NO151511B - Borkrone for fjellboring. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en borkrone for fjellboring, bestående av et kronelegeme av stål hvori hard-metallskjær i form av hovedsakelig sylindriske innsatser er presset inn eller krympet inn i huller fordelt over kronens front.

Borkroner bestykket med innsatser har fått økt an-vendelse på bekostning av kroner forsynt med meiselskjær. Denne utvikling har flere årsaker. For det første gir innsatsen et økt antall bearbeidningspunkter mot borehullets bunn, hvilket gir innsatskronene en roligere gang og samtidig mindre påkjenninger på borutstyret. Dessuten fås et fint fordelt og lettspylt borkaks.

Ved den videreutvikling av vanlige innsatsborkroner som suksessivt foregår, har det vist seg at innsatsfestemåten er den faktor som begrenser levetiden. Press- eller krympe-pasning er den type feste som har vist seg å være nødvendig for at innsatsen så sikkert som mulig skal holdes tilbake i kronelegemet. Når borkronen arbeider, belastes innsatsen av en reaksjonskraft fra fjellet som presser innsatsen inn mot dens hullbunn i kronen. Deretter avlastes innsatsen og det finner sted en elastisk tilbakefjæring. For hver belastnings-syklus fås således en relativ bevegelse mellom innsats og kronelegeme. Dette bevirker deformering av materialet i hullveggen av innsatsens hårdmetall som har betydelig større hårdhet enn stålet i kronelegemet. På grunn av de av innsatsens bevegelser fremkalte strekkspenninger som er av ut-mattingskarakter, dannes stålsprekker i hullflaten, hvilke brer seg slik at innsats og den omgivende ståldel løsner, hvorved borkronen blir ødelagt.

Det er således kjent borkroner for fjellboring av lignende art (DE-AS 2417600, GB-PS 1294717, US-PS 3599 737

og 3388757), hvor innsatsene er satt inn i hovedsakelig sylindriske blindboringer uten avrundede overgangsinnsnitt. Her består en stor fare på grunn av tretthetsfenomener fordi her har blindboringene ikke bare skarpe overgangskanter, men fordi også den kant som dannes mellom den sylindriske mantel-del og den koniske endedel av innsatsen tilfører spenningskonsentrasjoner i borkronens materiale.

Det er også kjent en slagborkrone for fjellboring av den til å begynne med nevnte art (US-PS 39 70158) hvor det avrundede overgangsavsnitt strekker seg innenfor boringens mantelflate. For å unngå en berøring av omkretskanten ved den nedre ende av innsatsen med overgangsavsnittet, er det ved bunnen av blindboringen anordnet et deformerbart underlag. Den mellom den sylindriske og den koniske mantelflate på innsatsen utformede kant ligger imidlertid i dette tilfelle an mot borehullets mantelflate, slik at det her kan opptre tretthetsfenomener på grunn av spenningskonsentrasjoner.

Det er også kjent et slagverktøy (US-PS 3807804) som består av en meisel, hvori det på forsiden er satt inn en enkelt sylindrisk hardmetallinnsats som ved sin nedre ende går over i en konisk utformet mantelflate. I dette tilfelle har den blindboring som opptar innsatsen, en plan bunn og det er mellom den sylindriske bunnvegg og bunnen av boringen anordnet en rundt omkretsen forløpende utsparing som er be-stemt for opptak av de spon som eventuelt oppstår ved inn-presning av innsatsen og dermed oppnå et fullstendig anlegg av innsatsens ende mot blindboringens bunnflate. Denne utsparing har en slik form at tretthetsfenomener i materialet snarere blir tilført enn hindret. I dette tilfelle ligger også innsatsens bunnkant an mot bunnen av hullet, slik at det må regnes med tretthetsfenomener i materialet ved berørings-linjen mellom begge.

Endelig er det også kjent en slagborkrone (US-PS 3100545) som er forsynt med en ansats som inneholder en konisk boring, hvori en borstang kan stikkes inn. Boringen er ved bunnen forsynt med en rundt omkretsen forløpende avrundet utsparing, ved hjelp av hvilken ansatsens veggtykkelse reduseres, slik at derved oppnås en viss fordeling av spen-ningen. Det problem som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse, foreligger imidlertid ikke i dette siste tilfelle.

Foreliggende oppfinnelse angir en ny teknikk for feste av hardmetallinnsatser i et kronelegeme av stål, hvorved hindres at de ovennevnte stålsprekker oppstår og det muliggjøres en vesentlig økning av borkronens levetid.

