CN112878915A - 一种潜孔钻头及使用该潜孔钻头的气动潜孔锤 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻进设备技术领域，具体涉及一种潜孔钻头及使用该潜孔钻头的气动潜孔锤。本发明实施例提供的潜孔钻头，包括钻头本体、钻杆和钻齿，所述钻头本体为四边形结构，所述钻头本体远离钻杆一侧的表面上设有多个齿组，每个所述齿组包括多个所述钻齿，多个所述齿组以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心分布在不同半径的同心圆轨迹上；由于钻头本体是四边形结构，且钻头本体表面的齿组分布在以气动潜孔锤的旋转轴线的同心圆轨迹上，因此每个齿组包含的钻齿的数量大致相同，保证钻头本体上每个钻齿受力大致相同，每个钻齿受力均衡，每个钻齿的受力程度、磨损程度大致相同，大大增加了钻头的使用寿命。

Description

一种潜孔钻头及使用该潜孔钻头的气动潜孔锤

技术领域

本发明涉及钻进设备技术领域，具体涉及一种潜孔钻头及使用该潜孔钻头的气动潜孔锤。

背景技术

旋挖钻机是国内外广泛应用于岩土施工中进行成孔作业的一种施工机械，具有替代人工，装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高等特点。对于较完整，层理裂隙不发育的中、硬度基岩地层，通常的做法是旋挖钻机结合气动潜孔锤一起使用。气动潜孔锤是以压缩空气为动力的气动冲击入岩机具。空压机提供的具有一定压力的空气所产生的冲击力直接传递给钻头，通过钻头回转气动，形成对岩石的脉动破碎能力，同时利用冲击器排出的压缩空气，对钻头进行冷却和将破碎后的岩石颗粒排出，从而实现孔底冲击破碎高效入岩的目的。

目前的气动潜孔锤的钻头均为圆形结构，在钻头的表面分布有多个齿组，每个齿组包括多个钻齿，多个钻齿以钻头的中心线为轴心分布成圆环状，多个齿组在钻头表面构成多个同心圆状结构，每组齿组包括6至8个钻齿；而潜孔锤在使用时安装有多个钻头，多个钻头以潜孔锤的旋转轴线为轴心分布在同一圆周上，由于钻头轴线与潜孔锤的旋转轴线不共线，因此每个钻头表面以潜孔锤为轴心的圆周上分布的钻齿的数量差别很大，例如每个钻头上距离潜孔锤旋转轴线最近和距离潜孔锤旋转轴线最远的圆周上只分布有一个钻齿，钻头上各个部分的钻齿受力不均匀等问题，造成部分钻齿加剧损坏，大大降低钻头使用寿命。

发明内容

(一)本发明要解决的技术问题是：现有的气动潜孔锤钻头个各个区域的钻齿受力不均匀，成部分钻齿加剧损坏，大大降低钻头使用寿命。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一个实施例提供了一种用于气动潜孔锤的潜孔钻头，所述潜孔钻头包括钻头本体、钻杆和钻齿，所述钻杆的一端与所述钻头本体相连，所述钻头本体为四边形结构，所述钻头本体远离钻杆一侧的表面上设有多个齿组，每个所述齿组包括多个所述钻齿，多个所述齿组以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心分布在不同半径的同心圆轨迹上。

根据本发明的一个实施例，每个所述齿组上的多个钻齿均匀分布在以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心的同心圆轨迹上。

根据本发明的一个实施例，任意两个所述齿组包括的钻齿数量的差值小于或等于二。

根据本发明的一个实施例，所述钻头本体包括平面部和倾斜部，所述平面部为四边形结构，所述平面部的每一个边缘均连接一所述倾斜部，每个所述倾斜部的一端与所述平面部的边缘相连，另一端向远离设有钻齿一侧倾斜。

根据本发明的一个实施例，所述平面部呈矩形状；所述平面部和所述倾斜部为一体成型结构。

根据本发明的一个实施例，所述平面部上距离所述气动潜孔锤的旋转轴线最近和最远的两个边缘为第一弧线，所述第一弧线以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心。

根据本发明的一个实施例，距离所述潜孔锤的旋转轴线最近和最远的两个倾斜部远离所述平面部的边缘为第二弧线，所述第二弧线以所述气动潜孔锤的旋转轴线为圆心。

根据本发明的一个实施例，相邻两个所述倾斜部的连接处通过圆弧过渡。

根据本发明的一个实施例，所述钻齿包括圆柱段和球面段，所述圆柱端嵌入所述钻头本体内，所述球面段位于所述钻头本体的表面上。

本发明另一方面实施例还一种气动潜孔锤，包括上述任一实施例所述的潜孔钻头。

本发明的有益效果：本发明实施例提供的潜孔钻头，包括钻头本体、钻杆和钻齿，所述钻头本体为四边形结构，所述钻头本体远离钻杆一侧的表面上设有多个齿组，每个所述齿组包括多个所述钻齿，多个所述齿组以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心分布在不同半径的同心圆轨迹上；由于钻头本体是四边形结构，且钻头本体表面的齿组分布在以气动潜孔锤的旋转轴线的同心圆轨迹上，因此每个齿组包含的钻齿的数量大致相同，保证钻头本体上每个钻齿受力大致相同，每个钻齿受力均衡，避免了因钻齿分布不合理导致的部分钻齿受力过大的问题，进而解决了因为钻齿受力不均衡导致的部分钻齿加速破损的问题，每个钻齿的受力程度、磨损程度大致相同，大大增加了钻头的使用寿命。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例中所述一种潜孔钻头的结构示意图；

