RU164904U1

RU164904U1 - DRILLING CUTTER FOR ROTARY DRILLING

Info

Publication number: RU164904U1
Application number: RU2016109236/03U
Authority: RU
Inventors: Роман Вадимович Кузнецов
Original assignee: Роман Вадимович Кузнецов
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2016-09-20

Abstract

1. Буровой резец для вращательного бурения шпуров, содержащий корпус, включающий в себя ступень резания с тремя твердосплавными пластинами, закрепленными посредством припоя по конгруэнтным поверхностям резца относительно друг друга на одинаковом расстоянии по окружности, зажимную и замковую ступени, отличающийся тем, что ступень резания выполнена с задним углом в виде трех перьев, сформированных тремя V-образными пазами, равноудаленными по окружности ступени резания, при этом все три пера снабжены промывочными отверстиями, соединяющими внутреннюю полость и полость экскавации отбуренной породы ступени резания, и армированными твердосплавными многогранными вставками, при этом одна из твердосплавных многогранных вставок выполнена со смещенной к наружной поверхности ступени резания вершиной точки врезания в горную породу и увеличенной по сравнению с двумя другими шириной, и плавно переходит в зажимную ступень, при этом зажимная ступень выполнена цилиндрической и снабжена плоскопараллельными гранями, замковая ступень выполнена в виде резьбового соединения охватываемого или охватывающего типа.2. Буровой резец для вращательного бурения шпуров по п.1, отличающийся тем, что задний угол ступени резания выполнен равным 10 градусам.3. Буровой резец для вращательного бурения шпуров по п.1, отличающийся тем, что выполнен из термообработанной литой или штампованной заготовки.4. Буровой резец для вращательного бурения шпуров по п.1, отличающийся тем, что зажимная ступень снабжена как минимум двумя плоскопараллельными гранями со стандартным размером под ключ.5. Буровой резец для вращательного бурения шпуров по п.1, отличающийся тем, что1. Drill cutter for rotary drilling of holes, comprising a housing including a cutting step with three carbide inserts fixed by solder on the congruent surfaces of the cutter relative to each other at the same circumference, clamping and locking steps, characterized in that the cutting step is made with a trailing angle in the form of three feathers formed by three V-shaped grooves equidistant around the circumference of the cutting step, while all three feathers are equipped with washing holes connecting the inner cavity and the cavity of excavation of the cuttings at the cutting stage, and reinforced carbide polyhedral inserts, while one of the carbide polyhedral inserts is made with the tip of the cut-in point into the rock shifted to the outer surface of the cutting step and increased in comparison with the other two widths, and smoothly passes into clamping step, while the clamping step is cylindrical and provided with plane-parallel faces, the locking step is made in the form of a threaded connection th or covering tipa.2. Drill bit for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that the rear corner of the cutting step is made equal to 10 degrees. Drill bit for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that it is made of heat-treated cast or stamped billet. Drill bit for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that the clamping stage is equipped with at least two plane-parallel faces with a standard turnkey size. Drill for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that

Description

Полезная модель относится к области горного дела, а более конкретно к буровым инструментам для вращательного бурения шпуров с зубцами пластинчатого типа, предназначенных для бурения шпуров в угольных шахтах под установку сталеполимерных анкеров крепления кровли и шпуров в массивах горных пород.The utility model relates to the field of mining, and more specifically to drilling tools for rotary drilling of holes with lamellar teeth intended for drilling holes in coal mines under the installation of steel-polymer roof anchors and holes in rock masses.

Известен трехперный резец для бурения шпуров (см. патент РФ 53702 МПК E21B 3/00 от 22.12.2005 года, опубл. 27.05.2006), который включает корпус и три твердосплавные пластины, устанавливаемые относительно друг друга на одинаковом расстоянии по окружности, при этом лезвия твердосплавных пластин формируют на корпусе резца реборды трехзаходного шнека, а рабочие лезвия пластин выполняются в плане в виде клиньев, направленных остриями в сторону вращения резца.Known three-feather cutter for drilling holes (see RF patent 53702 IPC E21B 3/00 dated 12/22/2005, publ. 05/27/2006), which includes a housing and three carbide inserts mounted relative to each other at the same distance around the circumference, while carbide blades form the flanges of the three-auger screw on the tool body, and the working blades of the plates are made in plan in the form of wedges directed by the tips in the direction of rotation of the tool.

