Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Для осуществления механического бурения скважин на воду используются специальные приспособления. Но многие умельцы стараются сделать шнеки своими руками. Чертеж и подробная инструкция по изготовлению помогут смонтировать механизм, который будет не хуже заводского. Главное, подготовить материал и инструмент.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к сборке конструкции шнека необходимо подготовить рабочий инструмент. В этот список входят:

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

  • сталь листовая;
  • автомобильные рессоры;
  • напильник;
  • специальные тиски для фиксации заготовок;
  • молоток;
  • картон и маркер;
  • болгарка и диски для нее;
  • крепежные элементы; рулетка;
  • трубы разной длины.

Кроме этого, понадобится сварочный аппарат и защитные очки, чтобы снизить риск попадания искр в глаза при работе.

Что касается материала труб, то лучше подбирать стальные элементы, у которых повышенная коррозийная стойкость. Если брать дешевый вариант, то уже спустя некоторое время на поверхности появится ржавчина.

Если все подготовлено, то можно приступать к работе. Чтобы изготовить шнек своими руками, необходимо выполнить следующие действия:

  • вначале сделать проект, а затем — шаблон на плотном картоне;
  • взять стальную полую трубу, этот материал должен выдерживать серьезное механическое воздействие;
  • изготовить из гибкого стального листа витки и с помощью сварочного аппарата приварить перья к трубе — получится своеобразная пружина.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Если требуется шнек для работы с сыпучим материалом, то витки должны быть расположены всплошную. В обратном случае нужного эффекта не будет. Если все сделано правильно, получится эффективный инструмент, который будет иметь следующие положительные качества:

  • компактный размер;
  • высокая производительность;
  • длительный эксплуатационный срок;
  • удобный в работе;
  • быстрое углубление и подъем земли.

Но все эти характеристики можно получить только в том случае, если строго следовать инструкции при монтаже. Некоторые самодельные устройства сможет смонтировать даже новичок.

Простой способ

Есть очень простой способ быстро собрать самодельный шнек с двумя лопастями. Эти элементы будут прекрасно врезаться в грунт. Единственный минус, что работать им можно только на небольшой глубине, не более 10 м.

Изготавливается шнек по следующей технологии:

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

  1. Берем трубу длиной от 100 до 140 см, тут все зависит от роста работника. В ее верхней части привариваем продолговатую гайку, которая будет соответствовать болту. Можно заменить двумя стандартными. Если взять меньше, то конструкция будет держаться ненадежно.
  2. В нижней части привариваем металлическую гильзу или толстую арматуру — этот элемент будет исполнять роль переходника к буру. Долото покупаем готовое или изготавливаем самостоятельно из стальной полосы длиной 30 см и толщиной 3 мм. Ее сначала хорошенько прокаливаем, а затем охлаждаем в кипящем свинце или масле. Эту спираль фиксируем в гильзе, а потом тщательно затачиваем.
  3. Берем два диска от болгарки: один с ровной кромкой на 150 мм, другой зубчатый — 180 мм. Распиливаем эти диски напополам, в таком случае центральная часть расширяется и совпадает с основной трубой. Устанавливаем их поочередно: вначале меньший, а на 10 см выше — больший. Расположение деталей делаем строго под углом 35 градусов к земле. В таком случае повышается коэффициент полезного действия при минимальных усилиях.
  4. Далее изготавливаем трубчатые элементы для продления. Для этого берем трубу с аналогичным диаметром и длиной 100−140 см. Затем вставляем снизу болт и привариваем его. В верхней части устанавливаем и привариваем продолговатую гайку.

В таком случае бурильная конструкция будет делать более продолжительные ходы, а значит, работать инструментом будет проще и быстрее. На этом шнек готов.

Сложный вариант

Этот способ изготовления шнека позволит собрать качественное и точное приспособление, которое будет служить долгое время. Для начала делаются расчеты и чертеж, затем — замеры. Также стоит заранее подготовить инструменты и подходящий материал, а уже потом приступать к сборке самодельного бура.

Пошаговая инструкция по монтажу шнекового смесителя выглядит следующим образом:

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

  • Взять подготовленную трубу, причем она должна быть гладкой, без каких-либо изгибов или деформаций. Просверлить на одном конце перпендикулярное отверстие с диаметром 8 мм. Здесь будет соединяться верхняя часть с ручкой.
  • Снизу установить наконечник — эта деталь будет задавать направление движения земли. Сделать его можно из старой автомобильной рессоры. Вырезать необходимый квадрат можно при помощи болгарки.
  • В трубе проделать продольный пропил, который должен иметь толщину равную наконечнику. Дальше следует вставить его острым кончиком внутрь трубы. В результате должно получиться приспособление, напоминающее копье.
  • Соединить детали при помощи сварочного аппарата, не забывая о мерах безопасности.
  • Вырезать из рессоры резак длиной равной ½ диаметра изготавливаемого бура, а уже на нем пропилить зубцы. Именно эти элементы будут вгрызаться в грунт, рыхлить его, а уже после земля будет попадать на спираль самодельного шнека.
  • Расположить резцы таким образом, чтобы они были под острым углом к основной поверхности. После этого следует приварить детали к стальной трубе.
  • Вырезать из металлического листа круг, одинаковый по диаметру со спиралью шнека. Проделать в его центре отверстие, в которое будет вставляться труба. Приложить изготовленный диск к резцу, приваренному к трубке. Сделать разметку их соприкосновения при помощи карандаша или специального маркера.
  • По полученным отметкам разрезать круг от края до центра, лучше всего сделать это болгаркой. Разрезанный диск положить в тиски и скрутить элементы в спирали молотком. Изготовленный своими руками шнек насадить на трубу и приварить. В конце обработать поверхность металлической щеткой и покрасить.

