Породоразрушающая вставка Советский патент 1987 года по МПК E21B10/46 

Изобретение относится к горным машинам, касается породоразрушающих твердосплавных вставок цилиндрической формыj используемых для армирования бурового инструмента, а точнее таких вставок, которые закрепляются путем запрессовки в гнезда корпуса инструмента.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления вставки в буровом инструменте.

На чертеже изображена породораз- рушающая вставка, размещенная в гнезде корпуса бурового инструмента, про 5альный разрез,

Породоразрушающая вставка содержит твердосплавный элемент 1, имеющий рабочую головку 2 и хвостовик 3, з-апрессованный в гнездо корпуса инструмента через промежуточную -втулку 4 с дном 5, цилиндрической выточкой 6, вьшолненной по посадке.с зазором длиной меньше толщины дна 5, и центральным отверстием 7, Втулка имеет внутреннюю поверхность 8 диаметром d, и наружную поверхность 9 диаметром d. Твердость втулки меньше твердости хвостовика 3, а ее размеры отвечают следуюпщм соотношениям:

0,69 - 1;

0,4 ||- . 0.5.

где - натяг, обеспечиваемый внутренней поверхностью втулки диаметром d,;

- натяг, обеспечиваемый наружной поверхностью втулки диаметром d.

Толпщна стенки втулки t и ее на- ружный диаметр d - величины разного порядка, что определяет втулку тонкостенной. Вставка размещена в-гнезде корпуса 10,

Перед армированием бурового инструмента вставка должна быть собрана, т,е, твердосплавный элемент 1 соединяется с втулкой 4 способом прессования. Для этого поверхность 8 диаметром d( вьтолнена по посадке, обеспечивающей наибольший натяг, допустимый без риска смятия поверхности 8 твердосплавным элементом 1, При сборке вставки центральное отверстие 7 служит для выпуска воздуха, вытесняемого твердосплавным элементом 1 из ,

внутренней полости втулки 4, После сборки наружная поверхность 9 втулки 4 может быть подвергнута обработке для создания посадки с натягом,как правило, большим, чем по внутренней поверхности 8,

Запрессовка вставки в гнездо корпуса может осуществляться как при нагретом корпусе бурового инструмента, так и при холодном. При запрессовке в гнездо корпуса 10 вставляется вставка выточкой 6, выполненной со стороны дна 5 втулки 4 по посадке с зазором. Она ориентирует

вставку вдоль оси отверстия, выполняя на данном этапе функцию направляющей. Усилием пресса, приложенным к рабочей головке 2 твердосплавного элемента 1, передаваемым хвостовиком 3 на дно 5 втулки 4, осуществляется запрессовка вставки. При этом наружный слой поверхности 9 диаметром d вступает в контакт с поверхностью гнезда корпуса и подвергается

деформации (например, упругой),

Это способствует более полному соприкосновению поверхностей, повышает площадь контакта и уменьшает возможность смятия. При запрессовке

возникает усилие, дополнительно обжимающее хвостовик 3,

Рациональное соотношение диаметров втулки и натягов по внутренней и наружной поверхностям позволяет

передать на хвостовик 3 твердосплавного элемента I наибольшее усилие обжатия,

Вставка с промежуточной втулкой запрессовывается до упора в дно гнезда, при этом выточка 6 исключает натяг у торца втулки, предотвращая этим возникновение пика напряжений в корпусе инструмента 1 О у дна гнезда, Имеет значение длина выточки 6, Она

должна быть достаточной для предотвращения расклинивания гнезда и в то же время меньШе толщины дна 5, чтобы усилие обжатия, возникакяцее при запрессовке вставки в корпус,

могли передаваться на всю цилиндрическую часть хвостовика 3 твердосплавного элемента 1, После запрессовки вставки воздух, заключенный в гнезде корпуса, скапливается в полости центрального отверстия 7, имеющей, достаточный объем, чтобы исключить сжатие воздуха до высокого давления, препятствующего запрессовке с втулкой до упора в дно гнезда.

Отверстие 7 может быть полезным и для извлечения твердосплавного элемента 1 из отработавшего свой срок бурового инструмента с целью утилизации твердого сплава. Для этого часть корпуса инст румента может быть срезана по линии, проходящей через дно 5 вставки, после чего через отверстие 7 твердосплавный элемент 1 может быть выпрессован.

Формула из обре тения

I, Породоразрушающая вставка для бурового инструмента, содержащая рабочую головку и,хвостовик, запрессованный в гнезде корпуса инстр ента посредством промежуточной втулки, имеющей дно с отверстием, от пичаю- щ а и с я тем, что, с целью повы-

шения надежности закрепления вставки в буровом инструменте, размеры промежуточной втулки отвечают следующим соотношениям:

0,69 f- Я-г

0,4

5 0

I; 0,5,

где

S. натяг, обеспечиваемой внутренней поверхностью втулки диаметром d,;

0 - натяг, обеспечиваемый наружной поверхностью втулки диаметром d.

2. Вставка по п. 1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что на боковой поверхности втулки со стороны ее дна выполнена цилиндрическая выточка по йосадке с зазором.

Изобретение относится к горным машинам и позволяет повысить надежность закрепления вставки в буровом инструменте. Вставка содержит рабочую головку 2 и хвостовик (X) 3, запрессованный в гнездо корпуса инструмента посредством промежуточной втулки (Б) 4. На ее боковой поверхности со стороны дна 5 выполнена цилиндрическая выточка 6 по посадке с зазором. Размеры В 4 отвечают следующим соотношениям: 0,69 0,,/djff 6 0,5, где 5, -на- тяг, обеспечиваемый внутренней поверхностью В 4 диаметром d, , натяг, обеспечиваемый наружной поверхностью В 4 диаметром d,. Перед армированием инструмента вставку собирают, соединяя ее твердосплавный элемент 1 с В 4. Запрессовка до упора в дно гнезда корпуса осуществляется усилием пресса, приложенным к головке 2 твердосплавного элемента 1 вставки, передаваемым X 3 на дно 5, При этом наружный слой поверхности 9 диаметром d контактирует с поверхностью гнезда корпуса и подвергается деформации. Это превышает площадь контакта и уменьшает возможность смятия. Выточка 6 исключает натяг у торца В 4. Рациональное решение диаметров В 4 и натягов по внутренней и наружной поверхностям позволяет передать на X 3 наибольшее . усилие обжатия. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i (Я