CN103184835A - 具有压缩带定位器的钻头套筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有压缩带定位器的钻头套筒，用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中，包括：轴环，其具有将凸缘支撑在所述钻头上的前面；凸缘，其位于所述轴环的后方并且具有比所述轴环的直径大的直径；柄部，其位于所述凸缘的后方并且具有比所述凸缘的直径小的直径；本体，其适于被接纳到所述块体的孔中并且具有被结合到后部直筒形部分的前部球状部分；前压缩带，其安装在所述前部中的凹槽内；以及后压缩带，其安装在所述后部中的凹槽内，其中当钻头套筒被安装在所述孔中时，所述第一压缩带和第二压缩带被压紧在所述本体和孔之间，从而将所述钻头套筒固定在所述孔内。

Description

具有压缩带定位器的钻头套筒

技术领域

本发明涉及一种用于将钻头保持在保持器块体中的钻头套筒。更具体地，本发明涉及一种被保持在保持器中的钻头套筒，其采用两个或更多个压缩带定位器并且具有沿钻头套筒的中心线定位的、用于集中拆卸工具所施加的力的肩部。

背景技术

在下面的背景讨论中，参考了某些结构和/或方法。然而，以下参考不应被理解为承认这些结构和/或方法构成现有技术。申请人明确地保留证明这样的结构和/或方法不属于现有技术的权利。

路面铣刨，采矿及开挖设备通常具有块体，每个块体均具有用于保持具有硬质合金的镶装的钻头的可更换套筒。由于套筒被损坏或磨损，所以该套筒被设计并制作成可更换的。该套筒被机械地保持在保持器中，从而不需要熔接(burning)或焊接。然而，该套筒通常必须被压进保持器中，这需要精密公差的加工和磨削，以保持适当的过盈配合。或者，该套筒可以具有金属弹簧定位器，该金属弹簧定位器能够失去弹性或者变为脆性的并且破裂或者断裂。在这些情况下，钢制部件之间的灰尘、碎屑、腐蚀和生锈的问题增加了将套筒从保持器块体拆除所需的力。在一些情况下，套筒上的螺纹紧固件被用于替代压配合或金属定位器，以将套筒固定在保持器中。然而，由于该类设备会产生振动，所以螺纹常常会变松。如果螺纹没有变松，那么该螺纹因为螺纹区域中的生锈和腐蚀变得“卡住”，并且该螺纹需要被气割掉。

因此，在本领域技术中需要一种机构用以将钻头套筒保持在保持器中，该保持器既可以在使用过程中固定钻头，也可以在需要维修和/或更换时容易地拆除钻头。

发明内容

此处公开的钻头套筒不需要锥形锁定表面或者Morris锥形表面，并且免除了对精密公差的压配合的需要。相反，通过被保持在钻头套筒的本体上的凹槽内的压缩带，将钻头套筒保持在保持器块体的孔内。压缩带在钻头套筒和块体的孔之间形成环形的空间，并且通过在钻头套筒和孔之间被弹性压紧而将钻头套筒保持在孔中。另外，压缩套筒密封了该环形空间，以防止水、湿气、灰尘、碎屑等的侵入，进而抑制生锈并防止钻头套筒卡在块体上。

在示例性实施例中的用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中的钻头套筒，包括轴环、凸缘、柄部以及适于被接纳到孔中的本体。轴环具有用于将凸缘支撑在钻头上的前面，凸缘位于轴环的后方并具有比轴环的直径大的直径，柄部位于凸缘的后方并具有比凸缘的直径小的直径，本体具有被结合到后部的前部。该本体包括在本体的前部的且被构造为容纳第一压缩带的第一凹槽以及在本体的后部的且被构造为容纳第二压缩带的第二凹槽。在一种变型中，本体的前部具有球状弯曲壁，本体的后部具有直筒形壁，它们分别对应于孔的前部锥形部分和孔的后部直筒形部分。在另一种变型中，该钻头套筒还包括肩部，该肩部从凸缘向后延伸并且具有与钻头套筒的中心线基本对准的一对向后朝向的角部。

在另一示例性实施例中的用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中的钻头套筒，包括轴环、凸缘、柄部以及适于被接纳到块体的孔中的本体。轴环具有用于将凸缘支撑在钻头上的前面，凸缘位于轴环的后方并具有比轴环的直径大的直径，柄部位于凸缘的后方并具有比凸缘的直径小的直径，本体具有被结合到后部直筒形部分的前部球状弯曲部分。第一压缩带被安装在本体的前部中的凹槽内，第二压缩带被安装在本体的后部中的凹槽内。当该钻头套筒被安装在块体的孔中时，第一压缩带以及第二压缩带被压紧在本体和孔之间，从而将钻头套筒固定在孔内。