Собственно, на этом работа окончена. Остается сделать ручку и удлинитель. Первую можно сделать пластиковой, она будет удобнее, а вот последнюю деталь можно изготовить из любой подходящей трубы.

Несколько советов

Некоторые рекомендации помогут сделать качественное бурильное приспособление. При работе стоит учитывать следующее:

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

  • Необходимо правильно рассчитывать диаметр шнека. Дело в том, что во время работы отверстие будет слегка отличаться от размера режущей детали. Например, 200 мл элемент обеспечит лунку в 240−250 мл.
  • Можно заменить диски для болгарки обычной листовой сталью, толщина которой будет около 2 мм. Но ее придется дополнительно гнуть и затачивать, чтобы придать идеальную форму.
  • Во время работы с диском необходимо соблюдать меры безопасности. Его следует тщательно и надежно закрепить в специальные тиски, а резать исключительно в защитных очках.
  • Чтобы произвести расчет пера шнека, можно воспользоваться специальной программой «Компас-3 D». Она сделает все необходимое, достаточно внести исходные данные и дождаться готового чертежа. Все это позволит значительно сохранить время.

Чтобы продлить эксплуатационный срок самодельного шнека, нужно чистить его после каждой работы. Устранять землю с металлических деталей, при необходимости править лезвия и подтачивать их. Кроме этого, для хранения выбирать помещения с пониженной влажностью.

Загрузка…

Источник: https://proagregat.com/burenie/kak-sdelat-shnek/

Как правильно изготовить шнек

Еще за много столетий до нашей эры шнек занял свое вполне достойное место. Это гениальное изобретение впервые открыл великий греческий ученый Архимед.

Свое детище он начал использовать для перебрасывания пресной воды из ближайшего водоема к вышестоящему резервуару поливочной системы.

Архимед обнаружил, что можно изготовить шнек своими руками, который не даст абсолютной герметичности в районе примыкания винта, а также внутреннего диаметра трубы.

Без шнека объем жидкости, который черпался за 1 оборот, был потенциально огромен в соотношении к угловой скорости винта. В результате появления шнека часть воды из высшей ступени перекатывалась на низшую, устанавливая оптимальный динамический баланс и предельно стабильную транспортировку. Именно из этого устройства и берет свое начало современный шнек.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Чертеж бурового шнека.

Использование шнеков и принцип их действия

В современном мире шнеки используются в виде:

  • основной части пищевого оборудования;
  • неотъемлемой части для проведения бурильных работ;
  • незаменимого компонента сельскохозяйственных агрегатов;
  • основного механизма для транспортировки военной техники.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Схема устройства шнекового транспортера.

Сложно представить современные предприятия, не нашедшие применение транспортных или дозирующих установок, за основу которых положен принцип подачи сырья спиральным винтом. Винтовой шнек занимает лидирующее место в производстве благодаря своей простоте, компактности и экономичности.

Принцип действия шнека основан на использовании вращающего винта, спиральная часть которого транспортирует исходное сырье, находящееся в полостях между винтовым пером и корпусом шнека. Простота изделия дает возможность создать уникальные модели шнека для высококачественных производственных условий, не используя огромных финансовых вложений.

  • Как рассчитать дебит скважины.
  • Способы очистки скважины от ила и песка.
  • Типы скважин смотрите здесь.

Основные схемы работы

Существует несколько схем работы шнека: тянущая, привод которой находится со стороны отвечающей за разгрузки, и толкающая – когда вращение передается со стороны загрузочной горловины. Применение той или иной схемы зависит от физического свойства сырья, вида используемого винта и технического обслуживания привода.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Шнековые сверла.

Экструзия – это один из самых популярных методов формовки пластичных материалов в мире, позволяющий значительно ускорить производство серийных изделий из резины и других материалов, уменьшая человеческий фактор на 40%.

Процесс подразумевает непрерывное вталкивание сырого материала смеси посредством проникновения сквозь формовочное отверстие, получая на выходе готовую продукцию.

Основой такого устройства служат шнеки, работающие по принципу обыкновенной мясорубки.

Из-за непрерывного трения, вибрации происходит износ деталей, который влечет за собой вынужденную остановку оборудования и требует постоянных финансовых вложений.

Незначительная поломка на предприятии ощутимо бьет по бюджету производителя. Время, необходимое на поиск шнека, найти не всегда легко. Но есть решение проблемы – сделать шнек самому.

Главное – знать, как изготовить шнек своими руками и какие будут материальные затраты.

Сделать шнек своими руками возможно даже в домашних условиях, главное – соблюдать осторожность и обладать хоть какой-то квалификацией при работах с металлами (схема 3, 4).

Способы изготовления

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Схема работы шнекового подъемника.

Сначала необходимо задуматься о корпусе устройства. Для изготовления шнека потребуются:

  • листовая сталь около 3 мм;
  • крепежные соединения;
  • вал;
  • двухступенчатый редуктор;
  • электродвигатель.

Стандартный корпус обычно изготавливается в виде трубоподобной конструкции, разделенной на несколько секций, соединенных между собой болтами, но при этом возможны различные модификации. В процессе работы изготавливают два обязательных канала: загрузочный, который может быть объемным, и выгрузочный.

Первую емкость используют для засыпки сырья, а вторую – для выхода готовой продукции. В каждой конструкции обязательно предусмотрен инспекционный люк для осмотра и очистки шнека от загрязнений и засорения.

