ТЕОРИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА МАШИН ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ

Движение шарошек представляет собой комбинацию трех одновременно происходящих движений (рис. 2.2.2): вращения юд совместно с корпусом долота; вращения сош шарошки вокруг наклонной оси; движения подачи.



Процесс разрушения при шарошечном бурении состоит из последовательных единичных актов вдавливания рабочих элементов в горную породу. В результате вдавливания на поверхности породы образуется углубление — лунка выкола. Ввиду прерывистого контакта рабочих элементов с забоем силовое воздействие имеет импульсивный характер, что обеспечивает возможность бурения в крепких скальных породах. Величина силового импульса определяется, с одной стороны, крепостью породы, а с другой — размерами рабочих элементов.

Внедрение рабочих элементов при перекатывании шарошки происходит кратковременно, поэтому работа сил трения и износ элементов существенно снижаются по сравнению с режущим инструментом.

Математическое описание действительного процесса перекатывания шарошки по породе, сопровождающегося разрушением последней, с учетом упругих деформаций породы и зубьев шарошки в силу значительной степени неопределенности протекания физических явлений весьма затруднительно. Поэтому в качестве упрошенной модели рабочего процесса принимается схема разрушения породы при контактном взаимодействии рабочих элементов шарошки с породой.

Зубья шарошки периодически соприкасаются с породой, и под действием силы подачи каждый из них внедряется на глубину h. Если долото имеет ZIU шарошек (обычно 3), каждая из которых контактирует с забоем на длине L, то общая длина линий одновременного контакта зубьев долота с породой будет LZm.

Вследствие вторичного дробления уже отделенной от массива породы общая линия контакта зубьев шарошки еще более увеличится и приближенно может быть принята равной половине диаметра долота.


Основными задачами теории работы шарошечного долота являются определение глубины внедрения рабочих элементов и, в конечном счете, скорости бурения (производительности машины).

Из условия равенства работы силы подачи и энергии, затрачиваемой на деформацию породы, необходимая сила подачи определяется из эмпирического выражения [14]

В результате экспериментальных и теоретических исследований [10, 14] установлено наличие минимума энергоемкости шарошечного бурения (и, соответственно, максимума скорости бурения), которое зависит от крепости горных пород, силы подачи и конструктивных особенностей инструмента. Так, при малой величине силы подачи глубина внедрения рабочих элементов долота уменьшается, что приводит к снижению скорости бурения и, соответственно, к росту энергоемкости рабочего процесса. При чрезмерном увеличении силы подачи резко возрастает сопротивление перекатыванию шарошек, что обусловливает рост энергозатрат и в целом энергоемкости процесса.

Шарошечные долота характеризуются способностью передавать значительные мощности ввиду ударного характера взаимодействия с породой, а также повышенной стойкостью инструмента благодаря увеличенной рабочей поверхности элементов.

Шарошечное бурение отличается высокой эффективностью рабочего процесса при бурении полускальных и скальных пород.




Вы можете скачать файл реферат "ТЕОРИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА МАШИН ШАРОШЕЧНОГО БУРЕНИЯ" курсовую работу абсолютно бесплатно. Скачивая файл, помните, что он служит основой для самостоятельной работы.

Чтобы получить полную информацию, подпишись на нас Vk.com/enciklopediyatehniki