Шарошечное долото

(51) 4 Е 21 В 10(2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СЕ(;ДЮН% й -. "3 и 1ЙЙ ЙО 1 КА ЗОБРЕТЕНИ ИСАНИ 315/22-0. Мври оградов, Н . МВ. М, Га лко, Б. В.ык55(088 8)ША3720274, кл. 308 -идетельство СССРЕ 21 В 10/22, 1983.ЧНОЕ ДОЛОТОие относится к буровойт увеличить ресурсы рабержит лапу 1 с цапфойШ) 3, уплотнительный1 о (К) 8 с выступами е 82 ех- оты(72) В. Н. Вин А. Р. Логинов, лень и Т. А, Ил (53) 622.24.051 (56) Патент С 1973.Авторское св1199898, кл. (54) ШАРОШЕ (57) Изобретен нике и позволяе долота, Оно сод2, шарошку ( мент 9 и коль Г 1 ричем Ш 3 размешена на Ц 2 посредством замкового подшипника 4 и втулки 7 радиального подшипника скольжения.Втулка 7 жестко связана с Ш 3 и сопряжена с Ц 2 натягом. Втулка 7 имеет выступы, ответные выступам К 8, выполненным в виде зубьев треугольного профиля. Уплотнительный элемент 9 размещен в зазоре между К 8 и Ш 3 в растопке 11 у основания Ш 3 с возможностью взаимодействия с поверхностью лапы 1. При врагцении долота Ш 3 вращается в Ц 2 вместе с втулкой 7, К 8 и элементом 9. При этом раствор не попадает в полость Ш 3. Износ сопряженных поверхностей К 8 и втулки 7 компенсируется за счет упругого восстановления Ц 2, втулки 7 и К 8. При выполнении выступов на К 8 и втулке 7 в виде треуголь- Ж ного профиля, предотвращается разгерме- р тизация полости Ш 3 за счет прижатия М Ф осевым усилием К 8 к Ц 2. 3 з.п,ф-лы, 4 ил. (ффобразующихся при эксплуатации долота; частицы износа мигрируют по фрикционной зоне в направлении трения, периодичес. ки они прилипают к поверхностям сопряжения и поэтому многократно используются в качестве несущих элементов контакта.При выходе частиц износа из зоны трения, что наблюдается у торцов сопряжения, износ компенсируется за счет энергии, запасенной при соединении элементов пары трения с натягом, т. е. за счет упругого восстановления цапфы, кольца или втулки. Однако условия работы втулки 7 тяжелее, чем кольца 8, так как втулка 7 воспринимает радиальную нагрузку, а кольцо 8 нет. Вследствие этого втулка 7 изнашивается интенсивнее кольца 8, а в ее сопряжении с цапфой 2 раньше появляется радиальный зазор. Однако появление зазора в соединении втулки 7 с цапфой 2 е це не приводит к разгерметизации шарошки, так как кольцо 8 сохраняет натяг в своем сопряжении с цапфой 2. Разгерметизация может наступить лишь после кольца 8 на величину, превышающую величину исходного натяга.При выполнении торцовых выступов на кольце 8 и втулке 7 в виде зубьев треугольного профиля (фиг. 2) разгерметизации полости шарошки не произойдет даже после потери натяга в сопряжениях втулка-цапфа и кольцо-цаифа, так как в этом случае кольцо 7 прижимается к цапфе осевым усилием Р, действующим в зубчатом зацеплении втулкис кольцом 8, из которых втулка 7 является ведущим звеном, а кольцо 8 - ведомым, причем кольцо 8 заторможено силами трения о цапфу. (.илы трения сн ижаотся по мере уменьшения натяга между кольцом и цапфой, но они не падают до нуля даже после полного ис. чезновения натяга. Кроме того, при выполнении зубьев треугольного профиля облегчается работа замкового и осевого подшипников. Осевое усилие Р, развиваемое в зацеплении кольца со втулкой и действующее на втулку 7, передается иа шарошку 3. Это усилие направлено против внешней осевой нагрузки, действующей на шарошку со стороны забоя, вследствие чего происходит частичная разгрузка замкового и осевого подшипника.Уплотнительный элемент 9 размещен в расточке, выполненной в шарошке 3.Исключение возможности потери шарошкой уплотнительного элемента обеспечивается установкой удлиненного уплотнительного элемента, который взаимодействует с торцовой поверхностью лапы. 50 формула изобретения 55 Изобретение относится к буровой технике и касается породоразрушающего инструмента, в частности шарошечных долот.