CN112696206A - 一种旋挖钻机用截齿 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种旋挖钻机用截齿,包括截齿上部和连接于所述截齿上部下方的截齿体;所述截齿上部包括刀头与刀座;所述刀座包括圆盘状的刀座体和柱端,所述刀头固定在所述刀座体的顶面的中心位置;所述截齿体顶端为水平布置的端平面,所述端平面上开设有柱端配合孔,所述柱端深入到所述柱端配合孔内部;所述端平面贴合在所述底平面的下方。该技术方案可实现刀头部分或截齿体的单独更换,并避免了现有可拆刀头式截齿存在的螺纹受损而无法拆卸的问题,具有较高的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及截齿技术领域,具体涉及一种旋挖钻机用截齿。
背景技术
旋挖钻机作为一种开采掘进机器,在地铁暗挖工程施工作业等有限空间作业得到了广泛应用。截齿是旋挖钻机上的切削部件,在切割硬质岩时承受较高的周期性压应力、切应力和冲击负荷,切割岩体过程中由于摩擦、冲击还会造成截齿温度升高,在如此复杂工况条件下,使用过程中,截齿顶端的刀头逐渐变小直至消失,从而降低采煤效率,此时必须更换截齿,因此截齿作为磨损易耗件,其消耗量很大。
常规的截齿中,截齿顶端的刀头与截齿体是整体式连接在一起的,若要更换,则需将整个截齿进行更换。然而很多时候,只是刀头磨损了而截齿体尚处于良好可用状态,有些情况下则相反,截齿体受损而顶部的刀头仍良好,这些情况下,若将整个截齿报废换新,势必造成材料的大量浪费。
针对此问题,已有的解决方法是将刀头底部制作出一段螺杆,并在截齿体上相应的设置螺纹,将刀头与截齿体采用螺纹连接,使其成为分体式结构、两部分能够单独更换。
在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
现有技术中可拆卸的刀头的底部直接制成螺杆形式,旋紧在截齿体上,由于刀头通常尺寸较小,因而刀头下方凸出的螺杆上的连接螺纹的规格也较小。截齿长期工作于高冲击、高温、高应力状态,工作时的巨大的冲击力直接通过刀头传递到螺纹上,加之刀头还受到很大地与截齿轴线垂直的侧向力,该侧向力产生的扭转力矩也作用在螺纹根部,因此在使用一段时间后,很容易导致螺纹破损、变形甚至螺纹咬合、断裂等情况的发生,导致合金头与截齿体无法拆卸,只能整体更换。因此,如何得到一种可靠地分体式截齿,是需要解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种旋挖钻机用截齿,解决了现有技术中可拆卸的刀头经常由于螺纹受损而无法拆卸的问题。
为实现上述目的,本发明实施例提供一种旋挖钻机用截齿,包括截齿上部和以可拆卸方式连接于所述截齿上部下方的截齿体;
所述截齿上部包括刀头与刀座;所述刀座包括圆盘状的刀座体和柱端,所述刀座体的底平面为平面,所述柱端连接在所述刀座体的下方且与所述刀座体同轴,所述刀座体的截面积大于所述柱端的截面积;所述刀头固定连接在所述刀座体的顶面的中心位置;
所述截齿体为一个沿其自身轴线对称的回转体结构,其顶端为水平布置的端平面,所述端平面上开设有柱端配合孔,所述柱端配合孔与所述截齿体同轴;
所述柱端深入到所述柱端配合孔内部;
所述端平面贴合在所述底平面的下方;
所述截齿体的材质为铬钼合金钢;所述刀头的材质为铬钼合金钢、或钨钴合金钢。
优选的,所述柱端为圆柱体,所述柱端配合孔为圆孔;且所述柱端的外径与所述柱端配合孔的内径尺寸为过渡配合。
优选的,所述柱端为方柱体,所述柱端配合孔为方孔。
优选的,所述旋挖钻机用截齿还包括紧固螺钉;所述紧固螺钉的螺纹端末尾设置有圆柱形的销轴,所述销轴与所述螺纹端同轴且外径小于所述螺纹端的螺纹小径;所述截齿体的上部水平设置有自外向内的螺纹沉孔;所述刀座的底部设置有环形的限位槽,且所述限位槽的槽宽大于所述销轴的外径;所述紧固螺钉旋紧在所述螺纹沉孔内,且所述销轴深入到所述限位槽内。
优选的,所述螺纹沉孔为一个或多个,且沿所述截齿体的轴线径向均布;所述紧固螺钉为一个或多个,且沿所述截齿体的轴线径向均布。
