CN203672656U - 一种煤炭采样刀头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种煤炭采样刀头，包括钻头连杆、第一侧齿座、紧固部件、第一多刃侧齿、多刃钻头、第二多刃侧齿和第二侧齿座，所述第一侧齿座和第二侧齿座分别连接于所述钻头连杆的两侧，所述第一多刃侧齿通过紧固部件连接于所述第一侧齿座，所述第二多刃侧齿通过紧固部件连接于所述第二侧齿座，所述多刃钻头连接于所述钻头连杆，所述第一多刃侧齿和第二多刃侧齿相互交错的位于所述多刃钻头的两侧。本实用新型所述煤炭采样刀头通过创新设计多刃刀头，能够有效地切削硬质煤层，并对坚硬煤层具有良好的破碎效果，同时能够很好的细化煤质样式，大大提高了煤炭采样机的工作效率。

Description

一种煤炭采样刀头

技术领域

本实用新型涉及煤炭采样技术领域，尤其是涉及煤炭采样零部件技术，更具体的涉及一种煤炭采样刀头。 

背景技术

目前，车载移动式煤炭采制样机是填补国内采制样机领域空白的最新产品，采样刀头作为煤炭采制样机中的关键部件，承担着坚硬煤质层的破碎工作，其性能的好坏直接关系到整个采样机装置的煤炭采集效果，尤其是对于煤层地质条件比较复杂的情况，比如当采样刀头的切削和钻探能力较差时便无法对坚硬煤层进行采集，进而会严重的影响到整个煤炭采样装置采样数据的分析结果。当前国内外广泛使用的煤炭采样刀头大部分都仿照车床铣刀的原理设计制造，普遍存在铣削效率低、磨损疲劳强度大、刚性差等缺点，而铣削效率、刚性和耐磨性属于煤炭采样刀头最为重要的性能指标，因此如何使煤炭采样装置的采样刀头铣刀利用率高、切削效果好、强度耐磨性好，就成为当下煤炭采制样技术领域亟待解决的重要问题。 

实用新型内容

本实用新型基于上述现有技术问题，创新的提出一种具有全新结构的煤炭采样刀头，所述煤炭采样刀头通过创新设计多刃刀头，能够有效地切削硬质煤层，并对坚硬煤层具有良好的破碎效果，同时能够很好的细化煤质样式，大大提高了煤炭采样机的工作效率。 

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下： 

一种煤炭采样刀头，包括钻头连杆101、第一侧齿座102、紧固部件103、第一多刃侧齿104、多刃钻头105、第二多刃侧齿106和第二侧齿座107，所述第一侧齿座102和第二侧齿座107分别连接于所述钻头连杆101的两侧，所述第一多刃侧齿104通过紧固部件103连接于所述第一侧齿座102，所述第二多刃侧齿106通过紧固部件103连接于所述第二侧齿座107，所述多刃钻头105连接于所述钻头连杆101，所述第一多刃侧齿104和第二多刃侧齿106相互交错的位于所述多刃钻头105的两侧。

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述钻头连杆101的上部连接于双螺旋杆的下端，所述钻头连杆101的下部沿中心轴线向内开设有轴孔，所述多刃钻头105的顶部固定安装于所述轴孔内。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述钻头连杆101的上部为圆柱型，并沿圆柱径向开设有通孔，通过柱销穿过所述通孔而将钻头连杆101的上部连接于双螺旋杆的下端；所述钻头连杆101的下部为四棱柱形，在四棱柱的内部沿中心轴线开设有轴孔，在四棱柱的前后两侧面对称的开设有与所述轴孔连通的通孔，所述多刃钻头105的顶部为圆柱杆，且在所述圆柱杆上沿径向加工有通孔，通过所述圆柱杆伸入所述轴孔内、并借助柱销穿过所述四棱柱和圆柱杆上的通孔而将多刃钻头105固定连接于所述钻头连杆101上。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述多刃钻头105包括圆柱杆和倒三角形钻头，所述圆柱杆的底面一体连接于所述倒三角形钻头的三角形底边，所述圆柱杆固定连接于所述钻头连杆101，所述倒三角形钻头的两条三角形斜边上分别设置有斜向下的多刃侧齿，所述倒三角形钻头最下端的三角形顶角处形成有一个尖刀。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述倒三角形钻头的每条斜边上的多刃侧齿具有7个尖齿，所述尖刀的倒角为67.8°。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述第一侧齿座102和第二侧齿座107上均形成有装刀刃面，所述第一侧齿座102和第二侧齿座107分别焊接于所述钻头连杆101的相对两侧，所述第一多刃侧齿104安装于所述的第一侧齿座102的装刀刃面上，所述第二多刃侧齿106安装于所述的第二侧齿座107的装刀刃面上，所述多刃钻头105的底部形成有倒三角形钻头，所述第一多刃侧齿104和第二多刃侧齿106分别位于所述倒三角形钻头所在中心平面的两侧，且所述第一多刃侧齿104所在平面与所述倒三角形钻头所在中心平面间的夹角等于所述第二多刃侧齿106所在平面与所述倒三角形钻头所在中心平面间的夹角。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述夹角约为20°。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述装刀刃面的中部加工有安装通孔，所述装刀刃面的底端形成有限位台阶，所述多刃侧齿上加工有安装通孔，所述紧固部件包括螺栓、螺母和垫圈，通过螺栓分别穿过所述装刀刃面与多刃侧齿上的安装通孔后与螺母螺接而将所述多刃侧齿紧固于所述侧齿座上。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述第一多刃侧齿104和第二多刃侧齿106均采用上窄下宽式结构，并于上端的窄面中部加工有安装通孔，于下端的宽面底边上加工有多刃齿。 

