CN207761588U - 一种牙轮钻机钻杆导套 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种牙轮钻机钻杆导套，以解决现有导套存在的寿命较短或结构较复杂，振动和噪音较大的技术问题。本实用新型包括外套和内衬，所述外套内孔呈两段阶梯的直孔，内衬外圆柱与外套半盲直孔过盈安装；所述半盲直孔的左端面和所述通孔形成的实体区域内，沿径向分布轴向贯穿设有凹凸槽，所述通孔的内径大于内衬的内径，所述凹凸槽的实心部分能有效阻挡因内衬破裂后飞溅对人和物的伤害；所述凹凸槽的空心部分是方便拆卸内衬的拆卸工具的着力点。所述内衬为直通式同心套筒，其外圆柱一端设有便于装入的导向角圆锥面。所述内衬的材料是填充MC尼龙，以延长其使用寿命、降低成本和噪音及振动。并且结构简单紧凑，无需维护，拆装更换方便。

Description

一种牙轮钻机钻杆导套

技术领域

本实用新型涉及一种牙轮钻机钻杆导套。

背景技术

如图4、5所示，现有矿山的牙轮钻机所使用的钻杆导套大部分均为整体式硬化合金钢制造成的一个外圆柱面呈二段阶梯状的套筒，该套筒直径较大部沿径向中心对称的开有两个马蹄形槽。牙轮钻机钻孔时，钻杆导套的马蹄型槽和自重在钻机小平台上将钻杆导套固定，钻机开动后使钻杆在钻杆导套内旋转。如图5所示，现在逐步使用一种牙轮钻机钻头导套(ZL201210410733.3)，该钻杆导套是内、外套具有相对旋转结构的可更换内套的组合式钻杆导套；但是钻杆与两种结构的钻杆导套的内孔(套)之间还是有较大的间隙，由于钻杆是螺纹联接的悬挂式细长轴，当高速旋转工作时，有一定的偏摆而产生的直接钢对钢撞击；从而产生较大的振动和噪音及冲击力，并影响其使用寿命和成本较高，特别是对轴承寿命的影响很大，对周边环境和员工的职业安全健康产生不良的影响。钻杆导套和钻杆有相互磨损，这样的牙轮钻机钻杆导套磨损到一定程度就会报废，特别是整体硬化合金钢的导套，属于一次性使用的零部件。

另外，由于该导套是组合式的，结构较复杂，使得导套结构尺寸较大不够紧凑，挤占了有限的小平台作业空间，同时轴承高速旋转也产生的噪音。尽管滚动旋转部分注有润滑油脂，但钻杆导套长时间使用会产生一定的热量，引起热膨胀造成轴承游隙过小，从而影响钻杆导套连续工作和使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单紧凑、降噪减振、耐磨、且可多次更换内衬使用，成本较低、维护简单的一种牙轮钻机钻杆导套。

本实用新型的技术方案涉及一种牙轮钻机钻杆导套，包括外套，所述外套外圆柱面呈两段阶梯状的套筒，该套筒左端外径相对较大较短的大端沿径向中心线对称开有两个马蹄形槽；所述外套内孔为两段阶梯状并与外套右端外径相对较小较长外圆同心的阶梯直孔，所述阶梯直孔由右端相对较大较长部半盲直孔和靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔组成，所述阶梯直孔右端相对较大较长部半盲直孔中过盈安装有内衬，所述内衬是由直通孔和外圆柱组成的直通式同心套筒，所述半盲直孔的左端面和所述靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔形成的实体区域内，沿径向分布轴向贯穿设有凹凸槽。

本实用新型进一步的技术方案是：所述内衬的材料为填充MC尼龙。当然也可选用其他具有一定的机械强度、耐磨等金属或非金属及复合材料等。

本实用新型更进一步的技术方案是：所述内衬的材料为增韧改性填充MC 尼龙或增塑润滑改性填充MC尼龙。

本实用新型再更进一步的技术方案是：所述内衬的材料为增韧改性填充 MC尼龙。

采用该技术方案后，因所述内衬的内孔与牙轮钻机钻杆之间是有一定的间隙。而内衬的材料是具有一定机械性能、吸振、耐磨、减摩等性能优良的填充 MC尼龙材料；从而可以减缓钻杆和金属外套之间的直接冲击，使得牙轮钻机导套在工作时产生的旋转噪音更小，并能延长其使用寿命，同时也减轻钻杆导套对钻杆的磨损，并且更换内衬方便，结构紧凑。

本实用新型进一步的技术方案是：所述半盲直孔与所述内衬外圆柱配合的过盈量μ的取值范围在(0.002～0.0025)倍配合直径D₁之间，单位为毫米。

本实用新型进一步的技术方案是：因所述半盲直孔中过盈安装有直通式同心套筒内衬，为便于装配，所述内衬外圆柱一端设有便于装入的导向角α圆锥面，并紧靠所述外套右端相对较长较大半盲直孔的左端面，所述导向角α的取值范围在10°～20°之间，选为15°。

