В качестве сменного бурильного инструмента бурильно-крановых машин используются лопастные, кольцевые и шнековые буры, закрепляемые на конце бурильной штанги, которой сообщается крутящий момент и усилие подачи.

Лопастной бур (рис. 4.53, а) состоит из корпуса с двумя копающими лопастями в виде двухзаходного винта, забурника и заслонки.

Рис. 4.53. Буры бурильно-крановых машин: и — лопастной; о — шнековый; в — кольцевой

Лопасти оснащены сменными резцами, разрыхляющими грунт и установленными в резцедержателях. Забурник, расположенный на конце бурильной головки, создает буру направление и удерживает его по оси бурения. Заслонки препятствуют просыпке грунта при выемке грунта из скважины. Бур крепится к нижнему концу бурильной штанги с помощью пальца. Шнековый (винтовой) бур (рис. 4.53, 6) представляет собой трубчатый остов с винтовыми транспортирующими грунт спиралями в виде сплошной ленты. Шнек имеет хвостовик для крепления на конце бурильной штанги. К шнеку крепится сменная бурильная головка с резцами и забурником.

Кольцевой бур (рис. 4.53, в) разрушает грунт по периферии и формирует кольцевую щель, отделяющую керн от массива. Бур состоит из корпуса в виде трубы, на нижней торцовой части которой равномерно расположены кулачки с резцами 16. Поверхность корпуса бура снабжена винтовыми лопастями 14, транспортирующими разрушенный грунт (породу) из кольцевой щели на дневную поверхность. Две отклоняющие планки отбрасывают разрушенный грунт к наружной стенке кольцевой щели.

При бурении скважин в мерзлых грунтах применяют резцы и забурники, армированные твердосплавными пластинками. Бурение скважин осуществляется при вращении бурильного инструмента с одновременным его движением вниз. В процессе бурения скважина необходимой глубины образуется за несколько повторяющихся циклов, каждый из которых включает последовательно выполняемые операции бурения, подъема бурильного инструмента на дневную поверхность, его разгрузку и возврат в забой.

Для бурения скважин различных диаметров каждая буриль-но-крановая машина комплектуется набором сменного бурильного инструмента.

Бурильно-крановая машина (рис. 4.54) на базе автомобиля предназначена для бурения в талых и сезонного промерзания грунтах I…IV категорий скважин диаметром 0,36…0,8 м на глубину до 3 м.

Машина состоит из базового автомобиля, специальной рамы, закрепленной на раме автомобиля, бурильно-кранового оборудования, гидравлического механизма установки бурильной мачты, выносных опор с гидродомкратами, механической трансмиссии, гидросистемы и электрооборудования. Бурильно-крановое оборудование шарнирно закреплено на кронштейнах специальной рамы и может поворачиваться в продольно-вертикальной плоскости машины гидроцилиндром при установке оборудования в транспортное и рабочее положение. В транспортном положении бурильное оборудование укладывается на опорную стойку. Бурильно-крановое оборудование включает бурильную мачту с оголовком, штангу с бурильным инструментом в виде лопастного бура с забурником и резцами, гидравлический механизм подачи бурильного инструмента на забой и извлечения его из скважины, вращатель штанги и одно-барабанную червячную реверсивную лебедку для установки опор в пробуренную скважину. Подача и извлечение штанги с бурильным инструментом осуществляется гидроцилиндром двойного действия, смонтированным внутри бурильной мачты. Штанга перемещается по поршню со штоком, закрепленным в верхней части бурильной мачты. Вращатель — гипоидный конический редуктор, приводится в действие от коробки отбора мощности автомобиля через раздаточную коробку 10, управляемый гидроцилиндром фрикцион и карданный вал 9. Привод барабана реверсивной червячной лебедки осуществляется от раздаточной коробки. На барабан лебедки запа-сован канат грузового полиспаста с крюковой обоймой 4. Раздаточная коробка обеспечивает три частоты вращения бура (1,75; 2,43 и 3,03 с-1) в зависимости от прочности разрабатываемого грунта, а также реверс бурильного инструмента и барабана лебедки. При работе машина опирается на две выносные с гидродомкратами опоры, разгружающие задний мост базового автомобиля. Гидроцилиндры механизмов установки мачты и подачи бурильного инструмента, управления фрикционной муфтой и выносных опор обслуживаются шестеренным насосом, приводимым в действие от раздаточной коробки. Управление бурильно-крановым оборудованием осуществляется с пульта, расположенного в кузове у рабочего места оператора.
Производительность неповоротных бурильно-крановых машин 3,6…4,5 опор/ч, максимальная глубина бурения 2,0…3,0 м, угол бурения 62…105°, диаметр бурения 0,36…0,6 м, грузоподъемность кранового оборудования 1,25 т, максимальная длина устанавливаемых столбов, свай, опор и других элементов — 10… 12 м.

