Разъемное соединение бурового инструмента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17 0 Е НИ СТВУ во ССС974.СССР1978 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Кузнецкий машиностроительный завод(54)(57) РАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной поверхностью, располо женной между двумя центрирующими кон- центричными поверхностями, и соеди-. нительную часть буровой коронки или 801049649 А муфты с ответным центрирующим кон" центричным поверхностям наконечника посадочным гнездом, днище которого имеет возможность взаимодействия с торцом наконечника, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цеЛью повсе; ния надежности и циклической прочнос" ти путем сйижения контактных напряже- ний нагруженной эоны соединения, диаметр первой входящей при сборке в посадочное гнездо центрирукщей концентричной поверхности наконечника выполнен равным диаметру второй центрирующей концентричной поверхности и имеет лыску, причем посадочное гнездо соединительной части буровой коронки или муфты выполнено с внутренним выступом для взаимодействия с частью наконечника, имеющей экс, центричную поверхность.Изобретение относится к горномуделу, а конкретно к буровому инструменту, применяемому при буровзрывныхработах, и может быть использованов конструкциях соединений буровыхштанг с буровыми коронками, а также 5для соединений буровых штанг соединительными муфтами.Известны конструкции разъемныхсоединений бурового инструмента,включающие сопрягаемые наконечник 30буровОй штанги с эксцентричной ицентрирующей концентричной поверх"ностью и соответствующее его профилюпосадочное гнездо буровой коронки,при этом торцовая поверхность нако- цнечника штанги контактирует с поверх"ностью днища посадочного гнезда коронки (1),Основным недостатком данного сое"дипения является наличие в его конструкции заниженной площади торцовойповерхности наконечника штанги и контактирующей с ней площади поверхности днища посадочного гнезда коронкипо сравнению с площадью поперечногосечения диаметра центрирующей концентричной поверхности наконечникаштанги.Наиболее близким техническим ре-шением .к изобретению является раэь-.емное соединение бурового инструмеита, включающее сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной.поверхностью, расположенной междудвумя центрирующими концентричнымиповерхностями, и соединительную частьЗ 5буровой коронки с ответным центрйрующим концентричным поверхностям на",конечника посадочным гнездом, днищекоторого имеет воэможность вэаимодей"ствия с торцом наконечника (2). 4 ОНедостаток известного соедннениязаключается в заниженной площади тор"цовой поверхности наконечника штангии контактирующей с ней площади поверхности днища посадочного гнездакоронки по сравнению с площадью поперечного сечения диаметра основной"ченные в качестве недостатка конст"руктивныв параметры существенноуменьшают так называемую активнуюплощадь торцовой поверхности нако.нечника штанги и площадь поверхностиднища посадочного гнезда коронки, червэ которые проходит основной фронтударной волны, передаваемой черезупор (контакт торца наконечника вднище посадочного гнезда коронки,Это явление, естественно, определя"ет более высокую удельную нагруженность заниженной площади торцовойповерхности наконечника и площадиповерхности днища гнезда коронки посравнению с удельной нагруженностью,площади поперечного сечения диаметра 65 основной (большей) центрирующвй концентричной поверхности наконечника штанги, а следовательно, и более низ кую циклическую прочность наконечника штанги с заниженной площадью торцовой поверхности и соответственноднища посадочного гнезда коронки. Отосевого разъединения соединенных наконечника и коронки удерживает силатрения, возникающая от эффекта радиального взаимозаклинивания эксцвйтричных поверхностей. Как только осейов растягивающее усилие превыситсилу трения, наконечник и коронкаразъединяются, В результате этогОизвестное соединение обладает низ"кой циклической прочностью и надеж"ностью,Целью изобретений является новышение надежности и циклической проч"ности соединения путем снижения контактных напряжений нагруженной зонысоединения.Указанная цель достигается тем,что в разъемном соединении буровогоинструмента, имеющем сопрягаемые наконечник буровой штанги с эксцентричной поверхностью, расположенной между двумя центрирующими концентричными поверхностями, и соединительнуючасть буровой коронки или муфты сответным центрирующим концентричнымповерхностям наконечника посадочнымгнездом, днище которого имеет возмож.ность взаимодействия с торцом наконечника, диаметр первой входящейпри сборке в посадочное гнездо центрирующей концентричной поверхностинаконечника выполнен равным диаметру второй центрирующей концентричнойповерхности и имеет лыску, причемпосадочное гнездо соединительной части буровой коронки или муфты выпал" нено с внутренним выступом для взаи" модействия с частью наконечника, имеющей эксцентричную поверхность.