CN210370502U - 一种旋挖机的牙轮齿结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋挖机的牙轮齿结构，涉及牙轮钻头切削齿结构的设计和制造技术领域，解决了旋挖机在旋挖过程中遇见坚硬的岩石层后无法进一步开挖或开挖效率低的问题，其包括钻头和与钻头一体成型的连接块，钻头中开有空腔和将空腔与外部连通的通孔，通孔中设置有用于破碎岩石层的破碎柱，以及实现破碎柱限位在通孔中，并在破碎柱受外力移动后可对其进行复位的限位机构，空腔中包括有驱动破碎柱实现震动的驱动电机和凸轮机构。本实用新型具有在旋挖机旋挖过程中遇见坚硬岩石层而无法开挖或开挖困难时，对坚硬岩石层进行震动冲击破碎以提高开挖效率的效果。

Description

一种旋挖机的牙轮齿结构

技术领域

本实用新型涉及牙轮钻头切削齿结构的设计和制造技术的技术领域，尤其是涉及一种旋挖机的牙轮齿结构。

背景技术

牙轮钻头作为一种钻削岩层的工具已被广泛应用，钻头性能的显著改进直接降低钻井成本，尤其是近十年进步最快。使用寿命和钻速两个性能指标，它们最终确定钻头影响钻井成本的程度。提高钻头的机械钻速和使用寿命是降低钻井成本的有效途径，其中钻头切削结构的改进是提高钻头的机械钻速最直接的方法。牙轮钻头在旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，所以，牙轮钻头能够适应软、中、硬的各种地层。特别是在喷射式牙轮钻头和长喷嘴牙轮钻头出现后，牙轮钻头的钻井速度大大提高，是牙轮钻头发展史上的一次重大革命。牙轮钻头按牙齿类型可分为铣齿（钢齿）牙轮钻头、镶齿（牙轮上镶装硬质合金齿）牙轮钻头，按牙轮数目可分为单牙轮钻头、三牙轮钻头和组装多牙轮钻头。国内外使用最多、最普遍的是三牙轮钻头。

中国专利公开号CN101392631，公开日2009年3月25日，发明创造的名称为一种锥形齿钢齿牙轮钻头，该申请公开了一种具有正四棱锥形的切削齿和抗冲击且耐磨的具有正四棱锥形齿的钢齿牙轮钻头，其技术方案要点是：包括牙轮齿槽、齿圈，齿圈上设置有正四棱锥形齿，四棱锥齿的根部横截面和齿顶平面为正方形结构，横截面积由根部至齿顶逐渐变小，各棱锥面和齿顶平面堆焊有耐磨合金。

上述方案中通过减小齿圈牙轮外锥母线上的宽度，可以在牙轮上布置更多的齿排，使钻头牙齿上的钻压分布更均匀，钻孔底面土层覆盖系数增大，更能有效地对土层进行破碎，同时由于齿宽减小，齿排间距增大，使钻头排屑更通畅。但若在旋挖的过程中碰见坚硬的岩石层时，只靠旋挖的力会使开挖非常困难甚至无法进一步开挖，其工作效率极低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在旋挖过程中遇见坚硬岩石层而无法继续开挖时可对岩石层进行破碎的一种旋挖机的牙轮齿结构。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种旋挖机的牙轮齿结构，包括钻头和与钻头一体成型的连接块，所述钻头于其靠近土层的最近点位置开有一通孔，所述钻头内还开有空腔，所述通孔连通于所述空腔；

旋挖机的牙轮齿结构还包括有穿设于所述通孔的用于破碎坚硬石头的破碎柱，所述破碎柱可沿通孔上下移动，其长度大于通孔的深度，所述破碎柱远离土层的一端由通孔伸出至空腔中，旋挖机的牙轮齿结构还包括有设置于空腔中并与钻头固定连接的驱动电机，驱动电机还转动连接有用于推动破碎柱以使破碎柱实现沿通孔方向震动的凸轮机构；

旋挖机的牙轮齿结构还包括有将所述破碎柱限制在通孔位置，并同时在破碎柱被凸轮机构沿靠近土层的方向推出后，实现破碎柱复位的限位机构。

通过采用上述技术方案，当旋挖机在旋挖的过程中碰到坚硬的岩石层时，可启动驱动电机，驱动电机带动凸轮机构实现破碎柱沿通孔方向的高速震动，进而达到破碎坚硬岩石层的目的。

本实用新型进一步设置为：所述凸轮机构包括凸轮、转轴和用于支撑转轴的两支撑块，所述转轴与驱动电机连接，两所述支撑块沿转轴长度方向对称布置在通孔的两侧且与钻头固定连接，所述转轴穿设于两支撑块并与两支撑块转动连接，所述凸轮套设在转轴中并与转轴固定连接。

