Обоснование рациональных режимов вращательно-силового бурения пород средней крепости и крепких, обеспечивающих повышение износостойкости породоразрушающего инструмента

• Автор: Приходько, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 220 c. : ил

реферат

Диссертация содержит 163 страниц машинописного текста,

13 таблиц, 51 рисунок, список использованной литературы из 132 наименований и 15 приложений.
Перечень ключевых слов: ТВЕРДОСПЛАВНЫЙ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, КРИТИЧЕСКАЯ Т0ЛПЕРАТУРА, КОНТАКТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА, ПОКАЗАТЕЛИ БУРЕНИЯ, ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ, КОЭФФИЦИЕНТ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ, МАКСИМАЛЬНЫЕ КАСАТЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ, КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ПАРАМЕТРЫ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ФАЗЫ.
Диссертация посвящена исследованию процесса взаимодействия твердосплавного породоразрушающего инструмента с различными типами горных пород
Целью работы является разработка рекомендаций по выбору рациональных параметров режимов вращательно-силового способа бурения твердосплавным породоразрушающим инструментом, а также обоснование возможности использования композиционных материалов для разрушения горных пород средней крепости и крепких.
Материалы исследований включают аналитические, лабораторные и шахтные эксперименты. Обработка результатов экспериментов производилась методами математической статистики.
В результате проведенных исследований разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров режимов вращательносилового способа бурения твердосплавным породоразрушающим инструментом и рекомендации по созданию породоразрушающего инструмента, оснащенного композиционным материалом.
Результаты исследований использованы шахтой им. 50-летия СССР производственного объединения "Краснодонуголь". Экономический эффект от внедрения рекомендаций составил 24 тыс.руб. в год.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Краткий обзор работ по вращательному бурению
шпуров и скважин
1.2. Породоразрушающий инструмент для вращательного бескернового бурения шпуров и скважин
1.3. Параметры режимов бурения
1.4. Влияние параметров режимов бурения горных пород
на износ породоразрушающего инструмента
1.5. Композиционные материалы и возможность их использования для оснащения породоразрушающего инструмента
1.6. Цель и задачи исследования
П. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ЯВЛЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В
РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ П0Р0Д0РАЗРУШАЩЕГ0 ИНСТРУМЕНТА,
ОСНАЩЕННОГО ТВЕРДЫМ СПЛАВОМ И КОМПОЗИЦИОННЫМ
МАТЕРИАЛОМ, В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
2.1. Общий методический подход к решению задачи
2.2. Исследование структурных параметров WС-фазы твердого сплава ВК8 в зависимости от температуры нагрева и механической нагрузки методами рентгеноструктурного анализа
2.2.1. Исследование остаточных напряжений в
WC-фазе твердого сплава ВК8
2.2.2. Исследование структурных параметров W С-фазы сплава ВК8 при механическом нагружении

2.2.3. Определение параметров тонкой структуры А/С-фазы сплава БК8 в зависимости от температуры нагрева
2.3. Исследование тепловых процессов, возникающих
в режущих элементах породоразрушающего инструмента, при разрушении горных пород
2.3.1. Определение температуры контакта резца с породой в зависимости от.параметров режимов бурения и свойств горных пород
2.3.2. Моделирование температурного поля в режущих элементах породоразрушающего инструмента в зависимости от параметров режимов бурения
2.4. Исследование напряженного состояния в режущих элементах породоразрушающего инструмента из композиционного материала
2.5. Обработка экспериментальных данных
Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В РЕЖУЩИХ
ЭЛЕМЕНТАХ ТВЕРДОСПЛАВНОГО П0Р0Д0РАЗРУШАЩЕГ0 ИНСТРУМЕНТА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
3.1. Зависимость структурных параметров А/С-фазы твердого сплава ВК8 от температуры и механических нагрузок
3.1.1. Определение остаточных напряжений в
^УС-фазе твердого сплава ВК8 в состоянии поставки
3.1.2. Исследование структурных параметров
//С-фазы твердого сплава ВК8 при механическом нагружении
3.1.3. Изменение параметров тонкой структуры

расширен. Механизм нагружения (на чертеже не показан) позволяет плавно изменять нагрузку и обеспечивает ее постоянство. То, что он находится вне устройства, существенно повышает точность измерений. Возможность независимого изменения нагрузки, вертикального и горизонтального перемещения образца в собственной плоскости во время опыта, расширяют экспериментальные возможности дифрактометра и значительно экономят время измерений.
При моделировании механических нагрузок должны выполняться условия геометрического и силового подобия. Т.к. объектом исследования является сам резец, то вопрос о геометрическом подобии отпадает, а силовое подобие обеспечивается тем, что устройством создаются удельные давления тождественные тем, которые испытывает резец на забое скважины.
Исследовалось шесть образцов сплава ВК8. Три из них имели форму прямоугольников размером 2 х 12 х 14 мм, а остальные -специальную форму (ТУ 554-62), но толщина их составляла 2 • 10“3м. Рентгенограммы прямоугольных образцов снимались при следующих значениях осевой нагрузки на единицу длины режущей кромки: 20;
40; 60; 80; 100; 165; 250; 400; 415 • ТО4 В/м.
Рентгенограммы образцов специальной формы-при: 23,7;
35,7; 46,0; 60,0; 70,0; 100,0; 165,0; 166,0 • Ю4 Н/м. Эти значения (кроме трех последних) соответствуют реальным осевым нагрузкам: I • ТО4; 1,5 • ТО4; 2 * ТО4; 2,5 • ТО4; 3 • ТО4 Н, передаваемым на забой при бурении скважин различного назначения в породах средней крепости и крепких при вращательно-силовом бурении инструментом Д-ЗС 0 42 • 10 “3 м.
При рентгенографировании образцов использовалась трубка с медным анодом. Скорость движения диаграммной ленты - 0,67 • 10“3м/с скорость вращения счетчика - 0,07 . 10~3 рад/с. Режим работы установки: Ытр. = 40 кВ, Зтр. =7 т А. Угол 0 = 49°24’, что