FI77303C

FI77303C - Joint joints for rock drilling equipment.

Info

Publication number: FI77303C
Application number: FI824324A
Authority: FI
Inventors: Goesta Christer Gustafsson
Original assignee: Fagersta Ab
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1989-02-10
Also published as: EP0077336A1; IE52613B1; CA1178944A; DE3264233D1; SE426089B; FI824324A0; SE8102626L; ZA822203B; FI77303B; EP0077336B1; AU547091B2; AU8275682A; WO1982003653A1; IE820955L; FI824324L

Description

1 773031 77303

Jatkoliitos kallioporavarusteisiin - Skarvförband vid bergborrutrustningExtension connection to rock drilling equipment - Skarvförband vid bergborrutrustning

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen kallioporavarusteiden jatkoliitos.The invention relates to an extension of rock drilling rigs according to the preamble of claim 1.

Kallioporauksessa pyritään lisäämään porauksen tehokkuutta, erityisesti poran uppoumaa, eli lisäämään 5 reikä- tai porauspituutta aikayksikössä. Haluttu te-honlisäys saadaan aikaan ennen kaikkea nostamalla porakoneen tehoa. Esimerkiksi iskuporauksessa saavutetaan porakoneen tehonlisäys joko suurentamalla pora-koneen männän iskuvoimaa, mutta myös koneen vääntömo-10 menttia suurentamalla tai kallioporavarusteista kallioon kohdistuvaa syöttöpainetta lisäämällä tai edellä mainittujen tekijöiden yhdistelmällä.Rock drilling aims to increase the efficiency of drilling, especially the drilling of the drill, i.e. to increase the length of 5 holes or boreholes per unit time. The desired increase in power is achieved above all by increasing the power of the drilling machine. For example, in impact drilling, an increase in the power of the drilling machine is achieved either by increasing the impact force of the drill piston, but also by increasing the machine torque or by increasing the supply pressure to the rock from the rock drilling equipment or a combination of the above.

Kallioon kohdistuvan syöttöpaineen lisäys saa aikaan sen, että kallioporatanko tai -tangot, jotka siirtä-15 vät isku- ja/tai vääntövoiman poranterään, joka rouhii tai murtaa rikki kalliota, joutuu voimakkaiden taivutusrasitusten kohteeksi, jotka ovat sitä suurempia, mitä korkeampi syöttöpaine on ja mitä heikompi poratanko on poranterään nähden.An increase in the supply pressure to the rock causes the rock drill rod or rods, which transmit the impact and / or torque to the drill bit, which crushes or breaks the rock, to be subjected to strong bending stresses, which are higher the higher the supply pressure and the drill rod is weaker than the drill bit.

20 Vaikuttaessaan iskusta ja väännöstä johtuvien muiden rasitusten kanssa yhdistelmänä taivutusrasitukset kiihdyttävät poratangoissa tapahtuvia väsymismurtumia. Nämä esiintyvät ensisijaisesti poratangon hei-koimmissa tai "kriittisissä" leikkauksissa, esim. 25 kierre- tai liitospintojen välyksissä, kierrepohjissa tai jatkoliitoksen muissa syvennyksissä.20 When combined with other stresses due to impact and torsion, bending stresses accelerate fatigue fractures in drill rods. These occur primarily in the weakest or "critical" cuts of the drill rod, e.g., in the clearances of the threaded or jointed surfaces, in the threaded bases, or in other recesses in the extension joint.

Nykyään yleisen käytännön mukaan kiinnitetään poran-terä tai jatkohylsy jatkotankoon jatkoliitoksella, 77303 esim. kierteellä ja samoin käytännön mukaan on terän tai hylsyn reiällisen osan pituus tässä jatkoliitok-sessa hieman lyhyempi kuin tangon se osa, joka sovitetaan terään tai hylsyyn.Nowadays it is common practice to attach a drill bit or extension sleeve to an extension rod by an extension joint, e.g. a thread, and likewise according to practice the length of the perforated part of the blade or sleeve in this extension joint is slightly shorter than the part of the rod fitted to the blade or sleeve.

5 Jatkoliitoksen yhdistämisen jälkeen syntyy terän taakse tai hylsyn eteen ja taakse alueita, joita terän tai hylsyn vaippa ei tue ja tässä kohdassa tangon pienempi ulkohalkaisija kasvaa tangon suurempaan ul-kohalkaisijaan. Nämä alueet muodostavat tällöin 10 kriittisiä leikkauksia, joissa murtumia tavallisesti tapahtuu porauksessa syntyvien suurten taivutusrasi-tusten vuoksi.5 After connecting the extension joint, areas behind the blade or in front of and behind the sleeve are created which are not supported by the blade or sleeve casing and at this point the smaller outer diameter of the rod increases to the larger ul diameter of the rod. These areas then form 10 critical cuts in which fractures usually occur due to the high bending stresses generated during drilling.

