Часть 6
Конструкция шарошечного долота (часть 2)
Верхняя часть шарошечного долота разделяется на лапы. Лапа представляет собой часть корпуса, на которой устанавливается вращающийся элемент долота – шарошка.
Шарошка, как и любой вращающийся элемент, должна иметь ось вращения. Для этих целей используется цапфа – выфрезерованный в теле лапы посадочный узел, на котором размещаются шарошки и подшипники для их вращения.
Совокупность подшипников называется опорным узлом шарошечного долота. Выделают три комбинации подшипников шарошечного долота:
- Для быстроходных долот – используются все подшипники качения (шарико- или роликоподшипники);
- Для среднеходных долот – используется один подшипник скольжения, а остальные – качения;
- Для тихоходных долот – используется два подшипника скольжения (один типа «втулка-втулка», второй - торцевой) и остальные (обычно один – замковый) качения.
Основная разница между опорными узлами заключается в том, что быстроходные долота могут вращаться с высокими частотами вращения, но не предназначены для использования под высокими осевыми нагрузками. В свою очередь, тихоходные долота можно «нагружать», но использовать их можно при умеренных скоростях частот вращения.
Формально считается, что предельная рабочая частота вращения для долот тихоходного типа составляет 100 об/мин при допустимых нагрузках до 30 тонн, в то время как быстроходные долота могут вращаться с частотами до 300 об/мин, но осевая нагрузка обычно не превышает 10-12 тонн.
Это обусловлено принципом восприятия нагрузки со стороны опорного узла. Если мы говорим о шарикоподшипнике, то нагрузка передается через пятно контакта на шарике – «точка», если роликоподшипник, то нагрузка передается через «линию», а если подшипник скольжения, то нагрузка распределяется по всей контактной площади. Чем больше контактная площадь, тем меньшее давление приходится на опорный узел при вращении.