CN201232524Y - 一种新型潜孔钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型潜孔钻头，包括钻头体，钻头体头部设有大平面、位于大平面外周的环状斜面，钻头体外周表面沿轴向均匀设有若干连通斜面的排粉槽，斜面上均匀设有若干边齿且所述边齿与所述排粉槽相互间隔排列，大平面上设有若干内齿和两个连通钻头体内部气道的气孔，大平面上分别设有两个连通两气孔与钻头体外周表面上排粉槽中任两个排粉槽的排粉斜槽，两气孔在大平面周向上按一夹角分布。本实用新型可用于中硬岩以上岩石的打孔作业，并且凿速高，作业时岩渣颗粒小，钻头体不易磨损，不易产生脱齿等现象，从而提高钻头使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种矿山工程用潜孔钻具，尤其是涉及一种安装在冲击器上，用在中硬(f＝8～10)以上的岩石上钻孔的新型潜孔钻头。
背景技术
目前，公知的潜孔钻头头部结构大都是双斜面加小平面的鼓形结构如钻径为138mm的138型钻头，在这样的钻头的头部平面上设有气孔和与气孔接通的排粉槽，而各齿头分布于双斜面加小平面上，对于该种结构设计方式的钻具来说，其主要适应于低中风压时钻凿软或中硬岩层，而当其应用于在中硬岩以上的岩石上进行打孔作业时，不仅凿速低，并且在作业中会出现岩渣颗粒大，钻头体磨损快，易产生掉齿等现象，造成钻头使用寿命短。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种可用于中硬岩以上岩石的打孔作业，并且凿速高，作业时岩渣颗粒小，钻头体不易磨损，不易产生掉齿等现象，从而提高钻头使用寿命的新型潜孔钻头。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种新型潜孔钻头，包括钻头体，所述钻头体头部设有大平面、位于大平面外周的环状斜面，所述钻头体外周表面设有若干连通斜面的排粉槽，所述斜面上均匀设有若干边齿且所述边齿与所述排粉槽相互间隔排列，所述大平面上设有若干内齿和两个连通钻头体内部气道的气孔，所述大平面上设有两个排粉斜槽，所述两个排粉斜槽分别连通所述两气孔与两个外周表面上排粉槽，所述两气孔在大平面周向上按一夹角分布。
作为进一步的改进，所述排粉槽和边齿分别为7个，所述内齿为7个，所述各内齿与相邻边齿之间夹角分别为25.71°。
作为进一步的改进，所述两气孔在钻头体头部大平面上按夹角154.29°分布。
作为进一步的改进，所述排粉斜槽与所述大平面之间的夹角为15°。
作为进一步的改进，所述大平面与所述斜面之间的角度为35°～45°。
作为进一步的改进，所述钻头体头端外周面为一呈8°的倒锥过渡斜面。
作为进一步的改进，所述钻头体圆周方向上排粉槽是截面半径为16mm的弧状长槽。
作为进一步的改进，钻头体头部直径为138mm，所述边齿分布于直径为122mm的圆周上，所述内齿中4个分布于直径为92mm的圆周上，而另三个分别位于直径为76mm、51mm和23mm的圆周上，所述边齿球径为18mm，所述内齿球径为14mm。
上述技术方案的一种新型潜孔钻头，由于是采用了在钻头体头部设有大平面、位于大平面外周的环状斜面，钻头体外周表面均匀设有若干沿轴向延伸的排粉槽，斜面上均匀设有若干边齿且边齿与排粉槽相互间隔排列，大平面上设有若干内齿和两个连通钻头体内部气道的气孔，大平面上设有两个排粉斜槽，所述两个排粉斜槽分别连通所述两气孔与两个外周表面上排粉槽，两气孔在大平面周向上按一夹角分布，这样的结构可以使得钻头在工作期间，可及时将岩渣排出，减少了岩石重复破碎，提高凿孔速度，并且从气孔喷出的气体能够冷却各齿，提高钻头的寿命。边齿和内齿分别采用合金制成的半球形柱齿状，且边齿的球径大于内齿的球径，提高了各齿的强度和使用寿命。