优选的,所述柱端配合孔的深度大于所述柱端的高度。
优选的,所述截齿体内部还设置螺纹孔,所述螺纹孔与所述截齿体同轴且上下贯穿所述截齿体。
优选的,所述刀座顶端设置有定位凹槽;所述刀头的下部置于所述定位凹槽内;所述刀头与所述刀座通过焊接方式固定连接。
优选的,所述刀座体中,底平面大于顶面,侧面的外廓线为弧边;所述底平面的半径与所述端平面的半径相同。
优选的,所述旋挖钻机用截齿还包括截齿卡簧,所述截齿卡簧为中间具有开裂的圆环形结构。
上述技术方案具有如下有益效果:
在工作时,刀头受到的巨大冲击力通过刀座传递到截齿体顶端的端平面上,刀座截面积远大于现有技术中刀头底部的螺杆,因而应力较小;且截齿上部与截齿体之间采用轴孔配合,工作时侧向力产生的扭转力矩由柱端配合孔的侧壁承受,其抵抗破坏的能力远强于现有技术中的螺纹牙。因此,相较于现有的可拆卸式截齿,本技术方案的截齿不会产生螺纹变形、咬扣等等情况,避免了无法拆卸等问题,可以方便地进行刀头或截齿体的更换,从而节省了费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种旋挖钻机用截齿的装配结构示意图;
图2是本发明实施例中的截齿体的部件结构示意图;
图3是本发明实施例中的截齿上部的部件结构示意图;
图4是本发明实施例中的紧固螺钉的部件结构示意图;
图5是本发明实施例一种旋挖钻机用截齿的整体结构示意图;
图6是本发明实施例一种旋挖钻机用截齿的进行拆卸时的示意图;
附图标号:10、截齿上部;11、刀头;12、刀座;121、刀座体;122、柱端;123、底平面;214、限位槽;125、定位凹槽;20、截齿体;21、螺纹沉孔;22、螺纹孔;23、柱端配合孔;24、端平面;30、紧固螺钉;31、销轴;40、截齿卡簧;50、拆换螺杆。
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。
如图1、图2和图3所示,本发明提供一种旋挖钻机用截齿,包括截齿上部和以可拆卸方式连接于所述截齿上部10下方的截齿体20;
所述截齿上部10包括刀头11与刀座12;所述刀座12包括圆盘状的刀座体121和柱端122,所述刀座体121的底平面123为水平布置的圆形平面,所述柱端122连接在所述刀座体121的下方且与所述刀座体121同轴,所述刀座体121的截面积大于所述柱端122的截面积;所述刀头11固定连接在所述刀座体121的顶面的中心位置;
所述截齿体20为一个沿其自身轴线对称的回转体结构,其顶端为水平布置的端平面24,所述端平面24上开设有柱端配合孔23,所述柱端配合孔23与所述截齿体20同轴;
所述柱端122深入到所述柱端配合孔23内部;
所述端平面24贴合在所述底平面123的下方;
所述截齿体20的材质为铬钼合金钢;所述刀头11的材质为铬钼合金钢、或钨钴合金钢。
在截齿进行掘进作业中,位于截齿最顶端的硬度最高的刀头是主要的切削部件,其最先与岩层等接触,故切削过程中的主要冲击力都是通过刀头后传递给截齿体的。现有的可拆式截齿中,受限于刀头的尺寸,位于其下方的连接螺杆的尺寸也较小,工作时容易导致螺纹损坏、螺纹咬合甚至螺杆折断。
为避免此问题,本申请考虑将刀头固定于截齿上部的刀座上,工作时由刀座体的底平面将受到的冲击力传递给截齿体顶端的端平面。由于刀座可以做的比刀头大很多,该接触面面积较现有技术中刀头底部设置的螺杆要大得多,因此,其工作时应力较小;且刀座的底部设置有柱端,通过柱端与截齿体之间的轴孔配合,工作时侧向力产生的扭转力矩由柱端配合孔的侧壁承受,其抵抗破坏的能力远强于现有技术中的螺纹牙。因此,该设计方案可有效提高刀座和截齿体之间的连接强度,更不会产生螺纹变形、咬扣等等情况,避免了无法拆卸等问题。
虽然更换刀头时需要将刀座一起更换,但刀座相对于整个截齿来说仍旧是较小的一部分,材料费用很低,相较于现有可换刀头式截齿经常出现的螺纹损坏、无法拆卸的问题,仍具有明显的经济价值。
