CN114542095A - 一种盘型滚刀式钻头 - Google Patents

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王方田
张洋
李哲
江振鹏
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Abstract

本发明公开了一种盘型滚刀式钻头，包括刀盘系统、排屑系统、缓冲系统、动力系统，能够延长盘型滚刀的使用寿命；能够使盘型滚刀更好给工作面施加应力，能够更好的提高滚刀的性能，提高盘型滚刀的破岩效率。

Description

一种盘型滚刀式钻头
技术领域
本发明涉及一种煤矿钻采用钻头，具体涉及一种盘型滚刀式钻头。
背景技术
随着钻孔技术的快速发展，旋挖钻机已广泛应用于瓦斯抽采、注浆加固、探放水等钻探领域。钻机主要由钻机主机、钻杆、钻头三部分构成，而截齿是旋挖钻机的最关键的部件。根据截齿的材料不同，可分为孕镶钻头、牙轮钻头及金刚石钻头。通过大量工程实践应用，在软、中硬岩层中钻进时，金刚石钻头钻进效率远高于前两者。但在创造良好的经济效益的同时，金刚石钻头也暴露出了很多问题，主要表现为：在复杂地层及中硬以上地层钻头寿命低、钻速慢，切削效果不好，不易排屑。
盾构机集机械、电气、液压、测量导向、控制等多学科技术于一体，专门用于隧道工程的大型、高科技综合施工设备，具有开挖快、有利于环境保护和降低劳动强度等优点，从松散软土、淤泥到硬岩都可应用。但存在以下缺点：盾构的规划、设计、制造和组装时间长；准备困难且费用高，只有长距离掘进时才较经济；盾构施工是不可后退的，盾构施工一旦开，盾构机就无法后退。
基于此，有必要结合盾构机和钻机的优点，研究出一种新型的切削钻头，从而解决上述问题。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种盘型滚刀式钻头，切削效果好，钻头寿命能够更好的延长，而且能够及时排出切削的碎屑。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种盘型滚刀式钻头，包括刀盘系统、排屑系统、缓冲系统、动力系统，所述刀盘系统包括若干盘型滚刀、刀座、减速箱、电机，所述盘型滚刀通过刀轴与刀座铰接，所述刀轴与减速箱的输出轴A连接，所述减速箱的输入轴与电机的输出轴连接，所述刀座固接在刀盘本体上；所述排屑系统包括设在刀盘本体上且与盘形滚刀对应的刀盘进渣口、与刀盘进渣口连通的储存仓、与储存仓对应的排渣管道，所述排渣管道内设置有卷拉提升装置，所述卷拉提升装置用于将储存仓内回收的物料从排渣管道排出；所述缓冲系统包括用于支撑刀盘本体的液压支柱，所述动力系统包括液压泵站、电源箱，所述刀盘本体上设置有若干与盘型滚刀对应的出水孔，所述液压泵站通过进水管道与出水孔，所述液压泵站通过进液通道与液压支柱连通，所述进水管道上设置有中央进水阀，所述进液通道上设置有中央进油阀、压力调节阀，所述电机、卷拉提升装置、液压泵站、中央进水阀、中央进油阀、压力调节阀与电源箱电连接。
优选地，所述盘型滚刀包括一体成型的刀尖、刀圈、刀体，所述刀体通过刀轴与刀座铰接。
优选地，所述电机、卷拉提升装置、液压泵站、中央进水阀、中央进油阀、压力调节阀通过防爆电线与电源箱电连接。
优选地，所述防爆电线外部设置有电线保护壳。
优选地，所述电线保护壳与刀盘本体焊接固定。
优选地，所述液压泵站依次通过中央进油阀、压力调节阀与液压支柱连通。
优选地，所述液压支柱布置在刀盘本体的径向方向上。
本发明的有益效果在于：
1、本发明在钻头主体沿径向设置了缓冲系统，利用液压传动，一是能够通过液压传动，为刀盘本体提供支撑力，降低凿岩反作用力的影响，能够延长盘型滚刀的使用寿命；二是能够使盘型滚刀更好给工作面施加应力，能够更好的提高滚刀的性能，提高盘型滚刀的破岩效率。
2、本发明能够在凿岩时能提供高压水，通过进水管道至喷水孔喷出，高压水能够对应喷射到盘型滚刀切削的岩石部位上，能够使盘型滚刀在对岩石进行切削的同时进行瞬时降温冷却，能够更好的延长钻头的寿命，能够增大单只钻头的钻入深度，能够提高钻头的破岩效率。
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为该钻头主剖视图；
图2为刀盘分布示意图；
图3为钻头侧视图；
图4为中央进水阀剖视图；
图中，1-滚刀刀尖；2-刀圈；3-刀体；4-刀轴；5-刀座；6-输出轴A；7-减速箱；8-电机；9-防爆电线；10-电线保护壳；11-液压支柱；12-压力调节阀；13-进液通道；14-喷水孔；15-进水通道；16-中央进水阀；17-中央进油阀；18-液压泵站；19-电源箱；20-刀盘进渣口；21-储存仓；22-排渣管道。
