CN216043533U - 一种加强掌尖的牙轮掌片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加强掌尖的牙轮掌片，包括牙轮和牙掌，牙轮和牙掌通过轴承结构连接，牙轮与牙掌之间设有密封圈，牙掌背部的顶端设有掌尖，掌尖中轴线的两侧设有增厚层，增厚层的厚度、宽度均不超过牙轮的最大切削半径，掌尖、增厚层的上方敷设有弧形的耐磨层，增厚层上端靠近耐磨层的一侧开设有齿孔，齿孔内镶嵌有保护齿。本实用新型大大加强了对掌尖中心薄弱部位的保护，延长牙轮掌片的掌尖部位的使用寿命，进而延长了牙轮掌片和钻具的整体寿命，可广泛应用于非开挖水平定向钻施工领域的牙轮扩孔器、旋挖机打桩施工领域的牙轮桶钻以及各种岩石破碎刀盘。

Description

一种加强掌尖的牙轮掌片

技术领域

本实用新型涉及牙轮掌片技术领域，尤其涉及一种加强掌尖的牙轮掌片。

背景技术

牙轮掌片由牙轮和牙掌组成，牙掌背部最高点称为掌尖。牙轮掌片的掌尖部位的锐角结构造成了所有的掌尖部位过于单薄，掌尖下面很浅的部位即是O形密封圈，密封圈的材质一般为橡胶，掌尖被磨损后，露出的O形密封圈被磨损，进而破坏轴承的密封性能，整个牙轮掌片会报废甚至造成掉轮等钻井事故，掌尖单薄已经成为牙轮钻头寿命的“短板”。

目前所有厂家的牙轮掌片都会做加强耐磨处理，主要途径一是优化耐磨材料，如在掌尖部位堆焊更加优质的碳化钨合金粉，但传统牙轮掌片的掌尖部位由于锐角结构的单薄基体，可以增加的耐磨材料用量受到很大限制；二是在掌尖部位钻孔镶嵌保护齿的方式得以加强，但利用金属的“过盈配合”固齿时，保护齿直径和齿孔深度成正比(保护齿的直径越大要求齿孔越深，才能固定牢靠)，大直径合金齿需要钻进深孔，常常由于掌尖部位过于单薄，不能在靠近掌尖的顶端钻较大直径孔(容易钻透)，只能在靠近掌尖顶部部位钻较小直径的齿孔，然后在孔内镶嵌小直径保护齿的方式得以加强，不能镶嵌较大直径的保护齿。我们可以发现，目前所有厂家的牙轮掌片只能在掌尖最上端堆焊弧形耐磨材料，同时在紧挨弧形耐磨材料的上部镶嵌小直径保护齿。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种加强掌尖的牙轮掌片，解决牙轮掌片的掌尖不耐磨的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种加强掌尖的牙轮掌片，包括牙轮和牙掌，所述牙轮和所述牙掌通过轴承结构连接，所述牙轮与所述牙掌之间设有密封圈，其特征在于：所述牙掌背部的顶端设有掌尖，所述掌尖中轴线的两侧设有增厚层，所述增厚层的厚度、宽度均不超过所述牙轮的最大切削半径，所述掌尖、增厚层的上方敷设有弧形的耐磨层，所述增厚层上端靠近所述耐磨层的一侧开设有齿孔，所述齿孔内镶嵌有保护齿。

进一步的，若干所述齿孔分布在所述掌尖中轴线的两侧。

进一步的，靠近所述耐磨层的保护齿的直径为10mm-12mm，所述保护齿的总高度为8mm-10mm。

进一步的，所述保护齿的材质为碳化钨硬质合金，所述保护齿冷压装入所述齿孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过改变牙掌的基体结构，设置增厚层，加宽牙掌的背部，在掌尖中轴线上端的两侧获取更多基体，有效增加牙掌基体的宽度和厚度；

本实用新型中，保护齿能起到保护掌背的作用，保护齿的直径越大，保护能力越强，但是根据金属的“过盈配合”固齿原理，大直径保护齿需要固齿的齿孔深度越深，设置增厚层后，在掌尖两侧加宽、加厚的基体上的保护齿直径可以增加25％-50％，如原有保护齿的直径为8mm可增加至10mm-12mm，同时，将原有的齿孔位置上移，更加接近掌尖的薄弱顶端，大直径的合金保护齿分布于薄弱部位的两侧，在钻具旋转过程中，大直径合金齿与掌尖薄弱部位位于同一个旋转圆周上，在旋转方向上处于薄弱部位的前方，可以大大保护掌尖的薄弱部位。

综上，本实用新型大大加强了对掌尖中心薄弱部位的保护，延长牙轮掌片的掌尖部位的使用寿命，进而延长了牙轮掌片和钻具的整体寿命，可广泛应用于非开挖水平定向钻施工领域的牙轮扩孔器、旋挖机打桩施工领域的牙轮桶钻以及各种岩石破碎刀盘(如盾构机刀盘)。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型加强掌尖的牙轮掌片的结构示意图；

