđa m¸y khoan ®¸ ®Ëp xoay Tõ nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo chi tiết đầu đập hệ thống thủy lực cung cấp cho đầu đập hoạt động Văn ViÖt – Quang ViÖt Cao TuÊn CTM4 – K45