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PERFORATEUR DE ROCHESPLUS SPECIALEMENT POUR LE PERCAGE, PAR FORAGE ET PERCUSSION, A L'AIDE DUQUEL ON F'ORE TOUT EN REMPLACANT LA PRESSION
D'APPUI BAR UN CHOC AUXILIAIRE.
Pour percer des trous de mines dans les roches il y a lieu de distinguer deux méthodes différentes, celles du perçage par percussion et celle du perçage par forage; Pour la première méthode, le perforateur frappe constamment sur le fond du trou et tourne d'un angle réduit après chaque coup . Le perçage proprement dit est donc effectué par des chocs qui sont donnés sans interruption alors que la rotation intermittente ne sert qu'à faire avancer l'outil. Pour la méthode par forage l'outil res- te, en substance, constamment en contact avec le fond du trou et on exerce sur cet outil une pression par laquelle il est serré contre ledit fond La rotation se fait donc continuellement. La pression étant généralement produite en appuyant constamment le foret contre la roche.
On a proposé dans les derniers temps, une méthode de perçage qui est, pour ainsi dire, une combinaison du forage et du perçage par percussion. Cette méthode est un perçage par forage et percussion pour laquelle le serrage du foret contre la roche se fait par une pression oscillante, obtenue par exemple à l'aide d'un vibratèur. On se sert donc de deux moteurs, un-moteur de percussion et un moteur de forage qui- travaillent d'une manière absolument indépendante l'un de l'autre. Pour ces deux méthodes on se sert également de forets différents. Pour le forage on se sert de perforateurs dont les arêtes tranchantes, surtout quand les parties actives de l'outil sont en un métal dur, comportent une face d'arrachement qui est verticale c'est-à- dire parallèle à l'axe du foret.
Par contre pour le perçage par percussicn on se sert d'outils dont les arêtes tranchantes forment un coin qui, dans le,cas où les parties actives sont en métal dur, forme un angle de 90 à 1150 qui est symétrique par rapport à l'axe du foret. La bissectrice de l'angle du coin est donc parallèle à l'axe de l'outil. Pour la méthode par forage susdite, pour laquelle-l'appui du foret est obtenu par une pres- sion oscillante et à l'aide d'un vibrateur, les perforateurs connus jusqu' ici pour la méthode de percussion et ceux dont on s'est servi pour la métho-
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de par forage n'ont pas donné satisfaction.
L'invention a pour objet un perforateur convenant à la méthode de forage, dont question en dernier lieu et pour laquelle la pression exer- cée sur l'outil a lieu à l'aide d'un vibrateur. Le perforateur est con- stitué de manière telle qu'il supporte toutes les sollicitations qui se produisent pour une telle méthode. Des essais ont montré qu'à cet effet les arêtes tranchantes doivent former un coin qui est inférieur à 90 et qui, contrairement à-ce qui existe pour les forets actuels, est placé asymétriquement de part et d'autre de l'axe de l'outil, la bissectrice de l'angle dudit coin formant avec cet axe un angle compris entre environ 5 et 400. L'angle du coin peut s'étendre depuis son sommet vers les plaquet- tes coupantes dans une direction opposée à celle suivant laquelle l'outil tourne mais l'orientation peut également être en sens inverse.
Les perfo- rateurs de ce genre peuvent être constitués par des forets pleins ou creux.
Les arêtes tranchantes peuvent ne pas être garnies de métal dur du moment que le corps de l'outil est en un acier approprié. Dans ce cas on peut donner à l'angle du coin une valeur moindre. Il est toutefois avantageux de constituer les arêtes tranchantes par soudage d'alliages durs car de cette manière on relie ces garnitures, d'une manière non - détacha- ble et plus économique, au corps en acier de l'outil, contrairement à ce qui se produit avec les plaquettes en métal dur qui sont maintenues en place par brasure. De préférence, on utilise, pour le soudage, des métaux durs frittés.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, deux modes de réalisation de l'invention.
Les figs. 1, 2 et 3 montrent, respectivement en élévation, en vue de c8té et en plan, un foret à deux lèvres établi conformément à l'in- vention.
La fig. 4 montre, semblablement à la fig. 2, un foret établi selon une variante.
Dans le corps de la tête du foret est ménagée, de la manière connue, une encoche conique 2 à l'aide de laquelle l'outil est monté sur une broche porte-outil. On peut remplacer le mode de fixation par c8ne par n'importe quelle autre liaison de la tête, par exemple par une partie taraudée, par un ergot fileté, etc. Dans les lèvres de la tête sont enga- gées des garnitures 3, en un métal dur, qui forment les arêtes tranchan- tes 4.
