CN104781505B - 挖掘组件、钻头组件和破碎工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘组件，其包括钻头组件和支持器组件；所述钻头组件包括：钻头支承体、紧固件机构和可偏转构件，所述钻头组件被配合地设置为这样的所述可偏转构件能够响应于所述钻头支承体逐渐联接至所述紧固件机构被偏转。所述支持器组件包括支持器主体并且被设置为用于通过过盈装置容纳和保持所述钻头组件。所述支持器组件和钻头组件被配合地设置使得当所述钻头组件被所述支持器组件容纳时，通过过盈装置由所述支持器组件保持所述钻头组件能够响应于所述钻头支承体与所述紧固件机构的逐渐联接而逐渐增加，有效地防止所述钻头支承体相对于所述支持器主体在使用时的大的运动。

Description

挖掘组件、钻头组件和破碎工具

技术领域

本公开总体涉及挖掘组件、挖掘组件的钻头组件和包括该挖掘组件的破碎工具，具体但不排他地用于采矿或道路铣削。

背景技术

用于在采矿和道路铣削中破碎主体或结构的破碎工具可以包括挖掘工具，其中挖掘工具的一个点抵靠主体或结构被驱动。一些破碎工具包括安装在驱动器装置上的挖掘元件，使得所述挖掘元件能够在使用时围绕其轴线在支持器内旋转。由于挖掘元件的磨损的更均匀外周分布，这样的设置可以具有在使用时减少挖掘元件的锐利度的劣化速率的效果，因此防止挖掘元件在一侧变平。例如，挖掘元件可以包括具有其中安装分体式支持环的环形槽的柄，所述分体式支持环被保持在所述柄上。支持环可以形成有容纳在主体中的凹陷中的突起，所述主体通向孔以将钻头构件保持在支承体中。支持环的示例公开在专利号为3,519,309；第3,752,515和第3,767,266的美国专利中。

专利号为3,865,437的美国专利公开了一种旋转地安装在机体的孔中的挖掘式钻头，所述钻头具有穿过孔延伸的柄，其中所述柄伸出并包括多个支柱。柄的后端形成有一个或多个径向突起。当钻头被完全插入到机体的孔中时，所述柄的支柱将向外弹出并且其后径向突起将阻止将钻头从机体中拉出。通过向前驱动钻头，可以从机体移除钻头。

专利号为4，084，856的美国专利公开了一种具有插入端的工具元件，该插入端由开槽的弹性材料制成使得在插入和移除期间插入端在材料的弹性限度内向内移动，并且提供允许工具元件旋转的互锁。插入和移除可以通过简单地将工具元件敲进或敲出来实现。

专利号为4,583,786的美国专利涉及一种采矿挖掘工具，其包括：挖掘支持器，在挖掘支持器中保留挖掘元件；保持装置，其允许将挖掘工具从支持器手动释放以维修或替换。挖掘元件的柄可以容纳在支持器中的补充插座中，并且保持装置可以包括弹簧或加载销，该弹簧或加载销设置成被释放以允许移除所述挖掘工具。

一些破碎工具包括安装在驱动器装置上的挖掘元件从而防止所述挖掘元件在使用时围绕其轴线在支持器内旋转。下文将简要提及非旋转安装的挖掘元件的各示例设置。

公开号为20100194176的美国专利申请公开了一种非旋转采矿刀具挖掘工具，该挖掘工具包括柄部，其具有非圆形截面；头部，其包括远离所述柄部的尖端区域；肩部，其将所述柄部从所述头部分离；和切割嵌件，其包括安装在所述尖端区域的前端的超硬材料。

专利号为7,992,944的美国专利公开了一种工具组件，其包括旋转部、静止部和位于它们之间的可压缩元件。可压缩元件被充分压缩以限制或防止在破碎操作期间的自由旋转。

专利号为8,028,774的美国专利公开了一种包括在非平面界面结合至硬质合金基底的超硬材料的高耐冲击工具。该工具可以包括螺纹柄和主体，所述柄能够被附接至包括互补螺纹的驱动机构。

专利号为8,136,887的美国专利公开了一种包括结合至硬质合金基底的超硬材料的高耐冲击工具。所述硬质合金基底被结合至包括压配到钢体的孔中的杆的硬质合金段的前端，所述钢体被旋转固定至适于围绕轴线旋转的可旋转滚筒。