通过采用上述技术方案，额外设置转轴而非直接将凸轮与驱动电机连接的设计，可使驱动电机布置的位置更灵活，通过两支撑块支撑转轴相比于通过与驱动电机连接的一端支撑转轴而言，两支撑块支撑方式可减低转轴所承受的弯矩，有利于转轴稳定转动。

本实用新型进一步设置为：所述转轴与两支撑块的连接处设有滑动轴承，所述滑动轴承与支撑块固定连接。

通过采用上述技术方案，高速转动的转轴在与其转动连接处会产生大量的热，相比于滚动轴承，滑动轴承更适合于高速转动的工况，以保证转轴或与轴承转动连接的支撑块不被损坏。

本实用新型进一步设置为：所述限位机构包括凸缘、供凸缘滑动的滑动槽和设置在滑动槽中的弹簧，所述凸缘固定连接在所述破碎柱中穿设于通孔的部分，所述滑动槽的深度大于破碎柱凸出于空腔部分的长度，所述弹簧一端抵接于滑动槽的下端面，另一端抵接于凸缘。

通过采用上述技术方案，凸缘与滑动槽的配合可将破碎柱限制在通孔位置，两端分别抵接于滑动槽下端面和凸缘的弹簧可在破碎柱下移后通过弹簧自身的回复力将破碎柱复位。

本实用新型进一步设置为：所述凸缘设置成绕破碎柱凸出的圆柱形凸缘，所述滑动槽设置成与圆柱形凸缘相配合的圆柱形滑动槽，所述弹簧套设在破碎柱上。

通过采用上述技术方案，绕破碎柱凸出的圆柱形凸缘以及与凸缘相配合的圆柱形滑动槽便可实现将弹簧套设在破碎柱上，而套设在破碎柱的弹簧因其与破碎柱同心，便可避免弹簧受到除沿其长度方向以外的其它方向的力。

本实用新型进一步设置为：所述破碎柱于靠近土层的一端成圆锥形设置。

通过采用上述技术方案，可在破碎岩石层的过程中增大岩石层在其与破碎柱接触处所受到的压强，使岩石层更容易被破碎。

本实用新型进一步设置为：所述空腔的下端面上于驱动电机的位置设置有用于调整驱动电机高度的凸台，所述凸台与钻头固定连接，所述凸台中还铰接有用于保持驱动电机稳定连接的套环。

通过采用上述技术方案，凸台用来调整驱动电机的安装高度，使与其连接的凸轮机构能够准确的与破碎柱联动，实现破碎柱的稳定震动，铰接在凸台上的套环可将驱动电机稳定的固定住，防止驱动电机工作过程中产生剧烈震动。

本实用新型进一步设置为：所述连接块中开设有连通于空腔以用于布置电线线路的暗孔。

通过采用上述技术方案，可使用于接通驱动电机的线路隐藏在结构内，将线路保护起来。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.当旋挖机遇见坚硬岩石层而无法继续开挖时可对岩石层进行高频率冲击破碎，以提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体装配结构示意图。

图2是本实用新型的局部剖开图。

图中，1、钻头；2、连接块；3、通孔；4、空腔；5、破碎柱；6、驱动电机；7、凸轮机构；701、凸轮；702、转轴；703、支撑块；704、滑动轴承；8、限位机构；801、凸缘；802、滑动槽；803、弹簧；9、凸台；10、套环；11、暗孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1、图2，为本实用新型公开的一种旋挖机的牙轮齿结构，包括钻头1和与钻头1一体成型的连接块2。钻头1于其靠近土层的最近点位置开有一通孔3，所述钻头1内还开有空腔4，通孔3连通于所述空腔4。连接块2中开设有连通于空腔4以用于布置电线线路的暗孔11。

旋挖机的牙轮齿结构还包括有穿设于所述通孔3的用于破碎坚硬石头的破碎柱5，所述破碎柱5可沿通孔3上下移动，其长度大于通孔3的深度，所述破碎柱5远离土层的一端由通孔3伸出至空腔4中。

旋挖机的牙轮齿结构还包括有设置于空腔4中并与钻头1固定连接的驱动电机6，该驱动电机6为小型异步电机，驱动电机6通过在暗孔11中布置的线路接通外部的电源。所述驱动电机6还转动连接有用于推动破碎柱5以使破碎柱5实现沿通孔3方向震动的凸轮机构7。所述空腔4的下端面上于驱动电机6的位置设置有用于调整驱动电机6高度的凸台9，所述凸台9与钻头1固定连接，所述凸台9中还铰接有用于保持驱动电机6稳定连接的套环10。

所述凸轮机构7包括凸轮701、转轴702和用于支撑转轴702的两支撑块703，所述转轴702与驱动电机6连接，两所述支撑块703沿转轴702长度方向对称布置在通孔3的两侧且与钻头1固定连接，所述转轴702穿设于两支撑块703并与两支撑块703转动连接，转轴702与两支撑块703的连接处设有滑动轴承704，所述滑动轴承704与支撑块703固定连接，所述凸轮701套设在转轴702中并与转轴702固定连接。

