專利名稱：一種新型潛孔鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦山工程用潛孔鉆具，尤其是涉及一種安裝在沖擊器
上，用在中硬(f=8 10)以上的巖石上鉆孔的新型潛孔鉆頭。
背景技術(shù)：
目前，公知的潛孔鉆頭頭部結(jié)構(gòu)大都是雙斜面加小平面的鼓形結(jié)構(gòu)如鉆徑 為138 mm的138型鉆頭，在這樣的鉆頭的頭部平面上設(shè)有氣孔和與氣孔接通的 排粉槽，而各齒頭分布于雙斜面加小平面上，對于該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的鉆具來 說，其主要適應(yīng)于低中風(fēng)壓時(shí)鉆鑿軟或中硬巖層，而當(dāng)其應(yīng)用于在中硬巖以上 的巖石上進(jìn)行打孔作業(yè)時(shí)，不僅鑿速低，并且在作業(yè)中會出現(xiàn)巖渣顆粒大，鉆 頭體磨損快，易產(chǎn)生掉齒等現(xiàn)象，造成鉆頭使用壽命短。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種可用于中硬巖以上巖石的打 孔作業(yè)，并且鑿速高，作業(yè)時(shí)巖渣顆粒小，鉆頭體不易磨損，不易產(chǎn)生掉齒等 現(xiàn)象，從而提高鉆頭使用壽命的新型潛孔鉆頭。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種新型潛孔鉆頭，包 括鉆頭體，所述鉆頭體頭部設(shè)有大平面、位于大平面外周的環(huán)狀斜面，所述鉆 頭體外周表面設(shè)有若干連通斜面的排粉槽，所述斜面上均勻設(shè)有若干邊齒且所 述邊齒與所述排粉槽相互間隔排列，所述大平面上設(shè)有若干內(nèi)齒和兩個(gè)連通鉆 頭體內(nèi)部氣道的氣孔，所述大平面上設(shè)有兩個(gè)排粉斜槽，所述兩個(gè)排粉斜槽分 別連通所述兩氣孔與兩個(gè)外周表面上排粉槽，所述兩氣孔在大平面周向上按一 夾角分布。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述排粉槽和邊齒分別為7個(gè)，所述內(nèi)齒為7個(gè)，所 述各內(nèi)齒與相鄰邊齒之間夾角分別為25.71。。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述兩氣孔在鉆頭體頭部大平面上按夾角154. 29°分布。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述排粉斜槽與所述大平面之間的夾角為15° 。 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述大平面與所述斜面之間的角度為35。 45° 。 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述鉆頭體頭端外周面為一呈8。的倒錐過渡斜面。 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述鉆頭體圓周方向上排粉槽是截面半徑為16 mm的弧 狀長槽。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，鉆頭體頭部直徑為138 mm，所述邊齒分布于直徑為122 mm的圓周上，所述內(nèi)齒中4個(gè)分布于直徑為92mm的圓周上，而另三個(gè)分別位于 直徑為76咖、51 mm和23 mm的圓周上，所述邊齒球徑為18咖，所述內(nèi)齒球徑 為14鵬。
上述技術(shù)方案的一種新型潛孔鉆頭，由于是采用了在鉆頭體頭部設(shè)有大平 面、位于大平面外周的環(huán)狀斜面，鉆頭體外周表面均勻設(shè)有若干沿軸向延伸的 排粉槽，斜面上均勻設(shè)有若干邊齒且邊齒與排粉槽相互間隔排列，大平面上設(shè) 有若干內(nèi)齒和兩個(gè)連通鉆頭體內(nèi)部氣道的氣孔，大平面上設(shè)有兩個(gè)排粉斜槽， 所述兩個(gè)排粉斜槽分別連通所述兩氣孔與兩個(gè)外周表面上排粉槽，兩氣孔在大 平面周向上按一夾角分布，這樣的結(jié)構(gòu)可以使得鉆頭在工作期間，可及時(shí)將巖 渣排出，減少了巖石重復(fù)破碎，提高鑿孔速度，并且從氣孔噴出的氣體能夠冷 卻各齒，提高鉆頭的壽命。邊齒和內(nèi)齒分別采用合金制成的半球形柱齒狀，且 邊齒的球徑大于內(nèi)齒的球徑，提高了各齒的強(qiáng)度和使用壽命。排粉槽和邊齒分 別為7個(gè)，即邊齒釆用51.43。夾角分布，內(nèi)齒為7個(gè)，且各內(nèi)齒與相鄰邊齒 之間夾角分別為25.71。，排粉槽和邊齒相互間隔排列并采用相鄰各邊齒和\或 內(nèi)齒之間的中心距大于各齒球徑的1.5 2倍，這樣各齒在端面上分布均勻，并 承受著大致相等的破巖面積，以保證在破巖時(shí)各齒受力分布均勻，避免個(gè)別齒 在鑿巖時(shí)受力不均而早期破壞，影響鉆頭的整體壽命。