发明内容

存在对包括挖掘组件的破碎工具的需要，该破碎工具被相对容易和快速地组装以进行使用并且相对容易和快速地拆卸以进行替换或维修，特别但不排他地需要包括附接至支持器相对于支持器可移动的超硬冲击尖端的破碎工具。

从第一方面看，提供了一种挖掘组件，其包括钻头组件和支持器组件；所述钻头组件包括钻头支承体和紧固件机构，所述紧固件机构和所述钻头支承体被配合地设置使得所述紧固件机构能够被逐渐地联接至钻头支承体；所述支持器组件包括支持器主体并且被设置为用于通过过盈装置容纳和保持所述钻头组件；所述支持器组件和钻头组件被配合地设置使得当钻头组件被支持器组件容纳时，所述过盈装置的保持效果(例如，诸如通过摩擦抵抗钻头支承体相对于支持器主体的移动所用的力)能够响应于钻头支承体与紧固件机构的逐渐联接而逐渐增加，有效地防止所述钻头支承体相对于所述支持器主体在使用时的大的运动。

在一些示例中，提供了一种挖掘组件，其包括钻头组件和支持器组件；所述钻头组件包括：钻头支承体、紧固件机构、可偏转构件，并且所述钻头组件被配合地设置为这样的所述可偏转构件能够响应于所述钻头支承体(逐渐)联接至所述紧固件机构被偏转；所述支持器组件包括支持器主体并且被设置为用于通过例如摩擦或相互接合机械机构的过盈装置容纳和保持所述钻头组件；所述支持器组件和钻头组件被配合地设置使得当所述钻头组件被所述支持器组件容纳时，通过过盈装置由所述支持器组件保持所述钻头组件能够响应于所述钻头支承体与所述紧固件机构的逐渐联接而逐渐增加，有效地防止所述钻头支承体相对于所述支持器主体在使用时的大的运动。

在各示例设置中，“逐渐联接”(紧固件机构联接至钻头支持体，或相当地，反之亦然)可以被表示为“越来越紧固地联接”、“越来越牢固地联接”，“越来越紧密(或靠近地)联接”或“多个连续可变设置中的任意个联接”，例如(由语法推断，短语“逐渐联接”可以被表示为“越来越紧的联接”，“越来越安全的联接”，“越来越靠近–或接近–地联接”，或“多个连续可变设置中的任意个联接”)。本文使用的逐渐联接的示例可以是螺母联接至螺栓的配合的螺纹构件，其中通 过螺母围绕螺纹构件连续地旋转，螺母能够被推动以沿着螺纹构件连续地移动。

由本公开能够想到挖掘组件、钻头组件和包括挖掘组件的工具的各种设置和组合。下文提供了他们的非限制性和非穷举示例。

在一些示例设置中，所述支持器组件可以被设置为当所述钻头组件由所述支持器组件容纳时，响应于所述钻头支承体联接至所述紧固件机构，有效抵抗所述可偏转构件的偏转，并且提高所述过盈装置的效果。

响应于可偏转构件抵靠在支持器组件的部分上，过盈装置的效果能够被逐渐地增加。在一些示例设置中，可偏转构件可以被视为被逐渐地挤压在所述支持器组件的部分和钻头组件的部分之间。

在一些示例设置中，所述钻头组件可以包括钻头构件(用于冲击要被破碎的主体)；所述钻头支承体和所述钻头构件被配合地设置使得所述钻头构件能够被联接至所述钻头支承体，并且防止在使用时相对于所述钻头支承体移动(例如旋转)。

在一些示例设置中，所述钻头构件包括(例如，通过铜焊装置)接合至钻头基体的冲击尖端。冲击尖端可以包括例如多晶金刚石(PCD)材料的超硬材料。冲击结构可以被附接至基底，其中所述基底可以包括硬质合金材料。钻头基体可以包括与基底中所包含的等级不同的硬质合金材料，或由与基底中所包含的等级不同的硬质合金材料构成。

在一些示例中，钻头基体可以被收缩配合或压缩配合至在钻头支承体中设置的孔中。例如，钻头基体可以被安装在过盈配合最小约0.014毫米，最大约0.048毫米的钻头支承体的孔内。

在一些示例设置中，紧固件机构能够被逐渐地从钻头支承体分开。支持器组件和钻头组件可以被设置为使得响应于钻头支承体从紧固件机构逐渐分开，过盈装置的效果能够被减小，有效释放钻头支承 体。

