Кільцевий буровий робочий орган

Кільцевий буровий робочий орган, який відрізняється тим, що ролики з осями закріплені рухомо з можливістю обертання та пересування в напрямних, для притискання роликів до керна під час його підрізання при зворотному обертанні бура напрямні розташовані в площині обертання відносно дотичної до кола обертання під кутом, меншим за величину кута тертя між віссю ролика та напрямними, а вісь ролика, обмеженого напрямними, розташована під кутом до площини в напрямку дотичної до кола обертання, більшим за величину кута тертя між роликом та напрямними Винахід належить до землерийного машинобудування, а саме до робочих органів машин циклічної дії ВІДОМІ бурові робочі органи, призначені для кільцевого буріння, підрізання і видалення керна із свердловини, що складаються із різальної частини і корпусу з пристроями для підрізання [ас UA №36186 A 7E02F5/08, 2001] Недоліком даного технічного рішення є те, що його конструкції досить громіздкі та складні, так як мають важелі з підрізаючими ножами, а також пристрій для керування їх положенням при підрізанні керна При бурінні міцних ґрунтів і порід в гірських умовах, особливо сьомої та восьмої категорії, як показав попередній досвід, для видалення керна досить його підрізати по колу на незначну глибину та, захопивши з достатнім зусиллям, видалити із свердловини разом з корпусом бура Таким чином, в основі винаходу стоїть задача зробити таку конструкцію підрізаючого і захоплюючого пристрою, яка б забезпечила незначне підрізання керна, його захоплення з достатнім зусиллям та звільнення з корпусу після витягування із свердловини Крім того пристрій не повинен включати додаткових механізмів керування, а діяти при ЗМІНІ напрямку обертання бура Поставлена задача вирішується тим, що у відомому робочому органі встановлюється роликовий пристрій для підрізання і захоплення керна Ролики, що мають по контуру загострену зубчату поверхню, яка взаємодіє з керном, з вісями закріплені рухомо з можливістю обертання та пересування в напрямних Для забезпечення притискання роликів до керну під час його підрізання і захоплення при зворотному обертання бура, напрямні розташовані в площині обертання відносно дотичної до кола обертання під кутом, меншим величини кута тертя між віссю ролика та напрямними, а вісь ролика, обмеженого напрямними, розташована до площини в напрямку дотичної до кола обертання під кутом, більшим величини кута тертя між роликом та напрямними Сутність даного винаходу пояснюється кресленням На фіг 1-2 зображена схема кільцевого бурового робочого органу з роликовим пристроєм для підрізання і захоплення керна, на фіг 3 - конструкція ролика і напрямних, на фіг 4 - розрахункова схема роликового пристрою Робочий орган землерийної машини циклічної дії складається з циліндричного корпусу 1, на якому закріплено шнек 2 для транспортування зруйнованого грунту із кільцевого прорізу і грунторуйнівний вінець 3 Над грунторуйнівним вінцем в корпусі бура вирізані вікна в яких установлені напрямні 4 та ролики 5 для захвату і видалення керна Напрямні з роликами установлені в площині обертання бура під кутом а до траєкторії обертання Кут а вибирається меншим величини кута тертя р між віссю ролика і напрямними Пересуваю 1 о 00 ю 58097 чись в напрямних, ролики одночасно змінюють своє положення відносно центру бура, приближуючись або віддаляючись від нього Займаючи крайнє зовнішнє положення, ролики не взаємодіють з керном і не перешкоджають процесу буріння Пересуваючись ближче до центру, ролики за рахунок сил тертя заклинюються між керном і напрямними Для забезпечення постійного слабкого притискання роликів до керну, напрямні з роликами нахилені від ВІСІ бура на кут р, який приймається більшим величини кута тертя р між роликом і напрямними За рахунок цього нахилу ролик під дією власної ваги намагається зайняти нижнє положення і дотикається до керна Робочий орган працює таким чином При обертанні його за годинниковою стрілкою і бурінні кільцевого прорізу, ролики займають крайнє зовнішнє положення протилежне заклинюванню, дотикаючись до керну з малим зусиллям, і не перешкоджають бурінню При досягненні глибини кільцевого прорізу максимальної величини буру придають обертання в напрямку проти годинникової стрілки, ролики, взаємодіючи з керном і напрямними, заклинюються між ними за рахунок чого керн підрізається і захоплюється роликами Керн витягується із свердловини разом з корпусом бура, ставлять на поверхню ґрунту і, обертаючи проти годинникової стрілки, пересувають ролики до зовнішнього положення, звільняючи керн Цикл повторюють до досягнення необхідної глибини свердловини 4 При підрізанні керна буру передається крупний момент Т, який викликає сили, що діють на кожен ролик, нормальні Fn і тертя F Зазначені сили виникають в точках контакту роликів з керном і точках контактів осей роликів з напрямними 3 умов рівноваги вони рівні між собою та направлені одна відносно іншої попарно під кутом а (фіг 4) між напрямками поверхні напрямних та дотичної до циліндричного керна Сили Fn викликають заклинювання і підрізання керна, а їх результуюча діє в напрямку бісектриси кута а и зрівноважують сили тертя F=Fn*f, Де f - коефіцієнт тертя При взаємодії ролика в напрямних з керном має місце залежність 2F/sm(a/2)>2Fn/cos(a/2), Крім того tg(a/2)