Бур электрический для земляных работ: Земляной электробур существует и справляется со своими задачами

Разработка. —Элементы более ранних моделей представлены на рис. 1, на котором показаны поперечные сечения сверла модели 4. Слева показан водостойкий электродвигатель, установленный на направляющих корпуса и соединенный с собственно буром посредством зубчатых колес из кованой стали, вырезанных на станке. Конический штифт с гайкой крепил двигатель к дрели, и удаление этого штифта позволяло снять двигатель. Кривошип был соединен с траверсой с помощью шатуна; буровой молоток соединялся с крестовиной с помощью спиральной пружины; один конец молота образовывал поршень, который был прикреплен к маленькому цилиндру, твердому с крейцкопфом; сверло удерживалось с небольшим осевым люфтом во вращающемся патроне, приводимом в движение зубчатой ​​передачей от коленчатого вала.

Сверло «Модель 6» является последней усовершенствованной формой, важным изменением которой является замена спиральной пружины воздушной подушкой. Соотношение электродвигателя, трансмиссии, кривошипа и шатуна остается практически таким же, как и в дрели модели 4, но на рис. 2 показаны детали, благодаря которым идеальная воздушная подушка помещается между траверсой, имеющей с постоянным ходом и молотком с переменным ходом.

На рис. 2 видно, что элемент, соответствующий крейцкопфу двигателя, становится цилиндром, в котором установлен ударник дрели. Этот цилиндр из чугуна подвергается машинной обработке внутри и снаружи, а молоток из кованой стали полностью обрабатывается и устанавливается в отверстие цилиндра. Форма молота напоминает поршень и шток паровой машины, оставляя воздушное пространство между поршнем молота и головками цилиндрической траверсы. Когда сверло находится в движении, воздух с каждой стороны ударника-поршня попеременно сжимается и разрежается, создавая в точности эффект пружины между цилиндрической крестовиной и ударником, таким образом создавая неразрушимый элемент.

Чтобы компенсировать возможную утечку и обеспечить полную подачу воздуха, в боковой части подвижного цилиндра прорезаны два отверстия, которые расположены таким образом, что, как только поршень перемещается из своего центрального положения, одно отверстие открывается в атмосферу и приток воздуха устремляется внутрь; затем другой порт открывается и обеспечивает подачу воздуха на другую сторону поршня. Таким образом, эти два порта служат для выравнивания давления воздуха с обеих сторон поршня, когда он проходит свое центральное положение. Масляные канавки выполнены как в поршне, так и в штоке для обеспечения масляного уплотнения между поршнем и стенками цилиндра; также между штоком молотка и головкой блока цилиндров. Эти части сверла были подробно описаны по той причине, что пружины оказались нежелательными и неизбежно ломались; их замена воздушной подушкой, по-видимому, полностью решила вопрос. На рис. 3 показана дрель со снятой крышкой, чтобы можно было увидеть внутреннюю механическую конструкцию.

Считалось, что со временем поршень может изнашиваться и разрушать воздушную подушку, позволяя воздуху просачиваться с одной стороны поршня на другую. Чтобы установить эффект износа, один из поршней был повернут на 1/32 дюйма меньше в диаметре, а затем бур использовался для бурения твердых пород. Заметной разницы в скорости сверления отмечено не было. Величина износа, равная 1/32 дюйма в диаметре, потребует нескольких месяцев тяжелейшей службы.

Вращение. — Электрическая буровая установка Box — это первая буровая установка, в которой отказались от неприятных собачек, пружин и храповых механизмов, используемых во вращающихся механизмах других типов. Патрон дрели Box изготовлен из кованой стали, установлен в съемных составных подшипниках. Зубчатая передача, приводимая в движение от главного коленчатого вала, обеспечивает непрерывное вращение патрона посредством зубчатой ​​насечки на внешней поверхности патрона.

В патроне установлен автоматический ключ, зацепляющий две плоские поверхности, выкованные в сверле, что обеспечивает осевой люфт сверла около 1 дюйма, но заставляет сверло вращаться вместе с патроном. Нет болтов и гаек, которые нужно ослабить, а вращающийся механизм, соединяющий коленчатый вал с патроном, обладает достаточной силой, чтобы вращать буровое долото в любой породе.

