Перфораторна бурова коронка

Перфораторна бурова коронка, що містить корпус, який складається з хвостовика і головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки, і додаткових твердосплавних вставок, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках, яка відрізняється тим, що основні твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а додаткові твердосплавні вставки мають твердість, що зростає до периферії головки Корисна модель відноситься до бурового інструменту ударної дії, а саме до бурових коронок і долот для пневмо-1 пдроударного буріння перфораторами і потужними пневмоударниками, які використовуються при руйнуванні різних гірничих порід з коефіцієнтом МІЦНОСТІ від 8 до 20 по шкалі проф Протодьяконова у процесі добування твердих корисних копалин і будівлі підземних гірничих виробок На бурових коронках циліндросферичні або балістичні твердосплавні вставки розташовані на двох і більше концентричних колах по торцю головки з виступанням відносно нього Робочий профіль твердосплавних вставок має криволінійний контур Найбільш близьким за технічною суттю до перфораторної бурової коронки, що заявляється, є перфораторна бурова коронка згідно патенту України № 23749, Е21В 10/36, 10/46, опубл 31 08 98, Бюл №4 що містить корпус, який складається з хвостовика і головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки і додаткових твердосплавних вставок, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках, при виконанні такого інструмента можуть бути реалізовані такі варіанти його виконання коли основні і додаткові твердосплавні вставки, розташовані по периферії головки і утворюють робочий діаметр інструмента, в місцях розташування основних вставок, що містяться на периферії, на торці головки виконано скоси перпендикулярно осям цих вставок, додаткові твердосплавні вставки утворюють робочий діаметр інструмента, а основні вставки зміщені відносно них у радіальному і осьовому напрямках, додаткові твердосплавні вставки розміщені на декількох концентричних колах різного діаметра, зміщених відносно одне одного по висоті головки, додаткові твердосплавні вставки у радіальному перерізі виконано біциліндричними, основні твердосплавні вставки виконано циліндросферичними, циліндропризматичними або циліндроконічними ВІДОМІ перфораторні бурові коронки у різних гірничо-геологічних умовах, які суттєво відрізняються, при експлуатації мають низький ресурс роботи внаслідок поломок твердосплавних вставок Це пов'язано з тим, що в об'ємі твердосплавної вставки виникають неоднорідні напруження, крім того різні зони вставки піддаються неоднаковій ди абразивного зносу Між твердістю та СТІЙКІСТЮ ДО абразивного зносу існує пряма залежнюь, а тому щоб підвищити ресурс роботи твердосплавних вставок, вони мають бути виконані з диференційованою в об ємі твердістю, яка відповідала б умовам її роботи со t 00 со О) В основу корисної моделі покладено завдання такого удосконалення перфораторної бурової коронки, при якому за рахунок виконання основних і твердосплавних вставок з різною диференційованою твердістю забезпечується підвищення ресурсу роботи бурової коронки і, як наслідок, підвищується ресурс роботи бурових коронок і швидкість буріння, тобто ефективність експлуатації інструмента взагалі. Для рішення цієї задачі перфораторна бурова коронка, що містить корпус, який складається з хвостовика і головки з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок, розташованих з виступанням на торці головки і твердосплавних вставок, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і її конічною боковою поверхнею, при цьому основні і додаткові твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках, згідно корисної моделі основні твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а додаткові твердосплавні вставки мають твердість, що зростає до периферії головки. Завдяки тому, що основні твердосплавні вставки виконані з твердістю, що зменшується в радіальному напрямку від центра вставки, а додаткові твердосплавні вставки мають твердість, що зростає до периферії головки з'явилась можливість ефективно руйнувати гірські породи з різними властивостями перфораторними буровими коронками і підвищити ресурс їх роботи. Як показали наші дослідження, між твердістю та стійкістю до зносу снує пряма залежність, згідно з якою основні твердосплавні вставки мають найбільшу стійкість до зносу в центральній частині, а найбільшу міцність на периферії Це забезпечує найкраще поєднання міцності та стійкості до зносу основних твердосплавних вставок при перфораторному бурінні гірських порід. Додаткові твердосплавні вставки мають найбільшу стійкість до зносу на периферії головки, що забезпечує ефективне руйнування породи в кутових зонах шпура. Відповідно до цих умов роботи поєднання високої твердості центральної зони основної вставки та міцності її периферії забезпечує її високу стійкість. Додаткові твердосплавні вставки руйнують гірську породу в кутових зонах шпура, а тому найбільшої абразивної дії гірської породи зазнають зони, які розташовані на периферії головки коронки. Висока твердість цих зон забезпечує їх високу працездатність. Таким чином досягається ефективна експлуатація пропонованих коронок у різних гірничогеологічних умовах завдяки створенню диферинційованої твердості в об'ємі основних та додат 10384 кових вставок. Зміна твердості в об'ємі вставки досягається завдяки зміні вмісту зв'язки в твердому сплаві, наприклад кобальту. Корисну модель проілюстровано кресленнями, де на фіг.1 показано вигляд на коронку збоку, на фіг.2 - вигляд на коронку зверху, на фіг.З показана основна твердосплавна вставка, на фіг. 4 показано зміну твердості в радіальному перерізі А-А основної твердосплавної вставки, а на фіг.5 показано зміну вмісту кобальту в радіальному перерізі А-А цієї вставки, на фіг.6 показана додаткова твердосплавна вставка, на фіг.7 показано зміну твердості в радіальному перерізі А-А додаткової твердосплавної вставки, а на фіг.8 показано зміну вмісту кобальту в радіальному перерізі А-А цієї вставки, на фіг.9 проілюстровано роботу перфораторної бурової коронки. Перфораторна бурова коронка (фіг. 1-2) має корпус, який складається з хвостовика 1 і головки 2 з конічною боковою поверхнею, а також основних твердосплавних вставок 3, розташованих з виступанням на торці головки і додаткових твердосплавних вставок 4, розташованих на периферії головки врівень з її торцем і конічною боковою поверхнею, при цьому основні 3 і додаткові 4 твердосплавні вставки розташовані на концентричних колах і зміщені між собою у радіальному і осьовому напрямках. Пропонована перфораторна бурова коронка працює таким чином. Під дією перфоратора коронка виконує циклічні переміщення вздовж її осі, а коли вона знаходиться в верхній точці, то виконує обертальний рух (фіг.9). При взаємодії коронки 3 гірською породою основні твердосплавні вставки З руйнують центральну зону шпура, а додаткові твердосплавні вставки 4 руйнують кутову зону. Найбільший знос основних твердосплавних вставок спостерігається в центральній її частині (див. фіг.З). В пропонованій коронці саме центральна її частина має найбільшу твердість(фіг.4), що забезпечує високу її зносостійкість. Це досягається завдяки зниженню вмісту зв'язки, наприклад кобальту, в центральній частині основної вставки 3 (фіг.5). В додаткових твердосплавних вставках 4 найбільший знос має місце в зоні, що прилягає до периферії головки коронки (фіг.6). Ця частина додаткової твердосплавної вставки 4 має найбільшу твердість (фіг.7) і найбільшу зносостійкість. Висока твердість та зносостійкість досягається зниженням вмісту зв'язки, наприклад кобальту, в цій частині додаткової твердосплавної вставки 4 (фіг.8). Представлені дані обґрунтовують можливість рішення поставленої задачі і промислового застосування пропонованого бурового інструмента. 8-іІФ J і €1 £'•*№ \,і\ф їмо 10384 Фіг.9 Комп'ютерна верстка Г Паяльніков Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601