Сверлильная коронка с цилиндрической режущей частью

Данная полезная модель касается сверлильных (буровых) коронок с заменяемыми режущими частями.
Сверлильная коронка - это сверлильный инструмент, имеющий полый цилиндрический несущий корпус, оснащенный с одной стороны элементом крепления к сверлильному оборудованию - хвостовиком, а с другой стороны - режущими элементами.
Известные сверлильные коронки подразделяют на коронки с заменяемой режущей частью и без заменяемой режущей части, причем коронки с заменяемой режущей частью, в свою очередь могут, иметь разъемное и неразъемное соединение с несущим корпусом.
Разъемное соединение подразумевает возможность разомкнуть соединение без разрушающих воздействий, например, винтовое, байонетное или магнитное. Неразъемное соединение предполагает разъединение путем разрушения средства соединения.
Из описания сверлильной коронки, раскрытого в патенте на полезную модель, следует, что и сменная режущая часть, и несущий корпус имеют проточки по периметру с внутренней и внешней стороны, соответственно [1]. В месте соединения сменной и несущей частей размещается соединяющий слой, который наносится предварительно на одну из соединяемых частей. Данная модель относится к неразъемным соединениям. К недостаткам данной модели можно отнести необходимость изготовления внешней проточки на несущем цилиндрическом корпусе, что требует наличия специального оборудования. Равномерное предварительное нанесение соединяющего слоя является сложной задачей.
Из описания сверлильной коронки, раскрытого в патенте на полезную модель, видно, что посредством соединяющего слоя сменная режущая часть соединяется с несущим корпусом путем соединения выступов сменной части с пазами несущего корпуса. Данная модель относится к неразъемным соединениям [2]. Явным недостатком данной схемы является обязательное изготовление пазов на несущем корпусе, что является весьма трудоемкой операцией, требующей специального дорогостоящего оборудования. Кроме того, при такой схеме соединения затруднительно выдержать соосность несущего корпуса и сменной режущей части. Также к недостаткам стоит отнести повышенный расход связующего материала.
В описании к патенту, принятому за прототип, показано разъемное крепление сменной режущей части к несущему корпусу. Данный механизм выполнен с расположением фиксирующих штифтов на несущем корпусе, а захватывающих прорезей - на сменной части [3]. Наиболее критичным недостатком предложенного способа крепления является необходимость весьма сложной подготовки несущего корпуса, требующая наличия дорогого высокоточного оборудования. Кроме того, имеющееся преимущество данного способа, связанное с легкостью отсоединения сменной части, увеличивает вероятность самопроизвольного отсоединения сменной режущей части в процессе сверления, например, при заклинивании.
Задача предлагаемой полезной модели упрощение процесса установки режущей части на любой несущий корпус соответствующего диаметра, создание надежного соединения частей, обеспечивая стабильность и эффективность сверления, за счет снижения затрат на восстановление отработавших коронок и увеличение срока использования несущего корпуса.
Это достигается за счет того, что сверлильная коронка, содержащая несущий цилиндрический корпус с хвостовиком, на котором на дальнем от хвостовика конце закреплена режущая цилиндрическая часть с размещенными по периметру режущими элементами, отличается тем, что у режущей цилиндрической части по периметру на конце, соприкасающемся непосредственно с несущим цилиндрическим корпусом коронки, дополнительно сформирован бортик по периметру внутренней стороны для центрирования и крепления с глухими выборками, служащими для внесения припоя или сварки, не превышающие по ширине 3 мм, глубиной до 3 мм, образованные непосредственно на торце заменяемой режущей части, над бортиком для центрирования и крепления, по внешней стороне, с равномерным расположением по периметру с промежутком до 10 см, причем толщина стенки кольцевого участка цилиндрической режущей части превышает толщину стенки несущего цилиндрического корпуса сверлильной коронки на толщину бортика.
На фиг. 1 показана сверлильная коронка с цилиндрической режущей частью, где:
1 - цилиндрический корпус,
2 - цилиндрическая режущая часть,
3 - глухие выборки,
4 - режущие элементы,
5 - хвостовик.
На фиг. 2 показана цилиндрическая режущая часть сверлильной коронки, где:
3 - глухие выборки,
4 - режущие элементы,
6 - бортик.
Сверлильная коронка с закрепленной режущей частью состоит из цилиндрической режущей части 2 и пустотелого цилиндрического несущего корпуса 1. На одном конце несущего корпуса располагается хвостовик 5 - система крепления сверла к сверлильному оборудованию, а к другому концу крепится цилиндрическая режущая часть с установленными на ней режущими элементами 4. В месте крепления цилиндрической режущей части несущий корпус должен быть обрезан перпендикулярно оси вращения. Данная операция не требует специализированного оборудования и может быть проделана на любом строительном участке, например, с помощью «болгарки». На одном конце цилиндрической режущей части промышленным способом закреплены режущие элементы 4 путем сварки или пайки. Лазерная наварка режущих элементов существенно увеличивает силу их удержания, что обеспечивает стабильность сверления. На другом конце цилиндрической режущей части 2 по внутренней стороне вдоль всего периметра сформирован позиционирующий бортик 6, позволяющий обеспечить соосность несущего корпуса и цилиндрической режущей части при их соединении путем пайки или сварки, в том числе лазерной. Также на этом конце цилиндрической режущей части непосредственно на торце, над бортиком для центрирования и крепления, по внешней стороне, с равномерным расположением по периметру с промежутком до 10 см сделаны глухие выборки 3, служащие для внесения припоя или сварки, не превышающие по ширине 3 мм и глубиной до 3 мм. Наличие данных выборок позволяет дозировано вносить дорогостоящий серебряный припой, что существенно сокращает затраты на восстановление и повышает эффективность.
Наличие глухих выборок на корпусе цилиндрической режущей части позволяет также осуществлять ее крепление путем сварки в местах выборок, создавая надежное удержание модуля при отсутствии сплошного сварного шва и обеспечивая высокий экономический эффект за счет сокращения затрат на припой.
Удаление цилиндрической режущей части предлагается производить обрезанием несущего корпуса по краю центрирующего бортика перпендикулярно оси вращения, одновременно подготавливая несущий корпус к новому использованию.
В качестве несущего корпуса может быть взят как новый корпус, так и корпус любой отработавшей коронки, любой длины и с любым хвостовиком, обрезанный перпендикулярно оси вращения со стороны крепления цилиндрической режущей части, что доступно на любом строительном участке.
За счет того, что цилиндрическая режущая часть толще несущего корпуса на толщину позиционирующего бортика, увеличивается площадь соединения режущего элемента с кольцевым участком, что приводит к повышенному удержанию режущих элементов.
За счет увеличенной толщины цилиндрической режущей части снижается процесс истирания несущего корпуса, что увеличивает срок его использования.
Цилиндрическая режущая часть обладает повышенным удержанием в месте соединения с несущим корпусом сверла, за счет наличия глухих выборок, примыкающих к торцу, обеспечивающих эффективное внесение припоя или осуществление сварки.
Высокая степень удержания цилиндрической режущей части на несущем корпусе не зависит от направления вращения сверла.
Высокая степень удержания цилиндрической режущей части на несущем корпусе в сочетании с высоким удержанием сегментов на ней обеспечивают стабильное и качественное сверление.
Стоимость восстановления сверла существенно ниже, чем у прототипа, при этом количество циклов использования несущего корпуса выше.
Источники информации:
1. Патент РФ 131055.
2. Патент РФ 156417.
3. Патент РФ 2631566 - прототип.