Цель изобретения - увеличение ресурса работы долота.На фиг. 1 изображено шарошечное долото; на фиг. 2 - развертка по среднему диаметру зацепления кольца со втулкой при различных формах выступов; на фиг. 3 - расположение уплотнительного элемента в расточке шарошки; на фиг, 4 - сопряжение уилотнительного элемента с лапой.Долото содержит лапу 1 с цапфой 2, шарошку 3, размещенную на цапфе посредством замкового подшипника 4, осевого подципника скольжения с пятой 5, кольцевой радиальный подшипник 6, втулку 7 радиального подшипника скольжения, кольцо 8 и уилотнительный элемент 9, размеценный в расточке 10. На обращенных друг к другу торцах втулки 7 и кольца 8 выполнены выступы 11. Втулка 7 жестко связана с шарошкой 3, например, она заире сована в шарошку или зафиксирована в ней в осевом и радиальном направлении с помощью штифтов, стопорных элементов или т. и. элементов. Втулка 7 и кольцо 8 установлены иа цапфе 2 с гарантированным натягом. Величина натяга выбрана из условия его сохранения во всем диапазоне рабочих температур долота, т. е. с учетом температурных деформаций цапфы, втулки, шарошки и кольца. Между кольцом 8 и шарошкой 3 имеется радиальный зазор.В этом зазоре размещен уплотнительный элемент 9. Величина радиального зазора между кольцом 8 и шарошкой 3 выбрана не меньше упругих радиальных деформаций стенки втулки 7 под действием предельных нагрузок на долото,Долото работает следующим образом.Долото прижимается к породе с некоторым усилием. При этом радиальная нагрузка от шарошки 3 передается на цапфу 2 через подшипники 4 и 5 и втулку 7. Кольцо 8 радиальную нагрузку не воспринимает, так как между иим и шарошкой 3 имеется радиальный зазор. При вращении долота шарошка 3 перекатывается по породе, т. е. вращается на цапфе 2. Вместе с шарошкой 3 вращается жестко связанная с ней втулка 7, а также кольцо 8 и уплотнительный элемент 9. Буровой раствор, а следовательно, и абразив из забоя не могут проникнуть в полость шарошки, так как,с од. ной стороны, зазор между кольцом 8 и шарошкой 3 перекрыт уплотнительным элементом 9, а с другой, - подвижное сопряжение кольца 8 с цапфой 2 выполнено с натягом и практически не пропускает раствор в полость царошки,Услия работы кольца 8 и втулки сходны в отношении поведения частиц износа,1 О 15 20 25 30 3540 45 1. Шарошечное долото, содержащее лапу с цапфой, шарошку, размещенную на1298333 Составителехред И. Веираж 533СС ь С. Денисрес Корректор А. ЗимокосонПодписноезобретсний и открытииб., д. 45город, Ул. Проектная, 4 Редактор Л. ВоровиЗаказ 74 /30БНИИПИ Государ1130Производственно. Р по делам ушская на итие, г. Уж ственного комитета С 35, Москва, Ж - 35, полиграфическое пре зцапфе посредством зам кового подшипника и втулки радиального подшипника скольжения, жестко связанной с шарошкой и сопряженной с цапфой с натягом, и уплотнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью увеличения ресурса работы долота, оно снабжено кольцом с торцовыми выступами, имеющими наклонные относительно оси цапфы поверхности, установленным между втулкой и лапой на цапфе с натягом и с зазором относительно шарошки, причем втулка выполнена с торцовыми выступами, ответными торцовым выступом кольца, а уплотнительный элемент размещен в зазоре между кольцом и шарошкой. 2. Долото по п. 1, отличающееся тем, что торцовые выступы кольца и втулки выполнены в виде зубьев треугольного профиля. 3. Долото по п, 1, отличающееся тем, что в шарошке, у ее основания, выполнена расточка для размещения уплотнительного эле мента. 10 4. Долото по п. 1, отличающееся тем,что уплотнительный элемент размещен с возможностью взаимодействия с поверхностью лапы.