Разъемное соединение бурового инструмента

 

РАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной поверхностью, расположенной между двумя центрирующими кон центричнй и поверхностями, и соедиг нительную часть буророй коронки или муфты с ответным центрирующим концентричным поверхностям наконечника посадочным гнездом, днище которого имеет возможность взаимодействия с торцом наконечника, отличаю . щ е в с я тем, что, с цеЛью повьвае.ния надежности и циклической прочности путем снижения контактных напряже НИИ нагруженной зоны соединения, диаметр первой входящей при сборке в посадочное гнездо центрирующей концентричной поверхности наконечника выполнен равным диаметру второй центрирующей концентричной поверхности и имеет лыску, причем посадочное гнездо соединительной части буровой коронки или муфты выполнено с внутренним выступом для взаимодействия (П с частью наконечника, имеющей экс (центричную поверхность.

,.SU„„1049649 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШЕ 21 В 17 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1., :;. ;:;„", ) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ .) 1 5 7 (21) 3421646/22-03 (22) 09.04.82 (46) 23,10.83. Бюл. Р 39 (72) Ю.A.Ìåäîâûé, В.И.Шарапов и И.И.Яновский (71) Кузнецкий машиностроительный завод (53) 622. 24. 05 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 538131, кл. E 21 В 17/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 708051, кл. E 21 В 17/04, 1978 (прототип). (54)(57) РАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной поверхностью, располо женной между двумя центрирующими кон» центричными поверхностями, и соеди-. нительную часть буровой коронки или муфты с ответным центрирующим концентричным поверхностям наконечника посадочным гнездом, днище которого имеет возможность взаимодействия с торцом наконечника, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цеЛью повсе; ния надежности и циклической прочности путем сйижения контактных напряже- ний нагруженной эоны соединения, диаметр первой входящей при сборке в посадочное гнездо центрирукщей концентричной поверхности наконечника выполнен равным диаметру второй центрирующей концентричной поверхности и имеет лыску, причем посадочное гнездо соединительной части буровой коронки или муфты выполнено с внутренним выступом для взаимодействия с частью наконечника, имеющей экс центричнуюю поверхность.

1049649

Изобретение относится к горному делу, а конкретно к буровому инстру менту, применяемому при буров зрывных работах, и может быть использовано в конструкциях соединений буровых штанг с буровыми коронками, а также з для соединений буровых штанг соединительными муфтами.

Известны конструкции разъемных соединений бурового инструмента, включающие. сопрягаемые наконечник l0 буровай штанги с эксцентричнбй и центрирующей концентричной поверх" ностью и соответствующее его профилю посадочное гнезда буровой коронки, при этом торцовая поверхность наконечника штанги контактирует с nosepxностью днища посадочного гнезда коронки (lj.

Основным недостатком данного соединения является наличие в его кон« струкции заниженной площади торцовой поверхности наконечника штанги и контактирующей с ней площади поверхнос« ти днища посадочного гнезда коронки по сравнению с площадью поперечного сечения диаметра центрирующей концентричной поверхности наконечника штанги.

Наиболее близким техническим ре- шением .к изобретению является раэь-. емное соединение бурового инструмеита, включающее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной. поверхностью, расположенной между двумя центрирующими концентричными поверхностями, и соединительную часть 5 буровой коронки с ответным центрйрующим концентричным поверхностям на- ., конечника посадочным гнездом, днище которого имеет воэможность взаимодействия с торцом наконечника (2). 4О

Недостаток известного соедннения заключается в заниженной площади тор" цовой поверхности наконечника штанги и контактирующей с ней площади поверхности днища посадочного гнезда коронки по сравнению с площадью поперечного сечения диаметра основной (большей) центрирующей концентричной

::,поверхности наконечника штанги. Отме"

"ченные в качестве недостатка конст" руктивные параметры существенно уменьшают так называемую. активную площадь торцовой поверхности нако.нечника 2танги и площадь поверхности днища посадочного гнезда коронки, че» реэ которые проходит основной фронт ударной волны, передаваемой через упор (контакт) торца наконечника в днище посадочного гнезда коронки.

Это явление, естественно, определяет более высокую удельную нагружен- 60 ность заниженной площади торцовой поверхности наконечника и площади поверхности днища гнезда коронки по сравнению с удельной нагруженностью, площади поперечного сечения диаметра 65 основной (большей) центрирующей концеитричной поверхности наконечника штанги, а следовательно, и более низ--кую циклическую прочность наконечника штанги с заниженной площадью торцовой поверхности и соответственно днища посадочного гнезда коронки. От осевого разъединения соединенных наконечника и коронки удерживает сила трения, возникающая от эффекта радиального взаимозаклинивания эксцейтричных поверхностей. Как только осе йое растягивающее усилие превысит силу трения, наконечник и коронка разъединяются, В результате этогО известное соединение обладает низкой циклической прочностью и надеж" ностью

Целью изобретения является новышение надежности и циклической проч" ности соединения путем снижения контактных напряжений нагруженной зоны соединения.

