Штанга для вращательного бурения шпуров
Владельцы патента RU 2712872:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" (RU)
Изобретение относится к угольной отрасли, а именно к буровым штангам для вращательного бурения шпуров в углепородных массивах. Технический результат - повышение устойчивости буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент. Штанга для вращательного бурения шпуров состоит из тела штанги, хвостовика и замка для крепления резца. Тело штанги выполнено четырехгранным с поперечным сечением в форме астроиды, концы ветвей которой выполнены скругленными. 2 ил.
Изобретение относится к угольной отрасли, а точнее, к буровым штангам для вращательного бурения шпуров в углепородных массивах.
Известна штанга для вращательного бурения шпуров, тело которой выполнено с поперечным сечением в форме круга. Штанга имеет конусное соединение с резцом и шпинделем бурильной машины (Друкованый, М.Ф. Справочник по буровзрывным работам [Текст] / М.Ф. Друкованый, Л.В. Дубнов, Э.О. Миндели, К.И. Иванов, В.И. Ильин. - М.: Недра, 1976. - 631 с., С. 483).
Недостаток такой буровой штанги состоит в трудности удаления из шпура отбуренной горной породы, так как тело штанги может занимать большую часть объема шпура.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является буровая штанга, состоящая из тела штанги, выполненного в виде винта с поперечным сечением в форме ромба, хвостовика и замка для крепления резца. Выполнение штанги с поперечным сечением в форме ромба образует пространство между стенкой шпура и телом штанги в виде пустых сегментов (Крапивин М.Г., Горные инструменты [Текст] / М.Г. Крапивин, И.Я Раков, Н.И. Сысоев. М: Недра, 1990. - 256 с., с. 44).
Существенным недостатком буровой штанги, выполненной с поперечным сечением в форме ромба, является наличие неодинакового момента инерции сечения относительно продольной оси, что может приводить к потере устойчивости штанги с последующим ее изгибом.
Техническая проблема, которую решает настоящее изобретение, состоит в повышении устойчивости буровой штанги, а также обеспечении возможности передачи штангой повышенных значений усилия подачи на буровой инструмент.
Существующая проблема решается тем, что в известной штанге для вращательного бурения шпуров, состоящей из тела штанги, хвостовика и замка для крепления резца, согласно изобретению тело штанги выполнено четырехгранным с поперечным сечением в форме астроиды, концы ветвей которой выполнены скругленными.
Астроида представляет собой плоскую алгебраическую кривую 6-го порядка, описываемую точкой М окружности с радиусом r, катящейся по внутренней стороне окружности радиуса R=4r (Математическая энциклопедия. Т. 1. А-Г [Текст] / Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - 1152 стб.: ил., стб. 343).
Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в повышении устойчивости буровой штанги при передаче крутящих моментов на буровой инструмент за счет изготовления тела штанги четырехгранным с поперечным сечением в форме астроиды.
Выполнение при этом концов ветвей астроиды скругленными позволяет увеличить площадь поперечного сечения штанги, так как делает возможным использовать для формирования ее тела астроиду с ветвями, выходящими за пределы диаметра шпура. Отрезки ветвей, выходящие за диаметр шпура, при этом удаляются и заменяются скруглениями. В результате этого становится возможным обеспечить передачу штангой на буровой инструмент повышенных значений усилия подачи за счет увеличения площади поперечного сечения штанги.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена штанга для вращательного бурения шпуров, на фиг. 2 - ее поперечное сечение.
Буровая штанга состоит из тела штанги 1, хвостовика 2, замка 3 для крепления резца.
Работает предлагаемая буровая штанга следующим образом: штанге задается вращательное движение с осевой подачей на забой вдоль оси вращения. В процессе вращательного движения и одновременной подачи на забой буровой резец, прикрепленный к штанге, разрушает горную породу.
Положительный результат заявляемого изобретения состоит в повышении устойчивости буровой штанги, а также обеспечении возможности передачи штангой на буровой инструмент повышенных значений усилия подачи.
Достижение этих эффектов осуществляется за счет изготовления тела штанги четырехгранным, с поперечным сечением в форме астроиды, концы ветвей которой выполнены скругленными.
Штанга для вращательного бурения шпуров, состоящая из тела штанги, хвостовика и замка для крепления резца, отличающаяся тем, что тело штанги выполнено четырехгранным с поперечным сечением в форме астроиды, концы ветвей которой выполнены скругленными.