Шарнирная направляющая-оболочка. — Еще одно важное усовершенствование состоит в шарнире между направляющей оболочкой и конусом зажима, который позволяет наклонять все сверло в одну или другую сторону, что позволяет быстро вставлять или извлекать длинные стальные сверла из просверлите или просверлите отверстие, не нарушая и не изменяя настройки сверла. (Показано на рис. 4.) Когда сверло возвращается на место, оно снова находится в правильном положении относительно отверстия. Направляющая-оболочка, дрель и двигатель устанавливаются на валу-штанге тоннельной колонны с зажимом и рычагом (рис. 4) или на треноге (рис. 5).

Контроллер и двигатель. — Электрический ток проходит от основных проводов передачи к контроллеру по сети с толстым резиновым покрытием; контроллер имеет специальную конструкцию и включает в себя необходимое сопротивление для пяти скоростей с соответствующими блоками предохранителей, все они находятся в компактном водонепроницаемом алюминиевом корпусе. Соединение с буровым двигателем осуществляется коротким толстым кабелем с резиновой изоляцией. Электродвигатель разработан по

General Electric Co. специально для этой тренировки и обслуживания после тщательного изучения и практических испытаний. В то время как используются все средства для уменьшения веса и размера, принимаются все меры предосторожности для тщательной изоляции и прочной конструкции. Двигатель имеет водонепроницаемый корпус, а на концах шестерни и коллектора используются алюминиевые колпачки. Для осмотра и ухода за угольными щетками предусмотрены соответствующие пластины с отверстиями для рук. Двигатели рассчитаны на постоянное напряжение 110 или 220 вольт.

Удаление щебня водой. — Для удаления щебня из скважины над буровым долотом надевается длинная стальная труба для подачи струи воды к режущим кромкам долота. Эта трубка, внутренний диаметр которой немного больше внешнего диаметра сверла, имеет канавку, прорезанную на внешней поверхности почти по всей ее длине, наподобие шпоночного паза в валу. Другая стальная труба, внутренний диаметр которой соответствует внешнему диаметру трубы с канавками, напрессовывается на внутреннюю трубу, оставляя отверстие в оболочке готовой водопроводной трубы. Один конец этой трубки крепится к кронштейну, который прикручен болтами к патронному концу дрели. В этом кронштейне находится водопровод, который соединяется резиновым шлангом и подходящими фитингами с переносным баком, в котором находится запас сжатого воздуха и воды. При открытом кране к острию бура подается струя воды с концентрированным моющим действием, а вырезанные буром мелкие частицы породы вымываются обратно со дна скважины на внешней стороны трубы к забою выработки.

Защита от пыли. —Одним из самых серьезных условий при бурении горных пород является опасность для операторов вдыхать образующуюся пыль, но ее удаление водой, как только она образуется, преодолевает эту опасность. Одно только это преимущество делает дополнительные устройства для водяного устройства достойными использования, а также обеспечивает гуманные методы для комфорта и защиты буровиков. Еще одним преимуществом гидронасадки является то, что струя воды, играя на режущих кромках сверла, сохраняет его закалку и увеличивает срок службы.

Трубка служит направляющей. — Перфоратор с возвратно-поступательным движением, встретившись со пластом или карманом, почти наверняка отклонится от своего истинного курса и в конце концов застрянет, или «фитчер», как говорят горняки.

Это особенно важно при бурении швов по диагонали к оси шпура. Когда электрическая дрель Box сталкивается с такими условиями, действие сверла таково, что режущие кромки отскакивают, но на небольшом расстоянии от дна отверстия, и поддерживаются водяной трубой до точки в пределах примерно 3 дюймов. режущих кромок предотвращается любое прилипание или «подгонка»; даже в наихудших условиях возникает небольшое отклонение. Можно просверлить одно отверстие поперек другого под очень небольшим углом, а второе отверстие будет иметь лишь небольшой прогиб.