进一步的根据本实用新型所述的煤炭采样刀头，其中所述第一多刃侧齿104下端的多刃齿具有7个尖刃，所述第二多刃侧齿106下端的多刃齿具有8个尖刃，且所述第一多刃侧齿104下端的刃齿排列和第二多刃侧齿106下端的刃齿排列相互交错。 

通过本实用新型的技术方案至少能够达到以下技术效果： 

1）、本实用新型所提供的煤炭采样刀头基于多刃刀头结构，能够有效地切削硬质煤层，并对坚硬煤层具有良好的破碎效果，同时能够很好的细化煤质样式，大大提高了煤炭采样机的工作效率。

2）、本实用新型所述煤炭采样刀头以创新结构集成有多刃钻头和侧齿，在简化现有采样刀头结构的同时，保证了采样刀头的铣削效率、刚性和耐磨性，使用本实用新型所述煤炭采样刀头的煤炭采样装置工作效率高，利用区域广泛，具有很好的市场前景。 

附图说明

附图1为本实用新型所述煤炭采样刀头的正视结构示意图； 

附图2为本实用新型所述煤炭采样刀头的侧视结构示意图；

附图3a为本实用新型所述煤炭采样刀头中钻头连杆的正视结构示意图；

附图3b为本实用新型所述煤炭采样刀头中钻头连杆的侧视结构示意图；

附图4a为本实用新型所述煤炭采样刀头中多刃钻头的正视结构示意图；

附图4b为本实用新型所述煤炭采样刀头中多刃钻头的侧视结构示意图；

附图5a为本实用新型所述煤炭采样刀头中侧齿座的正视结构示意图；

附图5b为本实用新型所述煤炭采样刀头中侧齿座的侧视结构示意图；

附图6a为本实用新型所述煤炭采样刀头中第一多刃侧齿的正视结构示意图；

附图6b为本实用新型所述煤炭采样刀头中第一多刃侧齿的侧视结构示意图；

附图7a为本实用新型所述煤炭采样刀头中第二多刃侧齿的正视结构示意图；

附图7b为本实用新型所述煤炭采样刀头中第二多刃侧齿的侧视结构示意图；

图中各附图标记的含义如下：

101-钻头连杆、102-第一侧齿座、103-紧固部件、104-第一多刃侧齿、105-多刃钻头、106-第二多刃侧齿、107-第二侧齿座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，但并不因此限制本实用新型的保护范围。 

如附图1和附图2所示，本实用新型所述的煤炭采样刀头包括钻头连杆101、第一侧齿座102、紧固部件103、第一多刃侧齿104、多刃钻头105、第二多刃侧齿二106和第二侧齿座107。所述第一侧齿座102和第二侧齿座107分别焊于所述钻头连杆101的两侧，所述第一多刃侧齿104通过紧固部件103固定连接于所述第一侧齿座102，所述第二多刃侧齿106通过紧固部件103固定连接于所述第二侧齿座107，所述多刃钻头105通过柱销和开口销固定连接于所述钻头连杆101。整个煤炭采样刀头装于双螺旋杆中并随之转动。 

所述煤炭采样刀头各部分的具体结构和整体连接关系结合附图3a至附图7b，如附图3a和附图3b所示，所述钻头连杆101的上部为圆柱形，并沿圆柱径向开设有通孔，通过柱销穿过该通孔而将钻头连杆101连接于双螺旋杆的下端，并能随之转动；所述钻头连杆101的下部为四棱柱形，在四棱柱的内部沿中心轴线开设有圆柱轴孔，在四棱柱的前后两侧面对称的打有与所述圆柱轴孔连通的通孔，通过柱销穿过该通孔而将多刃钻头105固定连接于四棱柱的圆柱轴孔内，在四棱柱的左右两侧面分别焊接有所述第一侧齿座102和第二侧齿座107，所述钻头连杆101的上部和下部具有一体连接结构。 

