Меню Рубрики

Двигатель для бур установка

Принцип работы мотора редуктора для буровой установки

Бурение скважины состоит из двух основных движений буровой установки: перемещение бурового инструмента по вертикали – вверх и вниз, параллельно штоку, и непосредственно вращательного движения бура.

Вследствие этого, ямобур переносит два вида нагрузки: усилие подачи (сопротивление грунта при заглублении, либо поднятии инструмента), и сопротивление породы крутящему движению бура.

Мотор редуктор для буровой установки

То, какую эффективность обеспечит мотор буровой установки в отдельно взятом случае, зависит не только от его характеристик – мощности, крутящего момента, оборотов, но и от параметров грунта, в которых выполняется бурение скважины.

1 Назначение

В процессе бурения и обустройства скважин, переход на высокую передачу, и увеличение оборотов вала, далеко не всегда гарантирует ускорение погружения бура, так как сопротивление грунтовых пород может превышать усилие привода, вследствие чего будет повышаться стрессовая нагрузка на мотор, что будет причиной его преждевременного износа.

Особенности процесса бурения скважин обуславливают необходимость использования на буровой аппаратуре специальных приводов, которые, одновременно соединяют мотор (электрический, либо бензиновый) и редуктор для буровых установок.

Наличие редуктора в приводе позволяет преобразовать крутящий момент, который выдает двигатель, и придать валу меньшую скорость на выходе – то есть, мотор переключается на более высокую передачу, но при этом, частота оборотов бура не растет, а увеличивается усилие его подачи и мощность. Как результат — процесс бурения скважин будет идти быстрее.

В буровых установках усилие привода передается на буровой инструмент посредством трансмиссии: передачи могут быть зубчатыми, цепными, либо карданными.

В крупных промышленных буровых машинах в основном используются цепные передачи, в то время как для малогабаритной установки (например, портативного мини бензобура) наиболее оптимальным вариантом являются зубные передачи.

Бур, вал двигателя, и сам привод связаны в одну жесткую конструкцию, которая позволяет достичь высокого КПД работы. Единственным минусом такой системы является то, что бурение предусматривает непостоянный режим работы привода, так как при углублении меняются породы грунта, вследствие чего изменяется сила сопротивления буровому инструменту.

Планетарные мотор-редукторы ЗМП для буровых установок

На практике изменение нагрузок всегда происходит внезапно, что становится причиной ударов, чрезмерной вибрации, а иногда и заклинивания привода.

Редуктор для буровой установки позволяет оператору, в зависимости от воздействия внешних факторов, выполнять своевременную смену режимов работы мотора, что позволяет минимизировать стрессовые нагрузки на буровое устройство.

Также моторредуктор обеспечивает оптимальные показатели частоты вращения, крутящего момента и усилия подачи бура, вследствие чего ямобур показывает максимальную эффективность, при нормальном режиме эксплуатации мотора. Вдобавок ямобур будет работать и надежнее, и дольше.
к меню ↑

2 Какой принцип работы мотора редуктора?

Мотор-редуктор представляет собою привод, который в одном корпусе соединяет два разных устройства – мотор и редуктор. Они соединены в один блок, при этом, ведущая «зубчатая передача» редуктора, смонтирована на вал мотора. Это предельно простой механизм, который, на практике доказывает свою надежность и эффективность.

В сфере бурения скважин, в основном, используются моторы-редукторы трех типов:

Эти редуктора отличаются друг от друга в первую очередь типом передачи.

Теперь — перейдем к подробностям. Для начала рассмотрим цилиндрический зубчатый мотор-редуктор.

Буровая установка с планетарным редуктором

Наряду с планетарным, зубчатый редуктор является оптимальным вариантом для малогабаритной буровой установки, либо бензобура. Его конструкция состоит из двух скрепленных между собой шестеренок, на которые передается усилие привода, и вследствие вращательных движений механизма выполняется преобразование скоростей.

В буровых установках наиболее востребованными являются цилиндрические редуктора, в которых оси шестерней располагаются параллельно друг другу.

Главным преимуществом таких устройств является высокий КПД работы – вследствие преобразования не теряется стартовое усилие привода. А также мини размеры, что позволяет создавать на основе таких редукторов мобильные буровые установки – бурильные бензобуры и мотобуры.

Червячный мотор-редуктор устроен по-другому.

В таких конструкциях преобразование крутящего момента двигателя происходит посредством вращения винта («червяка»). В бурении чаще всего используется двухступенчатый червячный моторредуктор.

К их достоинствам можно отнести плавность хода, бесшумность, и, что более важно, возможность автоматической остановки двигателя при предельном сопротивлении грунта, что гарантирует безопасную работу в проблемных грунтах. Червячный мотор — оптимальный вариант привода, которым может комплектоваться небольшой ямобур.