兩氣孔在鉆頭體頭部大 平面上按夾角154.29°分布，即兩排粉斜槽之間的夾角、以及連通的兩排粉槽 之間的夾角均為154.29。，且排粉斜槽與大平面之間的夾角為15° ，鉆頭體圓的弧狀長槽，便于將巖渣排出孔底，減少重 復(fù)破碎，和從氣孔噴出的氣體對各齒的冷卻，鉆頭體頭端外周面為一呈8°的 倒錐過渡斜面，并且大平面與斜面之間角度為35° 45° ，防止了卡鉆現(xiàn)象發(fā) 生，保證了鑿孔順利進(jìn)行，保護(hù)了鉆頭體。而采用鉆頭體5頭部直徑為138mm 的138型潛孔鉆頭，且邊齒分布于直徑為122咖的圓周上，內(nèi)齒中4個(gè)分布于 直徑為92 mm的圓周上，而另三個(gè)分別位于直徑為76 mm、 51 mm和23咖的圓周 上，邊齒球徑為18mm，內(nèi)齒球徑為14mm,使各齒在鉆頭體轉(zhuǎn)動時(shí)各齒圈軌跡 的內(nèi)外側(cè)有一定的重疊，鑿巖時(shí)不留墻面，鑿巖徹底，并使各齒孔間應(yīng)力盡可 能小，保證回轉(zhuǎn)時(shí)有足夠的固齒強(qiáng)度，使得該138型潛孔鉆頭在中硬巖上打孔 時(shí)，邊齒規(guī)格大，磨損較小，鑿速可以相應(yīng)提高，鉆頭壽命長。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。


圖1是本實(shí)用新型一種新型潛孔鉆頭頭部端面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是
圖1中A--A向剖視圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1和圖2所示， 一種新型潛孔鉆頭，包括鉆頭體5，鉆頭體5內(nèi)部設(shè) 有氣道，在鉆頭體5頭部設(shè)有大平面3、位于大平面3外周的環(huán)狀斜面1，斜面 1向外傾斜且大平面3與斜面1之間的角度為35° 45° ，可以采用35°的設(shè) 計(jì)，在鉆頭體5外周表面均勻設(shè)有若干排粉槽11，排粉槽11采用沿鉆頭體5 軸向延伸方式設(shè)計(jì)，而在斜面1上均勻設(shè)有若干邊齒12且邊齒12與所述排粉 槽11相互間隔排列，在大平面3上設(shè)有若干內(nèi)齒31和兩個(gè)連通鉆頭體5內(nèi)部 氣道的氣孔4，在大平面3上設(shè)有兩個(gè)排粉斜槽41，該兩個(gè)排粉斜槽41分別連 通兩氣孔4與鉆頭體外周表面上排粉槽11中兩個(gè)排粉槽，并且兩氣孔4在大平 面3上沿周向上按一夾角分布，鑿孔作業(yè)時(shí)，通過鉆頭體5承載各邊齒、內(nèi)齒 和傳遞沖擊功，通過各邊齒和內(nèi)齒用來破碎巖石，并且由于大平面3與斜面1 之間的角度為35。，所以邊齒12也向外傾斜，而邊齒12和內(nèi)齒31分別為采用合金制成的半球形柱齒狀，防止了作業(yè)時(shí)的卡鉆，并且由于邊齒工作條件惡
劣，磨損快，所以采用邊齒12的球徑大于內(nèi)齒31的球徑，以提高各齒的強(qiáng)度 和使用壽命。
實(shí)際使用中，鉆頭體5頭部結(jié)構(gòu)以及具體布齒應(yīng)遵循以下幾條原則
1、 硬質(zhì)合金在鉆頭端面上分布均勻，每齒負(fù)擔(dān)的破巖面積大致相等；
2、 各圈沿徑向在同一直線上的投影分布均勻，相鄰圓周上的齒在轉(zhuǎn)動時(shí)形 成的齒圈應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹丿B；
3、 由于邊齒工作條件惡劣，運(yùn)動線速度大，邊齒應(yīng)采用大規(guī)格合金。
4、 相鄰各齒之間的中心距應(yīng)大于齒直徑1.5-2倍，使齒間應(yīng)力盡可能小。 如
圖1和圖2所示，可以采用138型潛孔鉆頭，鉆頭體5頭部直徑138 mm,
排粉槽11和邊齒12可以分別采用7個(gè)，內(nèi)齒31也為7個(gè)，且各內(nèi)齒與相鄰邊 齒之間夾角分別為25.71。，在鉆頭體圓周方向上排粉槽為截面半徑是16mm弧 狀的長槽，采用兩氣孔4直徑為22咖且在鉆頭體5頭部大平面3上按夾角 154.29°分布，同時(shí)兩氣孔4連通鉆頭體5內(nèi)部氣道的兩支氣道分別向內(nèi)傾斜 并與鉆頭體5軸線呈2r ;排粉斜槽41與大平面3之間的夾角為15° ，并且 排粉斜槽41為截面半徑是8皿弧狀的長槽，而在鉆頭體圓周方向上排粉槽為截 面半徑是16 Mi的弧狀長槽，以保證在鉆頭工作期間，可及時(shí)將巖渣排出孔底， 減少重復(fù)破碎，提高鑿孔速度，從氣孔噴出的氣體能夠冷卻各齒，提高鉆頭的 壽命。而7個(gè)邊齒12均勻分布于直徑為122 mm的圓周上，7個(gè)排粉槽11與7 個(gè)邊齒12相間排列，既邊齒以51.43°夾角分布，同時(shí)7個(gè)內(nèi)齒31中4個(gè)分 布于直徑01為92mm的圓周上，而另三個(gè)分別位于直徑02為76nim、直徑0>3 為51 mra和直徑①4為23腿的圓周上，并使各內(nèi)齒與相鄰邊齒之間夾角分別為 25.71° ，邊齒12球徑為18 nrai，內(nèi)齒31球徑為14 mm,這樣保證了相鄰各邊齒 和\或內(nèi)齒之間的中心距大于各齒球徑的L5 2倍，并使相鄰圓周上的齒在轉(zhuǎn) 動時(shí)形成的齒圈有適當(dāng)?shù)闹丿B，以使各齒孔間應(yīng)力盡可能小，保證回轉(zhuǎn)時(shí)有足 夠的固齒強(qiáng)度，如