Стандартный размер. — Электрическая дрель Box в настоящее время производится только одного размера, что эквивалентно пневматической или паровой дрели с 3-дюймовым сверлом. поршень. Размеры сверла следующие:—

Вес различных частей сверла:—

Стоимость установки. — Разведывательная установка с одной буровой установкой, весом около 4300 фунтов, стоит 1160 долларов США и доставляется на бортовых автомобилях в Колорадо, включая следующие приспособления для буровых и силовых установок:

Буровая установка. -1 Модель 6, Коробчатая электродрель, с электродвигателем и направляющей-оболочкой; 1 6 футов. туннельная колонна, вал-штанга или тренога в комплекте с зажимом, стяжкой и гаечным ключом; 1 переносной резервуар для воды с прикрепленным ручным насосом, шлангом и фитингами; 1 контроллер с сопротивлением и блоком предохранителей, заключенный в водонепроницаемый алюминиевый корпус, с 50-футовым толстым 2-жильным электрическим кабелем; 1 комплект буровых штанг, включающий 18 штук, длиной от 2 футов 6 дюймов до 6 футов; 1 комплект водосточных труб для бурильных труб.

Силовая установка. —1 электрогенератор постоянного тока ременного типа с выдвижным основанием и рельсами; 1 полупереносной котел и двигатель, оба смонтированы на одной чугунной основе, с полной арматурой; 1 бесконечный проклеенный кожаный ремень для соединения двигателя с генератором; Медный изолированный провод № 8 длиной 1000 футов для передачи на расстояние 500 футов от генератора к буровой установке; 50 изоляторов для ЛЭП; 1 амперметр, диапазон от 0 до 25 ампер; 1 вольтметр, диапазон от 0 до 150 вольт; 1 двухполюсный рубильник; 1 блок предохранителей, с предохранителями.

Четырехбуровая установка, включая оборудование, подходящее для увеличенного размера, весит приблизительно 12 500 фунтов и стоит 3 750 долларов США с доставкой на борт автомобиля, штат Колорадо. запускаться из этой цепи. Если имеется система питания переменного тока, ток может быть преобразован в систему 110 вольт или 220 вольт постоянного тока с помощью мотор-генераторной установки. Мотор-генераторная установка или бензиновая установка будут стоить примерно столько же, сколько паровой котел и двигательная установка той же мощности.

Удар или сила удара. — Чтобы дать некоторое представление о силе удара, наносимого станком-дрелью, следует исследовать принципы этого действия. В горнозаводской братии принято измерять удар машинного бура в фунтах, получаемых путем умножения площади поршня воздушно- или парового бура на давление на квадратный дюйм. Этот расчет неверен, так как не учитывает вес поршня, патрона и сверла; или расстояние, на котором движущиеся массы останавливаются. Если бы можно было измерить энергию, накопленную в быстро движущемся молоте, и разделить эту величину, выраженную в футо-фунтах, на расстояние в футах, на котором останавливается удар, результатом была бы мера удара в фунтах: силу перкуссии или удара. Когда горняк ударяет ручным молотком по концу сверла при бурении «нижней» скважины, действуют две силы; мышечная сила в стремлении увеличить скорость и сила тяжести. В тот момент, когда молоток ударяет по концу сверла, может быть достигнута скорость от 20 до 40 футов в секунду, и эффект будет таким же, как если бы эта максимальная скорость в момент удара сохранялась. на протяжении всего хода молотка. Если скорость в момент удара он принял равной 30 футам в секунду, сила будет такой же, как если бы молот упал с высоты, выраженной как V²/2g, или квадрат скорости, деленный на удвоенную постоянную для гравитации; или 900/64,33 = 14 футов. Для молота весом 4 фунта накопленная энергия составит 14 x 4 = 56 фут-фунтов. Если предположить, что режущая кромка сверла проникает в породу на 1/16 дюйма до того, как энергия удара полностью поглотится, то на расстояние 0,0625 фута будет приложено 56 футо-фунтов энергии. Разделив 56 на 0,0625, получим 10 769 фунтов, прямое давление, которое произвело бы тот же эффект, что и шахтер, ударяющий 4-фунтовой. молоток.

Так как давление максимально, когда ударник впервые соприкасается со сталью для бурения, и достигает минимума, когда проникновение стали в горную породу прекращается, 10 769фунта, как установлено выше, будет более правильно представлять среднее давление на протяжении всего времени удара.

