RU2530034C1 - Drilling tool - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: drilling tool comprises a housing with openings for hard-alloy inserts, consisting of a cylindrical shank, a working head and the assembly of fixing of the insert with the housing. Each assembly of fixing is formed by the ledge made on the end of the shank, and the side walls of the groove, made in the bottom of the housing opening. The ledge on the end of the shank and the groove in the bottom of the opening are made in the form of a torus part which axis is perpendicular to the axis of the shank. The ledge on the end of the shank and the groove in the bottom of the opening in cross-section have the form of a wedge. The side surfaces of the ledge on the end of the shank in the longitudinal section have a sawtooth configuration.

EFFECT: simplification of manufacturing technology of drilling tool, improving the reliability of fastening of inserts.

3 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему буровому инструменту, армированному твердосплавными вставками.The invention relates to a rock cutting tool reinforced with carbide inserts.

Известен буровой инструмент, содержащий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки с цилиндрическим хвостовиком, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом (патент США №3603414, кл. 175-374, 1971 г.).A well-known drilling tool containing a housing with holes for carbide inserts with a cylindrical shank, a working head and a unit for fixing the insert with a housing (US patent No. 3603414, CL 175-374, 1971).

В данном буровом инструменте узел фиксации выполнен в виде сочетания выступов и впадин на боковой поверхности хвостовика. При запрессовке вставок в отверстия корпуса бурового инструмента выступы в виде продольных ребер врезаются в стенки отверстия корпуса и предохраняют ее от проворота и выпадения.In this drilling tool, the fixing unit is made in the form of a combination of protrusions and depressions on the side surface of the shank. When the inserts are pressed into the holes of the drilling tool body, the protrusions in the form of longitudinal ribs cut into the walls of the housing hole and protect it from turning and falling out.

Основным недостатком данной вставки является сложность изготовления хвостовика, представляющего собой многогранную поверхность. Именно это и послужило причиной того, что буровые инструменты с таким способом крепления твердосплавных вставок не нашли промышленного применения.The main disadvantage of this insert is the complexity of manufacturing the shank, which is a multifaceted surface. This is precisely the reason why drilling tools with this method of fixing carbide inserts did not find industrial application.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является буровой инструмент, включающий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие цилиндрический хвостовик, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом (авторское свидетельство СССР №1562420, кл. Е21В 10/16, 1990 г.).The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a drilling tool comprising a housing with holes for carbide inserts containing a cylindrical shank, a working head and an insert fixation unit with a housing (USSR author's certificate No. 1562420, class E21B 10/16, 1990 .).

В данной вставке узел фиксации выполнен в виде сочетания втулок со стержнями, установленными в совмещенных пазах на торцах втулок и ступенчатых хвостовиков твердосплавных вставок.In this insert, the fixation unit is made in the form of a combination of bushings with rods installed in aligned grooves at the ends of the bushings and stepped shanks of carbide inserts.

Недостатком данного бурового инструмента является сложность изготовления, что связано с необходимостью точного совмещения пазов на торце хвостовика и втулки со стержнем с обеспечением необходимого натяга между стенками отверстия в корпусе, втулкой и стержнем. Особо это сказывается при использовании вставок небольшого диаметра и необходимости, как следствие этого, использования большого количества вставок, например, для армировки шарошечных долот.The disadvantage of this drilling tool is the complexity of manufacturing, which is associated with the need for accurate alignment of the grooves at the end of the shank and the sleeve with the shaft with the necessary tightness between the walls of the hole in the housing, the sleeve and the shaft. This is especially true when using inserts of small diameter and the need, as a consequence of this, to use a large number of inserts, for example, for reinforcing roller cone bits.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления бурового инструмента.In connection with the stated technical result of the invention is to simplify the manufacturing technology of drilling tools.

Указанный технический результат достигается тем, что в буровом инструменте, включающем корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, содержащие цилиндрический хвостовик, рабочую головку и узел фиксации вставки с корпусом, согласно изобретению каждый узел фиксации образован выступом, выполненным на торце хвостовика, и боковыми стенками паза, выполненными на дне отверстия корпуса, при этом выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия выполнены в виде части тора, ось которого перпендикулярна оси хвостовика, выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия в поперечном сечении имеют вид клина, а боковые поверхности выступа на торце хвостовика в продольном сечении имеют пилообразную форму.The specified technical result is achieved by the fact that in the drilling tool, comprising a housing with holes for carbide inserts containing a cylindrical shank, a working head and a fixing unit of the insert with a housing, according to the invention, each fixing unit is formed by a protrusion made on the end of the shank and the side walls of the groove, made at the bottom of the hole of the housing, while the protrusion at the end of the shank and the groove at the bottom of the hole are made as part of the torus, the axis of which is perpendicular to the axis of the shank, the protrusion at the end of the tails The ike and the groove at the bottom of the hole in the cross section have the form of a wedge, and the lateral surfaces of the protrusion at the end of the shank in a longitudinal section are sawtooth.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент общего вида бурового инструмента; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a fragment of a General view of the drilling tool; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - node a in figure 1 on an enlarged scale.