排粉槽和边齿分别为7个，即边齿采用51.43°夹角分布，内齿为7个，且各内齿与相邻边齿之间夹角分别为25.71°，排粉槽和边齿相互间隔排列并采用相邻各边齿和\或内齿之间的中心距大于各齿球径的1.5～2倍，这样各齿在端面上分布均匀，并承受着大致相等的破岩面积，以保证在破岩时各齿受力分布均匀，避免个别齿在凿岩时受力不均而早期破坏，影响钻头的整体寿命。两气孔在钻头体头部大平面上按夹角154.29°分布，即两排粉斜槽之间的夹角、以及连通的两排粉槽之间的夹角均为154.29°，且排粉斜槽与大平面之间的夹角为15°，钻头体圆周方向上排粉槽为截面半径是16mm的弧状长槽，便于将岩渣排出孔底，减少重复破碎，和从气孔喷出的气体对各齿的冷却，钻头体头端外周面为一呈8°的倒锥过渡斜面，并且大平面与斜面之间角度为35°～45°，防止了卡钻现象发生，保证了凿孔顺利进行，保护了钻头体。而采用钻头体5头部直径为138mm的138型潜孔钻头，且边齿分布于直径为122mm的圆周上，内齿中4个分布于直径为92mm的圆周上，而另三个分别位于直径为76mm、51mm和23mm的圆周上，边齿球径为18mm，内齿球径为14mm，使各齿在钻头体转动时各齿圈轨迹的内外侧有一定的重叠，凿岩时不留墙面，凿岩彻底，并使各齿孔间应力尽可能小，保证回转时有足够的固齿强度，使得该138型潜孔钻头在中硬岩上打孔时，边齿规格大，磨损较小，凿速可以相应提高，钻头寿命长。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
图1是本实用新型一种新型潜孔钻头头部端面的结构示意图；
图2是图1中A—A向剖视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种新型潜孔钻头，包括钻头体5，钻头体5内部设有气道，在钻头体5头部设有大平面3、位于大平面3外周的环状斜面1，斜面1向外倾斜且大平面3与斜面1之间的角度为35°～45°，可以采用35°的设计，在钻头体5外周表面均匀设有若干排粉槽11，排粉槽11采用沿钻头体5轴向延伸方式设计，而在斜面1上均匀设有若干边齿12且边齿12与所述排粉槽11相互间隔排列，在大平面3上设有若干内齿31和两个连通钻头体5内部气道的气孔4，在大平面3上设有两个排粉斜槽41，该两个排粉斜槽41分别连通两气孔4与钻头体外周表面上排粉槽11中两个排粉槽，并且两气孔4在大平面3上沿周向上按一夹角分布，凿孔作业时，通过钻头体5承载各边齿、内齿和传递冲击功，通过各边齿和内齿用来破碎岩石，并且由于大平面3与斜面1之间的角度为35°，所以边齿12也向外倾斜，而边齿12和内齿31分别为采用合金制成的半球形柱齿状，防止了作业时的卡钻，并且由于边齿工作条件恶劣，磨损快，所以采用边齿12的球径大于内齿31的球径，以提高各齿的强度和使用寿命。
实际使用中，钻头体5头部结构以及具体布齿应遵循以下几条原则：
1、硬质合金在钻头端面上分布均匀，每齿负担的破岩面积大致相等；
2、各圈沿径向在同一直线上的投影分布均匀，相邻圆周上的齿在转动时形成的齿圈应有适当的重叠；
3、由于边齿工作条件恶劣，运动线速度大，边齿应采用大规格合金。
4、相邻各齿之间的中心距应大于齿直径1.5-2倍，使齿间应力尽可能小。
如图1和图2所示，可以采用138型潜孔钻头，钻头体5头部直径138mm，排粉槽11和边齿12可以分别采用7个，内齿31也为7个，且各内齿与相邻边齿之间夹角分别为25.71°，在钻头体圆周方向上排粉槽为截面半径是16mm弧状的长槽，采用两气孔4直径为22mm且在钻头体5头部大平面3上按夹角154.29°分布，同时两气孔4连通钻头体5内部气道的两支气道分别向内倾斜并与钻头体5轴线呈21°；排粉斜槽41与大平面3之间的夹角为15°，并且排粉斜槽41为截面半径是8mm弧状的长槽，而在钻头体圆周方向上排粉槽为截面半径是16mm的弧状长槽，以保证在钻头工作期间，可及时将岩渣排出孔底，减少重复破碎，提高凿孔速度，从气孔喷出的气体能够冷却各齿，提高钻头的寿命。