Поскольку дрель Box приводится в действие электродвигателем, становится просто измерить энергию, подаваемую на ударник дрели. Во-первых, механизм сверла запускался без молотка, и измерялся ток, чтобы определить работу за счет трения внутри сверла; затем ток измеряли ударным бурением в породу в обычных условиях. Разница в этих двух измерениях, если пренебречь легким трением молотка и сверла, дает меру энергии, затраченной на удар молота, и составляет 6 ампер при 110 вольтах, или 29 ампер.195 футо-фунтов. Поскольку сверло Box будет проникать в твердый гранит со скоростью 3 дюйма в минуту при диаметре буровой стали 2,25 дюйма, энергия удара будет составлять 116 780 фунтов или более 58 тонн статического давления. Молоток весит 10 фунтов, имеет 4 дюйма. удар, и наносит 600 ударов в минуту.

Требуемая мощность. — При сверлении отверстия диаметром 2,25 дюйма в твердом граните от Platte Canon, Colo., со скоростью 3 дюйма в минуту электрической дрели Box требовался электрический ток 12 ампер при 110 вольт, что эквивалентно 1,32 кВт. ., или около 1,77 л.с. Это означает, что 11,92 куб. дюймов в минуту гранитной крошки было удалено с затратой 1,77 л.с., или около 6,74 куб. дюймов материала на лошадиную силу в минуту. 3-дюймовый. Пневматический бур на той же скале и бурение с той же скоростью потребует не менее 23 л.с. при бурении на высоте 10 000 футов над уровнем моря. Это дает всего 0,518 куб. дюймов материала, разрезаемого пневмобуром на лошадиную силу в минуту; или 1 л.с. затраченная на электрическую дрель Box, отрежет в 13 раз больше материала, чем такое же количество энергии, затраченное на 3-дюймовую. воздушная дрель.

В средних условиях на участке Скалистых гор мощность, необходимая электродрели Box для бурения скважины диаметром 2,25 дюйма с указанной выше скоростью, колеблется от 1 до 1,5 лошадиных сил.

Сфера деятельности. — Электрическая дрель Box была разработана для тяжелых условий эксплуатации в горнодобывающей промышленности, и после неоднократных испытаний в тяжелых условиях она показала, что выдержит испытание. Существует определенное количество предубеждений, которые необходимо преодолеть, как в случае любого заметного изменения методов, но поскольку тот же объем работы может быть выполнен за то же время с одной десятой мощностью, используемой в прежних методах, электрическая система должна быть признана прогрессивными операторами, и со временем она будет иметь всеобщее применение.

Принимая во внимание многочисленные преимущества при установке электродрелей для раскопок, карьеров, канализации, строительства метро и железных дорог, а также экономию, которую можно реализовать при передаче электроэнергии за счет уменьшения размера завода и оборудования при изменении положение сверла для размещения работы, будущее для этого типа сверла очень многообещающее.

Замечательные результаты, достигнутые в методах передачи электроэнергии на большие расстояния, которые делают доступными большие источники энергии воды, угольных и нефтяных месторождений; высокие стандарты производства современных электрогенераторов, двигателей и приборов; повышение уровня знаний операторов относительно ухода за электрическими аппаратами и управления ими; стремление к более экономичным методам работы при раскопках и добыче полезных ископаемых — все это создает наиболее благоприятные условия для успеха электрического бурения горных пород.

Относительные преимущества. — Преимущества электродрели по сравнению с паровой или воздушной дрелью можно оценить, если принять во внимание большие потери от конденсации, излучения или негерметичных соединений труб, а также тяжелые и дорогие трубы и фитинги. необходимо в паровых или воздушных установках; тогда как изолированный электрический кабель может быть очень легко и дешево установлен.

Относительная мощность, необходимая для работы нескольких типов дрелей, показана графически следующим образом:

Иногда против электродрели выдвигают возражение, заключающееся в том, что она не обеспечивает вентиляции выработок, в которых работает бур. В ответ можно сказать, что можно спроектировать совершенную систему вытяжной или напорной вентиляции с вентиляторами, требующую очень мало энергии по сравнению с огромными отходами от систем сжатого воздуха, в которых принято иногда широко открывать воздух. шланг диаметром 1 дюйм или 1,25 дюйма. Кроме того, высвобождение сжатого воздуха из бура или воздушной трубы заставляет загрязненный воздух из забоя выработок возвращаться через другие выработки шахты и создает атмосферу для дыхания горняков, которая портится из-за распыленное смазочное масло. Наверняка такой воздух не целебный.