图2为牙掌的结构示意图；

图3为最大切削半径示意图；

附图标记说明：1、牙轮；2、牙掌；3、掌尖；4、增厚层；5、齿孔；6、耐磨层。

具体实施方式

如图1所示，一种加强掌尖的牙轮掌片，包括牙轮1和牙掌2，牙轮1和牙掌2通过轴承结构连接，牙轮1的内孔与牙掌2的大轴、小轴、止推面配合连接，形成轴承结构，牙轮1与牙掌2之间设有密封圈，密封圈采用O型密封圈，其材质一般为橡胶或复合材料，位于掌尖3部位内部很浅的部位，在牙掌2的背部有落弹孔，滚珠从落弹孔进入轴承内部的滚珠槽后锁紧牙轮1和牙掌2。在装配牙轮1和牙掌2前，可在轴承内部手工抹润滑油，润滑油也可在装配后通过真空注油机注油。

参照图2，牙掌2背部的顶端设有掌尖3，掌尖3中轴线的两侧设有增厚层4，增厚层4的厚度、宽度均不超过牙轮1的最大切削半径，掌尖3、增厚层4的上方敷设有弧形的耐磨层6，增厚层4上端靠近耐磨层6的一侧开设有齿孔5，齿孔5内镶嵌有保护齿。

参照图3，最大切削半径为牙轮1转动形成的最大切削圆的半径，当牙轮1掌焊接到钻具上以后，钻具在旋转过程中，牙轮1的最外排边齿位于“最大切削半径”上。“掌尖磨损极限半径”即为O形密封圈距离破碎圆的圆心的长度，增厚层4设置在“最大切削半径”和“掌尖磨损极限半径”内。

具体的，若干齿孔5对称设置在掌尖3中轴线的两侧。靠近耐磨层6的保护齿的直径为10mm-12mm，保护齿的总高度为8mm-10mm。保护齿的材质为碳化钨硬质合金，保护齿冷压装入齿孔5。

本实用新型通过在改变牙掌2的基体结构，设置增厚层4，加宽牙掌2的背部，在掌尖3的两侧获取更多基体，有效增加牙掌2基体的宽度和厚度；保护齿能起到保护掌背的作用，保护齿的直径越大，需要固齿的深度也随之变深，设置增厚层4后，在掌尖3两侧加宽、加厚的基体上的保护齿直径可以增加25％-50％，如原有保护齿的直径最大为8mm可增加至10mm-12mm，同时，将原有的齿孔5位置上移，不必再担心保护齿孔5穿透基体。保护齿较传统保护齿的位置上移，保护齿的镶嵌位置在掌尖3两侧大幅度接近掌尖3，且优化后的掌尖3薄弱部位两侧基体加厚后，可以镶嵌较大直径的保护齿。

本实施例在实际应用中的优势在于，本实用新型的使用过程如下：

钻进过程中，牙掌2背部直接与孔壁的岩石摩擦，钻具旋转带动牙掌2向前推进，牙掌2的增厚层4位处于中间薄弱部位旋转方向的前方，增厚层4上的保护齿承受主要阻力和岩石摩擦，大大加强了对掌尖3中心薄弱部位的保护，延长牙轮掌片的掌尖3部位的使用寿命，进而延长了牙轮掌片和钻具的整体寿命。

本实用新型通过在牙掌2的背部设置增厚层4，对掌尖3部位的牙掌2基体进行加宽加厚，可在掌尖3薄弱部位的两侧镶嵌了大直径的保护齿。更进一步，新加的保护齿在钻具旋转中在切线方向上处于掌尖3薄弱部位的前方，钻具在旋转钻进过程中，在切线方向上，掌尖3中心薄弱部位不再首当其冲，加宽基体以及加宽基体上的大直径保护齿分担承载了旋转中的主要阻力和岩石摩擦，将薄弱部位“挡在身后”，从而大大缓解了掌尖3的磨损速度，延长牙轮钻头整体的使用寿命。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种加强掌尖的牙轮掌片，包括牙轮(1)和牙掌(2)，所述牙轮(1)和所述牙掌(2)通过轴承结构连接，所述牙轮(1)与所述牙掌(2)之间设有密封圈，其特征在于：所述牙掌(2)背部的顶端设有掌尖(3)，所述掌尖(3)中轴线的两侧设有增厚层(4)，所述增厚层(4)的厚度、宽度均不超过所述牙轮(1)的最大切削半径，所述掌尖(3)、增厚层(4)的上方敷设有弧形的耐磨层(6)，所述增厚层(4)上端靠近所述耐磨层(6)的一侧开设有齿孔(5)，所述齿孔(5)内镶嵌有保护齿。

2.根据权利要求1所述的加强掌尖的牙轮掌片，其特征在于：若干所述齿孔(5)分布在所述掌尖(3)中轴线的两侧。

3.根据权利要求1所述的加强掌尖的牙轮掌片，其特征在于：靠近所述耐磨层(6)的保护齿的直径为10mm-12mm，所述保护齿的总高度为8mm-10mm。

4.根据权利要求1所述的加强掌尖的牙轮掌片，其特征在于：所述保护齿的材质为碳化钨硬质合金，所述保护齿冷压装入所述齿孔(5)。

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