在另一示例性实施例中的用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中的钻头套筒，包括轴环、凸缘、从凸缘向后延伸的肩部、柄部以及适于被接纳到块体的孔中的本体。轴环具有用于将凸缘支撑在钻头上的前面，凸缘位于轴环的后方并具有比轴环的直径大的直径，柄部位于凸缘的后方并具有比凸缘的直径小的直径。肩部具有与钻头套筒的中心线基本对准的并且被构造为被楔形拆除工具接触的一对向后朝向的角部。

在一个实施例中的采矿机包括可旋转构件和安装在该可旋转构件上的一个或更多个块体，每个块体均包括安装在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中的钻头套筒。钻头套筒包括：轴环，该轴环具有用于将凸缘支撑在钻头上的前面；凸缘，该凸缘位于轴环的后方并具有比套管的直径大的直径；柄部，该柄部位于凸缘的后方并具有比凸缘的直径小的直径；以及本体，该本体适于被接纳到块体的孔中，该本体具有被结合到后部的前部。第一压缩带被安装在本体的前部中的凹槽内，第二压缩带被安装在本体的后部中的凹槽内。第一压缩带和第二压缩带被压紧在本体和孔之间，从而将钻头套筒固定在孔内。

应该被理解的是，前述的整体描述和随后的详细描述均是示例性的和解释性的，并且目的在于提供根据权利要求书的本发明的进一步的解释。

附图说明

接下来的具体描述可以参照附图理解，附图中相同的附图标记指定相同的元件，其中：

图1为安装在剖开的钻头保持器中的钻头套筒的侧视图；

图2为钻头套筒的侧视图；

图3为部分地从剖开的钻头保持器移除的钻头套筒的侧视图，示出了拆除工具与钻头套筒的凸缘上的肩部的接合。

具体实施方式

图1示出了安装在块体100的孔102中的钻头套筒10。块体100可以是安装在采矿机或其它设备的旋转滚筒上的多个块体之一。至少孔102的前部具有基本上呈直线形的锥形，使得孔102具有在块体100的前面106处的较大的直径以及在块体100的后面104处的较小的直径。孔102的后部可具有基本没有锥度的直筒形壁。块体100还包括从前面106沿孔102的一侧向前延伸的平坦侧面108。

钻头套筒10具有从前面34贯穿至后面32的孔12。该孔12适于接纳钻头的钻柄(未示出)，例如在美国专利申请公开号2011/0204701的图3中公开的那样，其通过引用被并入本文。钻头套筒10具有轴环14、位于轴环14后方的凸缘18、从凸缘18向后延伸的柄部22以及位于柄部22后方的本体30。钻头套筒10还可包括将轴环14和凸缘18结合起来的锥形部分16。凸缘18大体上为筒形，但是可以包括在一侧上的平坦侧面40，以用于与块体100的平坦侧面108配合，防止钻头套筒10在孔102内转动。

钻头套筒10的本体30不是用以与块体100的孔102匹配的锥形。在所描述的实施例中，钻头套筒10包括具有球状弯曲凸壁的前部24，该球状弯曲凸壁的直径从在前部24的向前端处的较大的直径变化到在前部24的向后端处的较小的直径。钻头套筒10还包括具有始终直筒形壁及均匀直径的后部26。本体30的前部24和后部26在结合部28处结合起来。

由于本体30不具有与孔102的锥形配合的锥形形状，所以钻头套筒10必须通过另一种机构被保持在孔102中。如图2所示，本体30的前部24包括适于容纳前压缩带52的前部凹槽36。仍然如图2所示，本体30的后部26包括适于容纳后压缩带54的后部凹槽38。图1示出的实施例包括安装在前部凹槽36内的前压缩带52和安装在后部凹槽38内的后压缩带54。

压缩带52和54均由诸如尼龙复合材料等不易腐蚀或生锈的弹性耐磨材料制成。在一种变型中，压缩带52和54由在复合物中包括玻璃的尼龙复合材料制成。优选的是，尼龙复合材料含有大约10％到大约50％的玻璃，并且更优选的是大约30％的玻璃。压缩带52和54的构造材料使得钻头套筒10能够相对容易地安装到孔102中以及从孔102中移除(即，不会被约束住或卡住)，同时提供防止钻头套筒10由于钻头产生的振动而脱离孔102的牢固的配合。进一步，压缩带52和54的弹性或柔性使得本体30和孔102之间的配合公差比压缩配合通常所需的配合公差宽，这可以降低制造成本和减少碎屑。而且，因为压缩带52和54被分别保持在本体30上的凹槽36和38内，所以不存在可能丢失或损坏的分离部件。