Conformément à l'invention on donne à l'angle 5 du coin, formé par les faces actives 6 et 7 des garnitures, une valeur inférieure à, 900 ces faces se.trouvant de part et d'autre d'un plan passant par l'axe du foret mais asymétriquement par rapport à ce plan en formant donc avec celui-ci des angles différents, la bissectrice 9 du coin 5 formant avec ledit plan-un angle d'environ 5 à 400. L'angle d'attaque 11 dépend de la dureté des roches et correspond généralement à 15-350.
La tête du foret comporte un ou plusieurs trous de lavage 12 et la poussière de perçage s'écoule par les intervalles qui sont formés par l'obliquité de la face active de l'outil qui correspond à la face active 6 du coin .
Les arêtes tranchantes 4 sont radiales, pour l'exemple montré, mais on peut également, suivant la nature de la roche à travailler, décaler ces arêtes,à proximité de l'axe du foret, en avant ou en arrière dans le sens de la rotation de celui-ci. Pour des forets de grand diamètre on peut remplacer le trou dé lavage 12 par une encoche plus grande ou il est possible de constituer le perforateur par un foret creux au milieu duquel subsiste un noyau de perçage qui est rompu.
Avec des forets de ce genre on obtient des avantages importants par rapport aux'perforateurs connus. Au cours de séries d'essais prolongés pour plus de 10.000 mètres de trous percés avec des outils de ce genre on a
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obtenu les résultats suivants :
EMI3.1
<tb> avec <SEP> marteau <SEP> forage <SEP> sur <SEP> forage <SEP> avec
<tb>
<tb>
<tb> Genre <SEP> de <SEP> roches <SEP> perforateur <SEP> chariot <SEP> percussion
<tb>
<tb>
<tb> et <SEP> appui <SEP> chariot <SEP> sur <SEP> chariot
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<tb> Schiste <SEP> sablon-
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<tb> neux <SEP> @
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<tb> perçage <SEP> cm/min. <SEP> 30-20 <SEP> cm <SEP> 180-120 <SEP> cm <SEP> 240-170 <SEP> cm
<tb>
<tb>
<tb> émoussage <SEP> a.m.
<SEP> 24 <SEP> m <SEP> 36 <SEP> m <SEP> 220 <SEP> m
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Grès <SEP> à <SEP> fins <SEP> grains
<tb>
<tb>
<tb> perçage <SEP> cm/min. <SEP> 24-17 <SEP> cm <SEP> 120-85 <SEP> cm <SEP> 220-160 <SEP> cm
<tb>
EMI3.2
moussage aamo ¯ 8 m 12 m J..O m
EMI3.3
<tb> Grès <SEP> dur
<tb>
<tb> perçage <SEP> cm/min. <SEP> 18-12 <SEP> cm <SEP> 30-20 <SEP> cm <SEP> 160-110 <SEP> cm
<tb>
<tb> émoussage <SEP> a.m. <SEP> 2 <SEP> m <SEP> 0,5 <SEP> m <SEP> 6 <SEP> m
<tb>
Ces essais de perçage ont montré que l'on obtient, en substance, les mêmes rendements de perçage quand le foret ne tourne pas, comme à l'or- dinaire,à droite mais bien à gauche. On peut donc faire travailler lé per- forateur avec le même effet à droite ou à gauche.
On peut également consti- tuer un foret destiné à tourner à droite, de manière telle que la bissectri- ce de l'angle du coin, qui forme un angle de 5 à 400 avec le plan passant par l'axe de l'outil, s'étende en partant du sommet de l'angle dans la direction du mouvement angulaire du perforateur. La fig. 4 montre un foret de ce gen- re, cette figure étant, en réalité, une image spéculaire de la fig. 2 .
On a adopté les mêmes chiffres de référence de sorte qu'il est inutile de décrire davantage cette figure 2. Quand on fait tourner un foret, analogue à celui de la fig. 4, vers la droite, son effet est analogue à celui d'un foret qui tourne à gauche et qui est constitué comme sur la fig. 2. Si l'in fait tourner le foret de la' fige 4 à gauche il correspond au foret de la fig. 2 quand celui - ci tourne à droite.
On a constaté, en outre, que des outils en acier, qui ne compor- tent pas des garnitures en métal dur et dont les arêtes tranchantes sont constituées comme expliqué plus haut, ont une durée d'usage notablement plus longue et procurent un perçage bien meilleur que les forets en acier de forme usuelle. En utilisant des outils en acier sans garniture en métal dur on peut, suivant la nature de la roche à percer, réduire un angle du coin jusqu'à environ 25 .
Si l'on utilise des outils dont les arêtes tranchantes sont formées par des garnitures en métal dur, il est avantageux d'appliquer ces alliages par soudure car de cette manière on relie ces garnitures d'une façon non-détachable, au corps en acier. Ces outils travaillent donc mieux que ceux pour lesquels les garnitures sont seulement maintenues en place par brasure. En outre,la fabrication des forets avec garnitures soudées en métal dur est plus économique que celle des forets avec plaquet- tes brasées. Pour ces garnitures on se sert, de préférence, de métal dur fritté .
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