На фиг, 1 показано разъемное соединение бурового инструмента перед сборкой; на фиг. 2 " разрез Л-А на фиг 1) на фиг. 3 - разъемное соеди" нение бурового инструмента в собран" ном виде; на фиг. 4 - разрез Б-Б на Фиг. 3 на Фиг. 5 - буровая коронка 1 на Фиг. 6 - вид В на Фиг. 5 на фиг. 7 - наконечник буровой штанги на фиг. 8 ф- вид Г иа фиг. 7.Разъемное соединение инструмента включает соединительную часть буровой коронки (или муфты) 1 с посадочным гнездом 2 и внутренним выступом 3 и наконечник 4 буровой штанги, имеющий две центрирующие концентрич" ные поверхности 5 и 6 с одинаковыми диаметрами, соответствующими диаметру посадочного гнезда 3 коронки 1. Торец наконечника 4 имеет возможность взаимодействия с днищем гнезда 2. Между поверхностями 5 и б расположена эксцентричная поверхность 7, кон"тактирующая с поверхностью выступа 3посадочного гнезда коронки. На первой входящей при сборке в посадочноегнездо центрирующей концентричнойповерхности 5 имеется лыска 8. Приэтом размер от образующей посадочного гнезда коронки до поверхности выступа 3 больше, чем размер от абра"зующей наконечника до поверхностилыски. Контактирующая с эксцентричной .поверхностью 7 поверхность высту"па 3 может быть выполнена плоскойили криволинейнойВнутренний выступ3 посадочного гнезда может быть образован с использованием дополнительной детали, вставленной в отверстиеюбки буровой коронки и. закрепленной,например, сваркой или пайкой (фиг.1и 5), или получен методом пластического деформирования стенки юбки коронки (фиг. 3).Для сборки соединения наконечникштанги 4 вводят в посадочное гнездо2, являющееся полостью соединительной части буровой коронки 1. Наличиелыски 8 на поверхности 5 наконечникаобеспечивает проход его в посадочноегнездо до упора торцом в днище гнезда (фиг, 1). Затем поворачивают вокруг оси наконечник штанги в посадочном гнезде коронки (фиг. 3), приэтом эксцентричная поверхность 7 наконечника взаимозаклинивается с поверхностью выступа 3 коронки, а шейка 5 участком тела входит в зацепление с выступом 3, образуя замковоезацепление,Передача крутящего момента черезсоединение осуществляется как посредством активного зацепления эксцентричной поверхности 7 наконечникас поверхностью выступа 3 посадоч",ного гнезда, так за счет силытрения, возникающей от эффекта вэаимозаклинивания этих поверхностей.При работе рекомендуемого соединения с осевыми растягивающими, удар"ными и вибродинамическими нагрузкамиот осевого разъединения наконечникаи коронки удерживает как .сила трения,возникающая от эффекта взаимозаклинивания эксцентричной поверхности 7 споверхностью выступа 3, так и дополнительное активное зацепление шейки5 с выступом 3 (фиг, 3 и 4), т.е,упор внутреннего торца, образованно"50 Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в сни" женин материальных затрат, связанных с проведением дополнительных работ при случайном разъединении бурового инструмента. го шейками 5 и 7, в боковой торецвыступа 3, образуя замковое зацепле-,ние наконечника и коронки, активнопрепятствует их разъединению при действии осевых растягивающих, ударных 5 и вибродинамических нагрузокОсевые ударные нагрузки при этомпередаются через упор торцовой поверхности наконечника в поверхностьднища посадочного гнезда коронки.1 О Вследствие большей по абсолютной величине активной площади торцовой поверхности наконечника и контактирующей с ней поверхности днища посадочного гнезда, в сравнении с известны ми, возникающие в теле наконечника.и корпусе .коронки от действия удар"ной волны напряжения также будут поч-:ти пропорционально меньшими. Это:.естественно определяет более выаокуюциклическую прочность нагруженной эо"ны соединения (торцовой части наконечника штанги в контакте с днищемгнезда коронки), а значит повышаетциклическую прочность всего соединения в целом. Разборка соединения производится в порядке, обратном сбор.ке.Наличие одинаковых диаметров у по- верхностей 5 и 6 наконечника и у соответствующих им поверхностей поса дочного гнезда коронки повышает точ"ность центрирования соединения, увеличивает площадь торцовой поверхности наконечника и контактирующую с,ней площадь поверхности днища поса дочного гнезда коронки и за счет этого снижает контактные напряжениянагруженной зоны соединения, тем самым повышает циклическую его прочность, при этом наличие выступа в по садочном гнезде и лыски на первойвходящей при сборке в посадочноегнездо центрирующей концентричнойповерхности обеспечивает замковоезацепление наконечника и коронки, 4 что повышает надежность их соедине"ния при работе с осевыми растягивающими, ударными и вибродинамическиминагрузками.1049 б 49 1 у 7о ярд Составитель В,Родинактор В.Данко Техред Т,фанта Корректор О.Била Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектна каз 8382/33 Тираж 603 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, .Москва, Ж, Ра