Шарошка для бурения мягких пород

 

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для породоразрушающего бурового инструмента шарошечного типа. Шарошка имеет корпус, в котором расположены зубчатые венцы, по меньшей мере на одном из которых зубья клинообразные с углом заострения и с постоянным притуплением вершины. Межзубцовые впадины имеют наклонное дно. Зубья выполнены с углом при основании, вершина которого расположена на периферии шарошки, а грани пересекаются с гранями угла заострения на высоте H, определяемой по математической ф-ле. При этом межзубцовая впадина в поперечном сечении выполнена в виде трапеции, меньшее основание которой расположено со стороны ее входа. Верхняя часть зуба, имеющая больший угол заострения, при внедрении в забой выполняет основную работу по деформации породы, нижняя часть зуба, выполненная с меньшим углом, в деформации породы принимает меньшее участие. Уменьшение угла притупления приводит к уменьшению сил трения, действующих на эти поверхности. Все это обеспечивает уменьшение налипания породы на боковые поверхности, а также уменьшение усилия внедрения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 10/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4607602/03 (22) 16.08.88 (46) 23.07.91. Бюл, М 27 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г,В.Карпенко (72) К.Б.Кацов, С.И,Кантор, Б.Д.Ленгер, М.А,Пятибратов и P.Ì,Áèëîýèð (53) 622.24.051.55(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 402631, кл. Е 21 В 10/08, 1969. (54) ШАРОШКА ДЛЯ БУРЕНИЯ МЯГКИХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для породоразрушающего бурового инструмента шарошечного типа. Шарошка имеет корпус, в котором расположены зубчатые венцы, llo меньшей мере на одном из которых зубья клинообразные с углом заострения и с поИзобретение относится. к горной промышленности, а именно к породо- разрушающему буровому инструменту, шарошечного типа, предназначенному для разрушения мягких пород.

Цель изобретения — повышение эффективности бурения путем уменьшения усилия внедрения и улучшения удаления шлама.

На фиг.1 изображена шарашка для бурения мягких пород; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б — Б на фиг.2.

Шарошка включает корпус 1 с несколькими, например тремя, венцами 2-4 зубьев.

Боковые поверхности зубьев венцов 2 и 3 образованы двумя пересекающимися на высоте h зуба плоскостями 5 и 6. При этом м Ы„, l665014 А1 стоянным притуплением вершины. Межзубцовые впадины имеют наклонное дно. Зубья выполнены с углом при основании, вершина которого расположена на периферии шарошки, а грани пересекаются с гранями угла заострения на высоте h, определяемой по математической ф-ле. При этом межзубцовая впадина в поперечном сечении выполнена в виде трапеции, меньшее основание которой расположено со стороны ее входа, Верхняя часть зуба, имеющая больший угол заострения, при внедрении в забой выполняет основную работу по деформации породы, нижняя часть зуба, выполненная с меньшим углом, в деформации породы принимает меньшее участие. Уменьшение угла притупления приводит к уменьшению сил трения, действующих на эти поверхности.

Все это обеспечивает уменьшение налипания породы на боковые повермности, а также уменьшение усилия внедрения. 3 ил, Ь поскости 5 у основания зуба образуют угол

Р, который меньше угла заЬстрения а, образованного плоскостями 6. (Л

Поскольку боковые поверхности у осно- С) вания зуба ориентированы относительно — э оси шарошки под углом у, то зубья у основа- ф, ния имеют переменное сечение, уменьшающееся в сторону направления промывки (фиг.3). Дно 7 впадины выполанно наклонным. Зубья рядов 2 и 3 выполнены с постоянным притуплением.

Величина h определяется из выражения

1665014 где а- угол заострения; , — угол при основании;

Н вЂ” высота зуба.

Работа шарошки заключается в следующем.

В процессе бурения скважины шарошкэ перекатывается по забою и к ней прикладывается нагрузка, которая через опору передается на зубья рядов 2-4. Под действием приложенной силы последние внедряются в породу забоя, разрушая ее. Деформация породы зубьями рядов 2 и 3 осущестляется верхней частью зуба, имеющей большой угол заострения.

Верхняя часть. имеющая большой угол: заострения, при внедрении в забой выполняет основную работу по деформации породы, в то же время нижняя частья зуба, выполненная с меньшим углом, в деформации породы принимает меньшее участие.

Кроме того, уменьшение угла притупления приводит также к уменьшению сил трения, действующих на эти поверхности. Все это обеспечивает уменьшение налипания породы на боковые поверхности, а также уменьшение усилия внедрения.

Увеличение .объема межзубцовой впадины зэ счет выполнения зуба. в нижней части более тонким при ее ширине, превышающей в 3-5 рэз толщину зуба, позволяет уменьшить степень уплотнения породы, что также уменьшает налипание.

Формула изобретения

5 Шарошка для бурения мягких пород, содержащая корпус, расположенные на кор- пусе зуЬчатые венцы. по меньшей мере на одном иэ которых зубья клинообразные с углом заострения и с постоянным притупле10 нием вершины, а междузубцовые впадины с наклонным дном, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем уменьшения усилия внедрения и улучшения удаления шлама, зубья выполФ5 нены с углом при основании, вершина которого расположена на периферии шарашки, а грани пересекаются с гранями угла заострения на высоте h, определяемой иэ выражения

20 т а/2 „и г где а — угол заострения:

25 Р- угол при основании;

Н вЂ” высота зуба, причем межзубцовая впадина в поперечном сечении выполнена в виде трапеции, меньшее основание которой расположено со стоЗ0 роны ее входа.

1665014

Фи2.2

Составитель А.Скалунов Фиг,3

Техред М.Моргентал Корректор C,×eðíè

Редактор Н.Яцола

Заказ 2375 Тираж 373 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101