Методические указания по выполнению практических занятий по теме «Горные ручные сверла» по дисциплине «Горные машины и оборудование»

М Г Г У 

московский 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С О В Е Т 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

Председатель 

Л.А. 
ПУЧКОВ 
ректор 
МГГУ, 
Чл.-корр. 
РАН 

Зам. 
председателя 
Л.Х. 
ГИТИС 
директор 
Издательства 
МГГУ 

Члены 
редсовета 
И.В. ДЕМЕНТЬЕВ 
академик 
РАЕН 

А.П. ДМИТРИЕВ 
академик 
РАЕН 

БА. КАРТОЗИЯ 
академик 
РАЕН 

М.В. КУРЛЕНЯ 
академик 
РАН 

В.И. ОСИПОВ 
академик 
РАН 

Э.М. СОКОЛОВ 
академик 
МАЛ 
ВШ 

КН. ТРУБЕЦКОЙ 
академик 
РАН 

В.В. ХРОНИН 
профессор 

В.А. ЧАН ТУРИ Я 
академик 
РАН 

Е.И. ШЕМЯКИН 
академик 
РАН 

Л.И. Кантович 
В.Г Божко 
В Ы С Ш Е Е ГОРНОЕ 
О Б Р А З О В А Н И Е : 
УЧЕБНОМЕТОДИЧЕСКОЕ 
ИЗДАНИЕ 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ 
ЗАНЯТИЙ ПО ТЕМЕ 
«ГОРНЫЕ РУЧНЫЕ СВЕРЛА» 

по дисциплине «Горные машины 
и оборудование» 

Допущено 
Учебно-методической 
комиссией 
по специальности 
170100 «Горные 
машины 
и 
оборудование» 
в качестве 
методических 
указаний по выполнению 
практических 
занятий 
для 
студентов 
высших 
учебных 
заведений, 
обучающихся 
по 
специальности 
091000 
«Взрывное 
дело» (очная форма 
обучения) 

МОСКВА 

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО 
УНИВЕРСИТЕТА 

2004 

УДК 622.233.62 
ББК 33.13 
К 19 

Экспертиза 
проведена 
Учебно-методической 
комиссией 
по 
специальности 170100 «Горные машины и оборудование» 
(выписка из протоколам 
3 от 18.11.2004) 

Книга соответствует 
«Гигиеническим 
требованиям к изданиям 
книжным для взрослых. 
СанПиН 
1.2.1253-03», 
утвержденным 
Главным 
государственным 
санитарным 
врачом России 30 марта 2003 г. 

Рецензент 
— доцент Д. Я. 
Наумкин 

Кантович Л.И., Божко В.Г. 
К 19 
Методические указания по выполнению практических занятий по теме «Горные ручные сверла» по дисциплине «Горные 
машины и оборудование». — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. — 16 с. 

Приведены классификация ручных горных сверл, их техническая 
характеристика. Рассмотрены область применения, конструкция и принцип работы этих сверл. Изложен метод расчета режимных параметров 
при вращательном бурении шпуров ручными сверлами. Представлены 
исходные данные для выполнения индивидуальной практической работы. 

Для студентов вузов, обучающихся по специальности 091000 «Взрывное дело» (очная форма обучения). 

УДК 622.233.62 
ББК 33.13 

© Л.И. Кантович, В.Г. Божко, 2004 
© Издательство МГГУ, 2004 
© Дизайн книги. 

Издательство МГГУ, 2004 

ВВЕДЕНИЕ 

Предлагаемые методические указания предназначены для 
студентов специальности ВД изучающих дисциплину «Горные 
машины и оборудование», и может быть использовано преподавателями при проведении практических занятий со студентами других специальностей. 

Вращательное бурение шпуров применяется преимущественно по углю при очистных работах и по мягким породам 
при проведении горных выработок. Для бурения шпуров по 
углю используются ручные сверла. Все иностранные и отечественные электрические сверла имеют примерно одинаковые характеристики: вес 14—18 кг, мощность двигателя 1,1 — 1,4 кВт, 
скорость вращения шпинделя при бурении по углю 11,5 — 
12,0 с"

1. 

В Англии, США, Германии наибольшее распространение 
получили электрические сверла, ввиду того, что в этих странах 
сравнительно большое количество угля добывается буровзрывным способом с подрубкой врубовыми машинами. 

