Опора шарошечного долота

(22) Заявлено 05.11.79 (21) 2862905/22-03 М,21 В 1 О/22 присоединением заявки23) Приоритет -Гасударственный комяте 3) УДК 622.24. .051.55 (088.8) Бюллетеньпубликовано 15.02,8 пе делам изобретений и отнрытий) Заявитель 4) ОПОРА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТ Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам шарошечных долот.Известны опоры шарошечных долот, содержащие подшипники качения, собранные по различным схемам: ролик-шарик- ролик, шарик-шарик-шарик, ролик-шарик- шарик и т. д. 1.Недостаток данных опор заключается в том, что подшипники собираются без сепараторов, что снижает надежность их работы.Известна также опора шарошечного долота, включающая ролики и сепарирующие вкладыши скольжения, воспринимающие радиальные нагрузки на опору 2.Недостатком известной опоры является то, что ролики в ней выполнены сплошными, в результате чего сцепление их с цапфой и шарошкой невелико, а следовательно, невелика и тяговая способность роликов, т. е. их способность в момент действия на опору высоких нагрузок перемещать зажатые между цапфой и шарошкой сепарирующие вкладыши-упоры. Как показывает практика стендовых испытаний долот с известной опорой ша рошки, наблюдается проскальзывание роликов с последующей их полной 2остановкой при вращающейся шарошке. Это приводит к повышению износа элементов опоры, к скачкам при трении, вызывает дополнительный нагрев опоры, способствует неравномерному износу (огранке) роликов и т. п., что в конечном счете снижает эффективность действия вкладышей-упоров.Цель изобретения - увеличение долговечности опоры за счет исключения заклинивания вкладышей скольжения.Поставленная цель достигается тем, что ролики выполнены с осевым отверстием, диаметр которого выбирается из соотношения ф = 0,2 - 0,35, где Р - наружный диаметр ролика в мм; д - диаметр осевого отверстия в мм.На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая опора шарошки; на фиг. 2 вариант исполнения отверстия в ролике этой опоры.Шарошка 1 установлена на цапфе 2 с помощью роликов 3, в каждом из которых выполнено отверстие 4, причем отношение диаметра отверстия в ролике к наружному его диаметру лежит в диапазоне 0,2 - 0,35, Между роликами установлены сепариру ощие вкладыши-упоры 5 (вкладыши сколь905416 Формула изобретения НИИПИ Заказ 312/44 Тираж 623 Подписноилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,3жения). Толщина Н вкладышей-упоров в радиальном направлении меньше наружного диаметра роликов на величину, обеспечивающую одновременное контактное взаимодействие вкладышей-упоров с шарошкой и цапфой при критических нагрузках на ролики для предотвращения их разрушения при дальнейшем возрастании нагрузки на опору в целом.При работе долота на забое с нагрузками меньшими тех, которые являются критическими в отношении прочности пустотелых роликов, предлагаемая опора шарошки работает как известная, т. е. радиальная нагрузка полностью передается от шарошки к цапфе через ролики, а вкладыши-упоры разделяют ролики, выполняя роль лишь сепарирующих вставок. При возрастании 1 ю нагрузки на опору наступает момент, когда ролики деформируются настолько, что в рабочей зоне опоры полностью убирается радиальный зазор в системе щарошка-вкладыш-цапфа. С этого момента дальнейшее при ра щение нагрузки из-за существенной ф разницы в жесткости между вкладышами- упорами и пустотелыми роликами практически передается вкладышами-упорами, а пустотелые ролики продолжают надежно перемещать эти вкладыши. 15 Как показали исследования, проведенные на специальном стенде, это объясняется тем, что увеличение податливости пустотелых роликов с отношением= 0,2 - 0,35 в десятки раз превосходит уменьшение в Зо сравнении со сплошными роликами их прочности на раздавливание. Поскольку увеличение податливости сопровождается увеличением зоны контакта ролика с цапфой и шарошкой, помимо уменьшения контактных напряжений, резко увеличивается сцепление роликов с цапфой и шарошкой, Учитывая, что прочность полых роликов, т. е. нагрузка при которой вкладыши-упоры вступают в контактное взаимодействие одновременно с шарошкой и цапфой, лишь незначительно 4 уступает прочности, а следовательно, и критической нагрузке, сплошных роликов, то тяговое усилие, развиваемое при этом пустотелыми роликами выше, чем сплошная. Поэтому в предлагаемой опоре при тех же значениях нагрузки, что и в известной, ролики перемешают вкладыши-упоры уже без значительного проскальзывания и остановок, как это имеет место в известной опоре. Для сохранения высокой тяговой способности роликов при их поднашивании, отверстия в роликах должны обеспечивать повышенную их податливость в концевых сечениях, что может быть обеспечено, например, выполнением в отверстиях конических расширений к торцам роликов (фиг. 2). При установке в опорах шарошек роликов с отверстиями, имеющими конические расширения, снизился их износ и число случаев раскола из-за проявления краевых эффектов.Стендовые и промышленные испытания долот с новой конструкцией опоры шарошки выявили, что она эффективнее известной по проходке на 15 - 22%. 1, Опора шарошечного долота, включающая ролики и сепарирующие вкладыши скольжения, воспринимающие радиальные нагрузки на опору, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности опоры за счет исключения заклинивания вкладышей скольжения, ролики выполнены с осевым отверстием, диаметр которого выбирается, исходя из соотношения= 0,2 - 0,35, где Й - диаметр осевого отверстия в мм; Р - наружный диаметр ролика в мм.2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что осевое отверстие имеет конические расширения к торцам роликов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Палий П. А. и др. Буровые долота. М., Недра, 1971, с. 152.2. Патент США3966274, кл. 308-8.2, опублик. 1976,