CN102493515A

CN102493515A - 一种液压破碎锤钎杆结构及其合金钎头的镶嵌方法

Info

Publication number: CN102493515A
Application number: CN2011104224489A
Authority: CN
Inventors: 余以道; 刘平; 胡忠举
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology; Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: CN102493515B

Abstract

本发明公开了一种液压破碎锤钎杆结构及其合金钎头的镶嵌方法。本发明结构的钎杆本体的头部工作端设有一个螺纹中心孔，其中端有一凹陷的扁平段，其尾端面为钎尾撞击面；钎头采用合金材料制成，其头部为钎头工作刃，其中部为螺纹螺杆，其尾端面为钎头撞击面。本发明利用钎杆本体的扁平段将钎杆本体固定，利用合金钎头工作刃平面作为旋转受力面，施加拧紧力矩，将合金钎头螺纹螺杆旋入钎杆本体的螺纹中心孔内，螺纹中心孔与螺纹螺杆组成螺纹副，使钎头镶嵌在钎杆本体内，从而使钎杆本体与合金钎头之间产生合适的预紧力。本发明具有结构简单，加工安装方便，高效耐用的特点。

Description

一种液压破碎锤钎杆结构及其合金钎头的镶嵌方法

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种液压破碎锤钎杆结构及其合金钎头的镶嵌方法。

背景技术

[0002] 液压破碎锤钎杆用以破碎岩石、混凝土等坚硬物体，要求钎杆承受活塞的打击端具有很好的坚韧性，在承受活塞的撞击力时不变形、不崩裂，钎杆本体不断裂，钎头（钎杆工作端）具有高强度、坚韧和耐磨的要求。因此，钎杆的钎头、钎尾和中间部分对硬度、强度、耐磨性和抗弯性能要求不同。目前国产钎杆主要是两大类，一是目前大量使用的、采用同一普通碳钢或合金结构钢（如45号钢）的整体结构钎杆，其性能主要靠热处理来保证，由于分段采用不同热处理工艺难以实现，不能同时保证钎尾的坚韧性和钎头的硬度、耐磨性，所以正常工作的使用寿命一般只有7～10天。另一类是组合式结构的合金钎杆，钎杆本体采用普通钢材，钎头采用镶嵌在钎杆本体上的硬质合金钎头，由于硬质合金具有硬度高、耐磨性好的特点，这样，既保证钎尾部分承受活塞撞击力时的强度和韧度，又满足了钎头部分高硬度、高强度、高耐磨性的要求，因此，其使用寿命可提高3～6倍。

在合金钎头的镶嵌工序中，目前常用的方法是钎焊法和温差压入法，其中钎焊法是将合金钎头插入钎杆本体工作端的中心孔内，采用钎焊将其固定；温差压入法是将钎杆本体加热，使其中心孔受热膨胀，同时低温冷却合金钎头，然后将其压入钎杆本体膨胀的中心孔内，冷却后两者由于过盈配合而相对固定。由于液压破碎锤是通过活塞高频撞击钎尾来实现钎头高频撞击破碎物的，且撞击力巨大，因此，采用钎焊工艺镶嵌合金钎头的焊缝部位在传递高频大撞击力时容易损坏，钎头出现松动甚至掉出；而采用温差压入工艺镶嵌合金钎头的方法是靠过盈量固定，在传递高频大撞击力时，两配合面由过盈产生的摩擦力来传递脉冲重载，极易出现疲劳失效而发生松动。

当钎杆本体与钎头发生松动现象后，液压破碎锤活塞撞击钎尾时，由于钎杆本体与钎头之间有松动间隙，撞击力不能直接通过钎头传递到破碎物，钎杆本体需经过松动间隙的空行程后才能撞击到钎头，产生二次撞击现象，消耗部分撞击力，同时由于二次撞击时钎杆本体与钎头连接部位的弹塑性变形吸收冲击功，使其冲击能量的有效利用率降低8~25%。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种结构简单、高效耐用、钎杆本体与钎头连接部位始终保持一定预应力的液压破碎锤钎杆结构。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该液压破碎锤钎杆结构包括钎杆本体和钎头；钎杆本体的头部工作端加工有一个螺纹中心孔，其中端的上下面分别加工有一凹陷的扁平段，其尾端面为钎尾撞击面；钎头采用硬质合金材料制成，其锥形头部加工有平面形的钎头工作刃，其中部为螺纹螺杆，其尾端面为钎头撞击面；所述钎杆本体的螺纹中心孔与钎头的螺纹螺杆组成螺纹副，使钎头镶嵌在钎杆本体内，钎杆本体螺纹中心孔底面与钎头撞击面紧密接触。

更具体地说，所述钎杆本体的螺纹中心孔为梯形螺纹孔，钎头的螺纹螺杆为梯形螺纹螺杆。

本发明的第二个目的在于提供一种上述液压破碎锤钎杆结构的合金钎头的镶嵌方法，它包括如下过程：利用钎杆本体的扁平段将钎杆本体固定，利用合金钎头工作刃平面作为旋转受力面，施加拧紧力矩，将合金钎头螺纹螺杆旋入钎杆本体的螺纹中心孔内，使钎杆本体与合金钎头之间产生合适的预紧力，钎杆本体的螺纹中心孔的孔壁和合金钎头的螺纹发生弹性变形而产生拉应力，从而在钎杆本体的螺纹中心孔的底面与合金钎头撞击面接触处产生预压应力，其预压应力满足传递高频大撞击力时，接触部位的减少或消除弹塑性变形。

