Забезпечення якісних конструкторських показників цементованих цапф лап тришарошкових бурових доліт на етапах підготовки їх виготовлення

Abstract

Дослідження має на меті вирішення проблеми забезпечення якісних показників цементованих цапф лап тришарошкових бурових доліт. Дослідження проводились в умовах реального виробництва бурових доліт, за умов математичного планування експериментів, комплексним застосуванням експериментальних лабораторних та натурних випробовувань. Встановлено взаємозв’язок між фізико-механічними, технологічними показниками долотних сталей 19ХГНМА-В і 21ХГНМА-В та рівнем забезпечення точності конструкторських параметрів цапф лап сформованих на етапах їхнього механічного оброблення. Досліджено характер деформації за критерієм виникнення биття бігових доріжок цапф лап залежно від фізико-механічних і технологічних показників долотних сталей. Встановлено емпіричне рівняння регресії, що дозволяє прогнозувати величину биття цапф лап за концентрацією вуглецю та молібдену в плавці долотної сталі. Сталь 21ХГНМА-В проти сталі 19ХГНМА-В після хіміко-термічної обробки (цементації) дає удвічі менші значення биття бігових доріжок цапф лап. Аналізом прогартовування та розподілів твердості й концентрації вуглецю в цементованих і загартованих цапфах лап встановлено, що сталь 21ХГНМА-В порівняно зі сталлю 19ХГНМА-В краще забезпечує вимоги до контактної витривалості, тому її рекомендується застосовувати для виготовлення лап бурових доліт.

The aim of the study is to solve the problem connected with provision of qualitative parameters of the carburized three-cone drill bit arm pins. The studies were carried out under conditions of drill bits real production with the help of mathematical planning of experiments and complex utilization of experimental laboratory and natural tests. The interconnection between the physical-mechanical technological parameters of 19ХГНМА-В and 21ХГНМА-В drill bit steels and provision of accuracy of the arm pins design parameters developed at the stages of their mechanical treatment was determined. The nature of deformation on the basis of the criterion of run-out formation of arm pins races depending on physical-mechanical and technological parameters of the drill bit steels was studied. The empirical equation of regression that allows to predict the arm pins run-out value according to the concentration of carbon and molybdenum in the drill bit steel melting was defined. 21ХГНМА-В steel, when compared with 19ХГНМА-В steel, after chemical-thermal treatment (carburizing), gives half as large values of arm pins races. The analysis of hardenability, hardness distribution, and carbon concentration in the carburized and hardened arm pins was used to determine that 21ХГНМА-В steel, when compared with 19ХГНМА-В steel, better meets the requirements for contact durability. As a result, 21ХГНМА-В steel is recommended to be used for manufacturing of drill bit arm pins.