ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА-КАТЕНИД Российский патент 2009 года по МПК E21B10/56 

Описание патента на изобретение RU2347885C1

Изобретение относится к горному делу, а именно к инструменту для разрушения горных пород при бурении.

Известны лезвийные вставки [1, стр.167, рис.5, 6, а, б, г], которые представляют собой вставки с явно заостренным лезвием. Острые кромки-лезвия, являясь концентраторами напряжений, подвержены быстрому разрушению, что определяет низкий ресурс инструмента.

Более близкими к предлагаемому изобретению являются цилиндросферические твердосплавные вставки [1, стр.167, рис.5, 6, в]. Такие вставки не имеют острых лезвий-концентраторов, что выгодно отличает их от лезвийных. Цилиндросферические вставки определяются диаметром цилиндра, радиусом полусферы и общей высотой вставки.

Недостатком известной вставки является высокая притупленность рабочего участка, вызванная тем, что в сечении плоскостью, проходящей через ось вставки, имеет место полуокружность с одинаковой кривизной по линии взаимодействия с забоем. Причем величина кривизны у окружности столь малая, что рабочий участок оказывается весьма «тупым», он имеет большой радиус кривизны. Внедрять такую вставку в забой весьма сложно, потребны значительные контактные воздействия.

Задачей изобретения является разработка твердосплавной вставки, содержащей рабочий участок большей кривизны, внедрение которой в забой не потребует значительных контактных воздействий, и повышение производительности бурового инструмента.

Сущность изобретения заключается в том, что в твердосплавной вставке, содержащей цилиндрический и рабочий участки, согласно изобретению последний выполнен в виде тела вращения цепной линии - катены [2, стр.829-833] вокруг оси симметрии Oy - катенида. Слово «катенид» здесь вводится с целью указания на отличие от известного понятия «катеноид» [2, стр.833], определяющего тело вращения катены вокруг горизонтальной оси Ох.

На чертеже изображена вставка, содержащая цилиндрический участок 1 и рабочий участок 2, выполненный в виде тела вращения цепной линии ВАС вокруг оси симметрии Oy.

При бурении вставка с рабочим участком 2 в виде катенида воздействует на забой, и, так как катенид при одних и тех же размерах известной вставки более «острый», т.е. имеет участки со значительно меньшими радиусами кривизны, обеспечивает большее проникание внутрь забоя и больший объем разрушения при одних и тех же нагрузках.

Геометрические элементы рабочего участка вставки задаются параметрами d и l. Параметр d определяет величину диаметра цилиндрического участка. Параметр l определяет величину длины рабочего участка.

Из [2, стр.830, формулы (2) и (2а)] известно уравнение цепной линии

где а - параметр цепной линии.

Радиус кривизны цепной линии определяется формулой [2, стр.832, формула (6а)]

Таким образом, согласно (2) а - это радиус кривизны острия рабочего участка твердосплавной вставки:

Теперь можно, задаваясь величинами d и а, согласно чертежу и (1) получить параметр l при помощи зависимости

Возможно и решение обратной задачи, т.е. определение параметра d через задаваемые параметры l и а, согласно чертежу и (I):

На чертеже пунктиром показана вписанная окружность - по [1]. Как видно, при любых значениях кривизны рабочего участка в крайних точках - окрестностях точки А(А') будут намного больше для катенида. Таким образом, при одинаковом диаметре d, выполняя рабочий участок твердосплавной вставки в виде тела вращения цепной линии вокруг ее оси симметрии - катенида, получают большую «остроту» рабочего участка, что позволяет повысить производительность бурового инструмента.

Источники информации

1. Гетопанов В.Н. Горные и транспортные машины и комплексы: учебник для вузов. / В.Н.Гетопанов, Н.С.Гудилин, Л.И.Чугреев. - М.: Наука, 1991.

2. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. - М.: Наука, 1966.