图2为钻头本体的仰视图；

图3为启动前孔垂的示意图。

其中图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1-潜孔钻头；2-钻头本体；21-平面部；211-第一弧线；22-倾斜部；221-第二弧线；3-钻杆；4-钻齿。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明一个实施例提供了一种用于气动潜孔锤5的潜孔钻头1，所述潜孔钻头1包括钻头本体2、钻杆3和钻齿4，所述钻杆3的一端与所述钻头本体2相连，所述钻头本体2为四边形结构，所述钻头本体2远离钻杆3一侧的表面上设有多个齿组，每个所述齿组包括多个所述钻齿4，多个所述齿组以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心分布在不同半径的同心圆轨迹上。

本实施例提供的潜孔钻头1，钻头本体2是四边形结构，且钻头本体2表面的齿组分布在以气动潜孔锤5的旋转轴线的同心圆轨迹上，每个齿组分布在以气动潜孔锤5的旋转轴线为圆心的同心圆轨迹上，也即是多个齿组分布在不同半径的同心圆轨迹上，因此每个齿组包含的钻齿4的数量可以大致相同，气动潜孔锤5在通过钻杆3带动钻头本体2转动时，在每个以气动潜孔锤5为圆心的同心圆轨迹上设置的钻齿4数量可以大致相同，每个钻齿4的受力程度、磨损程度大致相同；而现有技术中的钻头由于在气动潜孔锤5为圆心的同心圆轨迹上设置的钻齿4数量不同，例如距离气动潜孔锤5的旋转轴线最近或者最远的同心圆轨迹上，钻齿4数量仅仅设有一个，而二者之间的同心圆轨迹上钻齿4数量大于一个，由于每个同心圆轨迹上所有钻齿4受力的总和大致相同，因此在钻齿4数量差别较大的情况下，每个钻齿4的受力差别也较大，受力大的钻齿4磨损更加迅速，而钻头本体2在任意钻齿4磨损达到一定程度后就需要更换，因此部分钻齿4受力不均、加速磨损会大大减少钻头本体2的使用寿命；而本申请中齿组的排布与切削轨迹重合，每个切削轨迹上分布的钻齿4数量大体相同，每个齿组构成的钻齿4的受力相对均衡，磨损程度也大致相同，因此能够大大提高钻头本体2的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，每个所述齿组上的多个钻齿4均匀分布在以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心的同心圆轨迹上；如图2所示，所述钻头本体2上设有六组齿组，每组齿组包括5或7个钻齿4，其每个齿组上多个钻齿4间隔均匀分布，能够保证每个齿组上的每个钻齿4受力均衡，进而减少粗线个别齿组出现磨损过大的问题，提高潜孔钻头1的使用寿命。可选的，每个齿组上钻齿4的数量之差小于等于二，如图2所示，钻头本体2表面的齿组，设有钻齿4的数量之差等于二，如距离启动潜孔钻头1轴线最近和钻元的同心圆轨迹线上均设有五个钻齿4，二者中间的钻齿4数量为七个，这样既能够保证每个同心圆轨迹上的每个钻齿4受力相对均衡，进而进一步提高潜孔钻头1的使用寿命。

如图2所示，所述钻头本体2包括平面部21和倾斜部22，所述平面部21为四边形结构，所述平面部21的每一个边缘均连接一所述倾斜部22，每个所述倾斜部22的一端与所述平面部21的边缘相连，另一端向远离设有钻齿4一侧倾斜。本实施例中，钻头本体2的中间为四边形结构，边缘设置成向外侧倾斜，钻头本体2的整体边角向远离钻齿4一侧的表面倾斜，也即是钻头本体2的边角在钻进过程中不先接触岩石表面，这样能够在钻进过程中，对整个钻头本体2的钻进面进行保护。如图2所示，在本实施例中，在倾斜部22和平面部21均设有所述钻齿4。同时在相连两个倾斜部22的连接处通过圆弧过渡，在启动潜孔钻头1带动钻头本体2转动时，钻头本体2的表面岩石接触的部分为圆弧面，因此能够降低对钻头本体2边角处的磨损，进而进一步提高潜孔钻头1的使用寿命。优选的，本实施例中，所述倾斜部22和所述平面部21位一体成型结构，钻头本体2整体的强度更好，避免出现钻头本体2出现连接处断裂的问题。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，所述平面部21上距离所述气动潜孔锤5的旋转轴线最近和最远的两个边缘为第一弧线211，所述第一弧线211以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心；距离所述潜孔锤的旋转轴线最近和最远的两个倾斜部22远离所述平面部21的边缘为第二弧线221，所述第二弧线221以所述气动潜孔锤5的旋转轴线为圆心，钻头本体2整体的形状呈类扇形结构，因此在每个钻齿4受力均衡的同时，钻头本体2手里也更加均衡，且钻头本体2钻进过程中最外侧的边缘与岩层的接触面为圆弧，能够减少钻头本体2的磨损。