Недостатком этого технического решения является повышенный износ корпуса резца за счет трения его цилиндрической поверхности о стенки шпура и, как следствие, уменьшение ресурса работы такого резца.The disadvantage of this technical solution is the increased wear of the cutter body due to the friction of its cylindrical surface against the borehole walls and, as a result, a decrease in the life of such a cutter.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту аналогом (прототипом) является четырехступенчатый трехлезвийный буровой резец для вращательного бурения шпуров (см. RU №2558097 МПК E21B 10/42 от 12.03.2014 года, опубл. 27.07. 2015), включающий в себя четыре ступени, высоты которых вдоль геометрической оси вращения резца выполнены в соотношениях 2/10:3/10:2/10:3/10 от общей высоты резца, твердосплавные пластины выполненные по форме семигранника, две взаимно перпендикулярные грани которых служат для закрепления их посредством припоя на конгруэнтных поверхностях резца, две фронтальных грани, образующие между собой тупой угол, предназначены для прямого контакта с буримой породой, а три оставшиеся образуют с двумя фронтальными режущие кромки с различными углами резания, реборда шнека ступени экскавации выполнена по высоте с изменяющимся шагом и с уменьшающимся радиусом от ступени резания к зажимной ступени, замковая ступень выполнена в виде резьбового соединения с внутренним отверстием.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed object analogue (prototype) is a four-stage three-blade drill cutter for rotary drilling of holes (see RU No. 2558097 IPC E21B 10/42 from 03/12/2014, publ. 27.07. 2015), including four steps, the heights of which along the geometric axis of rotation of the cutter are made in ratios 2/10: 3/10: 2/10: 3/10 of the total height of the cutter, carbide inserts made in the shape of a heptagon, two mutually perpendicular faces of which serve to fix them the medium m of solder on the congruent surfaces of the cutter, the two front faces forming an obtuse angle between them are intended for direct contact with the drill rock, and the remaining three form cutting edges with two front edges with different cutting angles, the flange of the screw of the excavation step is made in height with a varying pitch and with a decreasing radius from the cutting step to the clamping step, the locking step is made in the form of a threaded connection with an internal hole.

Недостатками известного технического решения являются: сильно ослабленное перо резца в ступени экскавации за счет сформированного шнека, что приводит нередко к его излому и выходу из эксплуатации; отсутствующий задний угол корпуса резца, что приводит к повышенному износу и нагреву корпуса резца; все три твердосплавные пластины имеют одинаковую семигранную форму, вследствие чего появляется возможность заштыбовывания средней части головки резца за счет резания породы по одному диаметру, что приводит к снижению скорости резания; отсутствие на замковой части охватывающего исполнения хвостовой части резца снижает его эксплуатационные возможности.The disadvantages of the known technical solutions are: a strongly weakened feather of the cutter in the excavation step due to the formed screw, which often leads to its kink and decommissioning; missing rear corner of the tool body, which leads to increased wear and heating of the tool body; all three carbide inserts have the same seven-sided shape, as a result of which it becomes possible to fill the middle part of the cutter head by cutting the rock in one diameter, which reduces the cutting speed; the absence on the locking part of the female version of the tail part of the cutter reduces its operational capabilities.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание бурового резца для вращательного бурения шпуров, у которого указанные выше недостатки устранены, а именно: усилено поперечное сечение перьев, организован оптимальный задний угол корпуса резца, разнесены режущие вершины твердосплавных вставок и увеличена ширина одной из вставок, предусмотрено охватывающее исполнение хвостовой части резца.The technical problem to which the utility model is directed is the creation of a drill cutter for rotary drilling of holes, in which the above disadvantages are eliminated, namely: the cross section of the feathers is strengthened, the optimum rear corner of the cutter body is arranged, the cutting vertices of the carbide inserts are spaced and the width of one of the inserts, envisaging a covering design of the tail of the cutter.