圖1中一內(nèi)齒與相鄰一邊齒的中心距d的距離為27.9 mm>(L5X18mm)=27mm，這樣各齒在端面上分布均勻，并承受著大致相等的破巖 面積，以保證在破巖時(shí)各齒受力分布均勻，避免個(gè)別齒在鑿巖時(shí)受力不均而早 期破壞，以影響鉆頭的整體壽命。
本實(shí)用新型中各尺寸、角度數(shù)值，在實(shí)際生產(chǎn)加工制造中，可能會存在一 定加工誤差，如加工誤差為國家所允許的加工公差標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，為本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種新型潛孔鉆頭，包括鉆頭體(5)，其特征在于所述鉆頭體(5)頭端設(shè)有大平面(3)，所述大平面(3)外周設(shè)有斜面(1)，所述鉆頭體(5)外周表面均勻設(shè)有若干排粉槽(11)，所述斜面(1)上均勻設(shè)有若干邊齒(12)且所述邊齒(12)與外周表面上排粉槽(11)相互間隔排列，所述大平面(3)上設(shè)有若干內(nèi)齒(31)和兩個(gè)連通鉆頭體(5)內(nèi)部氣道的氣孔(4)，所述大平面(3)上設(shè)有兩個(gè)排粉斜槽(41)，所述兩個(gè)排粉斜槽(41)分別連通所述兩氣孔(4)與兩個(gè)外周表面上排粉槽(11)，且所述兩氣孔(4)在大平面(3)上沿周向上按一夾角分布。
2、 如權(quán)利要求1所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于所述排粉槽(11) 和邊齒(12)分別為7個(gè)，所述內(nèi)齒(31)為7個(gè)，所述各內(nèi)齒與相鄰邊齒之 間夾角分別為25.71。。
3、 如權(quán)利要求1所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于所述兩氣孔(4) 在鉆頭體頭部大平面(3)上按夾角154.29°分布。
4、 如權(quán)利要求1所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于:所述排粉斜槽(41) 與所述大平面(3)之間的夾角為15° 。
5、 如權(quán)利要求1所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于所述大平面(3) 與所述斜面(1)之間的角度為35。 45° 。
6、 如權(quán)利要求1所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于所述鉆頭體(5) 頭端外周面為一呈8。的倒錐過渡斜面。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于所述鉆頭體圓周方向上排粉槽(11)是截面半徑為16mm弧狀的長槽。
8、 如權(quán)利要求7所述一種新型潛孔鉆頭，其特征在于所述鉆頭體(5) 頭部直徑為138Mi，所述邊齒(12)均勻分布于直徑為122咖的圓周上，所述 內(nèi)齒(31)中4個(gè)分布于直徑為92 mm的圓周上，而另三個(gè)分別位于直徑為76 鵬、51mm和23咖的圓周上，所述邊齒(12)球徑為18咖，所述內(nèi)齒(31)球 徑為14咖。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型潛孔鉆頭，包括鉆頭體，鉆頭體頭部設(shè)有大平面、位于大平面外周的環(huán)狀斜面，鉆頭體外周表面沿軸向均勻設(shè)有若干連通斜面的排粉槽，斜面上均勻設(shè)有若干邊齒且所述邊齒與所述排粉槽相互間隔排列，大平面上設(shè)有若干內(nèi)齒和兩個(gè)連通鉆頭體內(nèi)部氣道的氣孔，大平面上分別設(shè)有兩個(gè)連通兩氣孔與鉆頭體外周表面上排粉槽中任兩個(gè)排粉槽的排粉斜槽，兩氣孔在大平面周向上按一夾角分布。本實(shí)用新型可用于中硬巖以上巖石的打孔作業(yè)，并且鑿速高，作業(yè)時(shí)巖渣顆粒小，鉆頭體不易磨損，不易產(chǎn)生脫齒等現(xiàn)象，從而提高鉆頭使用壽命。
文檔編號E21B10/60GK201232524SQ20082002676
公開日2009年5月6日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者李保順 申請人:李保順