Рабочий орган для образования щелей в стенках скважин Советский патент 1986 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к породоразрушающим инструментам, paбoтaюu им в составе устройств, обеспечивающих образование полостей в породном массиве, и может быть использовано при создании полостей в других материалах, например в металлах, поэтому может применяться в горной промьшшенности и машиностроении. Цель изобретения - повышение эффективности резания за счет вывода продуктов разгружения из зоны резания и устранения заклинивания рабоче iro органа в щели. На фиг. 1 изображен рабочий орган план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг на фиг. 3 - интервал скважины, в боковых стенках которой образована полость, разрез (тонкими линиями показан профиль полости, образованной ра рабочим органом прототипа, а контурной, линией - профиль полости,- образованной предлагаемым рабочим органом) . I Рабочий орган состоит из серповид ного ножа 1 (см. фиг. 1 и 2) на поворотной оси 2, предназначенной для посадки на вал механизма разворота (не показан), и режущей кромки 3. В плоскости образующей режущей кромки 3 (см. тонкую линию, фиг. 1), описан ной выражением р г - acj), Р радиус-вектор с полюсом на оси корпуса и полярной осью, проходящей через ось корпуса и ось рабочего органа;г - радиус корпуса; а - коэффициент, выбираемый в зависимости от зоны наруше ности скважины; Cf - полярный угол, выполнены зубья 4 (см. фиг. 1 и 2), обеспечивающие образование полости со ступенчатыми берегами (см. тонкую линию, фиг. 3). Зубья в поперечном сечении имеют форму трапеции, накло ные стороны 5 которой имеют угол наклона, равный запланированному ук лону берегов образуемой полости. Ес ли, например, необходимо образовать симметричную полость с берегами, об разукнцими с плоскостью симметрии , угол 10 , то стороны 5 должны быть 32 выполнены под углом 10 к плоскости симметрии рабочего органа. Рабочий орган работает следукицим образом. Посредством поворотной оси 2 он закрепляется неподвижно на валу механизма разворота, который должен совершать вращательное движение, например, в скважине. Одновременно с зтим поворотная ось имеет возможность поворачиваться вокруг своей оси, сообщая при этом движение подачи закрепленному на ней рабочему органу. Цикл образования полости начинается с того, что вал поворачивается и выводит рабочий орган из исходного положения до соприкосновения со стенкой скважины и в зависимости от величины крутящего момента, приложенного к поворотной оси механизма, вдавливает первый от оси зуб А (см. фиг. 1) в стенку скважины на величину подачи, а при вращении механизма происходит срезание захваченного этим зубом слоя породы. После того, как первый зуб 4 срежет всю породу в зоне своей досягаемости, в работу вступит следующий по порядку зуб 4. Вследствие того, что зубья 4 расположены в плоскости образующей, описанной выражением р r-aqj, они поочередно вступают в работу и вырабатывают полость ступенчатого профиля (см. профиль, показанный тонкой линией, фиг. 3). Вместе с работой острия зубьев 4 Поочередно вступают в работу и наклонные стороны 5 боковых граней, которые постепенно срезают неровности берегов, созданные зубьями 4. Если зубья 4 после срезания своего объема породы больше не участвуют в работе, то профилируняцие наклонные стороны 5 в течение всего цикла образования полости постоянно находятся в работе, удаляя частиць отработанной породы, оказавшиеся на их пути, например, из-за оседания и налипания в неровностях берегов или из-за сближения берегов полости, например, под действием сил горного давления. Благодаря этому исключается возможность заклинивания рабочего органа. Если наклонные поверхности на frtrковых гранях зубьев вьтолнить под углом к касательной в точке контакта зубьев 4 с породой, то они будут перемещать выработанную породу из

зоны полости к оси скважины, по аналогии с тем, как нож грейдера, поставленный под углом к направлению движений, перемещает захваченный грунт к краю дороги.5

Формула изобретения

1. Рабочий орган для образования щелей в стенках скважин, включающий 10 установленный на поворотной оси в плоскости, перпендикулярной этой оси, серповидный нож, утолщающийся к поворотной оси и имеющий режущую кромку, -на образующей серпа, о т л и ч а

щ и и с я тем, что, с целью повьшения эффективности резания за счет вывода продуктов разрушения из зоны резания и устранения заклинивания рабочего органа в щели, режущая кромка выполнена зубчатой, при этом каждый зуб в поперечном сечении имеет форму трапеции, прилегающей большим основанием к ножу.

2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что задняя и передняя грани каждого зуба ориентированы под острым углом к касательной образукицей серпа в точке ее пере|Сечен 1я с острием зуба.