在一些示例设置中，支持器组件可以包括用于容纳钻头组件的孔。支持器组件可以包括支持器主体和插入支持器主体中的孔中的套管，所述套管提供用于容纳钻头组件的孔。在其它示例设置中，支持器组件可以包括设置有用于容纳支持器组件的孔的支持器主体，而没有插入在钻头组件和支持器主体之间的套筒。

在一些示例设置中，所述钻头支承体包括钻头头部区域和从所述钻头头部区域下垂的轴，所述支持器组件被设置为容纳所述轴。所述轴可以包括所述轴的远端，远离所述钻头头部区域的可固定区域；所述紧固件机构和所述可固定区域被配合地设置使得所述紧固件机构能够联接至所述轴的所述可固定区域。在一些示例设置中，所述支持器组件可以被设置为容纳从钻头头部区域下垂的轴。

在一些示例设置中，所述紧固件机构和所述轴的所述可固定区域可以被配合设置成使得所述紧固件机构可以通过所述轴相对于所述紧固件机构的旋转逐渐地联接到所述轴。例如，所述紧固件机构和所述可固定区域可以包括配合螺纹。在一些示例中，紧固件机构可以包括螺母，在一些示例中，所述紧固件机构可以包括垫圈。

在一些示例设置中，所述可偏转构件可以包括或包含设置成用于容纳所述钻头支承体的至少部分的衬圈，所述衬圈具有设置成与所述钻头支承体的锥形侧表面相配合的锥形内表面，所述可偏转构件能够响应于所述钻头支承体的所述锥形侧表面响应于所述钻头支承体与所述紧固件机构逐渐联接被推到所述衬圈的所述锥形内表面上而被径向向外推动。在一些示例设置中，钻头头部区域的锥形侧表面可以由从钻头头部区域下垂的轴限定。

在一些示例设置中，紧固件机构、钻头支承体和衬圈可以被配合地设置使得当所述轴由衬圈容纳时，所述紧固件机构能够响应于所述轴相对于紧固件机构旋转被逐渐地联接至所述轴的可固定区域；包括 在衬圈中的可偏转构件响应于钻头支承体逐渐联接至紧固件机构逐渐地偏转。

在一些示例设置中，钻头支承体、衬圈和紧固件机构可以被设置为使得在轴的近端的钻头头部区域将由衬圈的近端检查，并且在轴的远端联至可固定区域的紧固件机构将由衬圈的远端检查。因此可以基本防止钻头头部区域进入衬圈的孔中或防止从近端前进超过一些点进入所述孔中，并且因此可以基本防止所述紧固件机构进入衬圈的孔中或防止从远端前进超过一些点进入所述孔中。

在一些示例设置中，衬圈可以限定在相对的开口端之间延伸的孔，限定穿过两个开口端延伸的纵向轴线。从侧截面看，衬圈的内表面可以描述为圆形、例如矩形的正多边形或其它形状。从纵向截面看，衬圈的锥形区域和轴可以描述为直线、曲线或一些其它形状。

在一些示例设置中，所述衬圈的所述锥形内表面和所述钻头支承体的锥形侧表面可以被设置成相对于所述钻头支承体的纵向轴线成锥角。所述锥角可以为最小约5度或最小约7度。所述锥角可以为最大约12度或最大约10度。锥角可以在约7度至约10度的范围内。锥角的选择可以取决于例如衬圈使用材料的弹性或柔软度的属性，因此取决于在使用时衬圈将变形的程度。

在一些示例设置中，所述紧固件机构可以被设置成用于容纳所述钻头支承体的可固定区域，并且包括所述可偏转构件。

在一些示例设置中，所述紧固件机构可以包括偏转器构件，该偏转器构件配合地设置有所述可偏转构件使得当所述轴的所述可固定区域由所述紧固件机构容纳时，所述可偏转构件响应于所述偏转器构件被推在所述可固定区域和所述可偏转构件之间能够被偏转；有效地响应于所述可偏转构件被推在所述支持器组件的部分上而逐渐增加在所述钻头组件和所述支持器组件之间的过盈。

