РЕЖУЩИЙ УЗЕЛ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения и горной промышленности, в частности к породоразрушающему инструменту, и может быть использована при вращательном бурении, применяемом преимущественно в промышленном и гражданском строительстве.
Из уровня техники известен съемный резец для бурильного инструмента, состоящий из цилиндрической части и режущей головки с твердосплавной пластиной, и размещаемый в корпусе, снабженном фиксирующим элементом, при этом в резце и корпусе выполнены отверстия, причем в одном из отверстий корпуса установлена цилиндрическая часть резца, а в другом - фиксирующий элемент, причем в Г-образном корпусе отверстия расположены перпендикулярно друг другу, при этом на его внутренние поверхности опирается режущая головка, а фиксирующий элемент проходит через отверстие корпуса и соосное с ним отверстие, выполненное в режущей головке со стороны, противоположной размещению твердосплавной пластины (патент №131056 на полезную модель «Съемный резец для бурильного инструмента», дата подачи 18.03.2013 г., опубликовано 10.08.2013 г.).
Известна породоразрушающая часть бурового инструмента, в которой в качестве режущих элементов используют резцы с цилиндроконическим твердосплавным армированием.
Кроме того, известна буровая коронка, в которой резцы, прочно связанные с ними державками, а также выполненные заодно с державками хвостовики, имеют цилиндрическую форму и общую ось вращения, которая расположена на среднем диаметре торца корпуса коронки, при этом цилиндрические хвостовики державок вместе с упирающимся в них упорным подшипником, с минимальным зазором и возможностью вращения вокруг своей оси, а резцы удерживаются от выпадения из своих отверстий благодаря шарику, установленному через боковое отверстие в теле коронки у ее торца в кольцевую проточку, выполненную у нижнего конца хвостовика (патент №2522685 на изобретение «Буровая коронка», дата подачи 25.05.2012 г., опубликовано 20.07.2014 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является бурильный инструмент со сменными резцами, включающий корпус со сквозными отверстиями, в каждом из которых установлен резец, имеющий стержень с хвостовиком и режущей головкой, при этом стержень резца выполнен цилиндрическим, переходящим в конический хвостовик, а каждое сквозное отверстие корпуса бурового долота выполнено конгруэнтным коническому хвостовику резца, при этом резцы установлены в корпусе с натягом (патент №93448 на полезную модель «Бурильный инструмент со сменными резцами», дата подачи 28.12.2009, опубликовано 27.04.2010 г.).
Недостатки известных решений связаны с не слишком надежным и точным фиксированием резцов внутри корпуса бурового инструмента, что в случае превышения нагрузки приводит к их провороту или вообще выпадению из отверстия державки.
Кроме того, для осуществления демонтажа такого резца используют, по меньшей мере, два приспособления.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение точности и надежности фиксирования резца в посадочном месте державки, прикрепляемой к корпусу бурового инструмента, исключающих его проворот и выпадение.
Дополнительным техническим результатом является упрощение демонтажа резца.
Указанный результат достигается тем, что в режущем узле бурового инструмента, содержащем резец, устанавливаемый в державке, прикрепленной к корпусу бурильного инструмента, и включающем рабочую часть в виде армированной режущей головки и монтажную часть в виде конического хвостовика, согласно полезной модели хвостовик резца выполнен ступенчатым, а державка представляет собой втулку с фиксатором, размещенным с возможностью перекрытия части сквозного отверстия втулки и нижней части хвостовика, ограничивая перемещение резца.
Полезная модель поясняется чертежами, где
Фигура - вид спереди съемного резца для бурового инструмента, установленного в державке.
Заявляемый режущий узел содержит съемный резец, который может быть изготовлен, например, литьем, или выполнен из поковки, или металлического проката, или из стержня, имеющего в поперечном сечении многогранник или круг. Резец условно разделен на рабочую часть, представляющую собой режущую головку 1, и монтажную часть - конический хвостовик 2, который выполнен ступенчатым 3. Режущая головка армирована, например, твердосплавной пластиной 4. В случае выполнения резца из прочной стали армированную пластину могут не применять. Резец размещают в державке 5 бурового инструмента, в качестве которой может быть использована, например, муфта (втулка), снабженная фиксатором 6, который жестко, например, с помощью сварки, закреплен на ней. Фиксатор 6 может быть выполнен заодно с державкой. Фиксатор 6 перекрывает часть верхнего сквозного отверстия муфты и нижнюю ступень хвостовика, ограничивая, таким образом, перемещение резца и предотвращая его от выпадения из посадочного места, при этом обеспечивая его точное и надежное фиксирование и позиционирование в державке.
Выполнение хвостовика ступенчатым обеспечивает точное позиционирование резца в державке, в том числе под углом, определяемым конструкцией бурового инструмента, а также исключает провороты резца и его выпадение из отверстия державки, в том числе при превышении заданных нагрузок.
За счет того, что хвостовик выполнен коническим, обеспечивается простота монтажа - резец плотно встает в посадочное отверстие державки, при этом его положение точно и надежно фиксируется.
При монтаже резец с натягом закрепляют в заданном положении в державке бурового инструмента. При вращении и перемещении бурового инструмента вниз рабочая часть резца - режущая головка с армированной пластиной внедряется в породу и разрушает ее. Благодаря заявляемой конструкции в случае превышения допустимых нагрузок исключаются проворот и выпадение резца из посадочного места.
При необходимости замены или демонтажа какого-либо из размещенных в державке резцов его просто выбивают из посадочного места, в котором он установлен, производят монтаж нового резца и продолжают процесс бурения.
Предлагаемое к защите устройство обеспечивает точное и надежное позиционирование съемного резца, исключающее его проворот при эксплуатации бурового инструмента. Жесткое фиксирование резца позволяет сохранять геометрию инструмента при допустимых нагрузках. Обеспечивается простота при эксплуатации устройства, а также его быстрый монтаж/демонтаж и замена.