如附图4a和附图4b所示，所述多刃钻头105包括一体连接的圆柱杆和倒三角形钻头，圆柱杆的底面一体连接于倒三角形钻头的三角形底边，所述圆柱杆上沿径向加工有通孔，且所述圆柱杆能够伸入所述钻头连杆101下部四棱柱的圆柱轴孔内，并通过柱销穿过四棱柱和圆柱杆上的通孔而将多刃钻头固定连接于所述钻头连杆101。进一步的所述倒三角形钻头的两三角形斜边上分别设置有斜向下的多刃侧齿，每边各有7个尖齿，在最下端的三角形顶角上形成有一个倒角为67.8°的尖刃。 

如附图5a和附图5b所示，所述第一侧齿座102和第二侧齿座107采用调质处理过的45号钢制作，每个侧齿座102、107上均加工有装刀刃面，在装刀刃面中部加工有两个通孔，在装刀刃面的底端形成有限位台阶，结合附图1和附图2，所述第一侧齿座102焊接于钻头连杆101下部四棱柱的右侧面，所述第二侧齿座107焊接于钻头连杆101下部四棱柱的左侧面，且所述第一侧齿座102和第二侧齿座107相对于多刃钻头105中倒三角形钻头的所在中心平面倾斜焊接，具体的所述第一侧齿座102的装刀刃面和所述第二侧齿座107的装刀刃面分别位于所述多刃钻头105的倒三角形钻头所在中心平面的两侧，且两个装刀刃面分别与所述倒三角形钻头所在中心平面形成20°左右夹角，以保证安装于第一侧齿座102上的第一多刃侧齿104和安装于第二侧齿座107上的第二多刃侧齿106以20°左右夹角位于多刃钻头105的倒三角形钻头的表面两侧。 

如附图6a、附图6b、附图7a和附图7b所示，所述第一多刃侧齿104是一块材料为CrWMn的合金刀头，其形状采用上窄下宽式结构，并于下端的宽面底边上加工有多刃齿，共有7个尖刃，在上端的窄面中部加工有圆孔，以便通过紧固部件103与第一侧齿座102连接。所述第二多刃侧齿106也是一块材料为CrWMn的合金刀头，其形状和第一多刃侧齿104类似，采用上窄下宽式结构，并于下端的宽面底边上加工有多刃齿，共有8个尖刃，在上端的窄面中部加工有圆孔，以便通过紧固部件103与第二侧齿座107连接。所述第一多刃侧齿104下端的刃齿排列和第二多刃侧齿106下端的刃齿排列正好相互交错。所述紧固部件103包括螺栓、螺母和垫圈，通过螺栓分别穿过多刃侧齿上的圆孔和侧齿座的通孔后与螺母螺接而将多刃侧齿紧固于侧齿座上。 

使用本实用新型所述煤炭采样刀头破碎采集煤样时，将所述采样刀头装于煤炭采样头中的双螺旋杆下端，采样车开始工作时双螺旋杆转动，带动采样刀头旋转，当钻头连杆101带动多刃钻头105旋转钻挖时，多刃钻头105首先破碎硬质层，硬质层煤炭先由小孔开始向大扩散，当多刃钻头105行进至根部和第一多刃侧齿104及第二多刃侧齿106平齐时，第一多刃侧齿和第二多刃侧齿同时作用于煤层，利用其锯齿状刀刃以类似带齿平面铣刀切削，当第一多刃侧齿104、多刃钻头105、第二多刃侧齿106同时工作时，坚硬煤层就会迅速被破碎直至颗粒化，然后通过采样筒双螺旋叶片高效稳定地提取煤炭标本。需要注意的是，本实用新型所述的煤炭采样刀头的旋转是有方向规定的，即多刃侧齿稍短的一侧即第一多刃侧齿朝前安装，旋转方向和双螺旋杆的叶片转动上升方向保持一致，这样在破碎坚硬煤层的同时，颗粒换的煤炭样品就会随着双螺旋杆的内腔上升被输送到不锈钢料斗内，直至破碎缩分装置内。 

