2. Буровой инструмент для вращательных бурильных машин

К буровому инструменту при вращательном бурении шпуров относят бурильные штанги и съемные резцы. Сочетание штанги с резцом называют буром. Штанги изготовляют из витой и круглой пустотелой буровой стали марок У-7, У-8, У-10. Витые штанги (рис. 2.8, а) применяют при бурении шпуров ручными сверлами. Штанги получают, свивая в горячем состоянии заготовки ромбического профиля. Шаг свивки равен 100–ПО мм, длина витых штанг–1–3 м. При бурении ручными сверлами обычно применяют комплект буров, причем начинают бурение буром со штангой длиной 1–1,2 м. При бурении с увлажнением используют витые штанги с осевым каналом. Буровая мелочь при этом выдается винтовыми лопастями штанги, а промывочная жидкость (2,5–3 л/мин) охлаждает инструмент, подавляет пыль.

Для колонковых сверл применяют круглые с двумя продольными пазами пустотелые штанги диаметром 32 мм и длиной 2,5–2,7 м.

Для вращательных машин типа БУЭ применяют также круглые штанги диаметром 32 мм и длиной 2,5–3,5 м.

У штанги выделяют головку 1 – для соединения с резцом, стержень 2 – основное тело и хвостовик 3, который вставляется в шпиндель сверла. Цельные буры для сверл (с несъемными резцами) в настоящее время не применяют. Головка витых штанг имеет гнездо для соединения с хвостовиком резца. Фиксируется резец в головке с помощью шплинта, под который в головке и хвостовике резца имеются соосные отверстия.

Для колонкового электросверла (рис. 2.8, б) у бурильных штанг головка для соединения со съемным резцом конусная (конусность 1:12), а хвостовик для соединения со шпинделем – резьбовой.

Бур у вращательных машин типа БУЭ состоит из резца, штанги (рис. 2.8,в) и хвостовика, который устанавливают в патроне шпинделя бурильной машины. Соединение бурильной штанги с резцом и хвостовиком конусное (конусность 1:12).

Резцы для вращательного бурения шпуров делят на две группы: угольные – для слабых пород и породные – для пород средней крепости. Конструктивные элементы у всех резцов одинаковые (рис. 2.9). Резцы имеют перья 1, корпус2, хвостовик (конусный или конусно-клиновой) 3 и пластинки твердого сплава. Все резцы для колонковых сверл и некоторые для ручных машин имеют также отверстия для подачи промывочной жидкости.

Резец характеризуется следующими конструктивными параметрами: углами – заострения задним, резанияпередним, между главными режущими кромками, между вспомогательными режущими кромками диаметрами – наружным D и рассечки d. Угол заострения – угол между передней 4 и задней гранями резца; обычно он равен 65–90°. Задний угол – угол между плоскостью резания и касательной к задней поверхности резца; принимается в пределах 5–20°.

Угол резания – угол между передней гранью резца и плоскостью резания; составляет 60–115°. Углы резания, равные 50–70°, обеспечивают минимальную энергоемкость разрушения при бурении шпуров в слабых породах, в более крепких применяют резцы с углами резания до 115°. У резцов с углом резания >90° передний угол отрицателен.

Для бурения шпуров применяют резцы РП-7, РБ42-2, БИ-741В, РП-43, РПА-30, РКГ, Д2С, ДЗС и др.

Все резцы изготовляют из инструментальной стали У-7, 45, 45Г2 и др. и армируют пластинками вольфрамо-кобальтового твердого сплава. Эти сплавы получают спеканием смеси порошков карбида вольфрама и металлического кобальта при температуре 1350–1480°С (в зависимости от состава). В соответствии с ТУ 48–19–367–83 для армирования горного инструмента рекомендуют десять марок твердого сплава с содержанием кобальта (по массе) от 4 до 15%. Для вращательных бурильных машин рекомендованы марки твердого сплава ВК4-В, ВК6 и ВК8.

Характеристика твердых сплавов ВК4-В
Марка ....................................................................	ВК4-В	ВК6	ВК8
Химический состав. %
WC…………..………………………………..….	96	94	92
Со………………………………………………...	4	6	8
Предел прочности при изгибе, ГПа……………………………………………....…	1,4	1,5	1,6
Твердость, HRA…………………………….…...	88	88,5	87,5

Примечание. Сплавом ВК4-В армируют электро- и пневмосверла для бурения антрацитов, углей, неокварцованных сланцев, калийных и каменных селей, горных пород с .

ВК6–для вращательного бурения шпуров, геологоразведочных, эксплуатационны; и взрывных скважин в монолитных абразивных горных породах с .

ВК8 – для вращательного бурения шпуров, геологоразведочных, эксплуатационных i взрывных скважин в трещиноватых абразивных породах с ,

По размеру зерен карбидо-вольфрамовой составляющей твердые сплавы, применяемые для оснащения горного инструмента делят на три группы:

1. сравнительно мелкозернистые сплавы группы В К со средним размером WC-фазы около 2 мкм (ВКб, ВК8 и др.);

2. среднезернистые сплавы со средним размером зерен WC- фазы 3 мкм (группа ВК–ВК);

3. крупнозернистые сплавы со средним размером зерен WC- фазы 4–5 мкм (ВК4-В и др.).

Твердосплавные пластины выпускают определенных формы, размеров и массы в соответствии с ГОСТ 880–75 и ТУ. Для армирования резцов предназначены твердосплавные пластины формы Г32, Г33, Г38, Г6З.