В шахтах, опасных по газу и пыли, где затруднено применение электрической энергии, получили распространение пневматические сверла, которые широко применяются во Франции, т. к. там около 75 % шахт опасные по выделению газа. 

В большинстве случаев пневматические и электрические 
ручные сверла применяются для бурения с боковой промывкой. 

ГОРНЫЕ РУЧНЫЕ 
СВЕРЛА 

Назначение 

Горные ручные сверла предназначены для бурения шпуров вращательным способом по углю и некрепким породам. 

Классификация 

Горные ручные сверла классифицируются следующим образом: 

• по роду применяемой энергии — электрические, пневматические и гидравлические; 

• по способу установки—ручная, 
на распорных колонках. 

Область 
применения 

Ручные горные сверла предназначены для бурения шпуров 
глубиной 1,5 + 3 м и диаметром 40 + 45 мм по углю и некрепким породам с коэффициентом крепости / < 4. Бурение шпуров 
этими сверлами производится с рук, реже - с применением 
легкой распорной колонки. Масса ручных сверл составляет от 
16 до 25 кг. Для привода ручных горных сверл используются 
трехфазные асинхронные двигатели мощностью от 1,0 до 1,4 кВт 
напряжением, из условий безопасности, равным 127 В. Все 
ручные электросверла имеют дистанционное управление. Для 
включения или отключения цепей дистанционного управления 
применяется напряжение 36 В. 

Ручные горные электрические сверла, техническая характеристика которых приведена в табл. 1, выпускаются во взрывобезопасном рудничном исполнении РВ и могут применяться 
в шахтах, опасных по газу и пыли. 

При бурении шпуров ручными горными сверлами осевое 
усилие, создаваемое человеком при бурении некрепких углей, 
составляет 200 •*• 250 Н, а скорость бурения от 0,2 до 1,0 м/мин. 
При бурении крепких углей и некрепких пород это осевое усилие увеличивается до 2000 Н. 

6 

Конструкция и принцип работы электрических 
ручных сверл 

Электрическое 
сверло СЭР-19М (рис. 1). состоит: из литого алюминиевого корпуса 4 с двумя рукоятками, покрытыми 
слоем резины; асинхронного электродвигателя, встроенного в корпус и состоящего из статора б и ротора 5 с подшипниками; передней крышки 2 с двухступенчатым редуктором; промежуточного щита 3, обеспечивающего взрывобезопасность корпуса; 
шпинделя 1, в который вставляется хвостовик буровой штанги; вентилятора 8; задней крышки 7 с изолирующим полихлорвиниловым покрытием; устройства для ввода гибкого кабеля 
11, состоящего из фланца, колодки из негорючей пластмассы 
72, в которой расположены проходные болты для присоединения 
жил гибкого электрического кабеля и соединительных концов 
от обмотки статора и пускового устройства; патрубка 13; заглушки 14, которая закреплена гайкой 15. На гибком электрическом кабеле крепится хомут 16, присоединяемый отрезком це
А-А 

Рнс. 1. Электрическое ручное сверло СЭР-19М 

7 

пи к фланцу 11 корпуса сверла, что предотвращает выдергивание электрического кабеля из вводного устройства, а также 
его чрезмерные перегибы. Пусковое устройство 9 (однополюсный выключатель дистанционного управления) смонтировано 
в отдельной небольшой камере корпуса сверла и закрыто крышкой 10. Для лучшего охлаждения электродвигателя корпус его 
имеет ребристую поверхность; для этой же цели предназначен 
вентилятор 8, смонтированный снаружи корпуса на валу ротора 5. Задняя крышка 7 закреплена на корпусе так, что вместе с 
ребрами образует каналы для прохода воздуха от вентилятора 
вдоль нагретой поверхности корпуса. 

Электрическое сверло СЭР-19М имеет двухступенчатый редуктор. За счет сменных шестерен возможно получить две частоты вращения шпинделя: 

• по породе средней крепости 

п 
=n„-z1-z3 
= 2100-24-15=100 
об 

z 2-z 4 
33-42 
мин 

• по крепким породам 

= я
д - у г
5 
= 2700-15-15 = 
3 1 ( ) об 

z 4-z 6 
42-42 
мин 

где Лдв — частота вращения ротора электродвигателя, об/мин; 

Z] = 24, z 2 = 33, z 3 = 15, z 4 = 42, Z5 = 15, ze = 42 — число зубьев 
шестерен. 