所述钎杆螺纹中心孔和合金钎头螺杆的螺纹均为梯形螺纹，两者组成螺纹副，其螺纹螺旋升角能保证传递高频大撞击力时，螺纹副能可靠自锁。

本发明中，活塞施加给钎杆钎尾撞击面的撞击力可直接通过钎头传递到破碎物，减少或消除冲击能量传递中的损失，且其螺纹副的自锁能力能可靠防止合金钎头在传递高频大撞击力时的松动，从而保持钎杆螺纹中心孔的底面与合金钎头撞击面接触处的预压应力。因此，本发明具有结构简单，加工安装方便，高效耐用的特点。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1中镶嵌部位的局部结构放大图。

图3是图1中合金钎头结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

参见图1，本实施例包括钎杆本体1和钎头2。钎杆本体1的头部工作端加工有螺纹中心孔13，螺纹中心孔13为梯形螺纹孔，钎杆本体1的中端上下面是凹陷的扁平段12，钎杆本体1的尾端面为钎尾撞击面11。参见图3，钎头2采用硬质合金材料制成，其头部加工有平面形的钎头工作刃23，其中部为螺纹螺杆22，螺纹螺杆22为梯形螺纹螺杆，钎头2尾端面为钎头撞击面21。由图1可见，钎杆本体1的螺纹中心孔13与钎头2的螺纹螺杆22组成螺纹副，使钎头2镶嵌在钎杆本体1内，参见图2，钎杆本体1的螺纹中心孔底面14与钎头2尾端面的钎头撞击面21紧密接触。钎尾撞击面11承接破碎锤活塞的撞击，钎杆扁平段12与破碎锤扁平销结合将钎杆1安装固定，钎头撞击面21承受钎杆螺纹中心孔13的底面14传递的撞击力，钎头工作刃23直接作用于破碎物。螺纹中心孔13与螺纹螺杆22组成的螺纹副，其螺纹螺旋升角能保证传递高频大撞击力时，螺纹副能可靠自锁。

本实施例的合金钎头2是通过螺纹中心孔13和合金钎头螺纹螺杆22组成的梯形螺纹副镶嵌在钎杆本体1上。镶嵌方法是，利用钎杆扁平段12将钎杆本体1固定，利用钎头工作刃23的平面作为旋转受力面，施加拧紧力矩，将合金钎头螺纹螺杆22旋入钎杆螺纹中心孔13，并产生合适的预紧力，使钎杆螺纹中心孔13的孔壁和梯形螺纹发生弹性变形而产生拉应力，从而在钎杆螺纹中心孔13的底面14与合金钎头撞击面21接触处产生预压应力，其预压应力满足传递高频大撞击力时，接触部位减少或消除弹塑性变形。这样，活塞施加给钎杆钎尾撞击面11的撞击力就可直接通过合金钎头2传递到破碎物，减少或消除冲击能量传递中的损失，且其螺纹副的自锁能力能可靠防止合金钎头2在传递高频大撞击力时的松动，从而保持钎杆螺纹中心孔13的底面14与合金钎头撞击面21接触处的预压应力。

Claims

1.一种液压破碎锤钎杆结构，其特征在于：它包括钎杆本体和钎头；钎杆本体的头部工作端加工有一个螺纹中心孔，其中端的上下面分别加工有一凹陷的扁平段，其尾端面为钎尾撞击面；钎头采用硬质合金材料制成，其锥形头部加工有平面形的钎头工作刃，其中部为螺纹螺杆，其尾端面为钎头撞击面；所述钎杆本体的螺纹中心孔与钎头的螺纹螺杆组成螺纹副，使钎头镶嵌在钎杆本体内，钎杆本体螺纹中心孔底面与钎头撞击面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的液压破碎锤钎杆结构，其特征在于：所述钎杆本体的螺纹中心孔为梯形螺纹孔，钎头的螺纹螺杆为梯形螺纹螺杆。

3.一种如权利要求1所述液压破碎锤钎杆结构的合金钎头的镶嵌方法，其特征在于包括如下过程：利用钎杆本体的扁平段将钎杆本体固定，利用合金钎头工作刃平面作为旋转受力面，施加拧紧力矩，将合金钎头螺纹螺杆旋入钎杆本体的螺纹中心孔内，使钎杆本体与合金钎头之间产生合适的预紧力，钎杆本体的螺纹中心孔的孔壁和合金钎头的螺纹发生弹性变形而产生拉应力，从而在钎杆本体的螺纹中心孔的底面与合金钎头撞击面接触处产生预压应力，其预压应力满足传递高频大撞击力时，接触部位的减少或消除弹塑性变形。

4.根据权利要求3所述的液压破碎锤钎杆结构的合金钎头的镶嵌方法，其特征在于：所述钎杆本体的螺纹中心孔采用梯形螺纹孔，钎头的螺纹螺杆采用梯形螺纹螺杆。