Обычно сделать шнек своими руками пробуют на месте путем переделки старого, что не всегда является целесообразным и перспективным.

Изделие заводского изготовления уже имеет прекрасную балансировку, и попытки переделки нецелесообразны и в основном заканчиваются попусту потраченным временем.

Поэтому гораздо проще создать новый шнек своими руками.

Изготовление винта, возможные ошибки и рекомендации

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Схема шнекового горизонтального экстрактора.

Сам винт может оказаться сплошным, представляя собой прямую основу, к которой по спирали зафиксирована захватывающая пластина. Важно придать винту максимально приближенную балансировку, иначе не избежать сильной вибрации, шума, смещений и быстрого износа. В зоне загрузки устройства ширина винтового шага должна быть гораздо меньше, чем в транспортировочной.

Читайте также:  Лубрикатор для смазки пневмоинструмента: назначение, выбор, устройство

Винт также может быть ленточный. Конструкция такого шнека изготавливается из трубы и широкой ленты, проходящей через промежуточные ребра. Такой тип обычно используют, если засыпаемое сырье является вязким или липким. Подобная конструкция позволяет гораздо легче изымать его из ленты.

Неудивительно, что значительно проще обратиться к ведущему специалисту-токарю, чем сделать шнек своими руками, так как это сэкономит время изготовления и увеличит качество устройства. Если стоит финансовый вопрос, то токарный станок значительно дороже, но он упростит необходимые трудовые затраты, повысит точность и эффективность.

Для этого обрабатываемые на станке витки нужно разрезать по определенному радиусу и растягивать их по одному с помощью специального приспособления, учитывая некоторые факторы. В итоге останется лишь наварить их на вал винта шнека. Преимущество заключается в полной автоматизации, незначительном вложении труда и скорости выполнения работ (см.

видео).

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Схема привода шнека.

В процессе вытяжения витков непременно допускаются ошибки:

  1. Не применяется вал винта.
  2. Не учитывается конечное местонахождение концов витка согласно перпендикулярной осевой линии.
  3. Не обеспечивается расчетный контроль величины шага винта.
  4. Вытягивание происходит на чересчур высоких оборотах.

После окончания всех видов работ, имея в наличии необходимые для сборки компоненты, приступают к сборке устройства.

В первую очередь надо взять корпус и убедиться, что он без видимых дефектов, затем аккуратно поместить в него уже прошедший множество испытаний винт.

На один из концов устанавливается приводная часть, электродвигатель и двухступенчатый редуктор, которые и приведут в движение весь механизм.

Рекомендации:

  1. Необходимость планового осмотра не реже 1 раза в квартал.
  2. Поддержка бесперебойности работы установки.
  3. Необходимо выполнять смазку всех вращающих частей.
  4. Выполнять загрузку сырья требуется согласно нормам.

Только так можно сохранить все характеристики и долговечность оборудования.

Несмотря на технический прогресс, устройства такого типа остаются актуальными и достаточно востребованными. Подобная тенденция на рынке обусловлена целым рядом понятных и объективных причин. Главным достоинством устройств является простота самой конструкции, ее обслуживания и ремонта.

Источник: https://moyaskvazhina.ru/instrumenty/izgotovit-shnek.html

Шнековое бурение: особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Для создания скважин различных типов и назначения в рыхлых песчаных грунтах чаще всего практикуют шнековое бурение.

Популярность данного метода обусловлена его эффективностью, простотой, высокой скоростью и отсутствием необходимости использования сложного дорогостоящего спецоборудования.

Для глубинного дробления породы и извлечения ее наружу используются специальные установки, напоминающие рыбацкие ледобуры для проделывания лунок.

Технология бурения

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Технология шнекового бурения.

Конструкция шнекового бура включает базовую трубу (штангу) с подвижным вращателем, обвитую по всей длине стальной полосой, выполняющей функцию транспортера.

Для врезки в грунт механизм оснащается острым наконечником (лопастным буром, двухлопастным или трехлопастным долотом), который может быть несъемным или съемным.

Соединение шнеков для удлинения конструкции производится с помощью резьбы или специальных элементов с фигурным сечением.

Бурильные станки выполняют несколько основных функций:

  • точечное разрыхление грунта посредством непрерывного вращательного движения;
  • охлаждение элементов рабочего механизма;
  • выемку разрыхленной породы и одновременное закрепление стенок скважины.

На практике процесс бурения с использованием шнекового метода выглядит следующим образом: установка с буровой головкой, непрерывно вращаясь, врезается вглубь почвы, методично ее разрушая. Измельченный грунт (шлам) сразу же попадает на реборду (пластинчатую спираль), которая и поднимает его на поверхность.

Для нормального охлаждения режущих элементов бура необходимо учитывать, что транспортируемая порода не должна заполнять межвитковое пространство более чем на 40% от его объема.

Особенности технологии

При использовании шнека на твердых грунтах (гравий, галька) установка рабочих лопастей долота производится строго вертикально, под углом в 90°, а при работе на мягких почвах – под наклоном от 30 до 60° относительно оси.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Угол при использовании шнека на твердых грунтах должен быть 90 градусов.

Подбор инструмента осуществляется в зависимости от свойств породы, а также от требуемых параметров скважины: ее диаметр может варьироваться от 60 мм до 1,5 и более метров, а глубина – от нескольких десятков до нескольких сотен метров.

От толщины бура будет зависеть и скорость работы механизма.

Соблюдение правильного соотношения данных показателей необходимо для обеспечения охлаждения рабочих поверхностей, нагрев которых происходит вследствие трения о стены скважины в процессе быстрого вращения.

