устройство для изготовления полых цилиндрических изделий из блока камня на шпиндельном станке

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЛОКА КАМНЯ НА ШПИНДЕЛЬНОМ СТАНКЕ, содержащее корпус с концентрически расположенными в нем колонковыми трубами с алмазными коронками, рабочие плоскости которых совмещены в одной плоскости, а верхние концы связаны между собой соединительным узлом, отличающееся тем, что устройство снабжено центратором, выполненным в виде кольца с щелями для прохода промывочного агента и установленным в межтрубном пространстве со стороны алмазных коронок с возможностью перемещения относительно труб в процессе бурения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено контейнером для размещения блока камня и съемным центратором, выполненным в виде подшипника качения, закрепленного на торце контейнера с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью наружной трубы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительный узел колонковых труб выполнен в виде снабженной клиньями конической муфты с уплотнением и проходным отверстием, сквозь которое свободно пропущена соединенная с внутренней колонковой трубой рабочая труба для соединения корпуса со шпиндельным станком, а верхний конец наружной колонковой трубы жестко соединен с конической муфтой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области камнеобрабатывающей промышленности и предназначено для изготовления из блока камня, в частности гранита, полых цилиндрических заготовок, например, для прессовых валов бумагоделательных машин.

Известно устройство для изготовления полых цилиндрических заготовок из блока камня, включающее кольцевое сверло с составным ступенчатым корпусом с концентрично расположенными на нем одна в другой бурильными трубами с режущими коронками [1]

Недостатком этого устройства является низкая производительность за счет увеличения длины рабочего хода коронки при смещении режущих коронок относительно друг друга в осевом направлении.

Известно устройство для изготовления полых цилиндрических изделий из блока камня на шпиндельном станке, содержащее корпус с концентрически расположенными в нем колонковыми трубами с алмазными коронками, рабочие плоскости которых совмещены в одной плоскости, а верхние концы связаны между собой соединительным узлом [2]

Недостатками известного устройства является невысокое качество изготовления заготовок, особенно длинномерных валов бумагоделательных машин, возможность деформации труб при транспортировке, нерациональное использование установочной мощности станка.

Задача изобретения повышение качества изготовления длинномерных крупногабаритных заготовок из блока камня, путем обеспечения соосности наружного и внутреннего отверстий заготовки, за счет предотвращения отклонения свободных концов колонковых труб от центральной оси в процессе выбуривания заготовки, а также деформации свободных концов труб в процессе их транспортировки, рациональное использование установочной мощности.

Эта задача решается за счет того, что устройство снабжено центратором, выполненным в виде кольца со щелями для прохода промывочного агента и установленного в межтрубном пространстве со стороны алмазных коронок с возможностью перемещения относительно труб в процессе бурения, при этом оно может быть снабжено контейнером для размещения блока камня и съемным центратором, выполненным в виде подшипника качения, закрепленного на торце контейнера с возможностью взаимодействия с внешней поверхностью наружной трубы, причем соединительный узел колонковых труб может быть выполнен в виде снабженной клиньями конической муфты с уплотнением и проходным отверстием, сквозь которое свободно пропущена соединенная с внутренней колонковой трубой рабочая труба для соединения корпуса со шпиндельным станком, а верхний конец наружной колонковой трубы жестко соединен с конической муфтой.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 то же, с соединительным узлом для совместно-раздельного бурения; на фиг. 3 то же, с жестким соединением труб; на фиг. 4 пример выбуривания внутреннего отверстия при разъединенных трубах; на фиг. 5 пример постановки внутренней трубы перед выбуриванием наружного отверстия при жестком соединении труб; на фиг. 6 выбуривание заготовки вала; на фиг. 7 положение устройства после выбуривания заготовки.

Устройство содержит шпиндельный станок 1, снаряд 2, включающий рабочую трубу 3, корпус 4, соединительный узел 5, расположенный между наружной колонковой трубой 6 и внутренней колонковой трубой 7, снабженными буровыми коронками, соответственно, 8 и 9. Между колонковыми трубами 6 и 7 размещен с возможностью вертикального перемещения центратор 10, выполненный в виде кольца со щелями для прохода промывочного агента. С внешней стороны наружной трубы 6 и с возможностью взаимодействия с ней установлен съемный центратор 11, выполненный в виде подшипников качения, закрепленный на контейнере 12. Последний снабжен распорным элементом 13.

Работа устройства заключается в следующем.