Esimerkiksi DE-patenttijulkaisusta 951 712 on tunnettu kierteyttämättömällä liepeellä varustettujen kar-15 tiomaisten kierteiden käyttö kiertoporauksessa. Saksalaisen patenttijulkaisun mukainen lieve jatkoliitoksen kohdalla on puristettu vastinosaa vasten. Tämän keksinnön kohteena on myös kierreliitos, jossa holkkimaisessa osassa on lieve, mutta kierre on osit-20 tain sylinterimäinen. Keksinnön mukainen kierreliitos on tarkoitettu iskuporaukseen päinvastoin kuin tunnetun tekniikan tason mukaisessa kierreliitoksessa. Uutta ja olennaista tässä keksinnössä on se, että holkkimaisen osan sisäläpimitta on liukusovitettu 25 jatkoliitoksen kierteyttämättömän osan ulkohalkaisi-jaan päinvastoin kuin mm. saksalaisen patenttijulkaisun mukaisessa kierreliitoksessa, jossa lieve on puristettu vastinosaa vasten.For example, DE 951 712 discloses the use of conical threads with an unthreaded flange in rotary drilling. The skirt according to the German patent publication is pressed against the mating part at the extension joint. The present invention also relates to a threaded connection in which the sleeve-like part has a slope, but the thread is partially cylindrical. The threaded connection according to the invention is intended for impact drilling in contrast to the threaded connection according to the prior art. What is new and essential in the present invention is that the inner diameter of the sleeve-like part is slidably fitted to the outer diameter of the unthreaded part of the extension joint, in contrast to e.g. in a threaded joint according to a German patent publication, in which the skirt is pressed against the counterpart.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poranterän ja jatko-30 hylsyn pidentämisen avulla synnyttää sellainen tukeva vaikutus, joka vähentää taivutusrasituksia mainituissa kriittisissä leikkauksissa. Tämän tarkoituksen li 3 77303 saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle kallioporava-rusteiden jatkoliitokselle pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnus-osassa .The object of the present invention is to provide a supporting effect by reducing the bending stresses in said critical cuts by extending the drill bit and the extension sleeve. In order to achieve this object, the extension of the rock drilling rigs according to the invention is mainly characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

5 Keksinnön mukaisella jatkoliitoksella saavutetaan se etu, että taivutusrasituksien sekä niiden synnyttämien vaarallisten väsymisrasitusten vaikutukset pora-tankojen kriittisissä leikkauksissa eliminoituvat lähes kokonaan. Poranterän tai jatkohylsyn vaipan pi-10 dennetyllä osalla on tukemistehtävä ja se vähentää murtumisvaaraa aikaisemmin mainituissa vaarallisissa leikkauksissa vähentämällä käytössä syntyviä, vaarallisia taivutusrasituksia. Kokeet ovat osoittaneet, että taivutusrasituksia voidaan vähentää jopa 80% tä-15 män pidennyksen avulla.The extension joint according to the invention has the advantage that the effects of the bending stresses and the dangerous fatigue stresses generated by them in the critical cuts of the drill rods are almost completely eliminated. The reinforced portion of the drill bit or extension sleeve shell pi-10 has a supporting function and reduces the risk of breakage in the aforementioned hazardous cuts by reducing the dangerous bending stresses in use. Experiments have shown that bending stresses can be reduced by up to 80% with this 15-extension.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti seuraavassa viittaamalla liitteenä olevaan piirustukseen, jossa kuva 1 esittää osittaisena leikkauskuvantona terää, joka on varustettu keksinnön mukaisel-20 la pidennetyllä vaipalla ja kuva 2 esittää osittaisena leikkauskuvantona jat-kohylsyä, joka on varustettu keksinnön mukaisella pidennetyllä vaipalla.The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a partial sectional view of a blade provided with an extended sheath according to the invention and Figure 2 shows a partial sectional view of an extension sleeve provided with an extended sheath according to the invention.

Kuvassa 1 on esitetty nuorakierteinen jatkotanko 1 ja 25 tähän ruuvattu poranterä 2. Jatkotangossa on kiertey-tetty osa 3, joka on kierreyhteydessä vastaavan poranterän kierteytetyn osan 4 kanssa. Poranterässä on pidennetty vaippa 5, jonka päätyosa ulottuu ja on liukusovitettu jatkotangon kierteettömään osaan 6.Figure 1 shows a threaded extension rod 1 and a drill bit 2 screwed thereon. The extension rod has a threaded part 3 which is in threaded connection with the threaded part 4 of the corresponding drill bit. The drill bit has an elongated sheath 5, the end portion of which extends and is slidably fitted to the threadless portion 6 of the extension rod.

