Породоразрущающий орган

(54) ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ОРГАН 1Изобретение 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, включа 3 ющий корпус с отверстиями, в которых закреплены хвостовики твердосплавных зубков, выполненных с цялиндро-коническими головками с буртиком, причем бурй тик опираетсяна поверхность корпуса 1Недостатками известного бурового инструмента являются низкая прочность на складывание зубка от боковых нагрузок при работе инструмента, а также15 необходимость высокой точности обработки сопрягаемых элементов инструмента, 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 обрабохки сопрягаемых элементов долота, что увеличивает его стоимостьЦель изобретения - повышеняе надежности крепления зубка и упрощение технологии изготовления.Поставленная цель достигается тем, что в породоразрушающем органе, содержащем корпус, вставку, износостойкий породоразрушающий зубок, имеющий рабо 909100чую часть и хвостовик, выполненный ступенчатым причем ступень большего диаметра расположена под рабочей частью,а размеры высот ступеней выбираютсяиз соотношения 013 = 0,6 - 1,4, где5О - высота ступени большего диаметра,- высота ступени меньшего диаметрааНа фиг. 1 изображен пороцоразрушающий орган, общий вид; на фиг. 2 - изно осостойкий породоразрушающий зубок ивставка до соединения зубка с корпусомна фиг. 3 - зубок, запрессованный в корпус; на фиг. 4 - кривые зависимостейпрочности крепления зубка в корпусе отсоотношения высот цилиндрического основания головки зубка и вставки,Породоразрушающий орган содержиткорпус 1, в котором выполнены глухиеступенчатые отверстия 2 с размещенными в них металлическими вставками, Внутри вставок 3 аксиально им запрессованы износостойкие породоразрушающиезубки 4, выполненные в виде головки,имеющей цилиндрическое основание 5 ирабочую часть 6, и хвостовика 7. Приэтом отношение высоты цилиндрическогооснования головки 5 к высоте вставки 3равно от 0,6 до 1,4. Глухие ступенчатыеотверстия 2 имеют буртики 8, на которые устанавливаются металлические вставки 3. Причем наружный диаметр вставки 3 равен диаметру цилиндрическогооснования 5 износостойкого породоразрушающего зубка 4. Наибольший диаметр отвер 35стия 2 равен диаметру цилиндрического основания 5 износостойкого породоразрушающего зубка 4, а наименьший диаметрдиаметру хвостовика 7 износостойкогопородоразрушающего зубка.Износостойкие породоразрушающиезубки 4 закрепляют в корпусе 1 следующим образом.Предварительно в глухие ступенчатые отверстия 2 устанавливают металли 45ческие вставки 3, после этого хвостовик7 зубка 4 вставляют во вставки 3 и,взаимодействуя на головку зубка 4, запрессовывают последний в корпус 1. Приэтом вставка 3 деформируется и деформирует боковую поверхность отверстия 2.ЯВ этом случае поверхность наибольшегодиаметра отверстия 2, расположеннаявыше вставки 3, будет обжимать цилиндрическое основание 5 головки породоразрушающего зубка 4 эа счет пластических55деформаций поверхности отверстия 2,охватывающего деформированную металлическую вставку 3.формула изобретения Породоразрушающий орган, содержащий корпус, вставку, износостойкий породораэрушающий зубок, включающий рабочую часть и хвостовик, о т л и ч а - ю щ и й 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 соотноше- ния с 1 - высота ступени больше 1 о 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 Сф, где О - высота цилиндрического основания головки зубка, Ь - высота вставки. Величина прочности крепления породоразрушающего зубка со вставкой Г уменьшается с увеличением величины отношения С(, а контактные силы обжатия изменяются по кривой Р, При этом прочность крепления породоразрушающего зубка в корпусе инструмента определяется результгфующей кривой Г. Конкретное значение прочности крепления породоразрушающего зубка Г 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,дениев( обеспечивало превышений Р над абсолютной величиной Рф принимаемое на графике за 100% при О 1 Ь = 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 породоразрушающем 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 экспертизе1. Патент Великобритании М 111049кл. Е 1 Р, опублик. 1966. 909100 Ь2. Авторское свиаетельство СССРМ 580303, кл. Е 21 В 9/36ф 197 Я.