Усовершенствованные сверла СЭР-19М имеют муфту для 
боковой промывки шпура. 

Ручные электрические сверла ЭР14Д-2М и ЭР18Д-2М по 
конструкции выполнены сходными с электрическим сверлом 
СЭР-19М, отличаются они только мощностью электродвигателя, массой и частотой вращения шпинделя. 

Электрическое сверло с принудительной подачей 
ЭРП18Д
2М (ркс. 2) 
8 

Рис. 2. Электрическое сверло с принудительной подачей ЭРП18Д-2М 
а— общий вид; о — кинематическая схема 

отличается от обычного электрического сверла принудительной подачей сверла на забой с целью облегчения труда бурильщика и повышения производительности бурения по крепким 
углям и мягким горным породам. 

Для этого на передней крышке 1 (см. рис. 2, а) установлен 
дополнительно барабан 2 с тросом 3. Передняя крышка крепится к промежуточному щиту 4 и к корпусу 5 при помощи 
проходных шпилек. В начале работы бурильщик прикрепляет 
трос при помощи крюка к распорной стойке, установленной 
около забоя. При работе электрического сверла трос наматывается на барабан, чем обеспечивается подача сверла на забой. 

Крутящий момент от вала электродвигателя передается шпинделю (111) через двухступенчатый редуктор (см. рис. 2, б), когда задействованы две пары косозубых шестерен z\ — z i и 
Zi — и, шпиндель совершает 300 об/мин. 

Принудительная подача осуществляется через зубчатую пару is — Z6 с последующей передачей крутящего момента на 
барабан 9 через многодисковую муфту (Ф) червяк 6 и червячное колесо 7. Многодисковая муфта удерживается на валу 
червяка 6 при помощи гайки и пружины. Шестерня ze через 
многодисковую муфту соединяется с валом червяка 6. Регулировка усилия нажатия пружины на диски осуществляется гайкой, что приводит к изменению усилия подачи от 0 до 30 кН. 
Зубчатая муфта 10, с рукояткой для включения и выключения 

9 

барабана подачи 9, расположена на валу 8 и получает вращение от червячного колеса 7. Техническая характеристика ручных электрических сверл приведена в табл. 1. 

^аблица 1. 

Показатели 
Электрические сверла 
Показатели 

СЭР-19М 
ЭР14Д-2М 
ЭР18Д-2М 
ЭРП18Д-2М 

Номинальная мощность, 
1,2 
1,0 
1,4 
1,4 

кВт 

Частота вращения шпин5,66/11,66 
14,33 
10,66 
5,0 

деля, с"

1 

Габаритные размеры, мм 3 7 0 х 3 1 8 х 
380 х 316 х 3 9 5 х 3 1 6 х 
4 6 9 0 х 3 1 6 х 

• 
хЗОО' 
Х248 
х 248 
• 
х 2 4 8 

Масса, кг 
18 
1£5 
18

 
N 
\ 
24,5 

Конструкция 
и принцип работы 
пневматических 
ручных 
свёрл 

Пневматическое 
сверло СРЗ (рис. 3) завода «Пневматика» 
состоит из трех основных сборочных единиц: корпуса 2, редуктора 3 и крышки корпуса 7, соединенных стяжными болтами. В корпусе сверла расположены ротационный двигатель 
с шестью лопатками 77, глушитель шума, выполненный в виде 
камер в корпусе, и пусковое устройство 6. Редуктор 
планетарный, двухступенчатый с передаточным числом i = 10,2. 

В крышке корпуса расположена камера смазки пневматического двигателя. Воздухоподводящий рукав присоединяется 
к сверлу через конический ниппель 4 и накидную гайку 5. Пуск 
сверла в работу осуществляется нажатием на курок 8 пускового 
устройства, встроенного в правую рукоятку сверла. Стержень 7 
курка отодвигает шарик, открывая доступ сжатому воздуху в камеру между статором 9, ротором 10 и лопатками 77'. Часть сжатого воздуха из пускового устройства, проходя через масляную камеру в крышке сверла, насыщается маслом. В двигателе сжатый 
воздух оказывает давление на выступающую часть лопаток и 
приводит во вращение ротор 10. От рототора через редуктор 14 
10