而7个边齿12均匀分布于直径为122mm的圆周上，7个排粉槽11与7个边齿12相间排列，既边齿以51.43°夹角分布，同时7个内齿31中4个分布于直径Φ1为92mm的圆周上，而另三个分别位于直径Φ2为76mm、直径Φ3为51mm和直径Φ4为23mm的圆周上，并使各内齿与相邻边齿之间夹角分别为25.71°，边齿12球径为18mm，内齿31球径为14mm，这样保证了相邻各边齿和\或内齿之间的中心距大于各齿球径的1.5～2倍，并使相邻圆周上的齿在转动时形成的齿圈有适当的重叠，以使各齿孔间应力尽可能小，保证回转时有足够的固齿强度，如图1中一内齿与相邻一边齿的中心距d的距离为27.9mm>(1.5×18mm)＝27mm，这样各齿在端面上分布均匀，并承受着大致相等的破岩面积，以保证在破岩时各齿受力分布均匀，避免个别齿在凿岩时受力不均而早期破坏，以影响钻头的整体寿命。
本实用新型中各尺寸、角度数值，在实际生产加工制造中，可能会存在一定加工误差，如加工误差为国家所允许的加工公差标准范围之内，为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1、一种新型潜孔钻头，包括钻头体(5)，其特征在于：所述钻头体(5)头端设有大平面(3)，所述大平面(3)外周设有斜面(1)，所述钻头体(5)外周表面均匀设有若干排粉槽(11)，所述斜面(1)上均匀设有若干边齿(12)且所述边齿(12)与外周表面上排粉槽(11)相互间隔排列，所述大平面(3)上设有若干内齿(31)和两个连通钻头体(5)内部气道的气孔(4)，所述大平面(3)上设有两个排粉斜槽(41)，所述两个排粉斜槽(41)分别连通所述两气孔(4)与两个外周表面上排粉槽(11)，且所述两气孔(4)在大平面(3)上沿周向上按一夹角分布。
2、如权利要求1所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述排粉槽(11)和边齿(12)分别为7个，所述内齿(31)为7个，所述各内齿与相邻边齿之间夹角分别为25.71°。
3、如权利要求1所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述两气孔(4)在钻头体头部大平面(3)上按夹角154.29°分布。
4、如权利要求1所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述排粉斜槽(41)与所述大平面(3)之间的夹角为15°。
5、如权利要求1所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述大平面(3)与所述斜面(1)之间的角度为35°～45°。
6、如权利要求1所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述钻头体(5)头端外周面为一呈8°的倒锥过渡斜面。
7、如权利要求1至6中任一项所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述钻头体圆周方向上排粉槽(11)是截面半径为16mm弧状的长槽。
8、如权利要求7所述一种新型潜孔钻头，其特征在于：所述钻头体(5)头部直径为138mm，所述边齿(12)均匀分布于直径为122mm的圆周上，所述内齿(31)中4个分布于直径为92mm的圆周上，而另三个分别位于直径为76mm、51mm和23mm的圆周上，所述边齿(12)球径为18mm，所述内齿(31)球径为14mm。
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| CN108166933A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-06-15 | 吉林大学 | 射流冷裂式干热岩潜孔锤钻头 |
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