本实用新型进一步的技术方案是：为避免钻杆钢对钢直接撞击产生较大的噪音和损坏靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔，所述靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔内径D大于所述内衬的直通孔内径d，所述靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔内径D的取值范围在(d+10)～(d+20)之间，单位为毫米。

本实用新型更进一步的技术方案是：所述靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔内径D选为(d+15)，单位为毫米。

本实用新型进一步的技术方案是：所述凹凸槽为梅花形槽或矩形花键形槽，选为梅花形槽。

本实用新型进一步的技术方案是：所述凹凸槽分为空心部分和实心部分。

采用该技术方案后，主要是方便拆装内衬，同时内衬破裂后在高速旋转的钻杆作用下不致于飞出对人和物的伤害。

本实用新型的有益效果是：成本低，无需维护，拆装更换方便，使用寿命长。由于MC尼龙在多粉尘工况下是种理想的减摩材料，减少了钻杆导套内孔对钻杆外圆柱面的磨损，有利于延长钻杆的使用寿命；由于MC尼龙内衬比重只有1.16～1.2，重量轻，便于野外现场更换，同时钢的外套和MC尼龙的内衬组成的钻杆导套也有一定的重量，避免钻杆导套“逃逸”出钻机小平台；消耗件MC尼龙内衬可以机加工，尤其是可采用模压成形无需机加工，这样可节约材料和机加工费用，进一步降低成本。由于是用本发明的内衬替换现有钻杆导套的内孔部分，所以与小平台联接部分不用改变，具有通用性，而便于推广应用，同时外套也无需合金钢和硬化处理。

附图说明

图1本实用新型的导套的侧视图

图2沿图1马蹄形槽中心线导套的半剖图(D为靠近外套马蹄形槽一端相对较小较短部通孔直径、d为内衬直通孔的直径、D₁为半盲直孔和内衬外圆柱的配合直径)

图3图2所示内衬导向角圆锥面紧靠半盲直孔左端面的放大图

图4现有技术整体式导套沿马蹄形槽中心线的半剖图

图5现有技术组合式导套沿马蹄形槽中心线的半剖图

具体实施方式

如图2所示，是在现有技术的牙轮钻机钻杆导套的基础上，对其与钻杆“配合”的部分，即钻杆导套的内孔部分进行改进。本实用新型的导套包括筒状的外套1，所述外套1的外圆柱面呈两段阶梯状的套筒，该套筒左端外径相对较大较短部沿径向中心线对称开有两个用于固定导套的马蹄形凹槽，右端外径相对较小较长部外圆11。这就是说，外套1与牙轮钻机的小平台联接部分不变。

所述外套1内孔为两段阶梯状并与外套1右端外径相对较小较长外圆11 同心的阶梯直孔12，所述阶梯直孔12由右端相对较大较长部半盲直孔121和靠近外套1马蹄形槽一端相对较小较短部通孔122组成，所述阶梯直孔12右端相对较大较长部半盲直孔121中过盈安装有内衬2，所述内衬2是由直通孔21和外圆柱组成的直通式同心套筒，所述半盲直孔121的左端面13和所述靠近外套1马蹄形槽一端相对较小较短部通孔122形成的实体区域内，沿径向分布轴向贯穿设有凹凸槽14。

进一步的技术方案是：所述内衬2的材料为填充MC尼龙，该材料具有一定的机械强度、良好的耐磨、减摩、耐热、耐腐、自润滑性，摩擦系数小、吸振、不抱轴、不损伤颈，来源广，成本低。因此，它是重载低速、重载中速、中载中速，温度在-40℃～118℃和多粉尘工况下工作的一种理想的减摩材料，采用该材料符合牙轮钻机的工况要求。当然也可选用其他具有一定的机械强度、耐磨等金属或非金属及复合材料等，采用该材料避免了直接钢对钢撞击，从而大大地减缓了噪音和振动的影响，减少对周边环境和员工的职业安全健康产生不利的影响，延长其使用寿命和降低成本。

更进一步的技术方案是：所述内衬2的材料为增韧改性填充MC尼龙或增塑润滑改性填充MC尼龙。

再更进一步的技术方案是：所述内衬2的材料为增韧改性填充MC尼龙。

进一步的技术方案是：所述直通式同心套筒内衬2是由直通孔21和外圆柱面组成，填充MC尼龙内衬2的外圆柱直接与半盲直孔121配合的过盈量过大，可能出现不易压装和在压装过程中易出现偏斜而压裂，在压入后使材料产生较大的内应力，还会降低材料的弹性模量，从而易产生松弛现象；过盈量过小，则安装后抱紧力不够，稳定性差，使内衬2易松动等；因牙轮钻机钻杆导套尺寸不大和内衬2壁厚不是很厚，根据冲击载荷特点和温差及湿度、无润滑，露天裸露作业有雨(雪)水等因素；因为过盈量大小能影响材料的内应力、弹性模量等，所以过盈量必须合适；所述半盲直孔121与所述内衬2外圆柱配合的过盈量μ的取值范围在(0.002～0.0025)倍配合直径D₁之间，单位为毫米，当配合直径尺寸小、干燥温差大时，取大值，反之取小值。过盈量μ对所述外套1和内衬2相关尺寸有微小的变化，可忽略不计。