Бурильно-крановая машина с поворотным в плане рабочим оборудованием смонтирована на шасси автомобиля и предназначена для бурения скважин диаметром 0,63 м на глубину до 15 м в талых и мерзлых грунтах. На раме базовой машины (рис. 4.55) смонтированы насосная станция, выносные гидроуправляемые опоры и опорная стойка мачты. На поворотной платформе с роликовым опорно-поворотным устройством размещены бурильно-крановос оборудование, лебедка спуско-подъемного механизма, гидравлический механизм подъема-опускания мачты, механизм поворота платформы, указатель центра скважины и кабина машиниста.

Рис. 4.54. Неповоротная бурильно-крановая машина

Рис. 4.55. Поворотная бурильно-крановая машина

Поворотное в плане рабочее оборудование обеспечивает быструю наводку оборудования на точку бурения и возможность бурения нескольких скважин с одной позиции машины, что существенно повышает ее производительность. Буровое оборудование машины включает шарнирно закрепленную на поворотной платформе мачту, на которой смонтированы вращатель, штанга со сменным буровым инструментом — шнековым буром и гидравлический механизм подачи бурового инструмента на забой и извлечения его из скважины. Подъем мачты в вертикальное (рабочее) и опускание ее в горизонтальное (транспортное) положения относительно оси поворота производятся двумя гидроцилиндрами.

Телескопическая штанга (рис. 4.56), на нижнем конце которой крепится сменный шнековый бур, пропущена через вращатель и шарнирно соединена с вертлюгом. Она служит для направленного перемещения штанги. Вертлюг подвешен на канате, сходящем с барабана лебедки. Вращатель обеспечивает- вращение штанги от двух гидромоторов через двухскоростной одноступенчатый редуктор.

Рис. 4.56. Кинематическая схема бурильно-кранового оборудования

Принудительная подача бурового инструмента в забой производится гидравлическим механизмом зажима и подачи штанги, основным узлом которого является патрон, подвешенный к штокам двух гидроцилиндров. В процессе бурения патрон зажимает штангу, а гидроцилиндры подают ее в забой. Скорости подачи и вращения бура меняются с помощью гидравлического привода бесступенчато в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта.

Подъем и опускание штанги с буровым инструментом при бурении скважин и выемке грунта обеспечиваются однобарабанной лебедкой, привод барабана которой осуществляется от высокомо-ментного гидромотора через одноступенчатый планетарный редуктор. Лебедка оснащена ленточным тормозом.

Поворот платформы с бурильно-крановым оборудованием в плане обеспечивается механизмом поворота, включающим высоко-моментный гидромотор, ленточный тормоз и одноступенчатый зубчатый редуктор, на выходном валу которого закреплена поворотная шестерня, входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного круга.

При бурении скважин машина опирается на выносные опоры, каждая из которых снабжена опорным гидродомкратом и гидроцилиндром поворота опоры.