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至图4所示，一种盘型滚刀式钻头，包括刀盘系统I、排屑系统II、缓冲系统III、动力系统IV，所述刀盘系统I包括若干盘型滚刀、刀座5、减速箱7、电机8，所述盘型滚刀通过刀轴4与刀座5铰接，所述刀轴4与减速箱7的输出轴A6连接，所述减速箱7的输入轴与电机8的输出轴连接，所述刀座5固接在刀盘本体上；所述排屑系统II包括设在刀盘本体上且与盘形滚刀对应的刀盘进渣口20、与刀盘进渣口20连通的储存仓21、与储存仓21对应的排渣管道22，所述排渣管道22内设置有卷拉提升装置，所述卷拉提升装置用于将储存仓21内回收的物料从排渣管道22排出；所述缓冲系统III包括用于支撑刀盘本体的液压支柱11，所述动力系统IV包括液压泵站18、电源箱19，所述刀盘本体上设置有若干与盘型滚刀对应的出水孔14，所述液压泵站18通过进水管道15与出水孔14，所述液压泵站18通过进液通道13与液压支柱11连通，所述进水管道15上设置有中央进水阀16，所述进液通道13上设置有中央进油阀17、压力调节阀12，所述电机8、卷拉提升装置、液压泵站18、中央进水阀16、中央进油阀17、压力调节阀12与电源箱19电连接。
所述盘型滚刀包括一体成型的刀尖1、刀圈2、刀体3，所述刀体3通过刀轴4与刀座5铰接。所述电机8、卷拉提升装置、液压泵站18、中央进水阀16、中央进油阀17、压力调节阀12通过防爆电线9与电源箱19电连接。
所述防爆电线9外部设置有电线保护壳10。所述电线保护壳10与刀盘本体焊接固定。所述液压泵站18依次通过中央进油阀17、压力调节阀12与液压支柱11连通。所述液压支柱11布置在刀盘本体的径向方向上。
本实施例的滚刀刀尖1、刀圈2、刀体3、刀轴4、刀座5、输出轴A6、7-减速箱7、电机8、防爆电线9、电线保护壳10、液压支柱11、压力调节阀12、进液通道13、喷水孔14、进水通道15、中央进水阀16、中央进油阀17、液压泵站18、电源箱19、刀盘进渣口20、储存仓21、排渣管道22为本领技术人员所熟知的现有产品或结构，其相关之间的连接方式或是控制方式采用本领域技术人员所熟知的现有连接方式或是控制方式，在此不再作详细描述。
具体使用时：刀座上的盘形滚刀，通过液压支柱11紧压在待破碎的岩面上，在工作过程中，盘形滚刀一方面绕刀轴4轴线自转，同时随着刀盘的旋转，绕刀盘中心轴公转。在刀盘旋转扭矩和液压支柱垂直推力的共同作用下，分布在刀盘上的滚刀在掌子面上切出一组同心圆。当岩石的抗压强度低于刀盘液压支柱的推力时，岩石将直接被滚刀刀尖破碎，从而形成多道同心圆沟槽，随着刀盘的推进，沟槽深度逐渐加深，岩体表面裂纹逐渐扩大，最终使相邻同心圆沟槽间的岩石成片崩落，完成盘形滚刀的破岩过程。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，包括刀盘系统(I)、排屑系统(II)、缓冲系统(III)、动力系统(IV)，所述刀盘系统(I)包括若干盘型滚刀、刀座(5)、减速箱(7)、电机(8)，所述盘型滚刀通过刀轴(4)与刀座(5)铰接，所述刀轴(4)与减速箱(7)的输出轴A(6)连接，所述减速箱(7)的输入轴与电机(8)的输出轴连接，所述刀座(5)固接在刀盘本体上；所述排屑系统(II)包括设在刀盘本体上且与盘形滚刀对应的刀盘进渣口(20)、与刀盘进渣口(20)连通的储存仓(21)、与储存仓(21)对应的排渣管道(22)，所述排渣管道(22)内设置有卷拉提升装置，所述卷拉提升装置用于将储存仓(21)内回收的物料从排渣管道(22)排出；所述缓冲系统(III)包括用于支撑刀盘本体的液压支柱(11)，所述动力系统(IV)包括液压泵站(18)、电源箱(19)，所述刀盘本体上设置有若干与盘型滚刀对应的出水孔(14)，所述液压泵站(18)通过进水管道(15)与出水孔(14)，所述液压泵站(18)通过进液通道(13)与液压支柱(11)连通，所述进水管道(15)上设置有中央进水阀(16)，所述进液通道(13)上设置有中央进油阀(17)、压力调节阀(12)，所述电机(8)、卷拉提升装置、液压泵站(18)、中央进水阀(16)、中央进油阀(17)、压力调节阀(12)与电源箱(19)电连接。
2.如权利要求1所述的一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，所述盘型滚刀包括一体成型的刀尖(1)、刀圈(2)、刀体(3)，所述刀体(3)通过刀轴(4)与刀座(5)铰接。
3.如权利要求1所述的一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，所述电机(8)、卷拉提升装置、液压泵站(18)、中央进水阀(16)、中央进油阀(17)、压力调节阀(12)通过防爆电线(9)与电源箱(19)电连接。
4.如权利要求3所述的一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，所述防爆电线(9)外部设置有电线保护壳(10)。
5.如权利要求4所述的一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，所述电线保护壳(10)与刀盘本体焊接固定。
6.如权利要求1所述的一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，所述液压泵站(18)依次通过中央进油阀(17)、压力调节阀(12)与液压支柱(11)连通。
7.如权利要求1所述的一种盘型滚刀式钻头，其特征在于，所述液压支柱(11)布置在刀盘本体的径向方向上。
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