Планетарный мотор-редуктор также имеет ряд особенностей.

Планетарный редуктор для буровых установок является основой практически каждой малогабаритной модели безнобура. Современные планетарные редуктора комплектуются частотными преобразователями, которые позволяют выполнять максимально точное регулирование работы двигателя.

Читайте также:  Установка двигателя от девятки на классику

Мотор редуктор ЗМП для буровой установки

Сам планетарный редуктор состоит из основной шестерни, и планетарных сателлитов (небольших зубчатых колес), которые установлены на водиле – оси, соединяющей все элементы редуктора.

У планетарных редукторов есть два преимущества, которые, в большинстве случаев, делают его использование в буровых установках предпочтительней аналогов: высокая эффективность преобразования крутящего момента привода и компактные габариты.
к меню ↑

2.1 Особенности моделей

Для начала рассмотрим двухступенчатые цилиндрические механизмы.

Мотор-редуктор 4МЦ23 80 — имеет следующие преимущества:

  • Широкий выбор настройки оборотов на выходном валу;
  • Конические роликовые подшипники делают конструкцию более устойчивой к осевым нагрузкам;
  • Вертикальное исполнение мотора.
  • Небольшой крутящий момент;
  • Без качественной смазки быстро выходит из строя;
  • «внутренности» корпуса достаточно хрупкие.

Мотор-редуктор ТСН 00.760 хорош по следующим причинам:

Мотор редукторы МЧ80-90-53 для буровых установок

  • Простая и надежная конструкция;
  • Компактные размеры;
  • «Выносливость»;
  • Ремонтопригодность;
  • Широкий выбор двигателей: 2.3, 3, 4 кВт.
  • Нормальная эксплуатация возможна только на наклонных установках;
  • Невысокие максимальные обороты – 51.6 об\мин;
  • Слабые подшипники;

Упомянем и планетарные механизмы.

Мотор-редуктор 3МП-40 имеет следующие плюсы:

  • Широкий диапазон передаточных чисел (3 передачи);
  • Бесшумная работа;
  • Проектировался для вертикальной установки;
  • Мини размеры (оптимальный вариант для портативного бензобура).
  • Нежная конструкция, которая слабо подходит для сложных условий работы;
  • Используются слабые шариковые подшипники.

источник

Механизированный ямобур своими руками: варианты конструкции и принципы ее расчета

Современный рынок насыщен разного рода строительными инструментами и приспособлениями. Возьмем, к примеру, ямобур: сегодня без труда можно найти устройство, стоимость которого вполне доступна, а заявленные характеристики полностью устраивают покупателя. Казалось бы, нет ничего проще: покупай и пользуйся. Но не всегда следует торопиться с подобным приобретением. Дело в том, что бюджетное оборудование на практике не всегда соответствует потребностям покупателя, а то и вовсе не способно выполнять возложенные на него функции: бур не спешит входить в грунт даже при сильном нажатии, обороты двигателя падают от большой нагрузки и т. д.

Покупать мощное и дорогостоящее устройство для небольшого объема строительных или садовых работ – не всегда целесообразно. Аренда – тоже удовольствие не из дешевых. Поэтому и стремятся умельцы применить уже имеющееся в их распоряжении оборудование для создания компактных бурильных установок.

Земляной бур из дрели

В большинстве случаев механизированный ямобур представляет собой силовую установку (мощная дрель или бензиновый двигатель), которая с помощью простого механического привода соединяется с обычным ручным буром. Бур можно изготовить самостоятельно.

В продаже можно найти готовый бур серийного исполнения.

Многие говорят, что покупали просто такой шнек и закрепляли к нему мощную низкооборотистую электрическую дрель.

Характеристики двигателя

Рекомендации, касающиеся количества оборотов силовой установки и других ее характеристик, заслуживают отдельного рассмотрения. Начнем с того, что силовая установка может соединяться с буром как напрямую, так и через дополнительный редуктор. Необходимость применения редуктора каждый определяет для себя сам. Как показывает практика, если номинальная мощность дрели составляет 2 кВт, то в применении редуктора нет необходимости (особенно, если установка не имеет специальной станины, и в процессе работы ее приходится держать руками).

Поначалу планировался редуктор, но после полевых испытаний со схемой – «дрель – шнек» решено от редуктора отказаться. Момент таков, что оператора она вообще не замечает (если бурить руками).

Показатель мощности – 2 кВт – взят нами не случайно. Именно такие дрели чаще всего используют участники нашего форума при изготовлении механизированных ямобуров.

Есть опыт строительства столбчатого фундамента с ростверком. Использовал дрель мощностью 2 кВт и шнек, рассчитанный на диаметр ямы – 30 см (диаметр бура где-то равен 29,3 см). Для более глубокого бурения использовал удлинитель из обычной стальной трубы. Грунт у меня на том месте – не сахар: земля, потом глина, потом линза какая-то с пляжным песком, потом опять глина с песком, а потом голубая глина (на глубине — 1.8 — 1.9 м).