Похожие патенты RU2347885C1

название год авторы номер документа
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК 1998
  • Дворников Л.Т.
  • Вечужанин Д.С.
RU2202030C2
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК 1992
  • Дворников Л.Т.
  • Береснев А.Н.
  • Куклин С.А.
RU2039192C1
КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ 1992
  • Бондарев Константин Дмитриевич
  • Павшок Михаил Геннадиевич
  • Уралов Владимир Сергеевич
  • Федорченко Виктор Алексеевич
  • Халин Александр Львович
RU2019674C1
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК 1999
  • Дворников Л.Т.
  • Губанов Е.Ф.
RU2167993C1
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДВОРНИКОВА-ВЕЧУЖАНИНА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК 1995
  • Дворников Л.Т.
  • Вечужанин Д.С.
RU2090735C1
БЕЗЛЕЗВИЙНАЯ БУРОВАЯ КОРОНКА 2001
  • Дворников Л.Т.
  • Прокушенко С.И.
  • Куклин С.А.
  • Вечужанин Д.С.
  • Полынцев Н.А.
RU2212511C2
РЕЗЕЦ ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ 2001
  • Дворников Л.Т.
  • Прокушенко С.И.
  • Полынцев Н.А.
  • Вечужанин Д.С.
  • Калинин В.В.
RU2212510C2
БУРОВАЯ КОРОНКА ДЛЯ УДАРНОГО БУРЕНИЯ 1993
  • Дворников Л.Т.
  • Прядко Ю.А.
  • Губанов Е.Ф.
RU2065022C1
БУРОВАЯ КОРОНКА 1996
  • Дворников Л.Т.
  • Губанов Е.Ф.
RU2105123C1
ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО С ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ВООРУЖЕНИЕМ 2012
  • Богомолов Родион Михайлович
  • Крылов Сергей Михайлович
  • Гринев Алексей Михайлович
  • Круглов Валерий Васильевич
  • Стрыгин Андрей Игоревич
RU2499121C1

Реферат патента 2009 года ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА-КАТЕНИД

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту и может быть использовано в коронках для бурения шпуров ударно-вращательным методом. Техническим результатом является повышение производительности бурового инструмента. Указанный технический результат достигается тем, что вставка содержит цилиндрический участок и рабочий участок, который выполнен в виде тела вращения цепной линии вокруг оси симметрии - катенида. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 347 885 C1

Твердосплавная вставка, содержащая цилиндрический и рабочий участки, отличающаяся тем, что рабочий участок выполнен в виде тела вращения цепной линии вокруг оси симметрии - катенида.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2347885C1

0
  • В. Т. Зыкин, Э. А. Вольхин, Г. А. Рских, А. А. Суслов, В. Ф. Нем, Н. Н. Рейман Г. Д. Золотарев
  • Всесоюзный Научно Исследовательский Проектно Технологический Институт Горного Машиностроени
SU327326A1
Породоразрушающая твердосплавная вставка 1980
  • Зубарев Александр Васильевич
  • Саркисьянц Тигран Христофорович
  • Матвеев Григорий Иванович
  • Линдо Геннадий Васильевич
  • Рыжиков Юрий Васильевич
SU977681A1
Твердосплавная вставка для буровых коронок 1990
  • Куклин Сергей Александрович
  • Дворников Леонид Трофимович
SU1778265A1
RU 2055189 C1, 27.02.1996
ТВЕРДОСПЛАВНЫЙ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ЗУБОК БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 1998
  • Богомолов Р.М.
  • Мокроусов В.П.
RU2166609C2
ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЙ ПОВОРОТНЫЙ РЕЗЕЦ 2001
  • Дворников Л.Т.
  • Прокушенко С.И.
  • Крестовоздвиженский П.Д.
  • Полынцев Н.А.
RU2212535C2
ТВЕРДОСПЛАВНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ КОРОНОК 1998
  • Дворников Л.Т.
  • Вечужанин Д.С.
RU2202030C2
US 5415244 A, 16.05.1995
US 2005023043 A1, 03.02.2005.

RU 2 347 885 C1

Авторы

Дворников Леонид Трофимович

Жуков Иван Алексеевич

Даты

2009-02-27Публикация

2007-06-25Подача