CN110331943B - 金刚石锚杆钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石锚杆钻头，包括钻头、传动轴和外轴；所述钻头顶端设有刀翼；所述刀翼设有多个且均匀的分布于钻头顶端的外周上；所述刀翼由内向外呈向外倾斜状，由后向前呈向上倾斜状；所述刀翼的前端设有金刚石复合片；所述金刚石复合片等距的设有多个；所述传动轴通过其轴身上的凸块卡嵌于外轴的上端，且凸块的上下端均设有轴承，传动轴的上端与钻头的下端固定连接。与现有技术相比本发明的有益效果是：在钻进的过程中同时能够进行注水作业以降低钻头钻进中的摩擦温度和扬灰现象，同时钻头整体刚性较高，硬度较强耐磨性好，并能通过辅助钻头将碎石进行进一步的粉碎和运移。
Description
技术领域
本发明涉及凿岩钻具，具体为一种金刚石锚杆钻头。
背景技术
锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身. 锚杆钻头就是在煤矿中为了固定锚杆使用的钻进工具。
锚杆钻头分为硬质合金锚杆钻头和金刚石复合片锚杆钻头。一般钻头采用两翼设计并作为切削齿，硬质合金锚杆钻头主要用于较软地层，合金造价较低，现在在市场上还占有重要地位。但是由于金刚石复合片是由金刚石微粉和硬质合金在高温高压条件下复合而成的特殊超硬材料，所生产出的钻头钻进效率高，使用寿命长并适用于钻凿中的坚硬岩层。可广泛用于煤矿巷道支护钻孔，煤矿凿岩开采。因此金刚石复合片的应用大大提高了锚杆钻头的钻进效率，正在逐渐取代硬质合金锚杆钻头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石锚杆钻头，其特点是在钻进的过程中同时能够进行注水作业以降低钻头钻进中的摩擦温度和扬灰现象，同时钻头整体刚性较高，硬度较强耐磨性好，并能通过辅助钻头将碎石进行进一步的粉碎和运移。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金刚石锚杆钻头，包括钻头、传动轴和外轴；所述钻头顶端设有刀翼；所述刀翼设有多个且均匀的分布于钻头顶端的外周上；所述刀翼由内向外呈向外倾斜状，由后向前呈向上倾斜状；所述刀翼的前端设有金刚石复合片；所述金刚石复合片等距的设有多个；所述传动轴通过其轴身上的凸块卡嵌于外轴的上端，且凸块的上下端均设有轴承，传动轴的上端与钻头的下端固定连接。
作为优化，相邻的所述刀翼之间设有泄渣槽。
作为优化，所述钻头与外轴之间设有连接管；所述连接管套接于传动轴的外部，其下端与外轴固定连接，其上端与钻头下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接；所述连接管的侧身面开设有环槽；所述环槽的上端面设有上导轨齿条，下端面设有下导轨齿条；环槽面上设有旋转轴；所述旋转轴以连接管的中心为轴环绕的设有多个，且旋转轴上均设有齿轮；所述齿轮与上导轨齿条和下导轨齿条相啮合；所述旋转轴的最外端设有辅助钻头。
作为优化，所述辅助钻头包括辅刀支座和辅刀支翼；所述辅刀支座呈圆形结构且固定于旋转轴的最外端；所述辅刀支翼设有三个且分别位于辅刀支座内接正三角形的延长线上；所述辅刀支翼的外端平均分布有多个辅刀金刚石复合片。
作为优化，所述辅助钻头的数量与刀翼的数量相一致。
作为优化，所述泄渣槽位于相邻的辅助钻头之间。
作为优化，相邻的所述辅助钻头上的辅刀支翼呈交错状排列。
作为优化，所述钻头的顶端中央处设有喷水头；所述喷水头下方钻头内设有喷水管道；所述传动轴内设有注水空槽；所述注水空槽通过喷水管道与喷水头相连接。
作为优化，所述喷水头呈半球形结构，且喷水头上均匀分布有若干喷水孔。
作为优化，所述连接管的外部钻头与外轴之间还设有保护套管；所述保护套管的下端与外轴固定连接，其上端与钻头下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接，其外周上开设有与旋转轴位置数量大小相匹配的通孔；所述旋转轴通过保护套管上的通孔贯穿于保护套管本体。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：通过结构优化改进使得钻头在进行钻进作业的同时能够通过注水来降低钻头温度和扬灰现象；通过齿条带动辅助钻头进行碎石的二次粉碎和向外排出功能同时与钻头的钻进作业保持一致；优化了刀翼的整体结构和布局使其刚性强度更高同时钻进效果好；增加了保护套管防止齿条和导轨齿条因为灰尘的进入而导致卡壳的情况发生。