Электродрель не портит воздух; и, кроме того, его использование обеспечивает удовлетворительную систему электрического освещения по той причине, что лампы накаливания могут работать от буровой цепи.

Потеря эффективности воздушных компрессоров на больших высотах — еще один веский аргумент в пользу электродрели. Потери для воздушных компрессоров, подающих воздух при манометрическом давлении 100 фунтов на разных высотах, по сравнению с тем же компрессором на уровне моря, следующие:0003

При использовании электродрели таких соответствующих потерь нет.

Ударная дрель обладает большим преимуществом перед возвратно-поступательными формами благодаря значительной экономии энергии за счет передачи удара через стальное сверло в ударной дрели вместо перемещения стального сверла вперед и назад в отверстие, как в случае с поршневыми сверлами. Буровая сталь длиной 6 футов и весом около 18 фунтов, используемая в сочетании с 3-дюймовым буром. пневматическая дрель с ходом 6,5 дюйма, при частоте от 300 до 400 ударов в минуту требует не менее 20 л.с. на уровне моря, 22 л.с. на высоте 5000 футов и мощностью 24 л.с. на высоте 10 000 футов. Поступательный ход поршневого бура заканчивается ударом по скале; обратный ход должен заканчиваться на какой-либо подушке. Использование для этой цели спиральных пружин является большим источником неприятностей из-за их поломки.

В электродрели Box двигается только молоток, буровая сталь остается на дне отверстия, за исключением небольшого отскока из-за удара о скалу. Когда буровая сталь совершает возвратно-поступательное движение в отверстии, возникает значительное трение, и, кроме того, калибр режущих кромок быстро изнашивается. Это является сильным моментом, поскольку, поскольку калибр сохраняется в течение более длительного периода, отверстия становятся более совершенными, и достигается заметная экономия на стоимости заточки сверл.

Гидравлическая энергия на значительном расстоянии от шахты может быть развита, таким образом экономя транспортировку и техническое обслуживание машин на больших высотах и ​​в отдаленных местах. Разница в цене топлива между рудником и железной дорогой может также служить основанием для строительства электростанции на железной дороге.

Ниже приводится сводка отчетов с различных шахт, где электродрель Box регулярно эксплуатируется:

1. Рекорд в туннельных работах в округе Боулдер, штат Колорадо — «Одна из машин пробурила 12 футов и 6 дюймов скважины диаметром 2,25 дюйма в твердом граните с закрытыми зернами всего за два часа. . Машина была установлена ​​в туннеле на расстоянии около 1700 футов от генератора. Пока машина работала, амперметр на распределительном щите показывал, что она потребляет около одной лошадиной силы».

“ Прибыл в туннель около 13:00. Распаковал дрель и настроил; начали бурение в 16:05; пробурена до 18.80; бурение 3 скважин глубиной 5 футов каждая, снос и взрыв в 19:00. Проездной туннель примерно 7 футов на 8 футов».

Следующее заявление относится к проходке шахты в вмещающей породе на руднике Офир, Анаконда, штат Колорадо, округ Крипл-Крик:

«Вы спрашиваете меня, как часто мы обязаны чистить бур. Я не думаю, что мы в среднем чаще, чем один раз в неделю.

«У нас никогда не было буровой штанги, застрявшей в отверстии, или не способной очиститься от отходов, или отклониться от своего курса из-за смены пластов. Мы можем легко начать в 8 часов и закончить серию скважин, девять в количестве, 4 фута глубиной (каждая) к 14:30 или 15:00, давая достаточно времени для удаления сверла, заряжания и стрельбы в четыре часа. сдвиг часов. Например, мы установили бур в 8 часов утра, я сидел и смотрел, как человек выполнил пять 4 футов. отверстия к 11:30

“ Начал настройку в 7:30 утра; сбит в 15:00; просверлено 30 футов.

«Сверла работают очень удовлетворительно, сокращая скорость так же быстро, как пневматические или паровые сверла, и выполняют работу с гораздо меньшими затратами и мощностью».