Для шнеков, диаметр которых не превышает 100 мм, показатель средней частоты вращения должен находиться на уровне 200-500 об./мин., а при толщине наконечника 150-200 мм скорость снизится до 100-150 об./мин.

Наибольшей эффективностью обладают буровые механизмы с полым центральным каналом для подачи воды или воздуха посредством гидравлического насоса. Такая конструкция позволяет снизить трение, предотвратить перегрев и увеличить скорость прохождения.

На качество и эффективность работ влияют следующие факторы:

  • мощность шнековой установки (данный показатель должен в полтора раза превышать предусмотренные техническими характеристиками возможности долота);
  • вид бура (для разработки шахт в грунтах повышенной плотности целесообразнее использовать твердосплавные либо алмазные инструменты);
  • характеристики породы (проще всего поддаются разрушению рыхлые, сыпучие породы).

Достоинства и недостатки метода

Шнековый способ бурения скважин обладает многими преимуществами:

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Шнековый способ бурения хорош тем, что есть возможность разработки скважин большой глубины.

  • высокая скорость заглубления без необходимости дополнительно перемалывать отработанную породу (мощные промышленные установки проходят до 300 м за смену);
  • непрерывность процесса подъема шлама на поверхность;
  • способность непроизвольного закрепления стен скважины раздробленной породой в процессе ее поднятия на поверхность;
  • отсутствие потребности в подъеме бурильной колонны в ходе проведения работ;
  • возможность разработки скважин большой глубины;
  • простота и универсальность технологии: разработка грунтов шнековым буром применяется для проведения геологических, гидрологических и инженерных изысканий, при создании взрывных и водных скважин, обустройстве свайных фундаментов и т.п.;
  • не требуется подача бурильной жидкости;
  • возможность размещения конструкции под углом;
  • безопасность рабочего процесса.

Несмотря на большой перечень достоинств, данный метод не лишен недостатков. Главным из них является ограничение в отношении характеристик грунтов. Данную технологию невозможно применять на почвах, обладающих высокой плотностью или вязкостью.

Применение ручных установок

Буровые механизмы ручного типа отличаются компактными габаритами и небольшим весом (от 15 до 250 кг), что обеспечивает возможность их транспортировки и монтажа без применения спецтехники. Благодаря высокой мобильности, такие устройства являются оптимальным вариантом для эксплуатации на ограниченных по площади территориях (на небольших приусадебных участках, в подвалах и т.д.).

Большинство моделей ручных шнековых установок оснащены электроприводами для облегчения рабочего процесса. В зависимости от веса и мощности их применяют для сверления льда, бурения питьевых скважин, отверстий под свайный фундамент и пр.

Легкое самоходное оборудование

В данную категорию входят более мощные и тяжелые буровые шнековые машины: максимальный вес некоторых моделей составляет 1000 кг. Для их перевозки используются мобильные транспортные шасси, одновременно выполняющие функцию платформы, с которой и осуществляется бурение.

Изготовление шнеков: технология и оборудование: процесс, подготовка, способы

Максимальный вес шнековых буровых машин составляет тонну.

Установки данного типа относятся к промышленному оборудованию. Они применяются для устройства водозаборных, поисковых, строительных, исследовательских и прочих видов скважин.

Бесспорными преимуществами таких моделей являются мобильность, высокая производительность, возможность транспортировки на любые объекты, быстрый монтаж и демонтаж.

Буровое оборудование ЛБУ

К числу наиболее популярных передвижных буровых машин принадлежит многоцелевая модель ЛБУ 50. Оборудование этой серии монтируется на различные модификации грузовых автомобилей КамАЗ, УРАЛ, ЗИЛ.

Привод подвижного вращателя бурового механизма осуществляется от двигателя грузовика через КОМ, что в сочетании с мощной гидравлической системой подачи обеспечивает создание большой осевой нагрузки.

Максимальная глубина скважин при использовании шнекового инструмента составляет 50 м, диаметр – 500 мм.

Все модели ЛБУ характеризуются высокой скоростью прохождения, надежностью, универсальностью и легким управлением (все операции механизированы).

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

  • геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
  • рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
  • подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
  • углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
  • подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

  • колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
  • для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
  • металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Аналогичным способом в последовательном порядке извлекаются все элементы установки.

Источник: https://VodaSovet.ru/scvazhina/shnekovoe-burenie

Технология изготовления спиралей шнеков

Гевко Б.М. (1986) Технология изготовления спиралей шнеков

В монографии изложена новая технология формообразования спиралей шнеков методом холодной навивки, прокатки и штамповки.

Эта технология способствует повышению точности обработки деталей, снижению материалоёмкости изделий, повышению производительности труда в машиностроении и приборостроении. Разработки автора введены в нормали Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения и используются на предприятиях отрасли с годовым экономическим эффектом 500 тыс. руб. 

Нормативные материалы приведены но состоянию на 1 января 1985 г.
Для научных и инженерно-технических работников, преподавателей, студентов соответствующего профиля.
Табл. 8 Ил. 69. Библиогр.: 86 назв.

ПРЕДИСЛОВИЕ: В создании материально-технической базы коммунизма большое значение имеет повышение эффективности общественного производства, одним из важных путей которого является снижение материалоёмкости изделий, экономия сырья и материалов, рост производительности труда.

Этим вопросам уделено большое внимание в решениях съездов КПСС и постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР.
Множество различных сельскохозяйственных и дорожных машин, оборудование пищевой и лёгкой промышленности, целый ряд строительных и транспортных устройств машин животноводческих ферм и металлорежущего оборудования оснащены шнековыми механизмами.