前部24的球状弯曲表面被构造为与前压缩带52一同承受从钻头通过钻头套筒10传递到块体100中的负载和力。同时，前压缩带52保持了前部24的大部分和孔102之间的空间，从而仅允许前部24的球状弯曲表面和锥形孔102之间的小的接触区域。该小的接触区域基本上可以防止钻头套筒10和块体100卡在一起。

如图1所示，当新的钻头套筒10被安装在孔102中而使得压缩带52和54安置在孔102中时，优选地在块体100的前面106和肩部20之间存在间隙。该间隙使用过程中给钻头套筒10向内磨损到孔102中留有空间。由于本体30(具体地是前部24)和孔102之间的接触点磨损，所以该间隙可使钻头套筒10留出向内移动直到肩部20最后接触块体100的前面106为止的间隔。当钻头套筒10按其工作方式到达其中钻头套筒10的肩部接触块体102的前面106的位置时，该钻头套筒10应被更换。安装时，新的(替换)套筒10将具有在肩部20和块体100的前面106之间的间隙。如果新的套筒10在被插入使得压缩带52和54安置在孔102中时不形成在肩部和前面106之间的间隙，则块体100已过度磨损，并且块体100应该被更换。

在图1至图3所描述的实施例中，后部凹槽38(以及后部压缩带54)在钻头套筒10的轴向方向上具有为前部凹槽36(以及前压缩带52)的轴向方向上的长度的2倍的长度。因此，当前压缩带52用于防止本体30的前部24卡住孔102时，后压缩带54比前压缩带52提供更多的压紧力以将钻头套筒10保持在孔102中。

前压缩带52优选地完全置于孔102内，其中该前压缩带52的前边缘与块体100的前面106对准或近似对准。类似地，后压缩带54优选地完全放置于孔102内，其中该后压缩带54的后边缘与块体100的后面104对准或近似对准。前压缩带52将本体30和孔102之间的环形空间110的前端密封，后压缩带54将环形空间110的后端密封，以便充分地防止水、湿气、灰尘、碎屑等进入环形空间110。因此，防止本体30的外表面与孔102的内表面生锈以及卡在一起，其中本体30以及孔102均通常由钢制成。

压缩带52和54通过吸收由钻头施加到钻头套筒10的大部分或全部的振动，以及通过基本上抑制钻头套筒10与孔102的表面接触，从而降低在孔102上的磨损。此外，本体30的前部24的球状弯曲表面可与孔102的锥形配合，即使孔102已被磨损也可以，这是因为接触基本上处在一点(该点处，本体30的球面弯曲与孔102的锥形相切)处而不是沿着配合面。这与具有与锥形孔匹配的锥形本体的常规的钻头套筒装置形成对比。如此处公开的，钻头套筒10还能够安置成抵靠着块体100的顶表面106。

在所描述的实施例中，钻头套筒10还包括呈阶梯状、以从凸缘18向后延伸的肩部20。该肩部20凸出地弯曲并且包括两个向后朝向的角部或阶梯21，每个角部或阶梯21基本上均位于钻头套筒10的中心线上。角部21为拆除工具200提供接触点或接触面。

如图3所示，在将钻头套筒10从块体100移除时，可使用拆除工具200。当从钻头套筒10的前端34看时，一种典型的拆除工具200具有两个叉部的叉子形状，其中，一个叉部201围绕钻头套筒10的每侧延伸。每个叉部201均是楔形的，该楔形具有适于抵靠块体100的前面106的直的后面204以及适于接触钻头套筒10、以将钻头套筒10撬出孔102的倾斜的前面202(例如，通过使用诸如锤子的撬动构件208，其可对拆除工具200的杠杆臂部206施加力)。

在钻头套筒10的移除过程中，柄部22置于叉形拆除工具200的两个叉部201之间，并且每个叉部201的倾斜面202与肩部20的角部21接触。由于每个楔形的叉部201可被进一步插入或抵靠着肩部20的相应的角部21被撬动，所以叉部201主要沿钻头套筒10的轴向方向对钻头套筒10施加力。特别是，角部21在肩部20上与钻头套筒10的中心线基本对准的定位基本上防止拆除工具200产生使钻头套筒10歪斜以及使其可能卡在孔102中的力。从而，拆除工具200使钻头套筒10能够从孔102中直接滑出。

尽管描述了与本发明有关的优选的实施例，但是本领域的技术人员应该理解的是，可以在不背离所附权利要求书中限定的本发明的精神和范围的情况下作出尚未具体描述的增加、删减、变型以及替换。

Claims (11)

1.一种钻头套筒，用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中，所述钻头套筒包括：

轴环，所述轴环具有将凸缘支撑在所述钻头上的前面；

凸缘，所述凸缘位于所述轴环的后方，且所述凸缘具有比所述轴环的直径大的直径；

柄部，所述柄部位于所述凸缘的后方，且所述柄部具有比所述凸缘的直径小的直径；

本体，所述本体适于被接纳在所述块体的所述孔中，且所述本体具有被结合到后部的前部；

第一凹槽，其位于所述本体的所述前部中，且所述第一凹槽被构造成容纳第一压缩带；以及

第二凹槽，其位于所述本体的所述后部中，且所述第二凹槽被构造成容纳第二压缩带。

2.根据权利要求1所述的钻头套筒，其中所述孔的前部具有锥形壁，并且其中所述本体的所述前部具有球状弯曲壁。

3.根据权利要求2所述的钻头套筒，其中所述孔的后部具有直筒形壁，并且其中所述本体的所述后部具有直筒形壁。

4.根据权利要求1所述的钻头套筒，还包括：

从所述凸缘向后延伸的肩部，所述肩部具有与所述钻头套筒的中心线基本对准的一对向后朝向的角部，所述角部被构造为被楔形拆除工具接触。

5.根据权利要求1所述的钻头套筒，其中所述凸缘包括被构造为与所述块体上的平坦侧向表面接合以防止所述钻头套筒在所述孔内旋转的平坦侧向面。

6.根据权利要求1所述的钻头套筒，其中所述第一和第二压缩带由弹性耐磨材料制成。

7.根据权利要求6所述的钻头套筒，其中所述第一和第二压缩带由在复合物中包括玻璃的尼龙复合材料制成。

8.根据权利要求7所述的钻头套筒，其中所述尼龙复合材料含有10％到50％的玻璃。

9.一种钻头套筒，用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中，所述钻头套筒包括：

轴环，所述轴环具有将凸缘支撑在所述钻头上的前面；

凸缘，所述凸缘位于所述轴环的后方，且所述凸缘具有比所述轴环的直径大的直径；

柄部，所述柄部位于所述凸缘的后方，且所述柄部具有比所述凸缘的直径小的直径；

本体，所述本体适于被所述块体的所述孔接纳，且所述本体具有被结合到后部直筒形部分的前部球状弯曲部分；

第一压缩带，所述第一压缩带被安装在所述本体的所述前部中的凹槽内；以及

第二压缩带，所述第二压缩带被安装在所述本体的所述后部中的凹槽内；

其中当所述钻头套筒被安装在所述块体的所述孔中时，所述第一压缩带以及所述第二压缩带被压紧在所述本体和所述孔之间，从而将所述钻头套筒固定在所述孔内。

10.一种钻头套筒，所述钻头套筒用于将钻头保持在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中，所述钻头套筒包括：

轴环，所述轴环具有将凸缘支撑在所述钻头上的前面；

凸缘，所述凸缘位于所述轴环的后方，且所述凸缘具有比所述轴环的直径大的直径；

肩部，所述肩部从所述凸缘向后延伸并且具有基本上与所述钻头套筒的中心线对准的一对向后朝向的角部；

柄部，所述柄部位于所述凸缘的后方，且所述柄部具有比所述凸缘的直径小的直径；

本体，所述本体适于被接纳到所述块体的所述孔中；

其中所述肩部的所述角部被构造为被楔形拆除工具接触。

11.一种采矿机，包括：

可旋转构件；以及

一个或更多个块体，所述一个或更多个块体安装在所述可旋转构件上，每个块体均包括安装在具有至少部分地呈锥形的孔的块体中的钻头套筒；

其中所述钻头套筒包括：

轴环，所述轴环具有将凸缘支撑在钻头上的前面；

凸缘，所述凸缘位于所述轴环的后方，且所述凸缘具有比所述轴环的直径大的直径；

柄部，所述柄部位于所述凸缘的后方，且所述柄部具有比所述凸缘的直径小的直径；

本体，所述本体适于被接纳到所述块体的所述孔中，且所述本体具有被结合到后部的前部；

第一压缩带，所述第一压缩带被安装在所述本体的所述前部中的凹槽内；以及

第二压缩带，所述第二压缩带被安装在所述本体的所述后部中的凹槽内；

其中所述第一压缩带以及所述第二压缩带被压紧在所述本体和所述孔之间，从而将所述钻头套筒固定在所述孔内。

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