附图说明
图1为本发明的立体结构外观示意图。
图2为本发明的立体结构示意图。
图3为本发明的结构示意图。
图4为本发明辅助钻头的结构示意图。
图5为本发明喷水头的结构示意图。
其中，钻头1、刀翼2、金刚石复合片3、传动轴4、外轴5、凸块6、轴承7、连接管8、上导轨齿条9、下导轨齿条10、齿轮11、旋转轴12、保护套管13、辅刀支座14、辅刀支翼15、辅刀金刚石复合片16、注水空槽17、喷水头18、泄渣槽19、喷水孔20。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
一种金刚石锚杆钻头，包括钻头1、传动轴4和外轴5；所述钻头1顶端设有刀翼2；所述刀翼2设有多个且均匀的分布于钻头1顶端的外周上，这里优选了采取四刀翼的结构；同时相邻的所述刀翼2之间设有泄渣槽19；并且所述刀翼2由内向外呈向外倾斜状，由后向前呈向上倾斜状；确保钻进过程中碎石会从泄渣槽19中排出。所述刀翼2的前端设有金刚石复合片3；所述金刚石复合片3等距的设有多个；所述传动轴4通过其轴身上的凸块6卡嵌于外轴5的上端，且凸块6的上下端均设有轴承7，传动轴4的上端与钻头1的下端固定连接。
所述钻头1与外轴5之间设有连接管8；所述连接管8套接于传动轴4的外部，其下端与外轴5固定连接，其上端与钻头1下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接；所述连接管8的侧身面开设有环槽；所述环槽的上端面设有上导轨齿条9，下端面设有下导轨齿条10；环槽面上设有旋转轴12；所述旋转轴12以连接管8的中心为轴环绕的设有多个，且旋转轴12上均设有齿轮11；所述齿轮11与上导轨齿条9和下导轨齿条10相啮合以确保在传动轴4带动钻头1旋转时，会由于外轴5的相对固定而带动旋转轴12转动。
所述旋转轴12的最外端设有辅助钻头。所述辅助钻头包括辅刀支座14和辅刀支翼15；所述辅刀支座14呈圆形结构且固定于旋转轴12的最外端；所述辅刀支翼15设有三个且分别位于辅刀支座14内接正三角形的延长线上；所述辅刀支翼15的外端平均分布有多个辅刀金刚石复合片16。
所述辅助钻头的数量与刀翼2的数量相一致。所述泄渣槽19位于相邻的辅助钻头之间。相邻的所述辅助钻头上的辅刀支翼15呈交错状排列。使得掉落下来的碎石通过泄渣槽19后直接被辅助钻头粉碎。
所述钻头1的顶端中央处设有喷水头18；所述喷水头18下方钻头1内设有喷水管道；所述传动轴4内设有注水空槽17；所述注水空槽17通过喷水管道与喷水头18相连接。所述喷水头18呈半球形结构，且喷水头18上均匀分布有若干喷水孔20。
所述连接管8的外部钻头1与外轴5之间还设有保护套管13；所述保护套管13的下端与外轴5固定连接，其上端与钻头1下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接，其外周上开设有与旋转轴12位置数量大小相匹配的通孔；所述旋转轴12通过保护套管13上的通孔贯穿于保护套管13本体。
具体实施方式：
将外轴5固定套设于驱动电机驱动轴的外端，并将驱动电机驱动轴与传动轴4相连接，通过启动驱动电机，带动传动轴4实现旋转，由于传动轴4与钻头1采用固定连接，因此钻头1得到旋转。
连接管8套接于传动轴4的外部，其下端与外轴5固定连接，其上端与钻头1下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接，因此在钻头1进行旋转时，连接管8可以实现与钻头1之间的相对旋转，因此通过齿轮11与上导轨齿条9和下导轨齿条10相啮合，实现旋转轴12的转动，并以此实现辅助钻头的自旋转。由此当启动驱动电机驱动钻头1进行钻进作业时，辅助钻头会同时启动。
碎石经过刀翼2上金刚石复合片3的切割，通过泄渣槽19排除，在掉落过程中会被下方相邻的辅助钻头进行二次切割打碎同时因为其运动方向会将碎石直接向外排除，考虑到钻进作业时会产生大量的灰尘和钻头1因摩擦产生的大量热量，因此通过加设喷水头18和注水空槽17实现在钻进作业的同时可以对钻头1进行注水作业。