Указанная цель достигается тем, что в разъемном соединении бурового инструмента, имеющем сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной поверхностью, расположенной между двумя центрирующими концентричными поверхностями, и соединительную часть буровой коронки или муфты с ответным центрирующим концентричным поверхностям наконечника посадочным гнездом, днище которого имеет возмож. ность взаимодействия с торцом наконечника, диаметр первой входящей при сборке в посадочное гнездо центрирующей концентричной поверхности наконечника выполнен равным диаметру второй центрирующей концентричной поверхности и имеет лыску, причем посадочное гнездо соединительной части буровой коронки или муфты выполнено с внутренним выступом для взаи" модействия с частью наконечника, имеющей эксцентричную поверхность.

На Фиг. 1 показано разъемное соединение бурового инструмента перед сборкой; на фиг. 2 — разрез A-A на

Фиг..l; на фиг. 3 — разъемное аоеди" нение бурового инструмента в собранном виде; на фиг. 4 - разрез Б-Б на

Фиг. 3 на Фиг. 5 - буровая коронками на фиг. 6 - вид В на Фиг. 5i на

Фиг. 7 - наконечник буровой штангист на фиг. 8 - вид Г иа фиг. 7.

Разъемное соединение инструмента включает соединительную часть буровой коронки (или муфты) 1 с посадочным гнездом 2 и внутренним выступом

3 и наконечник 4 буровой штанги, имеющий две центрирующие концентричные поверхности 5 и б с одинаковыми диаметрами, соответствующими диаметру посадочного гнезда 3 коронки 1.

Торец наконечника 4 имеет возможность взаимодействия с днищем гнезда 2.

Между поверхностями 5 и б расположе1049649 на эксцентричная поверхность 7, кон- тактирующая с поверхностью выступа 3 посадочного гнезда коронки. На первой входящей при сборке в посадочное гнездо центрирующей концентричной поверхности 5 имеется лыска 8. При этом размер от образующей поаадочного гнезда коронки до поверхности выступа 3 больше, чем размер от образующей наконечника до поверхности лыски. Контактирующая с эксцентричной .поверхностью 7 поверхность высту" па 3 может быть выполнена плоской или криволинейной ° Внутренний выступ

3 посадочного гнезда может быть образован с использованием дополнительной детали, вставленной в отверстие юбки буровой коронки и. закрепленной, например, сваркой или пайкой (фиг.1 и 5), или получен методом пластического деформирования стенки юбки коронки (фиг. 3).

Для сборки соединения наконечник штанги 4 вводят в посадочное гнездо

2, являющееся полостью соединительной части буровой коронки 1. Наличие лыски 8 на поверхности 5 наконечника обеспечивает проход его в посадочное гнездо до упора торцом в днище гнезда (фиг. 1). Затем поворачивают вокруг оси наконечник штанги в посадочном гнезде коронки (фиг . 3), при этом эксцентричная поверхность 7 наконечника взаимозаклинивается с поверхностью выступа 3 коронки, а шейка 5 участком тела входит в зацепление с выступом 3, образуя замковое зацепление.

Передача крутящего момента через соединение осуществляется как пос редством активного зацепления эксцентричной поверхности 7 наконечника с поверхностью выступа 3 посадоч,ного гнезда, так за счет силы трения, возникающей от эффекта вэаимозаклинивания этих поверхностей. ..При работе рекомендуемого соединения с осевыми растягивающими, ударными и вибродинамическими нагрузками от осевого разъединения наконечника и коронки удерживает как сила трения, возникающая от эффекта в заимозаклинивания эксцентричной поверхности 7 с поверхностью выступа 3, так и допол нительное активное зацепление шейки

5 с выступом 3 (фиг. 3 и 4), т. е. упор внутреннего торца, образованно50

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в снижении материальных затрат, связан» ных с проведением дополнительных Работ при случайном разъединении бурового инструмента. го шейками 5 и 7, в боковой торец выступа 3, образуя замковое зацепле-, ние наконечника и коронки, активно препятствует их разъединению при действии осевых растягивающих, ударных и вибродинамических нагрузок °

Осевые ударные нагрузки при этом передаются через упор торцовой поверхности наконечника в поверхность днища посадочного гнезда коронки.

1О Вследствие большей по абсолютной величине активной площади торцовой поверхности наконечника и контактирующей с ней поверхности днища посадочного гнезда, в сравнении с известны15 ми, возникающие в теле наконечника. и корпусе .коронки от действия удар" ной волны напряжения также будут поч-: ти пропорционально меньшими. Это:. естественно определяет более выаокую циклическую прочность нагруженной эо" ны соединения (торцовой части наконечника штанги в контакте с днищем гнезда коронки), а значит повышает циклическую прочность всего соединения в целом. Разборка соединения производится в порядке, обратном сбор». ке.

Наличие одинаковых диаметров у по верхностей 5 и 6 наконечника и у соответствующих им поверхностей посаЗО дочного гнезда коронки повышает точ" ность центрирования соединения, увеличивает площадь торцовой поверхности наконечника и контактирующую с ,ней площадь поверхности днища поса35 дочного гнезда коронки и за счет этого снижает контактные напряжения нагруженной зоны соединения, тем са мым повышает циклическую его проч» ность, при этом наличие выступа в по4О садочном гнезде и лыски на пеРвой входящей при сборке в посадочное гнездо центрирующей концентричной поверхности обеспечивает замковое зацепление наконечника и коронки, 45 что повышает надежность их соединения при работе с осевыми растягивающими, ударными и вибродинамическими нагрузками. 1049649

A-Д

Составитель B.Ðoäèíà

Редактор В.Данко Техред Т.Фанта Корректор О.Билак

Заказ 8382/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, -Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4