根据本发明的一个实施例，所述钻齿4包括圆柱段和球面段，所述圆柱端嵌入所述钻头本体2内，所述球面段位于所述钻头本体2的表面上；圆柱端嵌入所述钻头本体2内，能够提高钻齿4的连接强度，球面段能够降低钻进过程中的钻齿4的磨损，且钻进过程中受到的阻力更小，钻进效率更高。

本发明另一方面实施例还提供了一种气动潜孔锤5，包括上述任一实施例所述的潜孔钻头1，本实施例提供的气动潜孔锤5的潜孔钻头1是由寿命大大增强，能够节约潜孔钻头1的使用成本。

如图3所示，本实施例中气动潜孔锤5上设有两种规格的潜孔钻头1，其中两个规格的潜孔钻头1均满足上述实施例中结构的要求，其中图3中的虚线标示的齿组的切削轨迹。如：两种规格的潜孔钻头1均包括钻头本体2和钻杆3，其中钻头本体2包括倾斜部22和平面部21，四个倾斜部22连接于平面部21的四个边缘处，且向远离设有钻齿4的一侧倾斜；两种型号的潜孔钻头1主要区别在于，钻齿4构成的齿组在钻头本体2表面分布的轨迹不同，两种规格的潜孔钻头1上同一位置对应的齿组在以气动潜孔锤5的旋转轴线为圆心的径向方向上交错分布。例如潜孔钻头1包括A和B两种型号，A型号的潜孔钻头1上距离气动潜孔锤5旋转轴线最近的齿组的轨迹与气动潜孔锤5旋转轴线之间的距离为100mm，而B型号的潜孔钻头1上距离气动潜孔锤5旋转轴线最近的齿组的轨迹与气动潜孔锤5旋转轴线之间的距离为110mm，二者之间径向上交错设置，其他齿组的轨迹也是交错设置的，同时气动潜孔锤5包括的潜孔钻头1也是相互交错的，如气动潜孔锤5包括六个潜孔钻头，六个潜孔钻头A-B-A-B-A-B相互交错设置并以气动潜孔锤5的旋转轴心为轴线的圆周上排布，这样可以使气动潜孔锤5形成更多的切削轨迹。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于气动潜孔锤的潜孔钻头，其特征在于：所述潜孔钻头包括钻头本体、钻杆和钻齿，所述钻杆的一端与所述钻头本体相连，所述钻头本体为四边形结构，所述钻头本体远离钻杆一侧的表面上设有多个齿组，每个所述齿组包括多个所述钻齿，多个所述齿组以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心分布在不同半径的同心圆轨迹上。

2.根据权利要求1所述的潜孔钻头，其特征在于：每个所述齿组上的多个钻齿均匀分布在以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心的同心圆轨迹上。

3.根据权利要求1所述的潜孔钻头，其特征在于：任意两个所述齿组包括的钻齿数量的差值小于或等于二。

4.根据权利要求1所述的潜孔钻头，其特征在于：所述钻头本体包括平面部和倾斜部，所述平面部为四边形结构，所述平面部的每一个边缘均连接一所述倾斜部，每个所述倾斜部的一端与所述平面部的边缘相连，另一端向远离设有钻齿一侧倾斜。

5.根据权利要求4所述的潜孔钻头，其特征在于：所述平面部呈矩形状；所述平面部和所述倾斜部为一体成型结构。

6.根据权利要求4所述的潜孔钻头，其特征在于：所述平面部上距离所述气动潜孔锤的旋转轴线最近和最远的两个边缘为第一弧线，所述第一弧线以所述潜孔锤的旋转轴线为圆心。

7.根据权利要求4所述的潜孔钻头，其特征在于：距离所述潜孔锤的旋转轴线最近和最远的两个倾斜部远离所述平面部的边缘为第二弧线，所述第二弧线以所述气动潜孔锤的旋转轴线为圆心。

8.根据权利要求4所述的潜孔钻头，其特征在于：相邻两个所述倾斜部的连接处通过圆弧过渡。

9.根据权利要求1至9任一项所述的潜孔钻头，其特征在于：所述钻齿包括圆柱段和球面段，所述圆柱端嵌入所述钻头本体内，所述球面段位于所述钻头本体的表面上。

10.一种气动潜孔锤，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的潜孔钻头。

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