本实用新型所述煤炭采样刀头相比现有刀头，其破碎效果更明显，性能更稳定，可靠性也更强，工作时整个煤炭采样刀头随着双螺旋杆深入煤层的最浅深度达到0.5m，最深可以达到2.4m，第一多刃侧齿和第二多刃侧齿相对于多刃钻头20°夹角设置保证了采样刀头在高强度作业中应力的分布合理，使得切削效率高，满足了使用强度在高碳合金工具钢的许用应力范围内。同时多刃钻头以及多刃侧齿通过标准件螺栓、螺母、柱销刚性连接，具有可靠、稳定、成本低等诸多优点，使得本实用新型所述煤炭采样刀头具有很强的市场实用推广价值。 

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。 

Claims (10)

1.一种煤炭采样刀头，其特征在于，包括钻头连杆（101）、第一侧齿座（102）、紧固部件（103）、第一多刃侧齿（104）、多刃钻头（105）、第二多刃侧齿（106）和第二侧齿座（107），所述第一侧齿座（102）和第二侧齿座（107）分别连接于所述钻头连杆（101）的两侧，所述第一多刃侧齿（104）通过紧固部件（103）连接于所述第一侧齿座（102），所述第二多刃侧齿（106）通过紧固部件（103）连接于所述第二侧齿座（107），所述多刃钻头（105）连接于所述钻头连杆（101），所述第一多刃侧齿（104）和第二多刃侧齿（106）相互交错的位于所述多刃钻头（105）的两侧。

2.根据权利要求1所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述钻头连杆（101）的上部连接于双螺旋杆的下端，所述钻头连杆（101）的下部沿中心轴线向内开设有轴孔，所述多刃钻头（105）的顶部固定安装于所述轴孔内。

3.根据权利要求2所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述钻头连杆（101）的上部为圆柱形，并沿圆柱径向开设有通孔，通过柱销穿过所述通孔而将钻头连杆（101）的上部连接于双螺旋杆的下端；所述钻头连杆（101）的下部为四棱柱形，在四棱柱的内部沿中心轴线开设有轴孔，在四棱柱的前后两侧面对称的开设有与所述轴孔连通的通孔，所述多刃钻头（105）的顶部为圆柱杆，且在所述圆柱杆上沿径向加工有通孔，通过所述圆柱杆伸入所述轴孔内、并借助柱销穿过所述四棱柱和圆柱杆上的通孔而将多刃钻头（105）固定连接于所述钻头连杆（101）上。

4.根据权利要求1所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述多刃钻头（105）包括圆柱杆和倒三角形钻头，所述圆柱杆的底面一体连接于所述倒三角形钻头的三角形底边，所述圆柱杆固定连接于所述钻头连杆（101），所述倒三角形钻头的两条三角形斜边上分别设置有斜向下的多刃侧齿，所述倒三角形钻头最下端的三角形顶角处形成有一个尖刀。

5.根据权利要求4所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述倒三角形钻头的每条斜边上的多刃侧齿具有7个尖齿，所述尖刀的倒角为67.8°。

6.根据权利要求1-5任一项所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述第一侧齿座（102）和第二侧齿座（107）上均形成有装刀刃面，所述第一侧齿座（102）和第二侧齿座（107）分别焊接于所述钻头连杆（101）的相对两侧，所述第一多刃侧齿（104）安装于所述的第一侧齿座（102）的装刀刃面上，所述第二多刃侧齿（106）安装于所述的第二侧齿座（107）的装刀刃面上，所述多刃钻头（105）的底部形成有倒三角形钻头，所述第一多刃侧齿（104）和第二多刃侧齿（106）分别位于所述倒三角形钻头所在中心平面的两侧，且所述第一多刃侧齿（104）所在平面与所述倒三角形钻头所在中心平面间的夹角等于所述第二多刃侧齿（106）所在平面与所述倒三角形钻头所在中心平面间的夹角。

7.根据权利要求6所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述夹角约为20°。

8.根据权利要求6所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述装刀刃面的中部加工有安装通孔，所述装刀刃面的底端形成有限位台阶，所述多刃侧齿上加工有安装通孔，所述紧固部件（103）包括螺栓、螺母和垫圈，通过螺栓分别穿过所述装刀刃面与多刃侧齿上的安装通孔后与螺母螺接而将所述多刃侧齿紧固于所述侧齿座上。

9.根据权利要求6所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述第一多刃侧齿（104）和第二多刃侧齿（106）均采用上窄下宽式结构，并于上端的窄面中部加工有安装通孔，于下端的宽面底边上加工有多刃齿。

10.根据权利要求9所述的煤炭采样刀头，其特征在于，所述第一多刃侧齿（104）下端的多刃齿具有7个尖刃，所述第二多刃侧齿（106）下端的多刃齿具有8个尖刃，且所述第一多刃侧齿（104）下端的刃齿排列和第二多刃侧齿（106）下端的刃齿排列相互交错。

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