4 773034 77303

Vaipan 5 sisäläpimitta on tehty siten, että se on hieman suurempi tai pääasiassa yhtä suuri jatkotangon ulkoläpimitan kanssa ja sen pituus on sovitettu niin, että se liitoksen yhdistämisen jälkeen peittää jatko-5 tangon kavennetun osan 7, joka muodostaa ns. vaarallisen tai "kriittisen" leikkauksen ja jatkuu jonkin verran jatkotangon kierteettömän osan 6 päälle.The inner diameter of the sheath 5 is made to be slightly larger or substantially equal to the outer diameter of the extension rod and its length is adjusted so that after joining the joint it covers the tapered part 7 of the extension rod 5, which forms the so-called dangerous or "critical" cut and continues somewhat over the unthreaded portion 6 of the extension rod.

Kuvassa 2 on esitettynä kaksi kappaletta samoin nuo-rakierteisiä jatkotankoja 8 ja 9, jotka on ruuvattu 10 jatkohylsyyn 10 niin, että niiden päät 11 tukeutuvat toisiaan vasten. Jatkotangon 9 kierteytetty osa 12 on hylsyn kierteytetyn osan 13 yhteydessä ja sen pidennetty vaippa 14 ulottuu tangon kavennetun osan 15 ylitse ja jatkuu jonkin verran tangon kierteyttämät-15 tömän osan 16 päälle. Vaippa 14 on liukusovitettu kierteyttämätöntä osaa 16 vasten ja sillä on siten sellainen sisäläpimitta, joka on hieman suurempi tai pääasiassa yhtä suuri kuin osan 16 ulkoläpimitta.Figure 2 shows two pieces of similarly helical extension rods 8 and 9 screwed into the extension sleeve 10 so that their ends 11 rest against each other. The threaded portion 12 of the extension rod 9 is in communication with the threaded portion 13 of the sleeve and its elongated sheath 14 extends over the tapered portion 15 of the rod and extends somewhat over the unthreaded portion 16 of the rod. The sheath 14 is slidably fitted against the unthreaded portion 16 and thus has an inner diameter that is slightly larger or substantially equal to the outer diameter of the portion 16.

Esitetyissä jatkoliitoksen suoritusmuodoissa on nuo-20 rakierre, mutta tietysti ovat myös toisenlaiset kierteet ajateltavissa, kuten erityyppiset sahanhammas-kierteet, erityyppiset trapetsikierteet ja erityyppiset pyörökierteet samoin kuin muutkin ajateltavissa olevat kierretyypit.In the illustrated embodiments of the extension joint, there are those-20 rake threads, but of course other types of threads are conceivable, such as different types of sawtooth threads, different types of trapezoidal threads and different types of circular threads as well as other conceivable thread types.

25 Kuvissa 1 ja 2 esitetyissä suoritusmuodoissa ulottuu pidennetty vaippa jatkotangon kavennetun osan ylitse ja ympäröi jatkotangon kierteyttämätöntä osaa. On myös kuitenkin mahdollista tehdä vaippa lyhyemmäksi niin, että se ei ylety kierteyttämättömään osaan, 30 vaan ympäröi ainoastaan kavennettua osaa tai osaa siitä, esim. liukusovitteella. On myös mahdollista 5 77303 tehdä jatkotango ilman kavennettua osaa, jolloin kierteyttämätön osa 6, 16 liittyy suoraan kierteytet-tyyn osaan 3, 12. Lisäksi voidaan pidennyksen ja jat-kotangon väliin asentaa muovia tai kumia tai muuta 5 pehmeää ja vaimentavaa materiaalia oleva hylsy.In the embodiments shown in Figures 1 and 2, the elongated sheath extends over the tapered portion of the extension rod and surrounds the unthreaded portion of the extension rod. However, it is also possible to make the sheath shorter so that it does not extend into the unthreaded part, but only surrounds the tapered part or part thereof, e.g. with a sliding fit. It is also possible to make the extension rod without the tapered part, whereby the unthreaded part 6, 16 is directly connected to the threaded part 3, 12. In addition, a sleeve of plastic or rubber or other soft and damping material can be installed between the extension and the extension rod.

Claims

77303

An extension for rock drilling equipment comprising an extension rod (1; 9) having an external thread portion (3; 12) and an unthreaded portion (6; 16) having a diameter larger than the diameter of the external thread portion (3; 12) so as to form a shoulder (7; 15), a sleeve-shaped portion (2; 10) having a first internal thread portion (4; 13) corresponding to the external thread of the rod and a second portion (5; 14) in the shape of an unthreaded sheath (5; 14) extending from the first threaded from the part (4; 13) 10 to the outer end of the sleeve-shaped part and surrounding the post-threaded part of the extension rod, characterized in that the unthreaded, jacket-like part (5; 14) of the sleeve-shaped part (2; 10) is slidably fitted to the larger diameter unthreaded part this part and said shoulder (7; 15) so that the bending stresses against the joint are reduced.

Extension joint according to Claim 1, characterized in that the non-threaded, 20-shell-shaped part (5; 14) surrounds the shoulder (7; 15) between the thread of the rod and the non-threaded part.