Применение принципа динамического уравновешивания в планетарных редукторах роботизированных буровых установок

Жуков И.А., Верховский М.И., Максимов И.В.

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург

Ключевые слова: горные машины, направленное бурение, бурильные машины, роботизированные комплексы, планетарный редуктор, динамическая уравновешенность, принцип Ассура, многосателлитный планетарный механизм.

Аннотация. В статье представлен анализ технических решений в области направленного бурения и роботизированных проходческих комплексов с акцентом на развитие конструкций планетарных редукторов. Отмечено, что эффективность буровых комплексов во многом определяется характеристиками редукторов, обеспечивающих передачу крутящего момента к исполнительным органам. Проведён анализ патентных разработок, в которых реализованы уравновешенные многосателлитные планетарные механизмы, основанные на принципе Ассура. Установлено, что введение дополнительных подвижных звеньев позволяет устранить статическую неопределённость, обеспечить равномерное распределение нагрузок между сателлитами и повысить надёжность работы редукторов. Особое внимание уделено патентам РФ №232948 и №236067, разработанным авторами, в которых предложены конструкции пяти- и шестисателлитных редукторов с полной динамической уравновешенностью. Полученные результаты подтверждают перспективность использования данных механизмов в составе роботизированных буровых и проходческих комплексов нового поколения. Реализация уравновешенных планетарных передач способствует увеличению ресурса, устойчивости и энергоэффективности приводов, а также открывает возможности для создания автономных систем направленного бурения и поисково-спасательных роботов.

Application of the dynamic balancing principle in planetary gearboxes of robotic drilling rigs

Zhukov I.A., Verkhovskiy M.I., Maksimov I.V.

Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint-Petersburg

Keywords: mining machines, directional drilling, drilling machines, robotic complexes, planetary gearbox, dynamic balance, Assur principle, multi-satellite planetary mechanism.

Abstract. The article presents an analysis of technical solutions in the field of directional drilling and robotic tunneling systems, with a focus on the development of planetary gearbox designs. It is noted that the efficiency of drilling systems is largely determined by the performance of the gearboxes that transmit torque to the actuators. A review of patented developments is carried out, in which balanced multi-planet planetary mechanisms based on the Assur principle are implemented. It is established that the introduction of additional movable links makes it possible to eliminate static indeterminacy, ensure uniform load distribution among the planet gears, and improve the reliability of gearbox operation. Special attention is given to Russian patents No. 232948 and No. 236067, developed by the authors, which propose the designs of five- and six-planet gearboxes with complete dynamic balancing. The obtained results confirm the potential of these mechanisms for use in next-generation robotic drilling and tunneling systems. The implementation of balanced planetary transmissions contributes to increased service life, stability, and energy efficiency of drives, as well as enables the creation of autonomous directional drilling systems and search-and-rescue robots.