Для того чтобы в земле получались отверстия требуемой глубины, пользователю пришлось соорудить компактную бурильную установку (со станиной, лебедкой и другими вспомогательными приспособлениями).

Но речь сейчас идет о мощности силового агрегата, и из представленного описания легко понять, на что способна дрель с номинальной мощностью 2 кВт (даже без редуктора).

Читайте также:  Компрессорные установки с двигателем ямз 236

Немного теории

Если рассматривать взаимосвязь между мощностью дрели (или бензинового двигателя) и крутящим моментом на валу бура, то она определяется следующей зависимостью:

  • N – мощность (Вт).
  • M – крутящий момент (Нм).
  • n – число оборотов (об/мин).
  • 9549 – специальный коэффициент.

Теоретически крутящий момент на рабочем валу такой установки при оборотах 500 об/мин должен составлять 38 Нм (64 Нм – при 300 об/мин). Но для расчета крутящего момента всегда необходимо учитывать потери, которые определяются КПД устройства. Все дело в том, что большинство производителей электроинструмента указывают лишь потребляемую мощность своих устройств, а мощность на выходе (на рабочем валу) на 1/3. 1/4 меньше потребляемой. Соответственно, меньше и крутящий момент. Дрель мощностью 2 кВт при 300 об/мин будет создавать на шпинделе крутящий момент, равный не 64 Нм, а примерно – 48 Нм.

Выбирая силовой агрегат для своего ямобура, можно рассматривать устройства с потребляемой мощностью менее 2-х кВт. Но тогда всерьез придется подумать о внедрении в конструкцию бурильной установки понижающего редуктора.

По поводу редуктора: редуктор — это хорошо, потому как он позволяет, не изменяя мощности, пропорционально изменять число оборотов и крутящий момент. То есть, уменьшая через редуктор число оборотов, мы пропорционально увеличиваем крутящий момент. А мощность в этом случае так и остается обобщенной характеристикой (константой).

Ориентируясь на крутящий момент, который создает дрель мощностью 2 кВт (без дополнительного редуктора), можно подобрать подходящее устройство для своего ямобура. Иными словами, зная мощность дрели, число оборотов ее шпинделя и передаточное число используемого редуктора, можно рассчитать значение крутящего момента, которое вы получите на выходе из силовой установки. Но следует понимать, что число оборотов бура нельзя сильно уменьшать.

Оптимальная частота оборотов во время бурения – от 60. 100 до 200. 300 об/мин. Режим зависит от типа грунта, способа бурения, разновидности буровых насадок, диаметра скважины и т. д.

В приведенной цитате упомянуты способы бурения. Их существует все два: непрерывное бурение и бурение с постоянным выносом грунта. Для непрерывного бурения установка должна обеспечивать наличие большого крутящего момента.

Во время бурения с постоянным выносом грунта шнек, вбурившийся в грунт на определенную глубину, поднимается на поверхность. В этом случае разрыхленный грунт, находящийся на рабочих лопастях шнека, также извлекается наружу.

Как мы уже говорили, выбирая силовой агрегат для бурильной установки, лучше ориентироваться на малооборотистую дрель мощностью 2 кВт (то есть на крутящий момент, который она передает на рабочий вал). Судя по многочисленным отзывам пользователей FORUMHOUSE, эти устройства успели себя неплохо зарекомендовать. Мощность бензиновых двигателей также должна соответствовать указанному показателю.

Редукторы для ямобура и их разновидности

Сборка любого самодельного механизма в большинстве случаев характерна применением подручных материалов, приспособлений и узлов, которые долго лежали без дела, потому как не находилось им достойного применения. Опыт наших пользователей подсказывает, что понижающую механическую передачу можно изготовить из самых разнообразных деталей: из запасных частей к отслужившему свой век мопеду, из незамысловатой цепной или червячной передачи, из подходящего редуктора неизвестного происхождения, случайно завалявшегося на старой полке в гараже и т. д.

Валялся у меня сломанный мопед, с него я и взял задний редуктор. Отпилил редуктор турбинкой (заднюю часть алюминиевого корпуса с редуктором), далее через шестереночную передачу закрепил к этому редуктору электродвигатель от старой электропилы мощностью 2 кВт. Двигатель с редуктором дали соотношение – 13:1 (на выходе получилось примерно 300 об/мин).

О цепной передаче: обладая известной долей смекалки, можно, не прилагая больших усилий, соорудить вполне надежный ямобур, обладающий достаточной мощностью. Представленная идея не нова, и многие с успехом применяют ее на практике (если в этом есть необходимость).