Предложенный буровой инструмент включает корпус 1 (см. фиг.1 и 2) с отверстиями 2 под твердосплавные вставки 3, каждая из которых состоит из цилиндрического хвостовика 4, рабочей головки 5, преимущественно клиновидной формы, и узла фиксации вставки 3 относительно корпуса 1. При этом каждый узел фиксации образован выступом 6, выполненным на торце хвостовика 4, и боковыми стенками паза 7, выполненными на дне отверстия 2 корпуса 1. Выступ 6 на дне хвостовика 4 и паз 7 на дне отверстия 2 выполнены в виде части тора 8, ось которого перпендикулярна оси хвостовика 4, причем в поперечном сечении они имеют вид клина 9. При этом боковые клинообразные поверхности 9 выступа 6 в продольном сечении имеют пилообразную форму (см. фиг.1 и 3).The proposed drilling tool includes a housing 1 (see FIGS. 1 and 2) with holes 2 for carbide inserts 3, each of which consists of a cylindrical shank 4, a working head 5, mainly a wedge-shaped, and a fixing unit for the insert 3 relative to the housing 1. When each fixation unit is formed by a protrusion 6 made at the end of the shank 4 and side walls of the groove 7 made at the bottom of the hole 2 of the housing 1. The protrusion 6 at the bottom of the shank 4 and the groove 7 at the bottom of the hole 2 are made as part of the torus 8, the axis of which perpendicular to the axis of the tails ika 4, and in cross section they have the form of a wedge 9. Moreover, the lateral wedge-shaped surfaces 9 of the protrusion 6 in a longitudinal section have a sawtooth shape (see figures 1 and 3).

Принцип работы долота заключается в следующем. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента клиновидная рабочая головка 5 осуществляет разрушение породы. При этом осевая нагрузка передается через клиновидный выступ 6 на боковые стенки паза 7 и благодаря пилообразной форме боковых поверхностей выступа 6 обеспечивается, кроме основного натяга хвостовика 4, дополнительный натяг вставок 3 относительно корпуса 1. Выполнение же выступа 6 в виде части тора с определенной ориентацией упрощает технологию изготовления вставок 3. Этому же способствует также и форма выполнения паза 7 на дне отверстия 2 корпуса 1 также в виде части тора, соответствующей торообразной форме выступа 6. При использовании клиновидных рабочих головок 5 на вставки 3 постоянно действуют нагрузки, стремящиеся развернуть вставку по линии наименьшего сопротивления. Смещение вставок 3 вокруг своей оси приводит к быстрому их выпадению и созданию на забое аварийной ситуации. В предложенном инструменте эта проблема решается технологически простым способом, а именно использованием клиновидных выступов 6 на торце хвостовика 4 и ответной формы пазов на дне отверстий.The principle of operation of the bit is as follows. Under the action of axial load and torque, the wedge-shaped working head 5 carries out the destruction of the rock. In this case, the axial load is transmitted through the wedge-shaped protrusion 6 to the side walls of the groove 7 and due to the sawtooth shape of the lateral surfaces of the protrusion 6, in addition to the main interference of the shank 4, an additional interference of the inserts 3 relative to the housing 1 is provided. insert manufacturing technology 3. The shape of the groove 7 at the bottom of the opening 2 of the housing 1 also contributes to this also in the form of a part of the torus corresponding to the toroidal shape of the protrusion 6. When using a wedge prominent working heads 5 on the insert 3 are constantly acting loads tending to deploy the insert along the line of least resistance. The offset of the inserts 3 around its axis leads to their rapid loss and the creation of an emergency on the bottom. In the proposed tool, this problem is solved in a technologically simple way, namely by using wedge-shaped protrusions 6 at the end of the shank 4 and the reciprocal form of the grooves at the bottom of the holes.

Таким образом, применение предложенного бурового инструмента позволяет наряду с упрощением технологии его изготовления, повысить также и надежность крепления вставок.Thus, the use of the proposed drilling tool allows, along with the simplification of the technology of its manufacture, to increase the reliability of attachment inserts.

Claims (1)

Буровой инструмент, включающий корпус с отверстиями под твердосплавные вставки, состоящие из цилиндрического хвостовика, рабочей головки и узла фиксации вставки с корпусом, отличающийся тем, что каждый узел фиксации образован выступом, выполненным на торце хвостовика, и боковыми стенками паза, выполненными на дне отверстия корпуса, при этом выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия выполнены в виде части тора, ось которого перпендикулярна оси хвостовика, выступ на торце хвостовика и паз на дне отверстия в поперечном сечении имеют вид клина, а боковые поверхности выступа на торце хвостовика в продольном сечении имеют пилообразную форму. Drilling tool, comprising a housing with holes for carbide inserts, consisting of a cylindrical shank, a working head and a fixing unit for inserting an insert with a housing, characterized in that each fixing unit is formed by a protrusion made at the end of the shank and side groove walls made at the bottom of the housing opening wherein the protrusion at the end of the shank and the groove at the bottom of the hole are made in the form of a part of the torus whose axis is perpendicular to the axis of the shank, the protrusion at the end of the shank and the groove at the bottom of the hole in cross section view of the wedge, and the lateral surfaces of the protrusion at the end of the shank in a longitudinal section are sawtooth.

Images