Буровой инструмент

Буровой инструмент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий корпус с отверстиями, в которых при помощи двухслойного связующего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки, отличающийс я тем, что, с целью увеличения его эксплуатадаонной стойкости путем повышения прочности крепления твердосплавных зубков в отверстиях корпуса , наружный слой связующего элемента вьшолнен из материала более твердого , чем материал внутреннего слоя, и менее твердого, чем материал корпуса , при этом толщина наружного слоя составляет 0,1-0,3 от общей толщины hgfсвязующего элемента, которая определяется по. формуле ho5 0,3-0,8(R23+ RzP где ZK средняя высота неровностей на сопрягаемых поверхностях соответст венно зубка и корпуса.

,Л0„„1 90

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц Е 21 В 10/36 E 21 В 10/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"об= 03-08(Бгз+ гк) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (_#_HPblTMA (2 1) 360544 7/22-03 (22) 15.06.83 (46) 07.10.84. Бюл. И - 37 (72) Н.Е. Курносов, И.И.Воячек, А.Л. Бровер, В.Б. Уралев, Л.П. Константинов, Б.П.Балабашин, Л .Г.Бутаков и Г.B.Ëèíäo (71) Всесоюзный ордена Трудового

1фасного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники и

Пензенский политехнический институт (53) 622.233.05 1.4(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3693736, кл. 175-410, опублик. 1972., 2, Авторское свидетельство СССР

В 966224, кл. Е 21 В 10/36, 1980 (прототип) .

3. Крагельский И.В, и др. Основы расчетов на трения и износ", М., "Машиностроение", 1977. (54)(57) БУРОВОИ ИНСТРУМЕНТ, содержащий корпус с отверстиями, в которых при помощи двухслойного связующего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения его эксплуатационной стойкости путем повышения прочности крепления твердосплавных зубков в отверстиях корпуса, наружный слой связующего элемента выполнен из материала более твердого, чем материал внутреннего слоя, и менее твердого, чем материал корпуса, при этом толщина наружного слоя составляет 0,1-0,3 от общей толщины

h связующего элемента, которая определяется по формуле где Rzav Rzx средняя высота неровностей на сопрягаемых поверхностях соответственно зубка и корпуса.

1117390

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, оснащенному твердосплавными износостойкими зубками иэ карбидовольфрамовых сплавов. 5

Известен 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 материап зубка (11.

: Иэв ест ен также буровой и нс трумент содержащий корпус с отверстиями, в коTopbK при помощи двухслойного связую-15 щего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки f23.

Недостатком указаннык устройств является низкая эксплуатационная стойкость, связанная 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 стойкости бурового ииструмента путем повышения прочности крепления твердосплавных зубков в отверстиях корпуса.

Цель достигается тем, что в буро- З5 вом инструменте, содержащем корпус с отверстиями, в которык при помощи двухслойного связующего элемента с натягом закреплены твердосплавные зубки, наружный слой связующего эле- 4О 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 толщины В связующего которая определяется по формуле

he6 О, 3-0, 8 (К 2з+ "2к

50 где R u R „- средняя высота неров2э ностей на сопрягаемых поверхностях соответ ственно зубка и корпу; са . 55

На фиг, 1 изображен буровой инструмент, общий вид, на фиг. 2 - узел 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 поверх1ностного слоя по глубине покрытия, что приводит к переходу внешнего трения во внутреннее с увеличением коэффипчента трения сцепления (3, и в результате разрушения более твердого . слоя, что приводит к обнажению ювенильных участков мягкого слоя и схватываш ю 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(R +

Z3

Ф „) (где R — средняя высота неровностей зубка, Rz„- средняя высота неровностей сопрягаемой поверхности корпуса инструмента), не обеспечивает достаточного заполнения пустот зоны контакта, и, следовательно, необходимого увеличения фактической площади контакта в соединении. Толщина покрьггия более 0,8(К +R „) 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 проч3 1117390 4 ности крепления при однослойном твер- и экономична, так как связукй ий эледом покрыгии, так как разрушение наруж- мент (покрытие) имеет незначительную ного слоя 5 затруднено (фиг. 3), толщину и его, можно наносить одновреТехнология изготовления предлагае- менно на большом количестве зубмого бурового инструмента проста 5 ков, 1117390

Составитель С.Денисова

Редактор И.Шулла Техред H,дсталощ Корректор С.Черни

Заказ 7167/21 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4