Контейнер 12 с закрепленным в нем гранитным блоком 14 опускают с помощью талевой системы и буровой лебедки (на чертеже не показаны) в шурф 15, устанавливают в нем и закрепляют с помощью распорных элементов 13 (станок 1 отодвинут в сторону). На отцентрированный и отнивелированный блок 14 опускают снаряд 2 той же лебедкой и талевой системой. Наружный центратор 11 устанавливают в нижней части наружной трубы 6. Центратор 10 в исходном положении также находится в нижней части межтрубного зазора.

Исходное положение центраторов 10, 11 объясняется тем, что прессовые валы должны выполняться в точных геометрических размерах, наиболее эффективное соблюдение которых осуществляется именно на начальном этапе изготовления вала.

Подвигают станок 1, соединяют через рабочую трубу 3 с корпусом 4 снаряда 2, включают гидронасос и вращатель (на чертеже не показаны) и начинается процесс выбуривания вала с центральным отверстием из блока гранита 14.

При этом наружный центратор 11 и центратор 10 надежно удерживают нижний свободный концы колонковых труб 6, 7 с коронками 8, 9 от отклонения от центральной оси.

В процессе работы снаряда 2 выбуренный керн под воздействием выбуриваемого попадает в межтрубное пространство и вымещает вверх вдоль внутренней трубы 7 центратор 10.

Таким образом, центратор 10 постоянно удерживает трубу 7 от смещения от центральной оси и от деформации, одновременно удерживая от смещения и наружную трубу 6.

Выбуренный вал поднимают на поверхность с помощью контейнера 12, а сборку снаряда 2 отсоединяют от станка 1 и укладывают на горизонтальную тележку. При горизонтальной транспортировке снаряда 2 также возможна деформация свободных концов труб под действием собственного веса. Размещенный в межтрубном зазоре кольцевой центратор 10 служит в данном случае и в качестве распорного элемента, принимая на себя вес этих труб 6, 7. Размещение центратора 10 в межтрубном пространстве соосно внутренней бурильной трубе, а другого 11 с внешней стороны наружной трубы с возможностью взаимодействия с ней, позволяет осуществить надежное центрирование свободных концов колонковых труб во всем цикле выбуривания заготовки, особенно на начальном этапе. Кроме того, устройство позволяет предохранить свободные концы этих труб от деформации в процессе их транспортировки.

С целью повышения рациональности использования установочной мощности шпиндельного станка соединительный узел между внутренней и наружной колонковыми трубами может быть выполнен в виде фланца с жестко приваренными к нему верхними концами внутренней 7 и наружной 6 труб (фиг. 1).

Соединительный узел 5 может быть также выполнен в виде конической муфты 16, снабженной клиньями 17 и снизу уплотнителем 18. В муфте 16 и уплотнителе 17 выполнены соосно центральной оси проходные отверстия, через которые пропущена рабочая труба 3, верхний конец которой жестко закреплен на шпинделе станка 1, а нижний конец соединен с верхним концом внутренней трубы 7. Верхний конец наружной трубы 6 жестко соединен с муфтой 16 (фиг. 2-7).

При совместном (т. е. обеими трубами 6, 7) выбуривании заготовки вала клинья 17 вставлены в зазор между рабочей трубой 3 и муфтой 16, соединяя внутреннюю и наружную трубы 6, 7 между собой.

Такое выполнение соединительного узла 5 позволяет с одной установки изготовить полую заготовку. Однако мощность станка 1 используется нерационально сразу на обе трубы. Этой мощности может хватить на изготовление длинномерной заготовки и потребуется более мощный станок с громоздким оборудованием.

Для более рационального использования мощности шпиндельного станка производится раздельное выбуривание полой заготовки.

Работа устройства.

Клинья 17 извлечены из конической муфты 16, т.е. трубы 6, 7 отсоединены друг от друга. Рабочая труба 3 соединена со шпинделем станка 1 и с внутренней трубой 7 (фиг. 4).

Включают буровой насос и вращатель и начинают выбуривание внутреннего отверстия в блоке камня. При этом центратор 10 контролирует трубу 7 от смещения ее от центральной оси. Весь энергетический потенциал станка 1 используется только на одну трубу 7.

После выбуривания внутреннего отверстия на всю длину блока камня трубу 7 с коронкой 9 поднимают над забоем до уровня коронки 8 трубы 5 (фиг. 5).

Для выбуривания наружного отверстия, т.е. самой заготовки вала, вставляют клинья 17 в коническую муфту 16, соединив трубу 6 с трубой 3. Центрирование наружной трубы 6, как и внутренней, осуществляют с помощью центраторов 10, 11. Установочная мощность станка 1 используется только на одну трубу 6.