Породоразрущающий орган Советский патент 1982 года по МПК E21B10/16 

I

Изобретение относится к генной прС ,,мышленности, а более конкретно к буровому инструменту с твердосплавным вооружением, в частности к шарошкам для бурения горных выработок.

Известен буровой инструмент, включа юший корпус с отверстиями, в которых закреплены хвостовики твердосплавных зубков, выполненных с цилишфо-крническими головками с буртиком, 1фичем буртик опираетсяна поверхность корпуса fl

Недостатками известного бурового инструмента являются низкая щ очность на складывание аубка от боковых нагрузок при работе инструмента, а также необходимость высокой точности о аботки сопрягаемых элементов инструмента, что необходимо при загфессовке.

Наиболее близкой к 1федлагаемой является вставка для бурового долота, включающая корпус, породоразрушаюший зубок и защитный элемент в виде стакана, выполненного из материала меньшей твердости, чем зубок, фичем зубок установлен

в стакане до сопряжения их наружных поверхностей 23.

Недостатком известного устройства является ненадежность крепления зубков в инструменте. Это объясняется там, что оря работе долота на зубки действуют знакопеременные усилия, расшатывающие. Эти расшатывающие силы по истечении некоторого юмеви 1февышают щюдел yipyrocTH металла корпуса в месте его со1фикосновения с зубком, вследствие чего наступает пластическая деформация, сминающая металл корпуса, н зубок выпадает. Недостатком также является необходимость высокой точности обрабо ки со1фягаемых элементов долота, что увеличивает его стоимость.

Цель изс ретення - повышение надежности крепления зубка и угфощение TexHOiлогии изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в породсфа ушающем органе, содержащем корпус, вставку, износостойкий породора; ушающий зубок, имеющий рабочую часть и хвостовик, выполненный ступенчатым, причем ступень большего диаметра расположена под рабочей частью, а размеры высот ступеней выбираются из соотношения а / b 0,6 - 1,4, где О - высота ступени большего диаметра, -. высота ступени меньшего диаметра. На фиг. 1 изображен пороцорас эушаюший орган, общий вид; на фиг. 2 - износостойкий породораарушаювдий зубок и вставка до соединения зубка с корпусом на фиг. 3 - зубок, запрессованный в корпус; на фиг. 4 - кривые зависимостей гфочности крепления зубка в корпусе от соотношения высот цилиндрического основания головки зубка и вставки. Породоразрушающий орган содержит корпус I, в котором выполнены глухие ступенчатые отверстия 2 с размещенными в них металлическими вставками. Вну три вставок 3 аксиально им запрессованы износостойкие породоразрушаюшие зубки 4, выполненные в виде головки, имеющей цилиндрическое основание 5 и рабочую часть 6, и хвостовика 7. При этом отношение высоты цилиндрического основания головки 5 к высоте вставки 3 равно от 0,6 до 1,4. Глухие ступенчатые отверстия 2 имеют буртики 8, на кото- рые устанавливаются металлические BcreiB ки 3. Причем наружный диаметр встав ки 3 равен диаметру цилиндрического основания 5 износостойкого породоразруша юшего зубка 4. Нп 1больший диаметр отвер стия 2 равен диаметру цилиндрического ос нования 5 износостойкого породоразрушаю щего зубка 4| а наименьший диаметр - диаметру хвостовика 7 износостойкого породоразрушающего зубка. Износостойкие породоразрушающие зубки 4 закрепляют в корпусе 1 следующим образом. Предварительно в глухие ступенчатые отверстия 2 устанавлива от металличёскйв вставки 3,посл7этого хвостовик 7зубка 4 вставляют во вставки 3 и, взаимодействуя на головку зубка 4, запрессовывают последний в корпус 1. При этом вставка 3 деформируется и деформи рует боковую поверхность отверстая 2. 8этом случае поверхность наибольшего диаметра отверстия 2, расположенная выше вставки 3, будет обжимать цилиндрическое основание 5 головки породс азрушающего зубка 4 за счет пластических деформаций поверхности отверстия 2, охватывающего деформированную металлическую вставку 3. Как видно на графика, прочность крепления износостойкого породоразрушающе- го зубка со вставкой Fd в целом зависит от отношения cf (Ъ где а - высота цилиндрического основания головки зубка, lO - высота вставки. Величина прочности крепления породоразрушающего зубка со вставкой Ft.) уменьшается с увеличением величины отношения Cl/tj, а контактные силы обжатия изменяются по кривой Fq . При этом прочность крепления породоразрушающего зубка в корпусе инструмента определяется результируюшей кривой F, Конкретное значение гфочности крепления породоразр шаюшего зубка F в корпусе инструмента определяется значениями коэффициента Пуассона для материалов вставки и корпуса, а также значениями коэффициента трения материала зубка относительно материалов, из которых изготовлены вставка и .корпус. На практико для обеспечения надежного крепления зубка достаточно, чтобы соотношениео|/Ь обеспечивало превышение F над абсолютной величиной f , принимаемое на графике за 1ОО% приС||Ь 0. Это достигается, как видно на графике, и согласно теоретическим и экспериментальным данным при отношении высоты цилиндрического основания головки зубка к вьссоте встав- ки в пределах от 0,6 до 1,4. Наличие в предлагаемом породоразру- шаюшем органе деформированной металлической вставки и выбор соотношения высот цилиндрической части головки и вставки в пределах 0,6-4.,4 позволяет повысить надежность крепления зубка и упростить технохгогию изготовления noponqpa3- рушающего органа. Формула изобретения Породоразрушающий орган, содержащий корпус, вставку, износостойкий породоразрушающий зубок, включающий часть и хвостовик, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьш1ения надежности крепления зубка, хвостовик выполнен ступенчатым, причем ступень большего диаметра расположена пбд рабочей частью, а размеры высот ступеней.выбираются из следующего соотношеa/b o,e-i4, где d - высота ступени большего диаметра, мм; высота ступени меньшего диаметра, мм.

59091006

Источники информации,, 2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе 580303, кл. Е 21 В 9/36,

1. Патет- Великобритании № 111О495,1075 кл. Е 1 F, опублик. 1966.

t 3

$$ s$$$$$$$$$$$$

Q

V27 ©

в

Л1/

©

ч|

г./ г 3

.З