Коронка для ударно-вращательного бурения

Коронка для ударно-вращательного бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения коротких шпуров.

Известна коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с системой продувочных каналов, головная часть которого армирована твердосплавными вставками штыревой формы и периферийный поясок с конической поверхностью и уступом (см. а.с. СССР №1266954, МПК⁷ Е 21 В 10/36, опубл.30.10.86 г.).

Недостатками данной коронки являются высокая трудоемкость изготовления, низкая стоимость армированных твердосплавных вставок и недостаточная прочность корпуса коронки под периферийными вставками.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с продувочными каналами, четырьмя перьями, армированными твердосплавными вставками, керновой полостью в центральной части корпуса и пазом в торцевой части для удаления продуктов разрушения (см. а.с. СССР №1696667, МПК⁷ Е 21 В 10/36, 10/60 опубл. 07.12.91 г.).

Недостатками прототипа является ограниченная зона износа армированных твердосплавных вставок и низкая прочность корпуса под периферийными вставками, которая снижает допустимые удельные энергии удара на вставки.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение усталостной прочности корпуса коронки и предельной энергии единичного удара.

Технический результат заключается в увеличении площади контакта износа армированных твердосплавных вставок с породой, увеличении их стойкости против абразивного износа и повышении удельной энергии ударов на вставку.

Этот технический результат достигается тем, что в известной коронке для ударно-вращательного бурения, содержащей корпус с продувочными каналами и четырьмя перьями, армированными твердосплавными вставками, керновой полостью в центральной части и пазами в торцевой части для удаления продуктов разрушения, согласно изобретению, твердосплавные вставки выполнены вольфрамокобальтовыми и имеют диаметр, равный 0,25-0,35 диаметра коронки, при этом высота перьев с армированными вставками составляет 0,4-0,5 диаметра коронки.

Данная конструкция коронки позволит увеличить стойкость армированных твердосплавных вставок и увеличить площадь их контакта с разрушающей породой, увеличить предельную энергию единичного удара.

При уменьшении диаметра вставок (d) менее 0,25 диаметра коронки (D) происходит снижение удельной энергии ударов, а при увеличении d вставок более 0,3D ограничивается размер керновой полости.

При уменьшении высоты (h) перьев с армированными твердосплавными вставками менее 0,4D ограничивается объем керновой полости и стойкость коронки, а при увеличении высоты (h) более 0,5D снижается изгибная прочность вставок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид коронки в разрезе, а на фиг.2 - торцевая часть коронки.

Коронка для ударно-вращательного бурения состоит из корпуса 1 с продувными каналами 2 и перьями 3 с армированными твердосплавными вставками 4, например вольфрамокобальтовыми, с диаметром, равным 0,25-0,35 диаметра коронки, и высотой перьев 0,4-0,5 диаметра коронки, керновой полости 5, выполненной в центральной части корпуса 1. В корпусе 1 выполнена коническая расточка 6 для фрикционного соединения с буровой штангой (на фиг.1 не показана). В торцевой части корпуса 1 (см. фиг.2), перья 3 разделены пазами 7 для удаления продуктов разрушения через карманы 8.

Коронка работает следующим образом.

За счет продольного удара, который передается от буровой штанги корпусу 1 коронок, армированные перья 3 с твердосплавными вставками 4 осуществляют разрушение забоя и при вращении коронок вокруг своей оси обеспечивают забуривание на глубину керна (h).

При этом продукты разрушения с помощью водо-воздушной смеси, подаваемой по продувочным каналам 2, удаляют через пазы 7 и карманы 8 из забоя. При этом глубина (k) кармана 8 и ширина (b) паза 7 имеют одинаковые размеры для обеспечения эффективного удаления продуктов разрушения.

Для увеличения предельной энергии единичных ударов коронки, вольфрамокобальтовые вставки имеют диаметр (d), равный 0,3 диаметра коронки (D), а высота армированных перьев с твердосплавными вставками 4 составляет 0,45D. Разрушенная порода удаляется из корневой полости 5 через пазы 7 и карманы 8 или непосредственно из шпура перед повторным забуриванием.

Использование предлагаемой коронки для ударно-вращательного бурения, по сравнению с прототипом, позволит увеличить усталостную прочность корпуса коронок, предельно-допустимую энергию единичного удара за счет увеличения площади контакта армированных твердосплавных вставок с разрушающей породой и увеличить стойкость против абразивного износа.

Коронка для ударно-вращательного бурения, содержащая корпус с продувочными каналами, четырьмя перьями, армированными твердосплавными вставками, керновой полостью в центральной части и пазами в торцевой части для удаления продуктов разрушения, отличающаяся тем, что твердосплавные вставки выполнены вольфрамокобальтовыми и имеют диаметр, равный (0,25-0,35)D, при этом высота перьев с армированными твердосплавными вставками составляет (0,4-0,5)D, где D – диаметр коронки.