Опора бурового шарошечного долота

 

1. ОПОРА БУРОВОГО ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА, содержащая цапфу с цилиндрической опорной поверхностью и сферической опорной поверхностью концевого подшипника скольжения, центр которой находится в плоскости сопряжения цилиндрической и сферической поверхностей цапфы, и замковый элемент, размещенный на цилиндрических поверхностях шарошки и цапфы, отличающаяся тем, что, с целью повьщ1ения стойкости опоры, замковый элемент выполнен в виде двух полуколец, радиус наружных поверхностей которых больше радиуса внутренней цилиндрической поверхности шарошки, причем радиус сферической опорной по верхности цапфы больше радиуса ее цилиндрической опорной поверхности, а соотношение площадей цилиндрической и сферической опорных поверхностей цапфы находится в пределах . по в. 0,8-1,2, ЦП А .П06. . § площадь сферической гдеr-g Jjgg опорной поверхности , (Л площадь цилиндричесиил . нов. кой опорной поверхности . 2. Опора ПОП.1, отлич а .ющ а я с я тем, что на цилиндрической и сферической опорных поверхностях цапфы выполнены спиральQD ные канавки, противоположно на00 правленные. 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

18 A (19) (И) (51) g Е 21 В 10/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3683732/22-03 (22) 02.01.84 (46) 15,12,85, Бюл, Р 46 (7 1) Специальное конструкторское бюро по долотам (72) А.В.Торгашов, Ю.А,Туманов, А,П.Поросенков и В,П.Мокроусов (53) 622,24.051.55 (088.8) (56) 1. Патент США Р 4010985, кл. 308-8.2, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1089229, кл, Е 21 В 10/22, 1982, (54) (57) 1. ОПОРА БУРОВОГО ШАРОШЕЧ НОГО ДОЛОТА, содержащая цапфу с цилиндрической опорной поверхностью и сферической опорной поверхностью концевого подшипника скольжения, центр которой находится в плоскости сопряжения цилиндрической и сферической поверхностей цапфы, и замковый элемент, размещенный на цилиндрических поверхностях шарошки и цапфы, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости опоры, замковый элемент выполнен в виде двух полуколец, радиус наружных поверхностей которых больше радиуса внутренней цилиндрической поверхности шарашки, причем радиус сферической опорной поверхности цапфы больше радиуса ее цилиндрической опорной поверхности, а соотношение площадей цилиндрической и сферической опорных поверхностей цапфы находится в пределах

cq. пав. — — — — =08-12

° э л цил . nas. где с „,6 — площадь сферической опорной поверхности, "ц„„,д, — площадь цилиндрической опорной поверхности, 2, Опора по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что на цилиндрической и сферической опорных поверхностях цапфы выполнены спиральные канавки, противоположно направленные, 1198183

Изобретение относится к инструменту для бурения скважин, а именно к опорам. буровых шарошечных долот.

Целью изобретения является повышение стойкости опоры бурового шарошечного долота.

На чертеже изображена опора бурового шарошечного долота, разрез.

Опора бурового шарошечного долота содержит цапфу лапы 1, одетую на нее шарошку 2 и состоит из двух подшипников скольжения — цилиндрического 3 и концевого сферического 4, причем центр концевого сферического подшипника 0 лежит в плоскости 5 перехода цилиндрической и сферической поверхностей, а диаметр сферы больше диаметра цилиндрической поверхности скольжения 0„ с1, o6pa- зуя на цапфе выступ 6, в который упираются полукольца 7 и 8 своими торцами 9 и 10, Герметичность опо, ры обеспечивается уплотнением 11. . Смазка из масляного резервуара в лапе (на чертеже не показан) по каналу 12 и отверстиям 13 и 14 в цапфе поступает соответственно в цилиндрический и концевой сферический подшипники скольжения. Далее бла-" годаря насосному эффекту от спиральных канавок 15 и 16 на цилиндрическом и сферическом подшипниках соответственно смазка прокачивается через опору.

Опору бурового шарошечного долота монтируется и работает следующим образом, На цапфу лапы 1 надевается уплотнение 11 и полукольца 7 и 8, затем шарошка 2 напрессовывается на полукольца. Таким образом обеспечивает-, ся жесткое соединение шарошки 2 с полукольцами 7 и 8, Сползанию шарошки с цапфы препятствует то, что полукольца 7 и 8 упираются своими торцами 9 и 10 в выступ 6, который образован благодаря тому, что радиус сферы больше радиуса цилиндрической поверхности скольжения R, > Q, При вращении шарошки 2 на цапфе лапы 1 смазка из масляного резервуара по каналу 12 и отверстиям 13 и 14 в цапфе поступает в цилиндрический и концевой сферический подшипники скольжения, Далее благодаря насосному эффекту и различному на.правлению спиральных канавок 15 и 16 на цилиндрическом сферичес"с . Поб = 1/2

З, — диаметр сферы;

: Föè пов " Н у

rye Г,„„„ щщ — площадь цилиндрической

25 контактной поверхности;

3 — диаметр цилиндрической поверхности скольжения; и †.длина цилиндрической поверхности скольжения, Из условий прочности выступа 6 на цапфе, в который упираются полукольца 7 и 8 на срез и снятие:

П„„= Д + (4-6) (3) или с(р = + (2-3), (4) cq>

1 где 1 = — — — радиус сферы, мм;

40 1 2 =< /2- радиус цилиндрической поверхности скольжения, Из условия прочности цапфы в

45 опасных сечениях А-А и Б-Б, а также максимального использования полезного объема шарошки для размещения подшипников

50

При этом соотношение площадей контактных поверхностей сферического и цилиндрического подшипников

55 равно:

Fop.age " cq> <+ 3"" t (2t3ee))

pan nOS " 4 u 4 (R< < p>) ком подшипниках соответственно смазка постоянно прокачивается через подшипники скольжения, cosдавая с одной стороны, давление на опорную сферическую поверхность шарошки Р,щ „, облегчая тем самым условия работы концевого подшипника, т.е. давление смазки частично компенсирует составляющую от реакции

10 забоя ; с другой стороны, смазка создает давление Р „ .на уплотнение 11, повышая .его надежность, Диапазон соотношения площадей контактных поверхностей 0,8-1,2 получен следующим образом:

98183

Составитель С.Денисова

Редактор И.Циткина Техред И.Гергель

Корректор, M.Màêñèìèøèíåö

Заказ 7695/31 Тираж 539

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Из условий обеспечения прочносЮ ти стенки шарошки в опасных сечения

Д > 5 мм.

Расчет соотношений по формуле (6) с учетом условия ь > 5 мм для наиболее ходовых размеров долот: сф к.поо для долот 190,5 мм — — -1-1,2>

Fqvs, к. пов

"с< .х. поо и для долот ф 215,9 мм — 0,9-1,1p. ццл. к, оа В

F q. к. pos, для долот p 269,9 мм — — — -=Ое8-0 ° 9, цин,к. поо

5 Таким образом, соотношение площадей сферической и цилиндрической поверхностей находится в диапазоне 0,8-1,2,