Результат интеллектуальной деятельности: Режущая пластина бурового резца

Изобретение относится к горному делу, к горным машинам, а точнее, к режущему инструменту бурильных машин, оснащенному механически закрепленными твердосплавными пластинами.

Известна режущая пластина формы Г38 [Баженов, М.Ф. Твердые сплавы. Справочник. [Текст] / М.Ф. Баженов, С.Г. Байчман, Д.Г. Карпачев. - М.: Металлургия, 1978. - 184 с., стр. 130, рис. 177], предназначенная для армирования резцов вращательного бурения горных пород, состоящая из собственно тела пластины, двухстороннего лезвия и двух размещенных на нем задних наклонных граней, образующих заостренный клин, который разделяет лезвие на две части.

Недостатком пластины формы Г38 является наличие на ней заостренного клина, являющегося концентратором напряжений на лезвии, что приводит к неизбежным сколам пластин и быстрому затуплению лезвия с выходом из строя всего бурового резца.

Наиболее близкой к предлагаемой является режущая пластина формы Г51 [Баженов, М.Ф. Твердые сплавы. Справочник. [Текст] / М.Ф. Баженов, С.Г. Байчман, Д.Г. Карпачев. - М.: Металлургия, 1978. - 184 с., стр. 131, рис. 181], предназначенная для армирования коронок вращательного бурения геологоразведочных скважин и представляющая собой пластину, состоящую из собственно тела пластины, лезвия и задней грани пластины с постоянным углом заострения вдоль всего лезвия пластины.

Недостатком пластины Г51 является неизменность угла ее заострения по длине лезвия, от внутреннего его края до внешнего, что при вращении резца, оснащенного такой пластиной, приводит к касанию с забоем участков задней грани пластины, находящихся наиболее близко от оси вращения, и, как следствие, к замене процесса резания породы на ее смятие, что неизбежно увеличивает энергоемкость процесса разрушения.

Задачей предлагаемого нового технического решения является исключение возможности соприкосновения задней грани пластины при взаимодействии ее с горной породой и обеспечение процесса свободного резания породы по всей длине лезвия пластины, от внутреннего до внешнего ее края.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в расширении диапазона использования режущей пластины бурового резца по величине удельной подачи резца на каждый его оборот.

Решение поставленной задачи достигается тем, что заострение лезвия пластины от внутреннего до внешнего края, т.е. от оси ее вращения до наиболее удаленных от оси вращения точек лезвия, выполняется таким, что угол между задней гранью режущей пластины бурового резца и винтовой траекторией движения точек лезвия остается постоянным и гарантирующим невозможность касания забоя задней гранью пластины ни в каких ее точках.

Указанный технический результат достигается тем, что режущая пластина бурового резца, состоящая из тела пластины, лезвия и задней грани пластины, согласно заявляемому изобретению, разработана так, что задняя грань пластины выполнена по поверхности, обеспечивающей заострение лезвия от внешнего его края к внутреннему уменьшающимся таким образом, что угол между задней гранью пластины и линией траектории движения точек лезвия остается постоянным.

Предлагаемая режущая пластина бурового резца поясняется чертежом, где обозначены: 1 - тело пластины; 2 - лезвие; 3 - задняя грань пластины; х-х геометрическая ось буримой скважины, стрелки а и b показывают направления вращения пластины относительно x-x и ее подачи - углубления пластины в производимую скважину. Точками А, В, С, D обозначены вершины пластины, образующие заднюю грань пластины, L - толщина пластины, δ - угол заострения пластины.

Лезвием пластины является линия АВ, где А - точка лезвия режущей пластины, определяющая внутренний край пластины, наиболее приближенная к оси вращения x-x, В - точка лезвия режущей пластины, определяющая внешний край пластины, наиболее удаленная от оси вращения x-x. Угол заострения лезвия δ от внутреннего края пластины А к внешнему краю пластины В выполняется переменным так, что угол между задней гранью ABCD лезвия режущей пластины бурового резца и траекторией движения всех точек лезвия от А до В остается постоянным.

Работа предлагаемой режущей пластины бурового резца осуществляется следующим образом: буровому резцу задается вращение в соответствии со стрелкой a на фигуре 1 с одновременной осевой подачей на забой по стрелке b. При этом режущая пластина своим лезвием начинает срезать слой горной породы таким образом, что угол между задней гранью режущей пластины бурового резца и винтовой траекторией движения точек лезвия остается постоянным и гарантирующим невозможность касания забоя задней гранью пластины ни в каких ее точках.