CN204703768U - 止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮和牙爪，牙轮通过内腔设置的滚柱和滚珠活动安装在牙爪的轴头上，牙轮和牙爪之间成对设置有止推块，止推块的贴合面上设置有储油坑，储油坑外侧沿周向设置有若干一端与其连通的分流槽，分流槽的两一端延伸至止推块边缘，储油坑和分流槽共同形成封闭的润滑物储存腔，且润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固体润滑材料。本实用新型的优点在于：所设计的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，结构简单，容易实现，方便改造，在止推块表面出现磨损时，能够及时向结合面提供润滑物质，避免干摩擦，大幅延缓止推块的磨损进程；通过采用上述结构，有效提高矿用钻头的整体使用寿命、保障生产顺利进行。

Description

止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头

技术领域

本实用新型涉及矿山机械设备领域，具体地指一种止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头。

背景技术

三牙轮钻头是石油、矿山广泛使用的钻井工具，其中矿用三牙轮钻头是露天矿山穿孔的主要工具，其工作原理是钻头整体公转的同时，牙轮围绕与之配合的牙爪轴头自转，从而破碎岩石；矿用三牙轮钻头的使用寿命是设备最重要的性能指标之一，而钻头的综合使用寿命主要由钻头的轴承系统寿命和钻头的切削齿寿命共同决定。

在工作中轴承常常先于切削齿损坏，提高轴承寿命是提高牙轮钻头总体寿命的重要途径。牙轮钻头轴承在工作时承受了很大的钻压，钻压在牙轮转动轴径向的分力由轴承的二排滚柱和一排滚珠承受，钻压在牙轮转动轴轴向的分力分别由镶嵌在牙轮和牙爪上的一对止推块承受。矿用310毫米牙轮钻头的止推块在约10吨的压力下做滑动摩擦，极易磨损，磨损量可达2-3毫米，一旦止推块磨损，将导致轴承系统失效；因此，止推块快速磨损是导致轴承寿命短的重要原因。为了减少止推块磨损，滑动摩擦面应当随时保有润滑脂液膜。目前牙轮钻头的止推块上开有使贴合面与外界连通的沟槽和孔，目的是通过这些沟槽和孔从外引入润滑脂到滑动摩擦面上。但通常情况下，润滑脂在无压力作用下没有流动性，初始滑动摩擦面上的润滑脂被消耗后，滑动摩擦面上得不到润滑脂补充，形成了干摩擦状态，加快了止推块的磨损。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有矿用牙轮钻头存在的缺陷，提供一种能够及时补充止推块间润滑脂、延缓止推块磨损、从而提高矿用钻头的整体使用寿命、保障生产顺利进行的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头。

为实现上述目的，本实用新型所设计的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮和牙爪，所述牙轮通过内腔设置的滚柱和滚珠活动安装在牙爪的轴头上，所述牙轮和牙爪之间成对设置有止推块，其特殊之处在于：所述止推块的贴合面上设置有储油坑，所述储油坑外侧沿周向设置有若干一端与其连通的分流槽，所述分流槽的两一端延伸至止推块边缘，所述储油坑和分流槽共同形成封闭的润滑物储存腔，且所述润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固体润滑材料。

进一步地，所述固体润滑材料为二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚酰亚胺或聚对羟基苯甲酸酯润滑材料。填充固体润滑材料相对液体润滑脂更适应长时间高强度的摩擦运动，可以有效延缓磨损。

进一步地，所述止推块为表面硬度大于或等于HRC61的合金钢、硬质合金、陶瓷、或其他金属止推块。这样，可以提高表面硬度，减少止推块表面磨损。

本实用新型的优点在于：所设计的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，其结构简单，容易实现，方便改造，在止推块表面出现磨损时，能够及时向结合面提供润滑物质，避免干摩擦，大幅延缓止推块的磨损进程；通过采用上述结构，有效提高矿用钻头的整体使用寿命、保障生产顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头的剖视结构示意图。