Данные задачи решаются согласно полезной модели, по которой в буровом резце для вращательного бурения шпуров, содержащим корпус, включающий в себя ступень резания с тремя твердосплавными пластинами, закрепленными посредством припоя по конгруэнтным поверхностям резца относительно друг друга на одинаковом расстоянии по окружности, зажимную и замковую ступени, ступень резания выполнена с задним углом, в виде трех перьев, сформированных тремя V-образными пазами, равноудаленными по окружности ступени резания, при этом все три пера снабжены промывочными отверстиями, соединяющими внутреннюю полость и полость экскавации отбуренной породы ступени резания, и армированными твердосплавными многогранными вставками, при этом одна из твердосплавных многогранных вставок выполнена со смещенной к наружной поверхности ступени резания вершиной точки врезания в горную породу и увеличенной по сравнению с двумя другими шириной, и плавно переходит в зажимную ступень, при этом зажимная ступень выполнена цилиндрической и снабжена плоскопараллельными гранями, замковая ступень выполнена в виде резьбового соединения охватываемого или охватывающего типа, при этом задний угол ступени резания выполнен равным 10 градусам, буровой резец для вращательного бурения шпуров выполнен из термообработанной литой или штампованной заготовки, зажимная ступень снабжена как минимум двумя плоскопараллельными гранями со стандартным размером под ключ, резьбовое соединение замковой ступени охватываемого или охватывающего типа выполнено с метрической или круглой резьбой.These tasks are solved according to a utility model, according to which, in a drill bit for rotary drilling of holes, containing a housing that includes a cutting step with three carbide inserts fixed by solder along the congruent surfaces of the cutter relative to each other at the same circumference, clamping and locking steps , the cutting step is made with a rear angle, in the form of three feathers formed by three V-grooves equidistant along the circumference of the cutting step, while all three feathers are equipped flushing holes connecting the inner cavity and the excavation cavity of the cuttings of the cut stage and reinforced with carbide polyhedral inserts, while one of the carbide polyhedral inserts is made with the tip of the cut-in point into the rock shifted to the outer surface of the cutting step and increased compared to two other widths, and smoothly passes into the clamping step, while the clamping step is cylindrical and provided with plane-parallel faces, the locking step is made in the form of a threaded connection of a male or female type, while the rear corner of the cutting step is made equal to 10 degrees, the drill bit for rotary drilling of holes is made of heat-treated cast or stamped workpiece, the clamping stage is equipped with at least two plane-parallel faces with a standard turnkey size, the threaded lock connection steps of male or female type are metric or round.

Сущность полезной модели состоит в том, что выполнение ступени резания с задним углом значительно облегчает режим резания и вынос отбуренной массы породы, а также уменьшает разогрев резца за счет снижения трения при бурении, а выполнение ее в виде трех перьев, сформированными тремя V-образными пазами, равноудаленными по окружности ступени резания, обеспечивает свободное удаление горной массы из зоны бурения при повышенной прочности собственно перьев за счет формирования их пирамидальной формы V-образными пазами как единое целое с цилиндрической зажимной ступенью. Все три пера армированы твердосплавными многогранными вставками, при этом выполнение одной из твердосплавных многогранных вставок со смещенной к наружной поверхности ступени резания вершиной точки врезания в горную породу позволяет увеличить скорость резания за счет врезания резца в горную породу по двум диаметрам, что ведет к более легкому скалыванию горного массива и, как следствие, к облегчению бурения шпуров. Выполнение и увеличенной по сравнению с двумя другими шириной позволяет увеличить скорость бурения и уменьшить оставшуюся часть штыбы между перьями. Выполнение замковой ступени в виде резьбового соединения охватываемого или охватывающего типа расширяет эксплуатационные возможности (упрощение ремонта, использование штанг с любым исполнением хвостовика) резца.The essence of the utility model is that the execution of the cutting step with a rear angle greatly facilitates the cutting mode and the removal of the drilled mass of the rock, and also reduces the heating of the cutter by reducing friction during drilling, and its execution in the form of three feathers formed by three V-shaped grooves equidistant along the circumference of the cutting step, provides free removal of the rock mass from the drilling zone with increased strength of the feathers themselves due to the formation of their pyramidal shape by V-shaped grooves as a single unit with the cylinder tric clamping step. All three feathers are reinforced with carbide polyhedral inserts, while the implementation of one of the carbide polyhedral inserts with the top of the cutting point shifted to the outside of the cutting step allows increasing the cutting speed by cutting the cutter into the rock in two diameters, which leads to easier shearing massif and, as a result, to facilitate the drilling of holes. The execution and increased in comparison with the other two width allows you to increase the drilling speed and reduce the remainder of the bayonet between the feathers. The implementation of the locking step in the form of a threaded connection of a male or female type expands the operational capabilities (simplification of repair, the use of rods with any version of the shank) of the cutter.

Заявителю не известна конструкция бурового резца для вращательного бурения шпуров, которому присущи существенные признаки в независимом пункте формулы полезной модели, что подтверждает соответствие заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».The applicant does not know the design of the drill bit for rotary drilling of holes, which are characterized by essential features in the independent claim of the utility model formula, which confirms the compliance of the claimed utility model with the patentability criterion of “novelty”.

Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг. 1 представлен общий вид, на Фиг. 2 - вид А фиг. 1, на Фиг. 3 - исполнения замковой ступени.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a perspective view; FIG. 2 is a view A of FIG. 1, in FIG. 3 - execution of the castle step.

