Буровой инструмент

(19) (11 10/46 В 1036 Е ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с пве ниялавных са, на та вып дого, ч и менее са, при составл свяэеляетс 8(Б гз+ где К и К а нероврягаемыхсоответст едняя высо стей на со поверхностя венно зубка орпуса. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 КРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена Трудовогогласного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники иПензенский политехнический институт, 2, Авторское свидетельство СССРВ 966224 ф кл. Е 21 В 10/36 ф 1980(пр от отип),3. Крагельский И.В, и др. Основырасчетов на трения и износ", М.,(54)(57) БУРОВОИ ИНСТРУМЕНТ, содержащий корпус с отверстиями, в которых омощи двухслоиного связующегонта с натягом закреплены твердоные зубки, о т л и ч а ю щ и йем, что, с целью увеличения егоуатационной стойкости путем попрочности крепления твердо"зубков в отверстиях корпуужный слой связующего элеменнен из материала более тверм материал внутреннего слоя, твердого, чем материал корпуэтом толщина наружного слоя ет О, 1-0,3 от общей толщины ющего элемента, которая опрело формулеИзобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, оснащенному твердосплавными износостойкими зубками иэ карбидовольфрамовых сплавов. 5Известен буровой инструмент с вставными твердосплавными зубками, в котором вставные зубки запрессовываются с натягом в отверстия стального корпуса через втулку, выполненного из 10 материала менее твердого, чем материал зубка 1 13,Известен также буровой инструмент содержащий корпус с отверстиями, в которых при помощи двухслойного связую щего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки 23.Недостатком указанных устройств является низкая эксплуатационная стойкостьсвязанная с недостаточной прочностью материала связующего элемента на срез и смятие, что приводит к ослаблению прочности крепления зубков и в конечном итоге к их выпадению. Кроме того, значительная толщина связующего элемента снижает вооруженность инструмента, так как на единице его рабочей площади размешается меньшее количество зубков.Цель изобретения - увеличение эксЗО плуатационной стойкостибурового ииструмента путем повышения прочности крепления твердосплавных зубков в отверстиях корпуса.Цель достигается тем, что в буро- З 5 вом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, в которых при помощи двухслойного связующего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки, наружный слой связующего эле О мента выполнен иэ материала более твердого, чем материал внутреннего слоя, и менее твердого, чем материал корпуса, при этом. толщина наружного . слоя составляет О, 1-0,3 от общей тол щины Всвязующего элемента, которая определяется по формулеЬ 6= 0,3-0,8(К 2 З+ К 2 к) ф50где К и К- средняя высота неров 2 эностей на сопрягаемых поверхностях соответ ственно зубка и корпу;са е 55На фиг.,1 изображен буровой инструмент, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг, 1;. на фиг. 3 - диаграмма изменения усилия выпрессовки от величины перемещения зубка в отверстии корпуса.Предлагаемая конструкция бурового инструмента состоит из стального корпуса 1, в отверстиях которого закреплены твердосплавные зубки 2 через связующий элемент 3. Связующий элемент состоит из внутреннего слоя 4, выполненного из материала более мягкого, чем материал корпуса 1, например никеля, и наружного слоя 5 - иэ материала более твердого, чем материал внутреннего слоя 4.Повышение прочности крепления при сохранении аналогичной известному буровому инструменту величины фактической площади контакта достигается в результате отрицательного градиента сдвиговой прочности материала поверх 1- ностного слоя по глубине покрытия, что приводит к переходу внешнего трения во внутреннее с увеличением коэффипчента трения сцепления 33, и в результате разрушения более твердого слоя, что приводит к обнажению ювенильных участков мягкого слоя и схватывашю его с поверхностью корпуса, кроме того, частицы разрушенного твердого слоя оказывают заклинивающее действие при сдвиге деталей,Оптимальная толщина слоев покрытий, наносимых на зубок перед запрессовкой, выбирается из рассмотрения особенностей контактирования зубка и отверстия в корпусе бурового инструмента. Толщина покрьггия, меньшая 0 3(К +ф 2 Э Ф , ) (где К 2 З- средняя высота неровностей зубка, К - средняя высота неровностей сопрягаемой поверхности корпуса инструмента), не обеспечивает достаточного заполнения пустот зоны контакта, и, следовательно, необходимого увеличения фактической площади контакта в соединении. Толщина покрытия более 0,8(К +К ) приводит к образованию толстой прослойки из материала более мягкого, чем материал сопрягаемых дегалей, что снижает прочность соединения. При толщине наружного слоя 5 менее О, 1 от общей толщины покрытия явления, приводящие к повышению прочности крепления, не наблюдаются из-за полного разрушения наружного слоя 5 при эапрессовке. При толщине наружного слоя 5 более 0,3 от общей толщины покрытия прочность крепления уменьшается и приближается к проч Э 1117390 4ности крепления при однослойном твер- и экономична, так как связукйий эледом покрыгии, так как разрушение наруж- мент (покрытие) имеет незначительную ного слоя 5 затруднено (фиг. 3), толщину и его, можно наносить одновре.Технология изготовления предлагае- менно на большом количестве зубмого бурового инструмента проста 5 ковш1117390Составитель С.ДенисоваРедактор И.Шулла Техред И.Асталош Корректор С.Черни Заказ 1167/21 Тираж 564 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР 1по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4