Буровой инструмент Советский патент 1984 года по МПК E21B10/36 E21B10/46 

СО

со 11 Изобретение относится к породораз рушаклдему буровому инструменту, оснащенному твердосплавными износостой кими зубками из карбидовольфрамовых сплавов. Известен буровой инструмент с вставными твердосплавными зубками, в кото ром вставные зубки запрессовываются с натягом в отверстия стального корпуса через втулку, выполненного из ма1гериала менее твердого, чем матери ал зубка f1J. i Известен также буровой инструменту Содержащий корпус с отверстиями, в к TOjpbK при помощи двухслойного связую ще1го элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки 23. t . Недостатком указанных устройств является низкая эксплуатационная стойкость, связанная с недостаточной прочностью материала связукщего элемента на срез и смятие, что приводит к ocлaблe шю прочности крепления зубков и в конечном итоге к их выпадению. Кроме того, значительная толщина связующего элемента снижает вооруженность инструмента, так как на единице его рабочей площади размещается меньшее количество зубков. Цель изобретения - увеличение экс плуатационной сттэйкости бурового инструмента путем повышения прочности крепления твердосплавных зубков в отверстиях корпуса. Цель достигается тем, что в буровом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, в которых при помощи двухслойного связующего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки, наружный слой связукщего элемента выполнен из материала более твердого, чем материал внутреннего слоя, и менее твердого, чем материал корпуса, при этом толщина наружного .слоя составляет 0,1-0,3 от общей толщины Ьр связующего элемента, которая определяется по формуле 45 0,3-0,8(R23 RZ), где Rj. Rj,, - средняя вьюота неровностей на сопрягаемых поверхностях соответ ственно зубка и корпу На фиг, изображен буровой инструмент общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. Is на фиг. 3 - диаграмма из02менения усилия выпрессовки от величины перемещения зубка в отверстии корпуса. Предлагаемая конструкция бурового инструмента состоит из стального корпуса 1, в отверстиях которого закреплены твердосплавные зубки 2 через связующий элемент 3. Связующий элемент состоит из внутреннего слоя 4, выполненного из материала более мягкого, чем материал корпуса 1, например никеля, и наружного слоя 5 - из материала более твердого, чем материал внутреннего слоя 4. Повышение прочности крепления при сохранении аналогичной известному буровому инструменту величины фактической площади контакта достигается в результате отрицательного градиента сдвиговой прочности материала поверзс|ностного слоя по глубине покрытия, что приводит к переходу внешнего трения во внутреннее с увеличением коэффиииента трения сцепления ГЗ J, и в результате разрушения более твердого слоя, что приводит к обнажению ювекильных участков мягкого слоя и схватыванию его с поверхностью корпуса, кроме того, частицы разрушенного твердого слоя оказывают заклинивающее действие при сдвиге деталей. Оптимальная толщина слоев пюкрытий, наносимьос на зубок перед запрессовкой, выбирается из рассмотрения особенностей контактирования зубка и отверстия в корпусе бурового инструмента. Толщина покрытия, меньшая 0,3(К2з+ . (где средняя высота неровностей зубка, средняя высота не-. ровностей сопрягаемой поверхности корпуса инструмента), не обеспечивает достаточного заполнения пустот зоны контакта, и, следовательно, необходимого увеличения фактической площади контакта в соединении. Толщина покрытия более ,8(R ) приводит к образованию толстой прослойки из материала более мягкого, чем материал сопрягаемых деталей, что снижает прочность соединения. При толщине наружного слоя 5 менее О,1 от общей толщины покрытия явления, приводящие к повыглению . прочности крепления, не наблюдаются из-за полного разрушения нарузкного слоя 5 при запрессовке. При толщине наружного слоя 5 более 0,3 от общей толщины покрытия прочность крепления уменьшается и приближается к проч3 11173904

ности крепления при однослойном твер- и экономична, так как связук1ций эледом покрытии, так как разрушение наруж- мент (покрытие) имеет незначительную ного слоя 5 затруднено (фиг. 3).

Технология :изготовления предлагаемого бурового инструмента йроста 5

толщину и его можно наносить одновременно на большом количестве зубков.

БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий корпус с отверстиями, в которых при помощи двухслойного связующего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки, отличающийс я тем, что, с целью увеличения его эксплуатадаонной стойкости путем повышения прочности крепления твердосплавных зубков в отверстиях корпуса, наружный слой связующего элемента вьшолнен из материала более твердого, чем материал внутреннего слоя, и менее твердого, чем материал корпуса, при этом толщина наружного слоя составляет 0,1-0,3 от общей толщины hgfсвязующего элемента, которая определяется по. формуле ho5 0,3-0,8(R23+ RzP где ZK средняя высота неровностей на сопрягаемых поверхностях соответст венно зубка и корпуса.

f

Фиг.З