图2为图1的局部放大结构示意图。

图3为图2中止推块的放大结构示意图。

图4为图3的俯视结构示意图。

图中：牙轮1；牙爪2；止推块3；储油坑4；分流槽5；滚柱6；滚珠7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1～4中所示的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮1和牙爪2，牙轮1通过内腔设置的滚柱6和滚珠7活动安装在牙爪2的轴头上，牙轮1和牙爪2之间成对设置有止推块3，止推块3为表面硬度大于或等于HRC61的合金钢、硬质合金、陶瓷、或其他金属材料止推块，还可经过热处理或表面处理进一步提高硬度，其表面硬度最好达到HRA86以上。

两块止推块3的贴合面设置有储油坑4，储油坑4外侧沿周向设置有四条一端与其连通的分流槽5，分流槽5的两一端延伸至止推块3边缘，分流槽5并不与外表面连通，储油坑4和分流槽5共同形成封闭的润滑物储存腔，且润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固体润滑材料。固体润滑材料可采用二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚酰亚胺或聚对羟基苯甲酸酯润滑材料。

本实用新型安装时，首先在牙爪2和牙轮1止推块3的摩擦表面上加工出与外界不连通的储油坑4和分流槽5。储油坑4和分流槽5会减少摩擦面面积，但不大于30％；

改进前，止推块3的摩擦面面积＝πR²，增加储油坑4和分流槽5后，摩擦面面积减少≈4[（A-2r)+2×B]+πr²，分流槽直接分布润滑脂到止推块的

牙轮钻头组装时，将储油坑4和分流槽5填满润滑脂，且不能有气泡。牙轮钻头工作时，如果止推块3润滑不良造成止推块3磨损会减少储油坑4和分流槽5的体积，迫使其中的润滑脂被挤出，向滑动摩擦面自动补偿。如果止推块3润滑不良，干摩擦也会升高止推块3温度，润滑脂受热膨胀被挤出，向滑动摩擦面自动补偿。

牙爪2和牙轮1滑动摩擦面上的储油坑4和分流槽5可在止推块3热处理前或热处理后用金刚石或硬质合金刀具机械加工形成，或通过使用多种形状的小型陶瓷砂轮磨削加工形成，也可通过电火花加工形成，还可通过加工止推块粉末毛坯形成，然后经粉末烧结制成成品。止推块3通过冷或热过盈配合镶嵌到牙爪2和牙轮1上，也可以通过轴孔加键、滚花、多边形轴孔等方式防止止推块3在镶嵌孔中转动。本实用新型对牙爪2和牙轮1的机械加工精度和组装精度要求较高，组装后牙爪2和牙轮1的滑动摩擦面要相互接触，如有间隙要小于0.05毫米，牙爪2和牙轮1的滑动摩擦面要高度平行，平行度小于0.01毫米。润滑脂优先考虑采用牙轮钻头专用高温润滑脂。

经过上述改进后，310毫米牙轮钻头的使用寿命由目前的1030米提高到1500米，每米17.5元，每个钻头可提高售价8225元。按目前年销量1000个估算，每年可增加收入823万元。按目前产能8000个估算，每年可增加收入6580万元以上，经济效果显著。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮(1)和牙爪(2)，所述牙轮(1)通过内腔设置的滚柱(6)和滚珠(7)活动安装在牙爪(2)的轴头上，所述牙轮(1)和牙爪(2)之间成对设置有止推块(3)，其特征在于：所述止推块(3)的贴合面上设置有储油坑(4)，所述储油坑(4)外侧沿周向设置有若干一端与其连通的分流槽(5)，所述分流槽(5)的两一端延伸至止推块(3)边缘，所述储油坑(4)和分流槽(5)共同形成封闭的润滑物储存腔，且所述润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固体润滑材料。

2.根据权利要求1所述的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，其特征在于：所述固体润滑材料为二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚酰亚胺或聚对羟基苯甲酸酯润滑材料。

3.根据权利要求1或2所述的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，其特征在于：所述止推块(3)为表面硬度大于或等于HRC61的合金钢、硬质合金、陶瓷、或其他金属止推块。