在材料的选取上,截齿体优先采用优质42Crmo钢冷挤压制成,密度高不脱碳,刀体硬度在44~48HRC之间;刀头可采用铬钼合金钢制成,在外表面增加复合镀层,也可采用钨钴合金钢制成。
优选的,所述柱端122为圆柱体,所述柱端配合孔23为圆孔;且所述柱端122的外径与所述柱端配合孔23的内径尺寸为过渡配合。
柱端与柱端配合孔的连接形式可以为多种,其中圆形的轴孔配合是最常用的方式,实际使用中也便于加工,故该方法可采用圆柱轴与圆孔的配合方式。
优选的,所述柱端122为方柱体,所述柱端配合孔23为方孔。
当有特殊需要时,为防止刀座与截齿体之间产生相对转动,可将圆形的轴孔配合改为方形的轴孔配合。此时柱端为一个截面为正方形的方轴,柱端配合孔为一个截面为正方形的方孔。采用方轴和方孔时,由于加工难度较高,且没有标准的配合公差,应适当放大配合间隙,保证方孔的截面尺寸大于方轴的截面尺寸。
优选的,如图4所示,所述的旋挖钻机用截齿还包括紧固螺钉30;所述紧固螺钉30的螺纹端末尾设置有圆柱形的销轴,所述销轴与所述螺纹端同轴且外径小于所述螺纹端的螺纹小径;如图1所示,所述截齿体20的上部水平设置有螺纹沉孔21;所述刀座12的底部设置有环形的限位槽124,且所述限位槽124的槽宽大于所述销轴的外径;所述紧固螺钉30旋紧在所述螺纹沉孔21内,且所述销轴深入到所述限位槽124内。
刀头受到的冲击力是由外向内的,一般情况下会将截齿上部压紧在截齿体上。但为了防止特定情况下截齿上部的意外脱落,在截齿体上布置横向的螺纹沉孔,沉孔开设于外表面上,沉孔内布置紧固螺钉,通过紧固螺钉来固定柱端,使截齿上部不会脱落。为取得更好的效果,在柱端的靠下位置设置一道环形槽,并将紧固螺钉的螺纹末端制成圆柱体的销轴,以销轴卡住环形槽,使截齿上部无法轴向移动,从而得到可靠的固定。
优选的,所述螺纹沉孔21为一个或多个,且沿所述截齿体20的轴线径向均布;所述紧固螺钉30为一个或多个,且沿所述截齿体20的轴线径向均布。
紧固螺钉可以有多个,沿轴线径向均布,数量以2—4为宜。
优选的,如图1所示,所述柱端配合孔23的深度大于所述柱端122的高度。
当柱端配合孔的深度小于柱端高度时,将导致刀座体的底平面与端平面不能完全贴合,因此,需要将柱端配合孔的深度尺寸适当放大一些。
优选的,如图2所示,所述截齿体20内部还设置螺纹孔22,所述螺纹孔22与所述截齿体20同轴且上下贯穿所述截齿体20。
在进行刀头或截齿体的更换时,由于长时间的使用,轴孔配合处会有较多杂质淤积,配合面也可能有少量变形导致手动拆卸困难,此时,如图6所示,可以将拆换螺杆50拧入螺纹孔中,在旋紧的过程中,通过拆换螺杆50顶端的平面顶住柱端的底面,并逐渐将整个截齿上部顶出。所述螺纹孔的螺纹大径小于柱端配合孔的孔径,以防止顶出过程中拆换螺杆50损伤柱端配合孔的侧壁。
优选的,如图3所示,所述刀座12顶端设置有定位凹槽125;如图1所示,所述刀头11的下部置于所述定位凹槽125内;所述刀头11与所述刀座12通过焊接方式固定连接。
常规技术中,刀头是直接焊接在截齿体上的,为保证连接强度,本申请依旧采用焊接方式进行二者的连接;通过将刀头的下半部分埋入定位凹槽,可使连接更加可靠。
优选的,如图1所示,所述刀座体121中,底平面123大于顶面,侧面的外廓线为弧边;所述底平面123的半径与所述端平面24的半径相同。
通常截齿为前尖后宽的弹头形状,因此刀座的侧面应为弧形,才能使其外形上与截齿体形成圆滑过渡,避免出现明显的凸起或凹陷并进而可能对掘进工作产生不利影响。
优选的,如图3所示,所述旋挖钻机用截齿还包括截齿卡簧40,所述截齿卡簧40为中间具有开裂的圆环形结构。
截齿卡簧是一个中间部分剖开类似于“Z”字型缺口的合金垫圈,其可以通过榫卯连接的形式将钻机的卡扣插入垫圈用来固定截齿,使截齿体的安装和拆卸都简易方便。
