Инструмент для нанесения профильных углублений на стенки шпуров

 

Изобретение касается буровзрывных работ и позволяет снизить энергоемкость процесса резания и повысить стойкость инст;румента за счет ведения резания большей ступенью (С) каждого резца вне зоны ядра уплотнения , образуемого при резании меньшей С резца. Инструмент включает соJ7 / В в ) ьоосные последовательно установленные и связанные между собой кондуктор (К) 2 и корпус 1. На боковой поверхности инструмента установлены твердосплавные ступенчатые резцы 4 с большей и меньшей 5 С, плоскость симметрии которых проходит через продольную ось инструмента. Большие С имеют трехгранную форму поперечного сечения , а С 5 установлены на К 2. На наружной поверхности корпуса 1 перед К 2 и между С резцов 4 выполнена кольцевая проточка 3. В зависимости от степени трещиноватости породы С могут иметь и другие варианты выполнения . Перемещаясь под действием импульсных нагрузок вдоль шпура,С 5 резцов 4 осуществляют скол части породного массива. Стенка шпура при этом является свободной поверхностью. Оставшаяся часть забоя скалывается большими С на свободную поверхность вне зоны ядра уплотнения. Шлам вьшосится по проточке 3. 3 з,п. ф-лы, 4 ил., 1 табл. // i ГчЭ 00 со со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д с! Е 21 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3877!43/22-03 (22) 01 .04.85 (46) 15.01.87. Бюл. В 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (72) В.Ф.Гриценко, И.А.Чувилин, Е.А.Синцов, В.M.Êîíoíoâ, A.À.Måëüкумов, С.Х.Махмудов и К.Ф.Лапин (53) 622. 235 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 192728, кл. Е 2! С 15/02, !966.

Авторское свидетельство СССР

9 968394, кл..Е 21 С 37/00, !981. (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ УГЛУБЛЕНИЙ НА СТЕНКИ ШПУРОВ (57) Изобретение касается буровэрывных работ и позволяет снизить энергоемкость процесса резания и повысить стойкость инструмента за счет ведения резания большей ступенью {С) каждого резца вне зоны ядра уплотнения, образуемого при резании меньшей С резца. 11нструмент включает со„„Я0„„1283380 А 1 осные последовательно установленные и связанные между собой кондуктор (К) 2 и корпус 1. На боковой поверхности инструмента установлены твердосплавные ступенчатые резцы 4 с большей и меньшей 5 С, плоскость симметрии которых проходит через продольную ось инструмента. Большие С имеют трехгранную форму поперечного сечения, а С 5 установлены на К 2, На наружной поверхности корпуса 1 перед

K 2 и между С резцов 4 выполнена кольцевая проточка 3. В зависимости от степени трещнноватости породы С могут иметь и другие варианты выполнения. Перемещаясь под действием импульсных нагрузок вдоль шпура,С 5 резцов 4 осуществляют скол части породного массива. Стенка шпура при этом является свободной поверхностью, Оставшаяся часть забоя скалывается большими С на свободную поверхность вне эоны ядра уплотнения. Шлам выносится по проточке 3. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1283380

Изобретение относится к горному делу, а именно к буровым инструментам, применяемым при буровзрывной проходке горных выработок и добычи блочного камня. 5

Цель изобретения — снижение энергоемкости резания и повышение стойкости инструмента за счет ведения резания большей ступенью каждого резца вне зоны ядра уплотнения, образуемого при резании меньшей ступенью резца.

На фиг.1 изображен предлагаемый инструмент; на фиг.2 и 3 — то же, варианты исполнения; на фиг,4— вид А на фиг.2.

Инструмент для нанесения профильных углублений на стенки шпуров (фиг,1) состоит иэ корпуса 1, кондуктора 2, между которыми выполнена кольцевая проточка 3 для выноса шлама, твердосплавных резцов 4, продольно закрепленных на корпусе 1 большей ступенью, а меньшей ступенью 5— на кондукторе 2. Меньшие ступени 5 выполнены в виде двух параллельных трехгранных лезвий 6.

Режущая кромка 7 меньше ступени

5 резцов по сравнению с режущей кром- 30 кой 8 большей ступени твердосплавных резцов 4 расположена на меньшем расстоянии от оси 9 инструмента. Внешние боковые грани 10 меньшей ступени 5 резцов и боковые грани 11 большей ступени каждого твердосплавного резца 4 лежат в одной плоскости. Большие ступени и меньшие ступени 5 имеют общую плоскость симметрии, проходящую через ось инструмента 9. 40

В предлагаемом инструменте каждая ступень в поперечном сечении может иметь форму равнобедренного треугольника (фиг.2 и 4). В этом случае режущая кромка 7 меньшей ступени 5 рас- 45 положена по сравнению с режущей кромкой 8 большей ступени на меньшем рас,стоянии от оси 9 инструмента. \

Угол приострения о, меньшей cTV 0 пени твердосплавных резцов 4, образованный боковыми гранями 10 меньшей ступени 5, и угол приострения ОС образованный боковыми гранями 11 большей ступени, находятся в соотношении 60 orna м,, 60 < х, а 90, Большая и меньшая 5 ступени имеют общую плоскость симметрии, проходящую через ось 9 инструмента, В инструменте по фиг.3 меньшие ступени 5 в поперечном сечении имеют форму равносторонней трапеции.