Нет редуктора, хотя планировалось его изготовление из цепи ГРМ ВАЗ 2101 и ее же звездочек. Передаточное число – 1: 2. Испытания показали, что не нужен он. Разве что на совсем твердых грунтах его использовать, но у нас таких нет.

Применение вышеперечисленных механизмов требует нестандартного подхода к сборке бурильной установки. Если же у вас в наличии есть небольшой серийный редуктор (или возможность недорого его приобрести), то задача становится значительно проще. Вот, к примеру, фотография редуктора, выставленная пользователем melomandk.

Читайте также:  Установка дизельного двигателя на уаз отзывы

Вот такой редуктор нашел. Вот только передаточное число большое – равно или даже чуть больше 1:40. Размеры (по корпусу) – где-то 15 х15 см.

Как оказалось, устройство имеет вполне подходящие параметры.

Мой ямобур на базе именно такого редуктора. Пока я очень доволен. Двигатель – болгарка (3000 оборотов на выходе). Мощность болгарки – 2 кВт. Глину бурить не пробовал, но жесткую утрамбованную землю с включениями щебня и гнилых корней ямобур брал. Диаметр шнека – 160 мм, ножи на нем самодельные – из рессоры.

Вывод: конкретных рекомендаций, касающихся конструкции редуктора для самодельного садового ямобура, нет, но рабочих вариантов существует множество.

Если работы много, если бурить нужно глубоко, а держать установку в руках очень трудно, то имеющееся оборудование можно закрепить в специальную станину.

Конструктивное исполнение у самодельных станин, так же, как и у понижающих механических передач, может быть самым разнообразным. Но есть элементы конструкции, которые используются в подавляющем большинстве случаев.

Подъемный механизм

В качестве подъемного механизма можно использовать цепную передачу, установленную внутри центральной стойки. Подъем и опускание осуществляется либо с помощью дополнительного электродвигателя, либо с помощью ручки (как на фото от пользователя jumper_at_home).

Максимально заглублялись на 1,8 м (шнек + удлинитель). Глубже не требовалось. Лебедка самодельная – 2 шестерни и цепь от мотоцикла.

Для того чтобы плита с основным электродвигателем беспрепятственно двигалась по вертикальной трубе, на каретку можно устанавливать четыре ролика.

источник

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Малогабаритная буровая установка (МБУ). Часть 1. Предисловие.

Всем здрасте. В данной статье речь будет идти о малогабаритной буровой установке которую я начал делать. Эта статья (и последующие другие части) разрабатываются для тех кто хочет самостоятельно изготовить МБУ, а так же о сумме потраченных средств на это дело.
Данной установкой я буду пользоваться для бурения шнеками глубиной до 10-12 метров. Зачем она мне нужна спросите вы? Отвечу на Ваш вопрос. Дело в том что я занимаюсь инженерными изысканиями (геодезия, геология и экология). И вот уже почти как 6 лет бурю геотехнические скважины ручным буром – на конце которого «стакан». Для того что бы пробурить этим буром хотя бы 3 метра суглинка или глины – нужно приложит не мало усилий, да и по весу данная конструкция не мало весит. А одному такое бурение доставляет большой дискомфорт – вечно в поту, под конец второй скважины (четырех — метровой) руки перестают слушаться, особенно когда глина или суглинок мягкопластичные и из бурового стакана достаются с трудом. Почему один? Дело в том что на изыскания выезжаем вдвоем. Днем выполняем топосъемку, а вечером пока один обрабатывает полученный результат – второй занимается буровыми работами. Для геологов разработан ручной бур под названием «Мечта геолога». Вот он.

Но данный девайс на заводе стоит 28 000 руб. – это раз. И опять ручной – это два.
Если рассматривать малогабаритную буровую установку изготовленную на заводе, то ценник начинается от 150 000 руб. Можно найти много различных вариантов, но, опять но – размеры установок мне не очень нравятся. У меня есть прицеп к машине и буровую на готовом прицепе я брать не хочу – заем мне второй прицеп. Тем более мой прицеп будет универсальным – и под мою МБУ и под снегоход и под жилой модуль – но это в других темах.
Многие скажут – возьми бензобур. Давали мне попользоваться – скажу сразу нет – не то. Не представлю как я таким буром буду бурить хотя бы на 4-6 метров – не говоря о 10 метрах.
И всё-таки я заморочился сделать себе МБУ.
На просторах интернета было просмотрено множество всякой информации.
И вот на чем я остановился:
1) Вся конструкция должна входить в мой прицеп (ширина/длина/высота) 1200/2000/900 мм.
2) Мотор-редуктор и лебедка должны работать от моего бензогенератора (для того что бы не быть привязанным к электричеству)
3) удобство в использовании, обслуживании и работе одним человеком.
Из охотничих спичек и сподручного материала была сделана примерная 3D модель МБУ.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector