CN205618165U - 具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具 - Google Patents

Abstract

具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，包括竖井钻机控制器、电容式接近开关、橡胶块、耐磨刀座和盘形刀具，盘形刀具设在耐磨刀座上；盘形刀具包括刀轴和刀体，刀轴两端均通过连接销轴固定在耐磨刀座上，刀轴左高右低倾斜设置且刀轴的中心线与水平面的夹角为10°‑40°，刀轴上自左向右沿轴向方向依次设有第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，刀轴分别与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承为过渡配合；本实用新型耐磨性高、排渣顺畅、节约施工成本、维修周期长且能够实时监测刀具转速，实时监测刀具的使用状态。

Description

具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具

技术领域

本实用新型属于地下工程应用中的竖井钻具技术领域，具体涉及具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具。

背景技术

在采矿工程和隧道施工领域，竖井钻机施工方法的应用越来越广泛。采矿工程和隧道施工地质条件复杂，同时地下工作空间有限，对竖井钻机及其刀具的要求特别高。竖井钻机用刀具是直接与岩屑、碎石接触的零件，易磨损而需要及时更换，其中，刀具装置的质量又直接影响到竖井钻机的切削效果及掘进速度，这就要求竖井钻机、刀具和刀座具有很高的耐磨性。

传统的竖井钻机用刀具在使用过程中反映出的问题为：因耐磨性差，容易出现刀具过早失效的现象，刀具结构不合理排渣不顺畅；同时刀座磨损较严重，从而需要频繁更换新的竖井钻机用刀具，耗费大量人力、财力和物力，造成使用成本较高，另外如果及时发现刀具异常损坏或停止转动，及时维修或更换刀具，则可避免竖井钻机施工中的更大物料消耗；因此，迫切需要研制一种超耐磨的竖井钻机用刀具来解决当前面临的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种耐磨性高、排渣顺畅、节约施工成本、维修周期长的具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，包括竖井钻机控制器、电容式接近开关、橡胶块、耐磨刀座和盘形刀具，盘形刀具设在耐磨刀座上；盘形刀具包括刀轴和刀体，刀轴两端均通过连接销轴固定在耐磨刀座上，刀轴左高右低倾斜设置且刀轴的中心线与水平面的夹角为10°-40°，刀轴上自左向右沿轴向方向依次设有第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，刀轴分别与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承为过渡配合，刀体内设有轴承室，第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承的外圈与轴承室内壁过渡配合；刀体内在轴承室左侧设有用于限定第一滚动轴承位置的挡圈，刀体右端内圈螺纹连接有用于压紧第二滚动轴承的螺纹压盖，刀轴两端均设有轴承套，右侧的轴承套位于螺纹压盖与刀轴之间，左侧的轴承套位于刀体与刀轴之间；刀体外型呈左细右粗的圆锥体结构，刀体外表面沿径向方向设有切削齿，耐磨刀座外表面设有凹槽，凹槽内固定嵌设有凸出于耐磨刀座外表面的耐磨齿；切削齿和耐磨齿均由聚晶金刚石复合片制成；刀体外表面周向至少设有一条排渣槽；

橡胶块固定在刀体上，电容式接近开关通过快速连接机构可拆卸连接在耐磨刀座内侧，电容式接近开关与橡胶块相对应设置；快速连接机构包括长方体的装配盒，装配盒通过固定螺栓固定在耐磨刀座内侧壁上，装配盒前侧面开口，装配盒前侧面设有用于封堵开口的盖体，装配盒侧面开设有与橡胶块对应的感应窗口，以设有感应窗口的侧面为装配盒的左侧面，装配盒的上侧面和装配盒的下侧面的内壁均设有燕尾槽，装配盒的后侧面开设有穿线孔，电容式接近开关的上下两侧均设有燕尾凸棱，电容式接近开关通过燕尾凸棱自前向后插设在燕尾槽内；电容式接近开关通过穿设在穿线孔内的信号线与竖井钻机控制器连接。

耐磨齿外型均为圆柱体型，切削齿凸出于刀体外表面的形状为球形。

排渣槽的横截面为圆弧结构。

刀轴上设有注油孔，注油孔连通外界与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承；注油孔的进油口处设有螺纹连接有内六角螺栓。

右侧的轴承套与螺纹压盖之间设有第一密封圈，左侧的轴承套与刀体之间设有第二密封圈，每个轴承套与刀轴之间设有第三密封圈，螺纹压盖与刀轴之间设有第四密封圈。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

（1）盘形刀具正常工作时，电容式接近开关检测到刀体上的橡胶块，实时通过信号线传输到竖井钻机控制器上，然后刀体转动一周，电容式接近开关第二次检测到刀体上的橡胶块，并将信号传输给竖井钻机控制器，通过接收到两次信号之间的时间间隔可以计算出盘形刀具的转速，可实时了解盘形刀具的正常工作状态，如果相对很长的时间内电容式接近开关没有检测到刀体上的橡胶块，则可以判断盘形刀具上的刀体停止转动，已经发生异常损坏，可及时更换维修盘形刀具，从而避免因未及时维修或更换盘形刀具，从而破坏其它部件，避免了竖井钻机施工中更大的物料消耗；

（2）通过在耐磨刀座外表面增加固定由聚晶金刚石复合片制成的耐磨齿，大大增加了竖井钻机刀具的耐磨性；通过刀体外表面径向设有由聚晶金刚石复合片制成的切削齿，替代了传统的硬质合金切削齿，提高了切削齿的耐磨性，减少了竖井钻机刀具的更换次数，进而降低了施工成本，提高作业效率；

（3）刀体外表面周向至少设有一条排渣槽，排渣槽的槽底为圆弧结构，排渣槽设计合理，使岩石屑的流动顺畅，从而减少了岩石屑对刀体的磨损，延长了刀体的使用寿命；

（4）刀轴上设有注油孔，注油孔连通外界与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，通过注油孔向第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承上注入润滑油，增加了第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承的使用寿命，右侧的轴承套与螺纹压盖之间设有第一密封圈，左侧的轴承套与刀体之间设有第二密封圈，每个轴承套与刀轴之间设有第三密封圈，螺纹压盖与刀轴之间设有第四密封圈，第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈用于密封刀轴与刀体之间的润滑油，防止润滑油外泄，内六角螺栓用于封堵注油孔；

（5）螺纹压盖与轴承套均用于固定第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，防止其在施工时，沿刀轴移动。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是电容式接近开关装配的结构示意图；

图3是图2中A-A处的剖视图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型的具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，包括竖井钻机控制器20、电容式接近开关21、橡胶块22、耐磨刀座1和盘形刀具，盘形刀具设在耐磨刀座1上；盘形刀具包括刀轴2和刀体3，刀轴2两端均通过连接销轴4固定在耐磨刀座1上，刀轴2左高右低倾斜设置且刀轴2的中心线与水平面的夹角为10°-40°，刀轴2上自左向右沿轴向方向依次设有第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7，刀轴2分别与第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7为过渡配合，刀体3内设有轴承室，第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7的外圈与轴承室内壁过渡配合；刀体3内在轴承室左侧设有用于限定第一滚动轴承5位置的挡圈19；刀体3右端螺纹连接有用于压紧第二滚动轴承的螺纹压盖8，刀轴2两端均设有轴承套9，右侧的轴承套9位于螺纹压盖8与刀轴2之间，左侧的轴承套9位于刀体3与刀轴2之间；刀体外型呈左细右粗的圆锥体结构，刀体3外表面沿径向方向设有切削齿10，耐磨刀座1外表面设有凹槽，凹槽内固定嵌设有凸出于耐磨刀座1外表面的耐磨齿11；切削齿10和耐磨齿11均由聚晶金刚石复合片制成；刀体3外表面周向至少设有一条排渣槽12。

橡胶块22固定在刀体3上，电容式接近开关21通过快速连接机构可拆卸连接在耐磨刀座1内侧，电容式接近开关21与橡胶块22相对应设置；快速连接机构包括长方体的装配盒23，装配盒23通过固定螺栓27固定在耐磨刀座1内侧壁上，装配盒23前侧面开口，装配盒23前侧面设有用于封堵开口的盖体29，装配盒23侧面开设有与橡胶块22对应的感应窗口24，以设有感应窗口24的侧面为装配盒23的左侧面，装配盒23的上侧面和装配盒23的下侧面的内壁均设有燕尾槽26，装配盒23的后侧面开设有穿线孔30，电容式接近开关21的上下两侧均设有燕尾凸棱25，电容式接近开关21通过燕尾凸棱25自前向后插设在燕尾槽26内；电容式接近开关21通过穿设在穿线孔30内的信号线31与竖井钻机控制器20连接。

耐磨齿11外型为圆柱体形，切削齿10凸出于刀体3外表面的形状为球形。

排渣槽12的横截面为圆弧结构。

刀轴2上设有注油孔13，注油孔13连通外界与第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7；注油孔13的进油口处设有螺纹连接有内六角螺栓14。

右侧的轴承套9与螺纹压盖8之间设有第一密封圈15，左侧的轴承套9与刀体3之间设有第二密封圈16，每个轴承套9与刀轴2之间设有第三密封圈17，螺纹压盖8与刀轴2之间设有第四密封圈18。

本装置通过在耐磨刀座1外表面增加固定由聚晶金刚石复合片制成的耐磨齿11，大大增加了竖井钻机刀具的耐磨性；通过刀体3外表面径向设有由聚晶金刚石复合片制成的切削齿10，替代了传统的硬质合金切削齿10，提高了切削齿10的耐磨性；刀体3外表面周向至少设有一条排渣槽12，排渣槽12的槽底为圆弧结构，排渣槽12设计合理，使岩石屑的流动顺畅，从而减少了岩石屑对刀体3的磨损；刀轴2上设有注油孔13，注油孔13连通外界与第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7，通过注油孔13向第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7上注入润滑油，增加了第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7的使用寿命，右侧的轴承套9与螺纹压盖8之间设有第一密封圈15，左侧的轴承套9与刀体3之间设有第二密封圈16，每个轴承套9与刀轴2之间设有第三密封圈17，螺纹压盖8与刀轴2之间设有第四密封圈18，第一密封圈15、第二密封圈16、第三密封圈17和第四密封圈18用于密封刀轴2与刀体3之间的润滑油，防止润滑油外泄；螺纹压盖8与轴承套9均用于固定第一滚动轴承5、推力轴承6和第二滚动轴承7，防止其在施工时，沿刀轴2移动。

另外盘形刀具正常工作时，电容式接近开关21检测到刀体上的橡胶块22，实时通过信号线传输到竖井钻机控制器20上，然后刀体3转动一周，电容式接近开关21第二次检测到刀体3上的橡胶块22，并将信号传输给竖井钻机控制器20，通过接收到两次信号之间的时间间隔可以计算出盘形刀具的转速，可实时了解盘形刀具的正常工作状态，如果相对很长的时间内电容式接近开关21没有检测到刀体上的橡胶块22，则可以判断盘形刀具上的刀体停止转动，已经发生异常损坏，可及时更换维修盘形刀具。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，其特征在于：包括竖井钻机控制器、电容式接近开关、橡胶块、耐磨刀座和盘形刀具，盘形刀具设在耐磨刀座上；盘形刀具包括刀轴和刀体，刀轴两端均通过连接销轴固定在耐磨刀座上，刀轴左高右低倾斜设置且刀轴的中心线与水平面的夹角为10°-40°，刀轴上自左向右沿轴向方向依次设有第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承，刀轴分别与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承为过渡配合，刀体内设有轴承室，第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承的外圈与轴承室内壁过渡配合；刀体内在轴承室左侧设有用于限定第一滚动轴承位置的挡圈，刀体右端内圈螺纹连接有用于压紧第二滚动轴承的螺纹压盖，刀轴两端均设有轴承套，右侧的轴承套位于螺纹压盖与刀轴之间，左侧的轴承套位于刀体与刀轴之间；刀体外型呈左细右粗的圆锥体结构，刀体外表面沿径向方向设有切削齿，耐磨刀座外表面设有凹槽，凹槽内固定嵌设有凸出于耐磨刀座外表面的耐磨齿；切削齿和耐磨齿均由聚晶金刚石复合片制成；刀体外表面周向至少设有一条排渣槽；

橡胶块固定在刀体上，电容式接近开关通过快速连接机构可拆卸连接在耐磨刀座内侧，电容式接近开关与橡胶块相对应设置；快速连接机构包括长方体的装配盒，装配盒通过固定螺栓固定在耐磨刀座内侧壁上，装配盒前侧面开口，装配盒前侧面设有用于封堵开口的盖体，装配盒侧面开设有与橡胶块对应的感应窗口，以设有感应窗口的侧面为装配盒的左侧面，装配盒的上侧面和装配盒的下侧面的内壁均设有燕尾槽，装配盒的后侧面开设有穿线孔，电容式接近开关的上下两侧均设有燕尾凸棱，电容式接近开关通过燕尾凸棱自前向后插设在燕尾槽内；电容式接近开关通过穿设在穿线孔内的信号线与竖井钻机控制器连接。

2.根据权利要求1所述的具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，其特征在于：耐磨齿外型均为圆柱体型，切削齿凸出于刀体外表面的形状为球形。

3.根据权利要求2所述的具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，其特征在于：排渣槽的横截面为圆弧结构。

4.根据权利要求3所述的具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，其特征在于：刀轴上设有注油孔，注油孔连通外界与第一滚动轴承、推力轴承和第二滚动轴承；注油孔的进油口处设有螺纹连接有内六角螺栓。

5.根据权利要求4所述的具有实时监测刀具转速功能的竖井钻机刀具，其特征在于：右侧的轴承套与螺纹压盖之间设有第一密封圈，左侧的轴承套与刀体之间设有第二密封圈，每个轴承套与刀轴之间设有第三密封圈，螺纹压盖与刀轴之间设有第四密封圈。