При их производстве важным звеном технологического процесса является изготовление спиралей.
В зависимости от конструктивных параметров винтовых лент, условий работы и программы выпуска выбирают способ их изготовления, определяющий экономичность, долговечность и точность изделия.

Наиболее прогрессивный — способ навивки спиралей на оправку из полос прямоугольного или другого вида сечений, который не требует дорогостоящего специального оборудования, отличается большой экономичностью, износостойкостью изделий, точностью изготовления.

Однако он не нашёл широкого применения на практике, так как при значительном отношении высоты сечения полосы к ее толщине процесс изгиба происходит неустойчиво, полоса ложится на оправку, наблюдаются разрывы металла и гофрообразование по внутренней кромке,
С увеличением производительности машин, оснащенных шнеко-выми механизмами, увеличились их габаритные размеры в особенности наружные диаметры шнеков, возросли и удельные нагрузки. Увеличение наружного диаметра целесообразно вести в возможных пределах коэффициента вытяжки. Превышение его приводит к летехнологичиости конструкции, изготовлять которые приходится штамповкой со сваркой или прокаткой с подогревом.
В 1964—1985 гг. при участии автора разработаны и внедрены в производство методы холодной прокатки и навивки спиралей шнеков, штамповая технологическая оснастка. Многие из представленных разработок защищены авторскими свидетельствами. Пять устройств и стенд введены в нормали Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.
В литературе имеются разрозненные материалы по разработке и исследованию конструктивных параметров винтовых лент» изготовляемых данными методами,
В предлагаемой монографии сделана попытка обобщить и систематизировать данные теоретических и экспериментальных исследовании, а также накопленный производственный опыт по проектированию, эксплуатации специального оборудования и оснастки.
Поэтому в работе рассмотрим обшие закономерности навивки и прокатки, влияние технологических факторов на энергетические параметры, вопросы технологичности винтовых лент, оборудования для их изготовления, распределение скоростей при прокатке по ширине полосы, условия её захвата, а также построение математической модели напряжённо-деформированного состояния металла. Приведём практические рекомендации по выбору прогрессивных схем изготовления винтовых лент, конструкции оборудования, приспособлений, штамповой технологической оснастки и использованию ЭВМ в технологических и конструкторских разработках.

В заключение выражаем признательность канд. техн. наук, доц. С.А. Дубиняку, инженерам Р.М. Рогатынскому, М. И. Пилипцу и О.И. Дубику за содействие в разработке отдельных вопросов при подготовке рукописи.

Читайте также:  Хромель: химический состав, свойства, термопары

Источник: https://lib-bkm.ru/load/11-1-0-1775

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится установкой, которая имеет буровую головку, следом за которой идут шнеки, отводящие грунт. У шнекового бурения скважин есть несомненное преимущество по скорости проходки.

Кроме этого, одновременно с бурением продавливаются и укладываются стенки скважины, которые удерживают породу и предотвращают ее обрушение. Устанавливаемые стенки скважины могут быть как бетонными, так и стальными.

При шнековом бурении скважин отпадает необходимость в промывке скважины во время бурения.

Шнек – это бурильная труба, вся длина которой обвита стальной лентой. Бурение шнековым методом производится буровыми механизмами, имеющими подвижный вращатель. Шнеки соединяются резьбой или элементами, имеющими фигурное сечение.

Ход подачи при бурении шнековым методом от 1,9-15 м.

Полые герметичные шнеки оборудованы реверсивными замками, имеющими различные долота. За счет высококачественной стали замковых соединений, имеющих высокую износоустойчивость, время на бурение значительно сокращается. При этом производительность работ возрастает.

При шнековом бурении скважин на мягких и рыхлых грунтах лопасти долота должны находиться под углом 30-60о по отношению к забою. На плотных грунтах или гравийно-галечных отложениях лопасти долота должны иметь угол 90о по отношению к забою. Установка угла при бурении зависит от твердости пробуриваемого грунта.  

Режущие элементы бура охлаждаются за счет разрушаемого грунта. При этом разрушенная порода поднимается по спирали шнека.

Для шнеков, имеющих размер до 100 мм частота вращения не должна превышать 500 об/мин.

При бурении скважин шнековым методом наиболее эффективными считаются шнеки, имеющие центральный канал. Через него подается воздух или вода при помощи гидравлического насоса, что снижает трение при бурении. Обычно шнековое бурение скважин производят на глубину до 50 м. В исключительных случаях бурение шнековым инструментом может производиться до глубины 100-120 м.  

При бурении глубоких скважин шнековое бурение обычно комбинируют с некоторыми другими видами.

При производстве шнекового бурения скважин может быть применена технология с использованием обсадных труб или же тампонированием стен скважины бетоном под давлением с поверхности. При данном виде бурения скорость прохождения грунта в сутки может доходить до 30 метров.

В станках для шнекового бурения скважин применяются литые буровые головки, имеющие режущие лопасти и хвостовик. Режущая кромка лопастей обычно должна быть наплавлена твердым сплавом. В случае бурения на особо твердых породах буровая головка должна быть оснащена техническими алмазами.

Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, затем станок отключается, штанга должна быть отсоединена от шпинделя, поднята наверх и наращена новой штангой. После этого бурение может быть продолжено.

Особенности шнеков для бурения скважин на воду

Шнеки буровой установки охлаждаются за счёт разрушаемой почвы.