进一步的技术方案是：如图3所示，因填充MC尼龙弹性模量比钢小得多，故填充MC尼龙内衬2的过盈量比钢件大，在保证同等足够过盈抱紧力的情况下，所述内衬2是由直通孔21和外圆柱面组成的直通式同心套筒，为便于装配内衬2和进一步保证与所述半盲直孔121的过盈抱紧力，所述内衬2外圆柱一端设有便于装入的导向角α22圆锥面，并紧靠所述外套右端相对较长较大半盲直孔的左端面13，所述导向角α22的取值范围在10°～20°之间，优选为15°。

进一步的技术方案是：为避免钻杆钢对钢直接撞击产生较大的噪音和损坏靠近外套1马蹄形槽一端相对较小较短部通孔122，所述靠近外套1马蹄形槽一端相对较小较短部通孔122内径D大于所述内衬2的直通孔21内径d，所述靠近外套1马蹄形槽一端相对较小较短部通孔122的内径D的取值范围在 (d+10)～(d+20)之间，单位为毫米。

更进一步的技术方案是：所述靠近外套1马蹄形槽一端相对较小较短部通孔122内径D选为(d+15)，单位为毫米。

进一步的技术方案是：如图1和图2所示，所述凹凸槽14为梅花形槽或矩形花键形槽，选为梅花形槽，因其结构简单加工方便。

进一步的技术方案是：因填充MC尼龙内衬2使用一段时间后会出现轴向、横向或纵横向的裂纹、甚至破裂飞出伤人、损坏物件等安全事故。如图1所示，所述凹凸槽14分为空心部分141和实心部分142，所述凹凸槽14的实心部分 142能有效阻挡填充MC尼龙内衬2破裂后产生的飞溅物对人和物的伤害。由于内衬2外圆和外套1右端相对较长较大半盲直孔121过盈配合，在维护时，如当内衬2磨损到一定程度或损坏后，用拉马等工具在拆卸内衬2时，其凹凸槽14的空心部分141便有了着力点，方便内衬2的拆卸；如内衬2损坏比较严重或者难以拆卸时，因MC尼龙怕高温，所以可以用火或加温的方式辅助取出或直接取出。

以上结合附图祥细描述了本发明的较佳实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变形，这些简单变形均属本发明的保护范围。如内衬2采用其它非金属复合材料中的PA6+固体润滑剂组成的复合材料等，这并不影响本发明目的实现。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种牙轮钻机钻杆导套，包括外套(1)，其特征在于：所述外套(1)内孔为两段阶梯状并与外套右端外径相对较小较长外圆(11)同心的阶梯直孔(12)，所述阶梯直孔(12)由右端相对较大较长部半盲直孔(121)和靠近外套(1)马蹄形槽一端相对较小较短部通孔(122)组成，所述阶梯直孔(12)右端相对较大较长部半盲直孔(121)中过盈安装有内衬(2)，所述内衬(2)是由直通孔(21)和外圆柱组成的直通式同心套筒，所述半盲直孔(121)的左端面(13)和所述靠近外套(1)马蹄形槽一端相对较小较短部通孔(122)形成的实体区域内，沿径向分布轴向贯穿设有凹凸槽(14)。

2.根据权利要求1所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述内衬(2)的材料为填充MC尼龙。

3.根据权利要求2所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述内衬(2)的材料为增韧改性填充MC尼龙或增塑润滑改性填充MC尼龙。

4.根据权利要求3所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述内衬(2)的材料为增韧改性填充MC尼龙。

5.根据权利要求1所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述半盲直孔(121)与所述内衬(2)外圆柱配合的过盈量μ的取值范围在(0.002～0.0025)倍配合直径D₁之间，单位为毫米。

6.根据权利要求1所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述内衬(2)外圆柱一端设有便于装入的导向角α(22)圆锥面，并紧靠所述半盲直孔(121)的左端面(13)，所述导向角α(22)的取值范围在10°～20°之间，选为15°。

7.根据权利要求1所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述靠近外套(1)马蹄形槽一端相对较小较短部通孔(122)内径D大于所述内衬(2)的直通孔(21)内径d，所述靠近外套(1)马蹄形槽一端相对较小较短部通孔(122)内径D 的取值范围在(d+10)～(d+20)之间，单位为毫米。

8.根据权利要求7所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述靠近外套(1)马蹄形槽一端相对较小较短部通孔(122)内径D选为(d+15)，单位为毫米。

9.根据权利要求1所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述凹凸槽(14)为梅花形槽或矩形花键形槽，选为梅花形槽。

10.根据权利要求1所述的一种牙轮钻机钻杆导套，所述凹凸槽(14)分为空心部分(141)和实心部分(142)。