Породоразрущающий орган
(72) Авторы изобретения
Г. В. Линдо, С. И. Одинец, П. A. Подкопаев, В. A. Саркисян и В. П. Арестов (7I) Заявитель (54) ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ОРГАН
Изобретение относится к горной про-
;,мышленности, а более конкретно к буровому инструменту с твердосплавиым вооружением, в частности к шарошкам для бурения горных выработок.
Известен буровой инструмент, включаS ющий корпус с отверстиями, в которых закреплены хвостовики твердосплавных зубков, выполненных с цялиндро-коническими головками с буртиком, причем бур
<в тик опирается на поверхность корпуса(1
Недостатками известного бурового инструмента являются низкая прочность на складывание зубка от боковых нагрузок при работе инструмента, а также
15 необходимость высокой точности обработки сопрягаемых элементов ииструмен та, что необходимо при запрессовке.
Наиболее близкой к предлагаемой является вставка для бурового долота, включающая корпус, породоразрушающий зубок и защитный элемент в виде стакана, выполненного из материала меньшей твердости, чем зубок, причем зубок установлен в стакане до сопряжения их наружных поверхностей 2 ).
Недостатком известного устройства является ненадежность крепления зубков в инструменте. Это обьясняется тем, что при работе долота на зубки действуют энакопеременные усилия, расшатывающие.
Эти расшатывающие силы по истечении некоторого времени .превышают предел упругости металла корпуса в месте его соприкосновения с зубком, вследствие чего наступает пластическая деформация, сминающая металл корпуса, и зубок выпадает. Недостатком также является не обходимость высокой точности обрабоуки сопрягаемых элементов долота, что увеличивает его стоимость.
Цель изобретения - повышеняе надежности крепления зубка и упрощение технологии изготовления.
Поставленная цель достигается тем, что в породоразрушаюшем органе, содержащем корпус, вставку, иэносостойкий породоразрушающий зубок, имеющий рабо909100 чую часть и хвостовик, выполненный ступенчатым, причем ступень большего диаметра расположена под рабочей частью, а размеры высот ступеней выбираются из соотношения И (g = 0,6 — 1,4, где
CI - высота ступени большего диаметра, - высота ступени меньшего диаметPQa
На фиг. 1 изображен пороцоразрушаюший орган, общий вид; на фиг. 2 — изно- to состойкий породоразрушающий зубок и вставка до соединения зубка с корпусом на фиг. 3 — зубок, запрессованный в корпус; на фиг. 4 — кривые зависимостей прочности крепления зубка в корпусе от соотношения высот цилиндрического основания головки зубка и вставки.
Породоразрушающий орган содержит корпус 1, в котором выполнены глухие ступенчатые отверстия 2 с размещенными в них металлическими вставками. Внутри 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 которые устанавливаются металлические вставки 3. Причем наружный диаметр вставки 3 равен диаметру цилиндрического основания 5 износостойкого породоразрушаюшего зубка 4. Наибольший диаметр отвер35 стия 2 равен диаметру цилиндрического основания 5 износостойкого породоразрушаю щего зубка 4, а наименьший диаметрдиаметру хвостовика 7 износостойкого породоразрушающего зубка.
Износостойкие породоразрушающие зубки 4 закрепляют в корпусе 1 следую шим образом.
Предварительно в глухие ступенчатые отверстия 2 устанавливают металли45 ческие вставки 3, после этого хвостовик
7 зубка 4 вставляют во вставки 3 и, взаимодействуя на головку зубка 4, запрессовывают последний в корпус 1, При этом вставка 3 деформируется и деформирует боковую поверхность отверстия 2.
56
В этом случае поверхность наибольшего диаметра отверстия 2, расположенная выше вставки 3, будет обжимать цилиндрическое основание 5 головки породоразрушающего зубка 4 эа счет пластических
55 деформаций поверхности отверстия 2, охватывающего деформированную металлическую вставку 3.
Формула изобретения
Породоразрушаюший орган, содержаший корпус, вставку, износостойкий породораэрушаюший зубок, включающий рабочую часть и хвостовик, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности крепления зубка, хвостовик выполнен ступенчатым, причем ступень большего диаметра расположена под рабочей частью, а размеры высот ступеней выбираются из следующего соотношения
С3 — высота ступени больше1о диаметра, мм;
®- высота ступени меньшего диаметра, мм. где
Как видно из графика, прочность крепления износостойкого породоразрушающего зубка со вставкой Рд в целом зависит от отношения Ц /ф, где Cl — высота цилиндрического основания головки зубка, Ц вЂ” высота вставки. Величина прочности крепления породоразрушаюшего зубка со вставкой Р уменьшается с увеличением величины отношения С ф, а контактные силы обжатия изменяются по кривой F> .
При этом прочность крепления породоразрушающего зубка в корпусе инструмента определяется результгфуюшей кривой Г.
Конкретное значение прочности крепления породоразрушаюшего 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 практике для обеспечения надежного крепления зубка достаточно, чтобы соотно,ление ( обеспечивало превышений F над абсолютной величиной FQ, принимаемое на графике за 100% при 01Ь = О. Это достигается, как видно на графике, и согласно теоретическим и экспериментальным данным при отношении высоты цилиндрического основания головки зубка к высоте вставки в пределах от 0,6 до 1,4.
Наличие в предлагаемом породоразрушаюшем органе деформированной металлической вставки и выбор соотношения высот цилиндрической части головки и вставки в пределах 0,6-1,4 позволяет повысить надежность крепления зубка и упростить технологию изготовления породоразрушающего органа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Великобритании N. 111049 кл. Е 1 F, опублик. 1966.
909100 6
2. Авторское свидетельство СССР
М 5 80303, кл. Е 2 1 В 9/36,, 5, 3
