СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИХ ВСТАВОК БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПРОХОДЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 2013 года по МПК E21B10/573 E21C35/197 

Горные массивы, содержащие породы крепостью более 5 по шкале профессора Ржевского В.В. [1], разрушаются с применением буровзрывных работ.

Бурение скважин, шпуров и проходка выработок производится буровым инструментом (рабочим органом), породоразрушающие части которых армируются вставками из твердых сплавов, технических алмазов и т.д.) [2].

Крепление вставок в буровом инструменте производится паянием или запрессовкой (с натягом).

Указанные выше способы крепления имеют ряд существенных недостатков.

Так при пайке вставок, последние нагреваются до температуры плавления припоя, что отрицательно сказывается на свойствах твердых сплавов.

Крепление вставок запрессовкой приводит к тому, что в твердых сплавах образуются остаточные напряжения сжатия, которые суммируются с рабочими напряжениями, имеющие место при разрушении (резанием сколом или ударом) горных пород.

Воздействие суммирующих напряжений на вставки приводит к преждевременным поломкам последних.

Целью изобретения является создание способа крепления вставок в рабочие органы бурового инструмента и рабочих органов проходческих машин.

Поставленная цель достигается тем, что породоразрушающие вставки помещаются во втулки, выполненные из пластичного металла, например меди.

По внешней поверхности втулок выполнены канавки, например, в виде треугольника. Канавки могут располагаться параллельно мнимой оси втулок или по винтовой линии.

Запрессовка вставок в пластичные втулки уменьшает напряжение сжатия и увеличивает фактическую поверхность контакта.

Кроме того, при воздействии горных пород на вставки, образуются напряжения изгиба, т.е. сжатия и растяжения. Под действием этих напряжений, пластичные вставки деформируются, тем самым уменьшаются суммарные напряжения, действующие на вставки.

Нарезка канавок на внешней поверхности втулок преследует две цели. Во-первых, при запрессовке вставок создается поршневой эффект, за счет которого увеличивается усилие запрессовки. По канавкам сжатый воздух уходит и его сжатие не происходит.

Во-вторых, наличие канавок на внешней поверхности втулок позволяет втулкам при их запрессовке деформироваться, что увеличивает фактическую поверхность контакта их как со вставками, так и с материалом рабочего органа.

Предлагаемый способ крепления вставок бурового инструмента и рабочих органов проходческих машин приводит к увеличению наработки на отказ их рабочих органов.

Литература

1. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ.

2. Коган Б.И. Технологическое обеспечение качества производства горных машин и инструментов.

Изобретение относится к способам крепления породоразрушающих вставок к инструменту. Обеспечивает увеличение наработки на отказ рабочих органов. В способе крепления породоразрушающих вставок в рабочем органе бурового инструмента и проходческих машин вставки располагаются во втулках, выполненных из пластичного металла, которые запрессовываются в рабочем органе бурового инструмента и проходческих машин, причем на внешней поверхности втулок выполнены продольные канавки для прохода воздуха и распределения напряжений при запрессовке.

Способ крепления породоразрушающих вставок в рабочем органе бурового инструмента и проходческих машин, отличающийся тем, что вставки располагаются во втулках, выполненных из пластичного металла, которые запрессовываются в рабочем органе бурового инструмента и проходческих машин, причем на внешней поверхности втулок выполнены продольные канавки.