Буровой резец для вращательного бурения шпуров содержит корпус 1, включающий в себя ступень резания 2 с тремя твердосплавными многогранными вставками 3, зажимную 4 и замковую 5 ступени. Ступень резания 2 выполнена с задним углом 6 в виде трех перьев 7, сформированными тремя V-образными пазами 8, равноудаленными по окружности 9 ступени резания, все три пера 7 снабжены промывочными отверстиями 10, соединяющими внутреннюю полость 11 и полость экскавации 12 отбуренной породы. Одна из твердосплавных многогранных вставок 3 выполнена со смещенной к наружной поверхности ступени резания вершиной 13 на размер R, в отличие от двух других, вершины 14 которых смещены на меньший размер r. Зажимная ступень 4 выполнена цилиндрической и снабжена плоскопараллельными гранями 15, замковая ступень 5 может быть выполнена в виде резьбового соединения охватываемого 16 или охватывающего 17 типа с различными типами резьб.The drill for rotary drilling of holes includes a housing 1, which includes a cutting step 2 with three carbide polyhedral inserts 3, clamping 4 and locking 5 steps. Cutting stage 2 is made with a rear angle 6 in the form of three feathers 7, formed by three V-grooves 8, equally spaced around the circumference 9 of the cutting step, all three feathers 7 are equipped with flushing holes 10 connecting the internal cavity 11 and the excavation cavity 12 of the cuttings. One of the carbide polyhedral inserts 3 is made with the tip 13 shifted toward the outer surface of the cutting step by size R, in contrast to the other two, whose vertices 14 are offset by a smaller size r. The clamping step 4 is cylindrical and provided with plane-parallel faces 15, the locking step 5 may be made in the form of a threaded connection of male 16 or female 17 with various types of threads.

Буровой резец для вращательного бурения шпуров работает следующим образом. Резец закрепляется на штанге посредством замковой ступени 5 с соответствующей резьбой, штанга приводится во вращение с обеспечением осевой подачи от приводного механизма, установленного на месте бурения. Производится бурение шпура, при этом резец врезается в породу вершинами 13 и 14 по радиусам R и r, разрушение образующегося штыба происходит вставками с вершиной 14 до зоны D, а с вершиной 13 до зоны d.A drill bit for rotary drilling of holes works as follows. The cutter is fixed to the rod by means of the locking step 5 with the corresponding thread, the rod is rotated to provide axial feed from the drive mechanism installed at the drilling site. A hole is drilled, while the cutter cuts into the rock with peaks 13 and 14 along the radii R and r, the destruction of the resulting bayonet occurs by inserts with a vertex 14 to zone D, and with a vertex 13 to zone d.

Изготовлен и испытан опытный образец, подтверждающий заложенные характеристики.A prototype was made and tested, confirming the inherent characteristics.

Технический результат при использовании полезной модели - повышен ресурс работы бурового резца для вращательного бурения шпуров за счет усиления поперечного сечения перьев резца и организации оптимального заднего угла корпуса резца, повышена скорость резания за счет разнесения режущих вершин твердосплавных вставок, облегчено удаление штыба за счет увеличения ширины одной из твердосплавных вставок, повышены эксплуатационные возможности (упрощение ремонта, использование штанг с любым исполнением хвостовика) за счет охватываемого или охватывающего исполнения хвостовой части резца и различными типами резьб.The technical result when using the utility model is increased the life of the drill tool for rotary drilling of holes due to the reinforcement of the cross section of the feathers of the tool and the organization of the optimal rear angle of the tool body, the cutting speed is increased due to the spacing of the cutting tips of the carbide inserts, the removal of the pin is facilitated by increasing the width of one from carbide inserts, increased operational capabilities (simplified repairs, the use of rods with any design of the shank) due to the covered or covering performance of the tail of the cutter and various types of threads.

Claims

1. Drill cutter for rotary drilling of holes, comprising a housing including a cutting step with three carbide inserts fixed by solder on the congruent surfaces of the cutter relative to each other at the same circumference, clamping and locking steps, characterized in that the cutting step is made with a trailing angle in the form of three feathers formed by three V-shaped grooves equidistant around the circumference of the cutting step, while all three feathers are equipped with washing holes connecting the inner cavity and the cavity of excavation of the cuttings at the cutting stage, and reinforced carbide polyhedral inserts, while one of the carbide polyhedral inserts is made with the tip of the cut-in point into the rock shifted to the outer surface of the cutting step and increased in comparison with the other two widths, and smoothly passes into clamping step, while the clamping step is cylindrical and provided with plane-parallel faces, the locking step is made in the form of a threaded connection th or female type.

2. A drilling cutter for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that the rear corner of the cutting step is made equal to 10 degrees.

3. Drill for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that it is made of heat-treated cast or stamped billets.

4. A drill bit for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that the clamping stage is equipped with at least two plane-parallel faces with a standard turnkey size.

5. A drilling cutter for rotary drilling of holes according to claim 1, characterized in that the threaded connection of the locking step of the male or female type is made with a metric or round thread.