RU2467149C1

RU2467149C1 - Roller bit bearing

Info

Publication number: RU2467149C1
Application number: RU2011129044/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Кононов (RU); Виктор Михайлович Кононов; Эдуард Ованесович Цатурян (RU); Эдуард Ованесович Цатурян; Николай Митрофанович Панин (RU); Николай Митрофанович Панин
Original assignee: Николай Митрофанович Панин
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2012-11-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to rock cutting tools, particularly, to roller cutter bearings. Roller cutter bearing comprises journal with seal fitted thereon and roller cutter locked by lock bearing. Proposed bearing is provided with bush made from material with lower liner expansion factor compared with that of journal and roller cutter material. Note here that said bush has groove made on its outer surface to receive said seal. In compliance with another version, bush has annular bead on inner surface while bush has annular groove on outer surface.

EFFECT: higher reliability and longer life.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к опорам шарошечных долот.The invention relates to a rock cutting tool, and in particular to supports of cone bits.

Известна опора шарошечного долота, содержащая шарошку, зафиксированную на цапфе посредством шарикового замкового подшипника, и эластичное кольцо, размещенное в выточке шарошки [см. авт.св. СССР №1686869, кл. E21B 10/22, 1988 г.].Known support cone bit containing a cone fixed on the pin using a ball lock bearing, and an elastic ring located in the undercut of the cone [see autos USSR No. 1686869, class E21B 10/22, 1988].

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является опора бурового шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка [патент РФ 2019670, кл. E21B 10/22, 1994 г.].The closest in technical essence and the achieved result is the support of the roller cone bit containing a pin on which the sealing element is mounted and the roller cone fixed by the locking bearing [RF patent 2019670, cl. E21B 10/22, 1994].

К недостаткам аналога и прототипа следует отнести ограниченный ресурс работы, особенно при бурении по твердым и крепким породам при значительных осевых нагрузках, ведущих к сильному нагреву опорных поверхностей цапфы и шарошки.The disadvantages of the analogue and prototype should include a limited service life, especially when drilling on hard and hard rocks with significant axial loads, leading to strong heating of the supporting surfaces of the axle and roller cutter.

В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение срока службы опоры за счет повышения надежности ее герметизации.In connection with the stated technical result of the invention is to increase the service life of the support by increasing the reliability of its sealing.

Указанный технический результат достигается тем, что в это опора шарошечного долота, содержащая цапфу, на которой установлены уплотнительный элемент и зафиксированная замковым подшипником шарошка, согласно изобретению она снабжена втулкой, выполненной из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы и шарошки, при этом втулка выполнена с проточкой на наружной поверхности под уплотнительный элемент.The specified technical result is achieved by the fact that in this is the support of the cone bit containing the pin, on which the sealing element is mounted and the cone fixed by the lock bearing, according to the invention it is provided with a sleeve made of a material with a linear expansion coefficient greater than that of the pin and cone, this sleeve is made with a groove on the outer surface under the sealing element.

Достижению указанного технического результата способствует также и то, что втулка выполнена с кольцевым буртом на внутренней поверхности, а цапфа с ответным кольцевым пазом на наружной поверхности.The achievement of the specified technical result also contributes to the fact that the sleeve is made with an annular collar on the inner surface, and a pin with a reciprocal annular groove on the outer surface.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена предлагаемая опора бурового долота в разрезе, а на фиг.2 - узел А на фиг.1 в увеличенном масштабе (вариант выполнения втулки и уплотнительного элемента).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the proposed support of the drill bit in the context, and figure 2 - node a in figure 1 on an enlarged scale (an embodiment of the sleeve and the sealing element).

Опора содержит шарошку 1, зафиксированную на цапфе 2 посредством шарикового подшипника 3, и уплотнительный элемент 4. Опора снабжена втулкой 5, выполненной из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала цапфы 2 и шарошки 1, при этом втулка 5 выполнена с проточкой 6 на наружной поверхности под уплотнительный элемент 4. Предпочтительным вариантом является выполнение втулки 5 с кольцевым буртом 7 на внутренней поверхности, а цапфы 2 - с ответным кольцевым пазом 8 на наружной поверхности под бурт 7 втулки 5. При этом размер высоты бурта 7 выбирается таким образом, чтобы он не выходил из кольцевого паза 8 при самой высокой температуре нагрева трущейся пары шарошка 1 - цапфа 2.The support comprises a cone 1 fixed on the pin 2 by means of a ball bearing 3, and a sealing element 4. The support is provided with a sleeve 5 made of a material with a coefficient of linear expansion greater than that of the material of the pin 2 and the cone 1, while the sleeve 5 is made with a groove 6 on the outer surface under the sealing element 4. The preferred option is to run the sleeve 5 with an annular shoulder 7 on the inner surface, and the pins 2 with a mating annular groove 8 on the outer surface under the shoulder 7 of the sleeve 5. In this case, the size honeycomb collar 7 is selected so that it does not come out of the annular groove 8 at the highest temperature of heating of the friction pair of roller cone 1 - axle 2.

В процессе работы опорные поверхности цапфы 2 и шарошки 1 нагреваются, что приводит к увеличению кольцевого зазора между ними и разгерметизации опоры, Это в свою очередь ведет к вытеканию масла из резервуара и попаданию шлама между контактирующими элементами цапфы 2 и шарошки 1. Для устранения этого явления в предложенной опоре используется втулка 5, выполненная из материала с коэффициентом линейного расширения больше, чем у материала шарошки 1 и цапфы 2. В этом случае благодаря большему увеличению диаметра втулки 5 по сравнению с контактирующими поверхностями шарошки 1 и цапфы 2 образующиеся зазоры будут постоянно перекрыты уплотнительным элементом 4, поджимаемым к шарошке 1. При этом кольцевой бурт 7 разрезной втулки 5 благодаря контакту со стенками кольцевого паза 8 цапфы 2 обеспечивает герметизацию между цапфой 2 и втулкой 5.In the process, the supporting surfaces of the axle 2 and the cone 1 are heated, which leads to an increase in the annular gap between them and depressurization of the support. This, in turn, leads to leakage of oil from the reservoir and the ingress of sludge between the contacting elements of the axle 2 and the cone 1. To eliminate this phenomenon in the proposed support, a sleeve 5 is used, made of a material with a linear expansion coefficient greater than that of the cone 1 and trunnion 2. In this case, due to the larger increase in the diameter of the sleeve 5 compared to the contact conductive surfaces of the cone 1 and the spigot 2 are formed gaps will constantly closed sealing member 4 is urged toward the cutter 1. In this case, the annular shoulder 7 of the split sleeve 5 by contact with the walls of the annular groove 8 stud 2 provides a seal between the pin 2 and the sleeve 5.

Таким образом, использование предложенной опоры позволяет повысить надежность ее герметизации и тем самым значительно увеличить ресурс работы как самой опоры, так и шарошечного долота в целом.Thus, the use of the proposed support can improve the reliability of its sealing and thereby significantly increase the service life of both the support itself and the roller bit as a whole.

Claims

1. The support of the cone bit containing a pin on which the sealing element is mounted and the cone fixed by the locking bearing, characterized in that it is provided with a sleeve made of a material with a coefficient of linear expansion greater than that of the journal and cone, and the sleeve is made with a groove on the outer surface under the sealing element.

2. The support of the cone bit according to claim 1, characterized in that the sleeve is made with an annular shoulder on the inner surface, and a pin with a reciprocal annular groove on the outer surface.