Режущая кромка 7 меньшей ступени

5 удалена на меньшее расстояние от оси 9 инструмента, чем режущая кромка 8 большей ступени на корпусе 1.

Угол наклона боковых сторон 10 меньшей ступени 5 к плоскости симметрии больше или равен углу наклона бо-. ковых сторон 11 большей ступени на корпусе 1.

Различная удаленность режущих кромок 7 и 8 соответственно от оси 9 инструмента достигается эа счет уменьшения по высоте ступеней твердосплавных резцов или за счет выполнения кондуктора 2 меньшего диаметра, чем корпус 1.

Инструмент для нанесения профиль 1ых углублений на стенки шпуров работает следующим образом.

Инструмент устанавливается с возможностью перемещения на переходнике, соединяющем буровую коронку со штангой. Такая конструкция позволяет сочетать нарезку углублений с процессом бурения. При раздельном выполнении операций бурения и нарезки углублений инструмент соединяется со штангой посредством резьбового или конусного соединения.

Перемещаясь под действием импульсных нагрузок вдоль шпура, меньшие ступени 5 резцов осуществляют скол части породного забоя, причем стенка шпура является свободной поверхностью. Буровой шлам при этом выносится через зазор между стенкой шпура и переходником.

Скалывание оставшейся части забоя большими ступенями, закрепленными на корпусе 1, не будет энергоемким процессом, так как осуществляется на свободную поверхность вне зоны ядра уплотнения, вынос шлама осуществляется по кольцевой проточке 3. Свободная поверхность после скола части забоя меньшей ступенью

5 имеет концентраторы напряжений, расположенные вдоль линии нанесения углублений, что обеспечивает дополнительное направленное ослабление оставшейся части породного массива.

Разрушение породы за пределами контура профильного углубления исключается ввиду наличия у ступеней резцов общей плоскости симметрии.

1283380

Инструмент, изображенный на фиг.2, применяется при работе в монолитных породах. В породах средней трещиноватости. у меньших ступеней 5 при попадании в трещины возможны сколы ре- -5 жущей кромки, что снижает стойкость инструмента. В таких породах применяется инструмент, показанный на фиг.1, в котором одно из лезвий 6 при прохождении в трещины выполняет роль стабилизатора, исключающего отклонение от заданного направления, а также уменьшает возможность скола режущей кромки у второго. В породах сильнотрещиноватых меньшие ступени

Показатели

Двугранный угол,, град

50 55 60 65 70 75 80

90 95

Проходка до разрушения резца, при,м

6 4 5,3 8 10,1 12 13,2 14,3 14,6 16 16,0 ю 10,2 14,1 15 16 16,4 17,2 !8 18,5 18,9 18,5 дения резания большей ступенью каждого резца вне зоны ядра уплотнения, образуемого при резании меньше ступенью резца, меньшие ступени твердосплавных резцов установлены на направляющем кондукторе, а на наружной поверхности корпуса перед кондуктором и между ступенями твердосплавных резцов выполнена кольцевая проточка.

2. Инструмент по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергоемкости резания и повышения стойкости инструмента в породах средней трещиноватости, меньшая ступень каждого твердосплавного резца выполнена в виде двух параллельных трехгранных лезвий, внешние боковые грани которых лежат в плоскостях расположения соответствующих боковых граней большей ступени твердосплавного резца.

3. Инструмент по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ,снижения энергоемкости резания и повышения стойкости инструмента в силь" нотрещиноватых породах, меньшая стуНаилучшим является вариант, при котором стойкости обеих ступеней резцов будут равными или наибольшими, а углы с наименьшими, т.е. действие концентратора напряжения будет наибольшее. Иэ таблицы видно, что такие условия выполняются при соотношении 40

60 ю о,, а, с 90

Формула изобретения

1. Инструмент для нанесения профильных углублений на стенки шпуров, включающий соосные последовательно установленные и связанные между собой кондуктор и корпус, продольно установленные на боковой поверхности инструмента твердосплавные ступенчатые резцы с трехгранной формой поперечного. сечения большей ступени и общей для обеих ступеней плоскостью симйетрии, проходящей через продольную ось инструмента, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения энергоемкости резания и повышения стойкости инструмента за счет веимеют в поперечном сечении форму трапеции, что повышает их стойкость при прохождении трещин.

Изменение соотношения между углами в пределах указанной выше зависимости определяется физико-механическими свойствами пород. По результатам экспериментальных данных предельные значения углов для различо ных пород следующие:, = ok = 90 для пород с коэффициентом пластичности по Шрейнеру К=б и выше; а< М вЂ” 60 при К=З.

Результаты экспериментов приведены=в таблице.

1283380

Составитель О.Попов

Редактор Л.Веселовская Техред И.Попович

Корректор А.Тяско

Заказ 7396/28 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 пень каждого твердосплавного лезвия в поперечном сечении имеет форму равносторонней трапеции, угол наклона боковых сторон которой к плоскости симметрии больше или равен углу наклона граней большей ступени.

4. Инструмент по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы инструмента в слаботрещиноватых породах, каждая ступень каждого твердосплавногр лезвия в поперечном сечении имеет форму равнобедренного треугольника, а углы, образованные равными боковыми гранями твердосплавных резцов, равны о о о

60 о г « о(, и 60 е сс, — 90 где К, — угол, образованный равными боковыми гранями меньшей ступени твердосплавного резца;

oC — угол, образованный равными боковыми гранями большей ступени твердосплавного резца.