旋挖机的牙轮齿结构还包括有将所述破碎柱5限制在通孔3位置，并同时在破碎柱5被凸轮机构7沿靠近土层的方向推出后，实现破碎柱5复位的限位机构8。所述限位机构8包括凸缘801、供凸缘801滑动的滑动槽802和设置在滑动槽802中的弹簧803，所述凸缘801固定连接在所述破碎柱5中穿设于通孔3的部分，所述凸缘801设置成绕破碎柱5凸出的圆柱形凸缘801。所述滑动槽802设置成与圆柱形凸缘801相配合的圆柱形滑动槽802，滑动槽802的深度大于破碎柱5凸出于空腔4部分的长度。所述弹簧803套设在破碎柱5上，弹簧803一端抵接于滑动槽802的下端面，另一端抵接于凸缘801。

在旋挖机旋挖的过程中，当遇见坚硬的岩石层而无法继续开挖时，通过外部接通电源启动驱动电机6转动，驱动电机6带动整个凸轮机构7工作，凸轮机构7中的凸轮701在回转到凸出部分接触破碎柱5时，凸出部分将破碎柱5向下顶出，当凸轮701回转到凸出部分远离破碎柱5时，弹簧803便通过自身的回复力再将破碎柱5复位，以此不断往复，进而实现破碎柱5沿滑动槽802方向的高速震动，达到破碎坚硬岩石的目的。

本实施例的实施原理为：通过在钻头1中最靠近土层的一端设置破碎柱5，并在钻头1中安装一套驱动装置，以驱动破碎柱5实现高速的震动，在旋挖过程中，如遇见坚硬岩石层而无法继续旋挖时便可通过驱动破碎柱5的高频率震动来冲击岩石层，使岩石层破碎，提高开挖效率。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种旋挖机的牙轮齿结构，包括钻头(1)和与钻头(1)一体成型的连接块(2)，其特征在于，所述钻头(1)于其靠近土层的最近点位置开有一通孔(3)，所述钻头(1)内还开有空腔(4)，所述通孔(3)连通于所述空腔(4)；

旋挖机的牙轮齿结构还包括有穿设于所述通孔(3)的用于破碎坚硬石头的破碎柱(5)，所述破碎柱(5)沿通孔(3)上下移动，其长度大于通孔(3)的深度，所述破碎柱(5)远离土层的一端由通孔(3)伸出至空腔(4)中，旋挖机的牙轮齿结构还包括有设置于空腔(4)中并与钻头(1)固定连接的驱动电机(6)，驱动电机(6)还转动连接有用于推动破碎柱(5)以使破碎柱(5)实现沿通孔(3)方向震动的凸轮机构(7)；

旋挖机的牙轮齿结构还包括有将所述破碎柱(5)限制在通孔(3)位置，并同时在破碎柱(5)被凸轮机构(7)沿靠近土层的方向推出后，实现破碎柱(5)复位的限位机构(8)。

2.根据权利要求1所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述凸轮机构(7)包括凸轮(701)、转轴(702)和用于支撑转轴(702)的两支撑块(703)，所述转轴(702)与驱动电机(6)连接，两所述支撑块(703)沿转轴(702)长度方向对称布置在通孔(3)的两侧且与钻头(1)固定连接，所述转轴(702)穿设于两支撑块(703)并与两支撑块(703)转动连接，所述凸轮(701)套设在转轴(702)中并与转轴(702)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述转轴(702)与两支撑块(703)的连接处设有滑动轴承(704)，所述滑动轴承(704)与支撑块(703)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述限位机构(8)包括凸缘(801)、供凸缘(801)滑动的滑动槽(802)和设置在滑动槽(802)中的弹簧(803)，所述凸缘(801)固定连接在所述破碎柱(5)中穿设于通孔(3)的部分，所述滑动槽(802)的深度大于破碎柱(5)凸出于空腔(4)部分的长度，所述弹簧(803)一端抵接于滑动槽(802)的下端面，另一端抵接于凸缘(801)。

5.根据权利要求4所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述凸缘(801)设置成绕破碎柱(5)凸出的圆柱形凸缘(801)，所述滑动槽(802)设置成与圆柱形凸缘(801)相配合的圆柱形滑动槽(802)，所述弹簧(803)套设在破碎柱(5)上。

6.根据权利要求1所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述破碎柱(5)于靠近土层的一端呈圆锥形设置。

7.根据权利要求1所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述空腔(4)的下端面上于驱动电机(6)的位置设置有用于调整驱动电机(6)高度的凸台(9)，所述凸台(9)与钻头(1)固定连接，所述凸台(9)中还铰接有用于保持驱动电机(6)稳定连接的套环(10)。

8.根据权利要求1所述的一种旋挖机的牙轮齿结构，其特征在于，所述连接块(2)中开设有连通于空腔(4)以用于布置电线线路的暗孔(11)。

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