2. Запись в туннеле компании Imogene Basin Gold Mines Co., Орей, Колорадо. Скала очень мягкая с оползнями, протекающими через пласты, и очень трудно смешивается с водой. Высота 11 000 футов. над уровнем моря. — «Очистил грудь и поставил 11 утра, бурил до 12 дня, начал в 13 часов, бурил до 15 часов, просверлил 4 отверстия, сделал 20 футов

“ Двигатель потребляет около 6 галлонов. нефти (керосина) в две смены по 8 часов, с одной буровой и четырьмя огнями днем ​​и одной буровой и 14 огнями ночью. Очистил грудь и установил в 13:50, просверлил 4 отверстия, сделал 16 футов в 15:20».

3. Протокол экспериментальной работы с коробчатой ​​электродрелью. — В Таблице I приведены данные об испытании электрической дрели Box, установленной мистером Фрэнком Флетчером из Паррала, Мексика, которое было сделано 14 апреля 1904 года. Для испытания использовался твердый гранит из Platte Canon, Колорадо. Диаметр просверленного отверстия составлял 2,25 дюйма. Используемый электрический ток составлял 11 ампер при 110 вольтах, что эквивалентно 1,62 лошадиных сил.

Общая глубина бурения за 14 мин. и 45 сек. составлял 33,5 дюйма, что составляет практически 2,23 дюйма в минуту.

Следующий список заводов, на которых установлена ​​электрическая дрель Box, может считаться репрезентативным для различных названных местностей:

• Офирский рудник, Анаконда и Имоджен Бейсин Голд Майнс Ко.
  , Орей, Колорадо
• Keystone Bromide Mining Co., Трес-Пьедрас, Нью-Мексико,
• Bagdad Chase Gold Mining Co., Кэмп-Рочестер, Калифорния.
• Miami Mining Co., Конкорд, Северная Каролина
• Akrokerri Mines Co., Ltd., Ашанти, Южная Африка.
• Фрэнк Флетчер, станция Бака, Дуранго, Мексика.
• Compania Minera El Banco y Annexas, Оахака, Мексика.
• Gualterio C. Palmer, Сакатекас, Мексика.
• Takata & Co., Токио, Япония.

Электрические погрузчики | Аккумуляторные подземные горные работы

Аккумуляторные погрузчики под землей обеспечивают более чистый воздух, меньше шума и меньше тепла. Это лишь некоторые из преимуществ перехода на аккумуляторное питание вместо дизельного. Добавьте к уравнению для электрических погрузчиков более низкие эксплуатационные расходы, чтобы сделать его еще более интересным. Даже в самых сложных подземных условиях оператор может наслаждаться тихой эргономичной кабиной с легким и безопасным доступом ко всем точкам обслуживания.

Полностью электрические погрузчики Scooptram также позволяют работать на больших глубинах при гораздо меньших затратах на вентиляцию. Меньше выбросов означает меньшую потребность в вентиляции под землей.

Аккумуляторы разработаны с упором на производительность и производительность. Аккумуляторы с высокой плотностью энергии легко заменяются для непрерывного использования. Повысьте свою производительность и сделайте большой шаг к более устойчивой работе.

За погрузчиками с питанием от аккумуляторов будущее

Мы движемся к устойчивому развитию горнодобывающей промышленности с помощью аккумуляторного электрического оборудования с нулевым уровнем выбросов. Результатом является более безопасная и здоровая подземная рабочая среда. Это способствует устойчивому будущему и уменьшению воздействия на окружающую среду. Это смена власти, которая меняет все.

Аккумулятор Scooptram ST7

Высвобождение мощности

Подробнее

Scooptram ST14 SG

Scooptram ST14 SG

Подробнее

Scooptram ST18 SG

Подземный аккумуляторно-электрический погрузчик грузоподъемностью 18 т

Подробнее

Scooptram EST2D

Scooptram EST2D — это надежный электрический подземный погрузчик грузоподъемностью 3,6 метрических тонны.

Подробнее

Scooptram EST3.5

Scooptram EST1030

Электрический подземный погрузчик грузоподъемностью 10 тонн.

Подробнее

Практический пример: электрификация горных работ

Пример из практики: Дышать легче под землей

Мы знаем вашу отрасль.