При этом грунт поднимается по спирали режущего инструмента:

  1. Объём грунта при средней скорости движения должен быть не больше 0,2-0,4 от общего. При этом количество вращений бура должно быть 150-200 оборотов в минуту.
  2. Для режущих элементов, которые имеют размер до 10 см, частота вращения не может быть больше 500 об./мин.
  3. При бурении скважин шнеками более результативными являются режущие элементы, которые имеют центральный канал. Через него идет воздух или вода при помощи гидравлики, что понижает трение при бурении грунта.

Перед шнековым бурением следует выполнить анализ грунта

Традиционно бурение шнеками скважин осуществляют на глубину до 50 м. В качестве исключения бурить оборудованием можно до глубины 120 м.

Этапы проведения работ

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

  1. Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.
  2. Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.
  3. При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.
  4. Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.
  5. Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.
  6. Рабочий инструмент извлекают на поверхность.
  7. К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Видео по теме: Первое в жизни бурение скважины обломал шнек 16 метров глины

Подборка вопросов

  • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
  • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
  • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
  • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
  • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
  • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Плюсы применения шнека

Процесс бурения скважин на воду путем применения режущего элемента исключает надобность перемолки и стирания отделенного от забоя грунта. Забой выполняется в непрерывном режиме, в параллель идет разрушение почвы.

При отделении от забоя земли она отправляется на винт, который вращается с высочайшей скоростью. Центробежные силы, которые сопровождают процесс, прижимают грунт к стенам скважины, тогда как беспрерывно движущаяся лента толкает землю наверх. Часть грунта остаётся на стенах колодца.

Эти методики обеспечивают скорость выполнения работ до 4-ой категории пород по буру.

Плюсы вращательного бура следующие:

  • Высокая скорость заглубления;
  • Транспортировка грунта без подъёма оборудования;
  • Непрерывное поступление почвы на поверхность;
  • Не требуется выполнение промывания.
  • Техника для шнекового бурения стоит достаточно дорого
  • При всех достоинствах инструмент имеет и недостатки. Для создания колодца шнековым способом имеет значение незначительная глубина бура
  • Также берется во внимание вращение массивной колонны шнека, требующее прикладывания значительных усилий. Чтобы сделать больше ресурс долота, его необходимо армировать резцами из твердого сплава
  • Долото должно иметь сечение больше шнека на 2 см.

Наиболее востребованными долотами, применяемыми для бура шнеком, выступают те, которые имеют в комплектации 2-3 лопасти. 3-лопастный инструмент имеет корпус, сделанный методом литья из металлического материала. Когда проделывается колодец, вращение инструмента на буровом оборудовании осуществляется при помощи специальных станков

Внимание! Без знания правил не получится выполнить работы по бурению, где применяется шнековый инструмент

Первое условие перед запуском оборудования — анализ грунта на участке, второе — то, на каком расстоянии идет вода. Так, работа при помощи станочного агрегата ЛБУ-50 выполняется специальным вращателем, что исключает применение роторных и шпиндельных элементов. Это потребуется для гарантии большого вращения и создания осевого поступательного движения винта.

Если колодец надо сделать максимально быстро, то нужно применить мощные станки, которые могут гарантировать высочайшую производительность. Для этого их установка выполняется на шасси автомобиля. Бурение может осуществляться станками СО-2. В такой ситуации в тандеме с оборудованием применяется современный экскаватор.

Проделывание скважин — дело непростое, однако если иметь под рукой необходимый инструмент и следовать технологии, то пробурить колодец можно и самостоятельно.

Описание технологии

  1. Данная технология применяется только для скважин с малым дебетом.

  2. При шнековом бурении следует соблюдать правила техники безопасности
  3. Стандартное шнековое бурение колодца под воду выполняется в грунте:

При помощи шнека-винта из забоя устраняется выбранная при буре земля.

Шнек – это труба-бур, вся длина которой заделана лентой из стали. Работа шнеком выполняется буровыми механизмами, которые имеют подвижный вращатель. Шнек соединен резьбой или элементами, которые имеют специальное сечение. Ход подавания при буре шнеком от 1,9-15 м.

Полые герметичные шнековые элементы имеют специальные замочные механизмы. За счёт высокосортной стали замка, имеющей высокую износостойкость, время на бурение в разы сокращается. При этом производительность, напротив, растет.

Достоинства и недостатки метода

Технология шнекового бурения скважин имеет множество преимуществ:

  • обеспечивается высокая скорость бурения без дополнительного перемалывания отработанной породы;
  • очищение углубления в грунте осуществляется непрерывно;
  • обеспечивает глубину бурения от 1,5 до 70 м;
  • простота технологии;
  • отсутствие необходимости привлечения высокотехнологичной техники и оборудования;
  • не нужно осуществлять подачу бурильной жидкости, что упрощает процесс работы;
  • при необходимости скважина может размещаться под небольшим углом;
  • широкий спектр применения в различных отраслях – для бурения питьевых скважин, для формирования свайных фундаментов;
  • возможность осуществления геологической разведки территории.

Машины для бурения

Шнековое бурение скважин не лишено недостатков. Данный метод невозможно использовать в глинистых грунтах или при наличии почвы с большой плотностью. При попадании режущего инструмента на камень (даже небольшой по размеру) работу можно прекращать. Дальнейшее передвижение становится невозможным. Также при углублении шнека на значительную глубину необходимо приложить немало усилий.

Шнековое бурение скважин технология

Считается, что шнековое бурение является самым дешевым и простым методом бурения скважин.И действительно, бурение шнековым методом отличается высокой скоростью проходки (до 100-300 м за смену).

Если совсем просто объяснять принцип работы шнекового бурения, можно вспомнить ледовый бур, которым зимой пользуются рыбаки для того чтобы сделать лунку. Ледовый бур устанавливается вертикально и за счет вращения и нажима врезается в лёд.

Читайте также:  Виды резьб по металлу: обозначение, госты, назначение

Если же говорить о технологии, то при бурении скважины в теории не сильно сложнее.

Где применяется шнековое бурение

Шнековое бурение применяется в основном при бурении песчаных и песчано-гравийных грунтов, а также пород средней твердости для взрывных скважин, инженерных и гидрогеологических исследований, геологической съемке, разведки полезных ископаемых, картировании и т.п. популярно при бурении скважин на воду.

Глубина скважины, обычно до 50 метров, но в зависимости от грунтов может составлять до 100-120 метров. Диаметр бурения шнековым способом, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях используются шнеки диаметром 1500 мм и более.

Технология шнекового бурения

Шнековое бурение является одним из методов вращательного бурения и осуществляется установкой которая имеет буровую головку, а следом идут шнеки, с помощью которых на поверхность транспортируется разрушенная порода (шлам).

Разрушение породы происходит за счет вращения буровой головки, под которой понимается лопастное долото или бур. Инструмент разнообразный и подбирается исходя из свойств породы.

  • Слева направо: Лопастной бур; Долото двухлопастное; Долото трехлопастное.
  • Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.
  • Затем шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.
  • Шнековое бурение
  • Причем, шнек выбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема.

Это необходимо учитывать потому что в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры. Нагрев же происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

Реборда шнека служит только для транспортировки разрушенного грунта, а значит разрушающий инструмент (долото или бур) должен быть большего диаметра.

Плюсы

  • Непрерывный процесс подъема грунта на поверхность;
  • Шнековая колонна не требует подъема во время бурения;
  • Высокая скорость углубления (До 100-300 метров за смену).

Минусы

  • Необходимо быстрое вращение большой и тяжелой шнековой колонны, следовательно, буровая установка должна быть мощной;
  • Относительно небольшая глубина бурения, обычно до 50 метров;
  • При попадании на валун дальнейшая проходка может стать проблемой, скорее всего бурить придётся рядом;
  • Бурение в породах высокой твердости невозможно;
  • В липких и вязких грунтах возможно налипание.

Технология бурения

Что такое Скважина

Для бурения скважин шнековым способом происходит постоянное вращение рабочего инструмента с лопастями. Это обеспечивает бесперебойную подачу отработанной породы на поверхность, что очень удобно.

Шнеки, осуществляющие все предвиденные технологией операции, состоят из центральной трубы, которую также называют буровой штангой. По ее поверхности по всей длине под определенным углом размещается стальная полоса.

Именно она транспортирует разрушению почву на поверхность.

В конструкции шнека присутствует острый наконечник, который осуществляет врезку в грунт. Чаще всего его делают съемным. Это позволяет менять наконечник, зависимо от типа обрабатываемого грунта. При шнековом бурения чаще всего применяются следующие типы наконечников:

  • долото, оснащено трема лопастями;
  • лопастный бур;
  • долото с двумя лопастями.

Во время бурения скважин на воду одновременно происходит формирование и укрепление ее стенок. Для этого может использоваться бетон или металл. Также следует не забывать, что данный метод редко применяется для производства глубоких скважин. Но при необходимости длина проходки может достигать 50 м. Поэтому шнек для бурения оснащается дополнительными секциями.

При шнековом бурении обязательно нужно сразу укреплять скважину

Правила шнекового бурения

Процесс бурения скважин на воду описанным выше способом имеет много преимуществ, одно из которых состоит в оперативности прохода. В то же время с производством бурения идет продавливание и установка стен колодца, что оказывает помощь в удержании грунта, исключая его осыпание. Устраиваемые стены могут быть металлическими или бетонными.

Этот способ используется только для таких колодцев на воду, которые имеют маленький дебет. Благодаря винту из забоя забирается почва.

Устройство представляет собой специальную трубу, которая целиком обвита лентой из металла. Процесс предусматривает применение буровых агрегатов, которые устраивают подвижным вращателем.

Резаки соприкасаются резьбой или деталями, что имеют фигурное сечение. Шаг подачи имеет предел до 15 м.

Для выполнения шнекового бурения необходимо минимум 2 человека

Шнеки:

  • Включают в конструкцию полости;
  • Имеют реверсы-замки;
  • Снабжены разными долотами.

Стальная поверхность устойчива к износу, что дает возможность уменьшить период работы в разы. Если бур осуществляется на участке с мягкими и рыхлыми почвами, то лопасти долота надо устраивать под углом примерно 30-60° к забою.

Если же бурить таким методом приходится на плотной почве или в грунте с включением гравия и гальки, то лопасти долота должны располагаться под прямым углом к забою.

Угол выявляется в зависимости от твёрдости грунта, с которым ведется работа.

Когда устраивается колодец, режущие элементы оборудования высвобождают высокий температурный режим за счёт разрушаемого грунта. Отработанная земля уходит наверх по винту.

Объём отработки при сбережении средней скорости передвижения — приблизительно 0,2-0,4 от объёма пространства. Методика предусматривает сохранение частоты кручения бура 150-200 оборотов в минуту.

Если в работе применяется шнек, который имеет габариты до 10 см, то частота кручения не должна превышать 500 оборотов в минуту.

При устройстве колодца по данной технологии наиболее результативными являются шнековые винты, которые идут с каналом в центре. Именно он передает воздушные массы или воду путем гидравлического насоса, что дает возможность делать трение при выполнении работ наиболее низким.