在各示例设置中，过盈装置可以包括在所述钻头组件的部分和所 述支持器组件的部分之间的摩擦接触，和/或所述过盈装置可以包括机械锁定装置。

在一些示例设置中，钻头支承体和/或可偏转构件可以包括或包含钢制品。

从第二方面看，提供了一种用于挖掘组件的根据本公开的钻头组件。

从第三方面看，提供了包括根据本公开的挖掘组件或钻头组件的破碎工具。在一些示例中，破碎工具可以用于破碎包括煤或钾化合物的岩层，以及在一些示例中，破碎工具可以用于破碎包括沥青或混凝土的主体或结构。破碎工具可以例如是采矿装置或道路铣削装置。

附图说明

下文将参照附图描述结构的非限制性示例设置，在附图中：

图1A示出了示例挖掘组件的部分截面侧视图；

图1B示出了图1A所示的示例挖掘组件的示意性立体图；

图1C和图1D示出了穿过在图1A中示出的示例挖掘组件的示例钻头支承体的示意性纵向截面图；

图1E示出了在图1A中示出的示例钻头支承体的示意性立体图；

图1F示出了钻头组件的示例衬圈的示意性纵向截面图和立体图；

图2示出了钻头组件的示例衬圈的两个示意性立体图；

图3A示出了示例挖掘组件的部分截面示意性侧视图；

图3B示出了挖掘组件的示例紧固件机构的示意性截面图；

图3C示出了在图3A中示出的示例挖掘组件的示意性立体图；

图3D示出了挖掘组件的示例钻头支承体的示意性立体图；

图4示出了钻头构件的示例钻头基体的示意性侧视图；以及

图5示出了示例冲击尖端的示意性截面图。

具体实施方式

参照图1A至图1F，示例挖掘组件100包括钻头组件200和支持器组件300(其也可以称为“盒”)。钻头组件200包括钻头支承体210、衬圈230(其也可以称为“衬套”)、紧固件机构240和钻头构件250。钻头支承体210包括从钻头头部区域214的凸缘区域218下垂的轴212和靠近轴212的远端远离钻头头部区域214的可固定区域216。钻头头部区域214包括用于容纳钻头构件250的孔222。支持器组件300包括支持器主体310，该支持器主体310包括将支持器附接至例如用于采矿或道路铣削的滚筒的破碎装置(未示出)的装置(未示出)；和套管320，该套管320由形成在支持器主体310中的孔容纳。套管320通常是具有孔的环形结构，所述孔设置为用于容纳钻头组件200，更具体地，轴212的部分和衬圈230。套管230被压缩配合到支持器主体310的孔中。

钻头构件250包括连接至钻头基体254的冲击尖端252，其中钻头基体254通过收缩配合机构被容纳在钻头支承体250的孔中。在示例的具体版本中，在钻头基体254和钻头基体收缩压入的钻头头部区域214的孔之间的过盈的范围可以在0.014毫米至0.048毫米之间。冲击尖端252包括连接至基底的冲击结构。在一些示例中，基底和轴包括不同等级的碳化钨硬质合金材料，并且冲击结构包括多晶金刚石(PCD)材料。

套管320的孔的直径足够大，使得当衬圈230不经受使衬圈230的壁向外径向偏转的径向力时，衬圈230能够插入到该孔中，但是也足够小，使得一旦衬圈230被插入，向外的径向力能够将衬圈230的外表面抵靠套管320的内表面。当向外的径向力足够大时，通过摩擦过盈配合衬圈230将保持在套管320内。径向力随后充分减小将减小在衬圈230和套管之间的过盈。

具体参照图1D，钻头支承体214包括具有外径R1的凸缘区域218，该外径R1大于靠近凸缘区域218的轴212的近端的直径R3、 套筒、衬圈和支持器主体的孔的内径。可固定区域216在轴212的远端处的直径R4小于轴212的近端的直径，轴212的锥形区域220的直径随着从轴212的可固定区域216朝向近端的距离而增加。因此，在轴212的近端处的钻头头部区域214将由衬圈230的近端检查，并且当轴212插入到衬圈230中时，将防止钻头头部区域进入到衬圈230的孔中。钻头支承体210在其近端包括具有适于容纳压缩配合钻头构件(在图1C中未示出)的直径R2的孔222。锥形区域220以相对于由钻头支承体210的细长几何结构限定的纵向轴线L成锥角T设置(换句话说，锥角T将限定在与锥形区域220成切线的平面和在轴212的近端的轴212的圆柱形表面呈切线的平面之间)。在该具体示例中，锥角T的范围在7度到10度之间。

在图1D中例示的示例钻头支承体的具体版本中，钻头头部区域214的凸缘区域218的外径R1可以是80毫米，并且钻头头部区域从凸缘218的边缘至钻头头部区域214的最近端的轴向长度A2可以是约110毫米。用于容纳钻头构件(未示出)的孔222的直径R2可以是约37毫米，并且孔222的轴向深度A1可以是46.5毫米。轴212靠近凸缘区域218的直径R3可以是约44.5毫米，并且轴212从凸缘218至可固定区域216的轴向长度A3可以是94毫米。可固定区域216的直径R4可以是18毫米，并且可固定区域216的轴向长度A4可以是36毫米。在该示例的版本中，锥角T是7度。

具体参照图1F，衬圈230包括总体环形的限定孔234的衬圈壁232，该孔234具有在相对的开口端之间延伸的锥形内表面236。各锥形表面220、236的形状可以是圆锥形。由于锥形，在近端的衬圈壁比在远端的衬圈壁更薄。钻头支承体210的轴212的锥形表面和锥形内表面236相对于衬圈壁232的外侧表面以基本相同的角度T设置，衬圈壁232的该外侧表面在该示例中基本平行于纵向轴线L，这样设置使得当钻头支承体210的轴212被插入到衬圈230的孔234中 时，各锥形表面236和220能够彼此邻接。衬圈230包括连接衬圈壁232的相对端部的轴向间隙238，操作成允许衬圈壁232响应于抵靠内表面236的径向向外的力可逆地径向向外偏转(径向偏转与穿过衬圈壁232的相对端部的纵向轴线L相关)。因此，当钻头支承体210的轴212插入到衬圈230的孔236中时使得各锥形表面220、236邻接，随着钻头支承体210逐渐地进一步纵向推入到衬圈230的孔中，衬圈壁232能够径向向外偏转。偏转可以不需要超过几分之1毫米的距离。

在图1F示出的示例的具体版本中，衬圈壁232的纵向长度A5可以是50毫米，其外径R5可以是44.5毫米，轴向间隙可以是约3毫米，并且锥角T可以是7度(2T可以是14度)。

紧固件机构240包括内部螺母242和垫圈244，并且可固定区域216包括配合地螺合至螺母242使得螺母242能够螺合在轴212的远端上。固定器环246可以被附接至可固定区域216从而防止螺母242不小心从轴212分离。在衬圈的孔表面和轴212的表面220上的锥形物使得随着距离钻头头部区域214的轴向距离增大，轴212的截面直径减小并且衬圈230的孔的直径减小。在该示例中，衬圈230的孔和钻头支承体210的轴212是环形的。垫圈244具有足够大的直径使得当螺母242螺合到插入衬圈230的可固定区域216上时，垫圈244邻接衬圈230的远端。在该具体示例中，超过衬圈230外径的垫圈244的直径不那么大。该设置将确保防止螺母242进入衬圈230的孔的远端。钻头支承体210、垫圈244、衬圈230和套管320被设置为使得当螺母242抵靠垫圈244充分拧紧时，垫圈244基本不邻接套管320的远端，并且因此，垫圈244抵靠衬圈230使得钻头组件200在使用时被固定且不旋转地保持在支持器组件300内。这种设置可能减少从使用时被牢固地保持的钻头组件产生的支持器组件300内的应力。

钻头支承体214、紧固件机构240和衬圈230被配合设置为使得 衬圈230能够响应于将螺母242螺合在轴212的可固定区域216上径向地偏转。当钻头支承体210插入衬圈230使得轴212的锥形表面220接触衬圈230的孔的锥形内表面220时，螺母242螺合到轴212的可固定区域216上且垫圈244位于螺母242和衬圈230的远端之间时，螺母242能够抵靠垫圈244被逐渐紧固，由此抵靠衬圈230的远端被逐渐紧固。逐渐紧固螺母242将使得轴212的锥形表面220抵靠衬圈230孔的内表面，随着轴212沿纵向进一步被推入孔中，引起衬圈壁232径向向外偏转。

当钻头组件200被插入支持器组件300中时，径向向外偏转将由套筒320和由此由支持器主体310的孔进行检查。钻头组件200可以以松散组装的形式设置，其中，螺母242在一定程度上螺合在轴212上，其不足以使轴212的锥形表面220抵靠在孔的锥形表面236上，但也要有足够的力以使衬圈230的衬圈壁232径向向外偏转。在该设置中，将可能将包括衬圈230的钻头组件200插到套筒320的孔中。一旦衬圈230被纵向地设置在套筒320内以供使用，螺母242可以螺合到轴212的端部上逐渐紧固螺母242并且使各个锥形表面220、236彼此抵靠，因此抵靠衬圈壁232的内表面236施加径向向外的力。衬圈壁232的径向向外偏转将由套筒320进行检查，引起在衬圈壁232上的相对的反作用力。逐渐紧固螺母242将增加径向力，因此增加在套筒320和衬圈壁232之间的过盈，直到过盈足以防止在使用时钻头支承体214相对于支持器主体310旋转或相对于支持器主体310的其它意外运动。在一些示例设置中，紧固机构240可被设置为使得它能够通过旋转钻头支承体212来拧紧螺母242，防止或延迟螺母242与钻头支承体212的旋转。

在使用时，挖掘组件100将被驱动抵靠待被破碎的主体，使冲击结构252在最近端处(以及钻头组件100靠近冲击结构252的其它部件)冲击主体。可以使用本发明的挖掘组件破碎的主体的示例包括可 以含煤或钾化合物的岩层，和包含沥青或混凝土的人行道或道路。多个挖掘组件100(在组装形式)可以被安装在例如滚筒或带的可驱动装置(未示出)上。

当希望从支持器组件300移除钻头组件200以例如取代它或它的部分时，螺母被旋开以对中间体230充分地松开钻头支承体212以径向放松并且允许钻头组件200被移除。

在另一示例中，支持器组件可以不包括用于容纳衬圈的套筒，其可以直接地邻接支持器主体中的孔的表面。

参照图2，衬圈230包括限定孔234的基本环形的衬圈壁232，所述孔具有在相对的开口端部之间延伸的锥形内表面236。由于锥形体，在近端的衬圈壁比在远端的衬圈壁更薄。钻头支承体210的轴212的锥形表面和锥形内表面236以相对于衬圈壁232的外侧表面基本相同的角度T设置，该衬圈壁232的外侧表面在该示例中基本平行于纵向轴线L，设置为使得当钻头支承体210的轴212被插入衬圈230的孔234中时，各锥形表面236和220能够彼此邻接。衬圈230包括两对三个轴向间隙238、239(在其它示例中，轴向间隙的数量可以不同)，间隙238、239的每一个从衬圈壁232的端部延伸至所述端部一段轴向距离，但不总是相对的端部。在该具体的示例中，三个间隙238从衬圈壁232的近端延伸并且三个间隙239从远端延伸，每一对中的间隙被插入在彼此之间。间隙238、239被设置成允许衬圈壁232响应于抵靠内表面236的径向向外的力可逆地径向向外偏转。

参照图3A至图3E，示例挖掘组件400包括钻头组件500和支持器组件300。钻头组件500可以参照图1A描述的包括钻头支承体510、紧固件机构560和钻头构件250。钻头支承体510包括从钻头头部区域518下垂的轴512和靠近轴512的远端远离钻头头部区域514的可固定区域516。钻头头部区域514包括凸缘区域518和用于容纳钻头构件250的孔522。支持器组件300包括支持器主体310，该支持器 主体300包括将支持器附接至例如用于采矿或道路铣削的滚筒的破碎装置(未示出)的装置(未示出)；和套管320，该套管320由形成在支持器主体310中的孔容纳。套管320通常是具有孔的环形结构，所述孔设置为用于容纳钻头组件310，更具体地，在固定机构560中包括的轴512的部分和衬圈562。

具体参照图3B，紧固件机构560包括外衬圈564、内衬圈562、螺母568和锁定板566。外衬圈564具有在使用时能够邻接包括在支持器组件300的套筒320中的孔的内表面的外表面，并且内表面包括锥形表面区域。内衬圈562具有使用时能够邻接轴512的附接区域516的侧表面的外表面，并且内表面包括锥形的表面区域。内衬圈562和外衬圈564的各锥形表面可以是圆锥形。内衬圈562和外衬圈564配合地设置成使得各自的锥形表面区域可以彼此之上邻接和滑动。内衬圈562和外衬圈564被联接至螺母568，使得外衬圈564能够被推动以相对于内衬圈562纵向移动，各锥形表面区域响应于螺母568的旋转可在彼此之上滑动。附接板566被设置在螺母568和外衬圈564之间。由于各锥形表面区域的设置，内衬圈562和或外衬圈564响应于外衬圈664被推动以在整个内衬圈562上轴向(纵向)滑动而能够径向偏转。上述一般种类的紧固件机构例如从Ringspann^TM可商购获得。

在使用时，紧固件机构560可以被插入在轴212的可固定区域216和靠近套筒320的远端的套筒之间320，使得内衬圈562的外表面邻接轴512的可固定区域516的侧表面，并且外衬圈564的内表面邻接套筒的内表面。通过旋转螺母，外衬圈564的锥形表面可以抵靠内衬圈562的锥形表面被轴向地推动，因此挤压两个衬圈562、564在轴512的可固定区域516和套筒之间的部分，这将抵抗两个衬圈562和564或两个衬圈562和564中的一个的径向偏转。逐渐紧固螺母568将逐渐增加可固定区域516、衬圈562、564和套筒之间的摩 擦过盈，并且足够的紧固将防止钻头支承体510在使用时相对于支持器主体310的大的旋转。

在另一个示例中，支持器组件可以不包括用于容纳衬圈的套筒，其可以直接地邻接支持器主体中的孔的表面。

参照图4和图5，钻头构件可以包括由铜焊材料连接至钻头基体252的近端251的冲击尖端254(图4和图5分别示出了单独的作为未连接部件的钻头基体252和冲击尖端254)。

具体参照图4，示例钻头基体252可以具有基本实心的圆柱形体积和截头圆锥形体积253，后者限定了近端251。钻头基体252的长度A6可以是58毫米并且基本上圆柱形的体积的直径R6可以是25毫米。截头圆锥形体积253的锥形表面可以限定(在截面图中观察时径向相对侧之间测量的)60度的内锥角。钻头基体可以由硬质合金材料制成。

具体参照图5，示例冲击尖端254可以包括由多晶金刚石(PCD)材料构成的冲击结构255，该冲击结构255在基本弧形边界257处接合至由硬质合金材料构成的基底256。边界257可以是大致穹顶形。包括在基底256中的硬质合金材料可以包括比在钻头基体252中包括的硬质合金材料含量更高的钴烧结材料。冲击结构255限定包括顶点259的冲击表面258。冲击表面258具有球状钝的(修圆的)圆锥的一般形状，其中所述顶点限定在平行于纵向轴线L的平面中的曲率半径并且冲击表面258相对于于纵向轴线L成角度θ设置。在示例冲击尖端254的各种版本中，曲率半径可以在1毫米至4毫米的范围内，并且角度θ可以在30度至60度的范围内。

在将钻头构件附接至钻头支承体使得防止相对于后者移动的设置中，可能很难将钻头构件从钻头支承体分离同时钻头组件被安装在破碎装置上。钻头构件从钻头支承体分离可能需要特殊的设备或加热钻头支承体以释放钻头构件。本公开的挖掘组件的设置很可能具有钻 头组件可以相对快地从支持器组件容易地分离的方面，允许在本领域中相对快速和容易地更换钻头组件。使用特殊设备从组件分离钻头构件可能是必要的，而不造成破碎操作的过度延迟。

在冲击尖端包括例如PCD的超硬材料的示例设置中，冲击尖端可能以比其它部件基本更低的速率在使用中磨损。因此，可能不是必须允许冲击尖端在使用中旋转从而平均在冲击尖端的表面上的磨损。尽管希望不受特定理论的束缚，这可能是由于与例如钢或硬质合金材料的其它材料的耐磨性相比，超硬材料的耐磨性非常高。某些公开的设置提供将超硬冲击尖端安装到破碎装置的支持器上的装置，使得冲击尖端在使用中基本上不会相对于支持器旋转，并且使得包括冲击尖端的钻头组件可以相对快速地和容易地附接至本领域中的支持器以及从支持器分离，由此可能减少操作停机时间。

本文使用的某些术语将在下面简要讨论。

本文所用的多晶金刚石(PCD)是包括大量金刚石晶粒的超硬材料，多种金刚石颗粒直接彼此结合，并且其中金刚石的含量为材料的约至少80体积百分数。金刚石晶粒之间的间隙可以至少部分地填充有包含金刚石的催化剂的粘合剂材料，它们基本上可以是空的。PCD材料在能够促进金刚石晶粒的相互生长的材料(这样的材料被称为金刚石的“催化剂”材料)存在的情况下，通过使聚集的金刚石晶粒经受超高压和高温而制造。

超硬材料的其它示例包括立方晶氮化硼(cBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)，结合碳化硅的金刚石(SCD)和通过化学气相沉积(CVD)制造的合成金刚石材料。

Claims (17)

1.一种挖掘组件，其包括钻头组件和支持器组件；所述钻头组件包括：钻头支承体、紧固件机构、可偏转构件，所述可偏转构件包括衬圈，并且所述钻头组件被配合地设置为所述可偏转构件能够响应于所述钻头支承体逐渐联接至所述紧固件机构被偏转；所述支持器组件包括支持器主体并且被设置为用于通过过盈配合容纳和保持所述钻头组件；所述支持器组件和钻头组件被配合地设置使得当所述钻头组件被所述支持器组件容纳时，通过过盈配合由所述支持器组件保持所述钻头组件能够响应于所述钻头支承体与所述紧固件机构的逐渐联接而逐渐增加，有效地防止所述钻头支承体相对于所述支持器主体在使用时的大的运动；

其中，所述衬圈被设置成用于容纳所述钻头支承体的至少部分，所述衬圈具有设置成与所述钻头支承体的锥形侧表面相配合的锥形内表面，所述可偏转构件能够响应于所述钻头支承体的所述锥形侧表面响应于所述钻头支承体与所述紧固件机构逐渐联接抵靠到所述衬圈的所述锥形内表面上而被径向向外推动。

2.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述支持器组件被设置为当所述钻头组件由所述支持器组件容纳时，响应于所述钻头支承体联接至所述紧固件机构，有效抵抗所述可偏转构件的偏转，并且提高所述过盈配合的效果。

3.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述钻头组件包括钻头构件；所述钻头支承体和所述钻头构件被配合地设置为使得所述钻头构件能够被联接至所述钻头支承体，并且防止在使用时相对于所述钻头支承体移动。

4.根据权利要求3所述的挖掘组件，其中，所述钻头构件包括接合至钻头基体的冲击尖端。

5.根据权利要求4所述的挖掘组件，其中，所述冲击尖端包括超硬材料。

6.根据权利要求5所述的挖掘组件，其中，所述超硬材料是多晶金刚石(PCD)材料。

7.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述紧固件机构能够从所述钻头支承体逐渐分开。

8.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述支持器组件和钻头组件被设置成使得能够响应于所述钻头支承体从所述紧固件机构逐渐分开减小所述过盈配合的效果，有效释放所述钻头支承体。

9.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述过盈配合包括在所述支持器主体和所述钻头组件之间的摩擦过盈。

10.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述支持器组件包括支持器主体和插入所述支持器主体中的孔中的套筒，所述套筒提供用于容纳所述钻头组件的孔。

11.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中，所述钻头组件包括钻头头部区域和从所述钻头头部区域下垂的轴，所述支持器组件被设置为容纳所述轴。

12.根据权利要求11所述的挖掘组件，其中，所述轴包括靠近所述轴的远端远离所述钻头头部区域的可固定区域；所述紧固件机构和所述可固定区域被配合地设置为使得所述紧固件机构能够联接至所述轴的所述可固定区域。

13.根据权利要求12所述的挖掘组件，其中，所述紧固件机构和所述轴的所述可固定区域被配合设置成使得所述紧固件机构可以通过所述轴相对于所述紧固件机构的旋转逐渐地联接到所述轴。

14.根据权利要求11所述的挖掘组件，其中所述钻头头部区域的所述锥形侧表面由从钻头头部区域下垂的轴限定。

15.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中所述衬圈的所述锥形内表面和所述钻头支承体的锥形侧表面被设置成相对于所述钻头支承体的纵向轴线成锥角，所述锥角为最小5度。

16.根据权利要求1所述的挖掘组件，其中所述衬圈的所述锥形内表面和所述钻头支承体的锥形侧表面被设置成相对于所述钻头支承体的纵向轴线成锥角，所述锥角为最大12度。

17.一种包括如权利要求1所述的挖掘组件的破碎工具。