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种金刚石锚杆钻头，其特征在于：包括钻头（1）、传动轴（4）和外轴（5）；所述钻头（1）顶端设有刀翼（2）；所述刀翼（2）设有多个且均匀的分布于钻头（1）顶端的外周上；所述刀翼（2）由内向外呈向外倾斜状，由后向前呈向上倾斜状；所述刀翼（2）的前端设有金刚石复合片（3）；所述金刚石复合片（3）等距的设有多个；所述传动轴（4）通过其轴身上的凸块（6）卡嵌于外轴（5）的上端，且凸块（6）的上下端均设有轴承（7），传动轴（4）的上端与钻头（1）的下端固定连接；相邻的所述刀翼（2）之间设有泄渣槽（19）；所述钻头（1）与外轴（5）之间设有连接管（8）；所述连接管（8）套接于传动轴（4）的外部，其下端与外轴（5）固定连接，其上端与钻头（1）下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接；所述连接管（8）的侧身面开设有环槽；所述环槽的上端面设有上导轨齿条（9），下端面设有下导轨齿条（10）；环槽面上设有旋转轴（12）；所述旋转轴（12）以连接管（8）的中心为轴环绕的设有多个，且旋转轴（12）上均设有齿轮（11）；所述齿轮（11）与上导轨齿条（9）和下导轨齿条（10）相啮合；所述旋转轴（12）的最外端设有辅助钻头；所述辅助钻头包括辅刀支座（14）和辅刀支翼（15）；所述辅刀支座（14）呈圆形结构且固定于旋转轴（12）的最外端；所述辅刀支翼（15）设有三个且分别位于辅刀支座（14）内接正三角形的延长线上；所述辅刀支翼（15）的外端平均分布有多个辅刀金刚石复合片（16）；所述泄渣槽（19）位于相邻的辅助钻头之间；所述钻头（1）的顶端中央处设有喷水头（18）；所述喷水头（18）下方钻头（1）内设有喷水管道；所述传动轴（4）内设有注水空槽（17）；所述注水空槽（17）通过喷水管道与喷水头（18）相连接。
2.根据权利要求1所述的金刚石锚杆钻头，其特征在于：所述辅助钻头的数量与刀翼（2）的数量相一致。
3.根据权利要求1所述的金刚石锚杆钻头，其特征在于：相邻的所述辅助钻头上的辅刀支翼（15）呈交错状排列。
4.根据权利要求1所述的金刚石锚杆钻头，其特征在于：所述喷水头（18）呈半球形结构，且喷水头（18）上均匀分布有若干喷水孔（20）。
5.根据权利要求1所述的金刚石锚杆钻头，其特征在于：所述连接管（8）的外部钻头（1）与外轴（5）之间还设有保护套管（13）；所述保护套管（13）的下端与外轴（5）固定连接，其上端与钻头（1）下端与之大小位置相对应的环形卡槽相卡接，其外周上开设有与旋转轴（12）位置数量大小相匹配的通孔；所述旋转轴（12）通过保护套管（13）上的通孔贯穿于保护套管（13）本体。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20211122 Address after: 273500 west of middle section of West Outer Ring Road, Zoucheng City, Jining City, Shandong Province Applicant after: ZOUCHENG YANKUANG TAIDE INDUSTRY & TRADE Co.,Ltd. Address before: No.1860, middle section of xiwaihuan Road, Zoucheng City, Jining City, Shandong Province Applicant before: SHANDONG YUANYUNTONG MINING EQUIPMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 272000 West Section of West Outer Ring Road, Zoucheng City, Jining City, Shandong Province Applicant after: Shandong Yanneng Taide Heavy Industry Co.,Ltd. Address before: 273500 west of middle section of West Outer Ring Road, Zoucheng City, Jining City, Shandong Province Applicant before: ZOUCHENG YANKUANG TAIDE INDUSTRY & TRADE Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| GR01 | Patent grant | ||
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