Определены особенности, влияющие на наибольшее количество циклов до разрушения опоры шарошек. Выявлена проблема отсутствия формализованной методики, показывающей нелинейную зависимость скорости бурения от частоты вращения бурового става. Исследованы различные методики определения скорости бурения. Определен подход к определению частоты вращения шарошечного долота, при которой время контакта зубцов будет достаточным для передачи энергии, приводящей к разрушению заданного объема горной породы. Найдены условия максимальной эффективности разрушения породы. Определен эффективный способ снижения временных и циклических нагрузок на отдельные тела качения подшипников и зубцы. Разработаны методики расчета оптимальной частоты вращения шарошечного долота, максимально допустимого усилия подачи и стойкости трехшарошечных долот при бурении массивов с различными физико-механическими характеристиками. Показана необходимость применения в качестве адаптивного механизма подачи бурового станка линейного трехфазного электродвигателя для сглаживания ударных нагрузок, вызывающих гармоники.
The features that affect the greatest number of cycles to failure bit legs are defined. Identified the deficiency problem of a formalized methodology that shows the nonlinear dependence of drilling speed on rotation frequency of drill bit. Investigated various methods of determining the drilling speed. Defined approach to determining the rotation frequency of the roller bit, which implies that the time of contact of the teeth will be sufficient for energy transfer, leading to the destruction of the set-aqueous volume of rock. Found the conditions of maximum destruction efficiency of rock. Defined effective way to reduce transient and cyclic loads on the individual rolling element bearings and teeth. The developed design procedures an optimum rotation frequency of the roller bit, the maximum allowable feed force and hardness of tricone drill bits when drilling of rock with different physical-mechanical characteristics. Presented the necessity of use as drilling rig adaptive mechanism of the linear three-phase electric motor to iron out the shock loads causing harmonics.
1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 2. 8-е изд., перераб. и доп. / под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с.
2. Гилев А.В., Шигин А.О. Теория рабочего процесса электромагнитного привода враща-тельно-подающего механизма бурового станка при бурении сложноструктурных горных массивов // Фундаментальные исследования. – 2012. - № 9-2. – С. 375-380.
3. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ: Учебное пособие. – 4-е изд. – М.: изд-во МГГУ. 2001. – 422 с.
4. Ступина А.А., Шигина А.А., Шигин А.О. Анализ эффективности функционирования многопараметрической системы // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. – 2013. - № 2 (48). – С. 94-100.
5. Цуприков А.А. Анализ процесса разрушения породы долотом при бурении скважин // На-учный журнал КубГАУ. – 2011. - № 10. – С. 1-10.
6. Шелковников И.Г. Использование энергии удара в процессах бурения. – Л.: Недра, 1977. – 159 с.
7. Шигин А.О. Адаптивный вращательно-подающий механизм бурового станка для сниже-ния непрогнозируемых нагрузок при бурении сложноструктурных пород // Горный журнал. – 2013. - № 7. – С. 84-89.
8. Шигин А.О., Гилев А. В. К вопросу о нагрузках на породоразрушающий инструмент при бурении сложноструктурных горных пород // Горное оборудование и электромеханика. – 2012. - № 6.– С. 16-20.
9. Шигин А.О., Гилев А.В. Методика расчета усталостной прочности как основного фактора стойкости шарошечных долот Вестн. Иркутск. гос. техн. ун-та.– 2012. - № 3. – С. 22-27.
10. Шигин А.О., Гилев А.В. Разработка идеализированной модели бурения горных пород с различными физико-механическими свойствами // Фундаментальные исследования. – 2012. -№ 3-3. – С. 665-667.