Источник: https://mr-build.ru/newsanteh/snekovoe-burenie-skvazin-tehnologia.html

Способ изготовления шнеков

Изобретение относится к способам изготовления сварных конструкций, в частности буровых шнековых штанг, которые могут найти применение при бурении взрывных скважин на открытых горных работах.

Известен способ изготовления шнеков, включающий операции установки вала-трубы и винтовой спирали, растяжки винтовой спирали и сварки ее с валом-трубой (а.с. СССР №903040, кл. В23К 31/08, 1980).

Недостаток данного способа изготовления шнеков — невозможность получения предварительно напряженной конструкции, обладающей высокой изгибной жесткостью и прочностью, что крайне необходимо при бурении взрывных скважин на открытых горных работах.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления шнеков, преимущественно для буровых штанг, включающий операции установки вала-трубы с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, и винтовой спирали, растяжки винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали и сварки ее с валом-трубой (а.с. СССР №1444113, кл. В23К 31/08, 1988).

Данный способ позволяет получить при изготовлении предварительно напряженную конструкцию шнека, обладающую повышенной изгибной жесткостью и прочностью, за счет удерживания закрученного вала-трубы растянутой с помощью нагрева винтовой спиралью, жестко связанной с валом-трубой.

Недостаток известного способа заключается в его сложности, так как помимо обычного механического и сварочного оборудования при реализации данного способа используются дополнительные расходные материалы и дорогостоящее энергоемкое оборудование для нагрева и, соответственно, охлаждения элементов бурового шнека. При этом изготовленные данным способом буровые шнеки имеют низкую долговечность при эксплуатации, так как в качестве элемента, удерживающего вал-трубу в напряженном состоянии, используется самая быстроизнашиваемая при бурении взрывных скважин деталь шнека — винтовая спираль. При уменьшении сечения спирали, вследствие ее износа по диаметру, последняя будет терять свои прочностные свойства и способствовать раскручиванию вала-трубы (особенно в его нижней части), потери его жесткости, срезу сварных швов замковых соединений и т.п.

Изобретение направлено на упрощение технологии изготовления шнеков и повышение долговечности бурового шнека, что достигается за счет того, что в способе изготовления шнеков преимущественно для буровых штанг, включающем установку вала-трубы с замковыми соединениями, жестко связанными с концами вала-трубы, и винтовой спирали, растяжку винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала вала-трубы в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и сварку ее с валом-трубой, перед сваркой винтовой спирали с валом-трубой внутри последней концентрично размещают дополнительную трубу, которую закручивают аналогичным образом в направлении навивки спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями вала-трубы.

При этом растяжку винтовой спирали осуществляют без ее нагрева, а ее сварку с валом-трубой, соответственно, без охлаждения.

Указанный способ изготовления шнеков позволяет создать жесткую предварительно напряженную конструкцию основного несущего элемента шнека — вала-трубы, сохраняющей свои высокие прочностные свойства, обеспечиваемые при изготовлении, практически при любой степени износа винтовой спирали, а следовательно, уменьшить подвижность материала вала-трубы в околошовной зоне замковых соединений с валом-трубой, предотвратить срез сварных швов и в целом повысить долговечность шнеков при их эксплуатации. При этом, поскольку винтовая спираль не удлиняется в пределах зоны упругих деформаций и приваривается к валу-трубе, который не стремится самопроизвольно раскрутиться, то и использование вышеуказанных источников энергии для нагрева винтовой спирали перед сваркой и охлаждения последней после сварки также не предполагается.

На чертеже показаны составные части шнека: вал-труба 1 с замковыми соединениями 2, жестко связанными с валом-трубой 1, например при помощи сварки, дополнительная труба 3 и винтовая спираль 4.

Способ изготовления шнеков осуществляется следующим образом.

Винтовую спираль 4 устанавливают на вал-трубу 1 с замковыми соединениями 2, жестко связанными с концами вала-трубы 1, и растягивают на нем до необходимых размеров известным механическим способом.

Затем вал-трубу 1 закручивают в направлении, противоположном навивки винтовой спирали 4 на угол 2-3° на погонный метр вала-трубы 1 одним из известных способов, например путем нагружения постоянным моментом, что соответствует максимально допустимой упругой деформации кручения для малоуглеродистых сталей.

Кроме этого, внутрь вала-трубы 1 устанавливают дополнительную трубу 3, которую закручивают аналогичным образом, но в направлении навивки винтовой спирали 4, а ее концы жестко соединяют, например, при помощи сварки, с замковыми соединениями 2 вала-трубы 1.

После этого внешние скручивающие моменты убирают и получают предварительно напряженную конструкцию вала-трубы 1 повышенной изгибной жесткости и прочности, выполненной по схеме силового замкнутого контура, который и будет компенсировать незначительные, в связи с вышеизложенным, напряжения, возникающие в вале-трубе 1 при сварке последней с винтовой спиралью 4 с использованием традиционно качественных видов сварки (под слоем флюса, в среде защитных газов и т.п.).

Способ изготовления шнеков преимущественно буровых штанг, включающий установку на вал-трубу с жестко связанными с ее концами замковыми соединениями винтовой спирали, растяжку винтовой спирали, закручивание вала-трубы в пределах упругой деформации кручения материала в направлении, противоположном направлению навивки винтовой спирали, и сварку последней с валом-трубой, отличающийся тем, что перед сваркой винтовой спирали с валом-трубой внутри последней концентрично размещают дополнительную трубу, которую закручивают в пределах упругой деформации кручения материала в направлении навивки спирали, а ее концы жестко соединяют с замковыми соединениями вала-трубы.

Источник: https://findpatent.ru/patent/234/2347654.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector