SE508467C2 - Bergborrkrona för roterande krossande bearbetning av berg samt sätt för att härda dylik bergborrkrona - Google Patents

Description

l0 __.

'Jr 20 30 508 467 2 Fig. 1 visar en rullborrkrona enligt föreliggande uppñnning; Fig. 2 visar en benände i sidovy enligt II-II i Fig. 1 och Fig. 3 visar en benände i tvärsnitt enligt linjen III-III i Fig. l. Fig. 4 visar en del av en borrkrona, i tvärsnitt, enligt föreliggande uppfinning enligt en alternativ utfóringsforrn.

Med hänvisning till F ig. 1 visas en bergborrkrona enligt föreliggande uppfinning, för roterande krossande borrning av berg, en så kallad rullborrkrona. Borrkronan innefattar tre ben 10, varav ett visas sektionerat, på vilka lagertappar ll är utbildade. I vissa konstruktioner av borrkronor är det tänkbart att anordna bara ett eller två ben. På varje lagertapp är en med stift 13 försedd rulle 12 roterbart lagrad medelst rullager 14, ett system av kullager 15, ett radiallager 16 samt ett axiallager 17. Stiften kan altemativt ersättas av andra krossande organ än stift, såsom mejselskär eller tänder integrerade med rullen.

Benen ll är jämnt fördelade runt kronans omkrets med l20°:s delning. För införande av kullagerkuloma 15 är lagertappen 11 försedd med en kanal 18, i vilken en plugg 19 är upptagen for att kvarhålla-de separata kulorna 15. Det cylindriska rullagret 14 upptar en stor del av reaktionskraften från berget medan kullagrets 15 huvudsakliga uppgift är att kvarhålla rullen 12 på tappen 11.

Rullen har en skuldra 20 att ansättas mot en ansats 21 på tappen för upptagning av axialkrafter, vilka ej upptas av en stödplattas 22 samverkan med tappens axiella ändyta 25. Kronan är försedd med kanaler 23, 24 för spolmedium, såsom tryckluft med tillsats av vatten avsett för kylning och renblåsning av lagersystemet. De ovan nämnda lagren kan vara avtätade och smorda medelst ett smörjmedelssystem integrerat med kronan. I stället för rullagret 14 kan ett glidlager 14” anordnas på i huvudsak motsvarande position enligt Fig. 4.

Nu har det visat sig att benets spets förslits under borrning och att borrkax, så småningom, tränger in i lagerbanorna och förstör dessa genom förslitning. l Fig. 2 och främst Fig. 3 visas en lagertapp ll, vars glidlager 16 enligt Fig. l har ersatts av en lagerbana for ett rullager. Lagertappen ll har en centrumlinje 10 20 508 467 3 26 kring vilken rullen 12 och lagren 14, 15 roterar. Rullagren 14 roterar längs lagerbanor 27 och kulorna 14 roterar i kullagerbanor 28. Kulorna har företrädesvis större diameter än rullagren 14, varvid rullagrerïs radiellt yttersta punkt tangerar en linje 29, parallell med linjen 26. Benspetsen 30, enligt Fig. 3, innefattar en mantelyta 31, en spetsyta 32 och en ej härdad, passiv inre yta 33, vilken är ansluten till en aktiv axiell stoppyta 34 för lagret 14. Spetsytan 32 ansluter till mantelytan 31 via ett trubbvinkligt hörn 35. Hömet beskriver en cirkelbåge eller elliptisk båge vid benspetsen med en radie R som är större än lagertappens ll största radie r. Hörnet är ständigt anordnat radiellt utanför linjen 29. Skyddsstift 37 är vanligen anordnade i mantelytan bland annat för att skydda en svets som kvarhåller pluggen 18.

Lagerbanorna har mörk markering i Fig. 3 vilket betecknar medelst sätthärdning härdat område. Sättet att härda de mörkmarkerade områdena innefattar följande principiella steg; maskering av ytor vilka skall ha förhöjd slitstyrka, målning eller förkoppring av övriga ytor vilka skall ha grundmaterialets seghet, demaskering, uppkolning, härdning och anlöpning. De härdade områdena har högre hårdhet och slitstyrka än intilliggande ej uppkolade områden. För att undvika uppkolning används en metod som går ut på att måla eller förkoppra de områden på benen som skall bibehålla ursprunglig kolhalt. Inför nämnda målning eller förkoppring, täcks hörnet 35 av en maskering, såsom Lex. tejp. samt längs bågen 2-6 mm axiellt bakåt, i huvudsak, från hörnet. När lagerbanor och benspets maskerats genomförs målningen så att färgen eller förkoppringen ej hamnar på dessa ytor. Därmed kan kol ej nå de målade ytoma.

Därefter insätts borrkronebenen i en ugn för uppkolning av lagerbanor och eventuellt avtätningsytor, cirka ett dygn i kolatmosfär. Därefter sker härdning med efterföljande avkylning av benen i företrädesvis ett oljebad, varvid lagerbanorna erhåller en hårdhet om cirka 65 HRC medan kärnhårdheten blir cirka 30 HRC. Sedan anlöps kronan i ugn vid cirka 200-250°C i ungefär två timmar, varvid lagerbanomas hårdhet sjunker till, mindre sprickkänsliga, cirka 10 lJi 508 467 4 60 HRC medan kärnhårdheten bibehålls i huvudsak oförändrad och varvid benspetsen har fått förhöjd hårdhet på ett område 36, vilket har utsträckning 2-6 mm i huvudsak från hömet 35 och axiellt bakåt. Ornrådet 36*har utsträckning från cirka 40° till cirka l60° i förhållande till bågens radiecentrum, Fig. 2, varför området ges utsträckning längs en del av bergborrkronans ledande kantb, dvs den kant som utgör benets slitsida. Benets läsida behöver oftast ingen förhöjd slitstyrka. Skyddsstiften 37 är anordnade i grundmaterialet axiellt bakom området 36 med förhöjd slitstyrka och på grund av detta behöver man ej bearbeta i härdat material vid infästning av skyddstiften. Området 36 har huvudsaklig utsträckning mellan spetsytan 32 och skyddstiften 37, och företrädesvis utgör linjen 29 områdets axiellt bakre begränsningslinje. Avsikten med att ej härda den passiva inre ytan 33 är att bibehålla segheten i benspetsens kärna och insida så att benspetsen ej kan slås i bitar under borrningen. Även vid glidlagrade avtätade kronor är det viktigt att skydda benspetsen, såsom i Fig. 4.

Lagerytorna 27,28 och 34 har högre slitstyrka än kronans grundmaterial, stål, och benspetsen 30 har åtminstone delvis i huvudsak samma materialtekniska tillstånd som åtminstone en av lagerytoma. Med sistnämnda uttrycket "i huvudsak" inbegripes även smärre skillnader av andra i ytoma ingående ämnen såsom tilll exempel medvetet förhöjd kvävehalt i någon av ytorna.

Efter värmebehandlingen bearbetas benen var för sig samt svetsas samman, vid slutmontering av rullborrkronan. l Fig. 4 visas en altemativ utföringsform av en rullborrkrona enligt föreliggande uppfinning, varvid ett glidlager 14' anordnats i stället för ett rullager. Lagerytan 27' har anordnats intill en tätningsyta 34”. Den passiva ytan 33 kvarstår i huxudsak oförändrad. Mellan rullen 12' och lagertappens aktiva axiella stoppyta eller tätningsyta 34” är införd ett tätningsorgan avsett att förhindra kax att :ånga in i lagersystemet. Området 36 sträcker sig ej axiellt bakom ïfrfií-:çizgsíízjen 29' för glidlajgret l-4'. Dessutom gäller det som beskrivits i :\;~._ 'raz-:l :nei Fig. 1-3 även den senare urföringsforrnen enligt Fig. 4. 508 467 5 Genom en bergborrkrona och ett sätt enligt föreliggande uppfinning kan livslängden hos lagren förlängas väsentligt järnfórt med kronor med ej härdade benspetsar och förenklas jämfört med de hårdsvetsningsalternativ som hittills varit tillgängliga genom att ett område av en benspetsens mantelyta härdas i samma moment som härdning av lagerytoma sker. ß

Claims (7)

10 15 20 30 508 467 Patentkrav

1. Bergborrkrona för roterande krossande bearbetning av berg, innefattande åtminstone ett ben (10) uppbärande en lagertapp (11;11') försedd med lagerytor (27:27',28,34) för att via lagerelement (14; l4',15) samverka med lagerbanor i en därmed roterbar rulle (12;12') bestyckad med krossande organ (13), varvid benet är utfört i ett grundmaterial med i huvudsak homogen hårdhet och innefattar en benspets (30) avsedd att motverka inträngning av borrkax i lagren. varvid lagerytorna (27:27',28,34) har högre slitstyrka än nämnda grundmaterial. k ä n n e t e c k n a d a v att benspetsen (30) åtminstone delvis har i huvudsak samma materialtekniska tillstånd som åtminstone en av lagerytoma.

2. Bergborrkrona enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att benspetsen (30) innefattar en mantelyta (31). en spetsyta (32) och en passiv inre yta (33). vilken är ansluten till en aktiv axiell stoppyta (34;34') för ett lager (14) eller en tätning. varvid en del av spetsytan och en del av mantelytan har i huvudsak samma materialtekniska tillstànd som lagerytoma och av att skyddsstift (37) är anordnade i grundmaterialet axiellt bakom den del (36) av benspetsen (30) som har förhöjd slitstyrka och att den passiva inre ytan (33) har i huvudsak samma materialtekniska tillstånd som grundmaterialet.

3. Bergborrkrona enligt krav 1 eller 2. k n n e t e c k n a d a v att spetsytan (32) ansluter till rnantelytan (31 1 via ett trubbvinkligt hörn (35). varvid hörnet beskriver en bage vid benspetsen med en radie (R) vilken är större än en lagertappens (1 1:1 1') största radie (r) och att lagrets (14;l4') radiellt yttersta punkt tangerar en linje (2929). parallell med en tappens (1 1;11')centrumlinje (26), varvid hörnet är ständigt anordnat radiellt utanför linjen (29;29') och att benspetsen har förhöjd hårdhet på ett område (36). vilket har utsträckning från hörnet (3 5) och axiellt bakåt längs mantelytan (31). 10 15 20 30 508 467

4. Bergborrkrona enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c k n a d a v att området (36) har utsträckning från cirka 40° till cirka l60° i förhållande till bågens radiecentrum varför området har utsträckning längs en del av bergborrkronans ledande kant och att den passiva inre ytan (33). mellan området (36) och den aktiva axiella stoppytan (34;34'), har i huvudsak grundmaterialets slitstyrka.

5. Bergborrkrona enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att området (36) har utsträckning mellan spetsytan (32) och skyddstiften (37), och företrädesvis att linjen (29;29') utgör områdets axiellt bakre begränsningslinje och att lagren utgörs av rullager (14). kullager (15) och/eller glidlager (l4').

6. Sätt att hårda en bergborrkrona för roterande krossande bearbetning av berg. innefattande åtminstone ett ben (10) uppbärande en lagertapp (1 l :l l') försedd titt-tt lagerytor (2722722834) för att via lagerelement (l4;l4'.l S) samverka med lagerbanor i en därmed roterbar rulle (1 2;l2') bestyckad med krossande organ (13). varvid benet är utfört i ett grundmaterial med i huvudsak homogen hardhct och innefattar en benspets (30) avsedd att motverka inträngning av borrkax i lagren. varvid lagerytorna (2712722834) härdas till högre slitstyrka än nämnda grundmaterial, k ä n n e t e c k n at a v att ett område (36) av en benspetsens (30) mantelyta (Slt härdas i samma moment som härdning av lagerflorna sker och att det område (36) av mantelytan som skall hâirdas. maskeras inför målning eller förkoppring. så att färgen eller förkoppringen ej hamnar på dessa ytor,

7. Sätt enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n at a v att det innefattar följande principiella steg; maskering av ytor vilka skall ha förhöjd slitstyrka, målning eller förkoppring av övriga ytor 508 467 vilka skall ha grundmaterialets seghet, demaskering, uppkolning, härdning och anlöpning.