装配完成后的截齿如图5所示。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明,上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说;这些实施例的各种修改方式都是显而易见的,并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此,本公开并不限于本文给出的实施例,而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种旋挖钻机用截齿,其特征在于,包括:截齿上部(10)和以可拆卸方式连接于所述截齿上部(10)下方的截齿体(20);
所述截齿上部(10)包括刀头(11)与刀座(12);所述刀座(12)包括圆盘状的刀座体(121)和柱端(122),所述刀座体(121)的底平面(123)为水平布置的圆形平面,所述柱端(122)连接在所述刀座体(121)的下方且与所述刀座体(121)同轴,所述刀座体(121)的截面积大于所述柱端(122)的截面积;所述刀头(11)固定连接在所述刀座体(121)的顶面的中心位置;
所述截齿体(20)为一个沿其自身轴线对称的回转体结构,其顶端为水平布置的端平面(24),所述端平面(24)上开设有柱端配合孔(23),所述柱端配合孔(23)与所述截齿体(20)同轴;
所述柱端(122)深入到所述柱端配合孔(23)内部;
所述端平面(24)贴合在所述底平面(123)的下方;
所述截齿体(20)的材质为铬钼合金钢;所述刀头(11)的材质为铬钼合金钢、或钨钴合金钢。
2.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述柱端(122)为圆柱体,所述柱端配合孔(23)为圆孔;且所述柱端(122)的外径与所述柱端配合孔(23)的内径尺寸为过渡配合。
3.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述柱端(122)为方柱体,所述柱端配合孔(23)为方孔。
4.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,还包括紧固螺钉(30);所述紧固螺钉(30)的螺纹端末尾设置有圆柱形的销轴(31),所述销轴(31)与所述螺纹端同轴且外径小于所述螺纹端的螺纹小径;所述截齿体(20)的上部水平设置有螺纹沉孔(21);所述刀座(12)的底部设置有环形的限位槽(124),且所述限位槽(124)的槽宽大于所述销轴的外径;所述紧固螺钉(30)旋紧在所述螺纹沉孔(21)内,且所述销轴(31)深入到所述限位槽(124)内。
5.如权利要求4所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述螺纹沉孔(21)为一个或多个,且沿所述截齿体(20)的轴线径向均布;所述紧固螺钉(30)为一个或多个,且沿所述截齿体(20)的轴线径向均布。
6.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述柱端配合孔(23)的深度大于所述柱端(122)的高度。
7.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述截齿体(20)内部还设置有螺纹孔(22),所述螺纹孔(22)与所述截齿体(20)同轴且上下贯穿所述截齿体(20)。
8.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述刀座(12)顶端设置有定位凹槽(125);所述刀头(11)的下部置于所述定位凹槽(125)内;所述刀头(11)与所述刀座(12)通过焊接方式固定连接。
9.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,所述刀座体(121)中,底平面(123)大于顶面,侧面的外廓线为弧边;所述底平面(123)的半径与所述端平面(24)的半径相同。
10.如权利要求1所述的旋挖钻机用截齿,其特征在于,还包括截齿卡簧(40),所述截齿卡簧(40)为中间具有开裂的圆环形结构。
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