For å løse den ovenfor stilte oppgave er oppfinnelsen kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteri-stikken i de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor fig.-1 viser en borkrone for slagboring av konvensjonell utførelse, fig. 2 viser feste av innsats i et kronelegeme tilsvarende tidligere kjent teknikk, fig. 3 viser en detalj av fig. 2 i større målestokk, fig. 3 viser feste av innsatsen i et kronelegeme i samsvar med foreliggende oppfinnelse, fig. 5 viser en detalj av fig. 4 i større målestokk og fig. 6 viser en alternativ ut-førelse av festet av en innsats i samsvar med oppfinnelsen.

På fig. 1 er vist et kronelegeme 10 av stål med sylindriske innsatser 11 av hardmetall fordelt over kronens front og opptatt i presisjonsborede huller, hvilke innsatser har en jevnt avrundet forreste fremstikkende endedel. Borkronen er på vanlig måte forsynt med spylekanaler 12 i om-rådet for borkronens forreste flate og har dessuten ut-sparinger 13 anordnet på omkretsen, hvilke tjener til å spyle bort kaks fra bunnen av borehullet.

Konvensjonelt festes hver innsats 11 ved at den presses eller krympes inn i et sylindrisk hull 14, slik at innsatsen bringes til kontakt med hullets bunn 15. Innsatsens 11 endeparti 16 som ér tatt opp i hullet, er vanligvis utformet konisk som vist på fig. 2. Grepet ved innpressingen eller krympingen må i dette tilfelle velges så stort at innsatsen holdes fast under boringen. Til tross for det store grep som i praksis tilpasses, fås for hver belastnings-syklus en relativ bevegelse mellom innsatsen 11 og stål-legemet 10 som en følge av at fjellets reaksjonskraft først presser innsatsen inn mot hullets bunn 15, hvoretter innsatsen avlastes og det finner sted en tilbakefjæring. Derved deformeres materialet i hullveggen på grunn av hardmetallets og stålets forskjellige hardhetsgrader, hvilket bevirker at det oppstår en anvisning i punktet A på fig. 3 samt strekkspenninger av utmattningskarakter i nevnte punkt. Sprekk-dannelse og løsning av innsatsen blir resultatet.

Ifølge oppfinnelsen er overgangspartiet 17 mellom hullets bunn 15 og hullets vegg 14 utformet som en underskjæring eller et underkutt, hvis utstrekning er slik at den del av innsatsens 11 mantelflate som befinner seg nærmest hullets bunn, blir helt frilagt i forhold til hullets vegg 14. Det med 16 betegnede kroneparti er således anordnet helt innenfor underskjæringen.

Overgangspartiet 17 som hensiktsmessig er utformet ved dreining, er fortrinnsvis jevnt avrundet med en radius R, men også andre utførelsesformer er mulige. Ved den angitte utformning av innsatshullet har det vist seg mulig å for-hindre at det oppstår stålsprekker av den ovenfor angitte art.

På fig. 6 er vist en alternativ utførelse, hvor overgangspartiet 17 er utformet med en radius R' av en slik dimensjon at også den del av innsatsens 11 bunnflate som er betegnet med 18 og som ligger nær overgangen mellom hullets bunn 15 og hullets vegg 14, befinner seg innenfor overgangspartiet 17.

Selvsagt er oppfinnelsen ikke begrenset til bare den beskrevne og på tegningene viste utførelse. Således er det f.eks. mulig å gi innsatshullets bunn en annen form enn den viste plane form. Likeledes er det klart at prinsippet med den angitte befestigelse av.innsatsen like godt kan anvendes på en borkrone for roterende boring.

Claims (4)

1. Slagborkrone for fjellboring med i endeflaten innarbeidede blindboringer, hvori det med presspasning er festet sylindriske hardmetallinnsatser som hver ved sin indre ende går over i en konisk utformet mantelflate, og hvor hver blindboring mellom den sylindrisk utformede mantelflate og boringens bunn er forsynt med et rundt omkretsen forløpende avrundet overgangsavsnitt, karakterisert ved at det avrundede overgangsavsnitt danner en underskjæring (17) av boringens mantelflate (14) og strekker seg over en lengde, målt utover fra boringens bunn, som er større enn lengden av det koniske parti for respektive hardmetallinnsats.

2. Borkrone ifølge krav 1, karakterisert ved at underskjæringen (17) er jevnt avrundet idet den, sett i et aksialsnitt gjennom boringen, har en konstant krumnings-radius (R, R').

3. Borkrone ifølge krav 2, karakterisert ved at krumningsradien (R) er av en slik størrelse at under-sk jæringen tangerer boringens bunn.

4. Borkrone ifølge krav 2, karakterisert ved at krumningsradien (R') er av en slik størrelse at underskjæringen strekker seg innenfor boringens bunn.