CN219119158U - 一种钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻头，所述钻头包括头部，所述头部上设有第一锥面；所述第一锥面上设置有第一破岩单元；所述第一破岩单元通过钻头绕其第一轴线的旋转来完成孔底外圈岩石的切削；此钻头能够有效的减小钻头头部圆周在工作过程中的热量聚集，避免了早期裂纹的产生，保证了钻头质量，有效延长了钻头使用寿命。

Description

一种钻头

技术领域

本实用新型属于凿岩工具领域，特别涉及一种钻头。

背景技术

钻头是一种常见的凿岩工具，其工作时直接与岩层相接触、将冲击波传递给岩层，为破岩动作执行部件。凿岩工作时钻头不仅受到外部提供的向下冲击力，同时，还受钻机的驱动作回转运动。常用钻头的头部的端面及边缘锥面设有破碎单元，该破碎单元通常为硬质合金柱齿，且钻头头部边缘硬质合金柱齿的轴线与边缘锥面母线相垂直。钻头上还设有中心气孔和顶部通气孔，它们能将外部供给的压缩气体引入孔底将岩粉吹至孔外。

施工中单孔深通常为十几米甚至数百米，随着钻孔深度的增加孔底岩粉愈益难于排出孔底，继而就会带来如下问题：一方面，硬质合金柱齿与孔底岩粉重复破碎加之其与孔壁摩擦生热，产生高温传导至头部圆周；另一方面，钻头头部圆周与滞留孔底岩粉相对摩擦生热，最后使得钻头头部圆周聚集高温产生热应力集中软点，再加上持续冲击力作用下，就会产生微裂纹，导致钻头损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钻头，此钻头能够有效的减小钻头头部圆周在工作过程中的热量聚集，避免了早期裂纹的产生，保证了钻头质量，有效延长了钻头使用寿命。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种钻头，所述钻头包括头部，所述头部上设有第一锥面；所述第一锥面上设置有第一破岩单元；所述第一破岩单元通过钻头绕其第一轴线的旋转来完成孔底外圈岩石的切削；

所述第一锥面的第一母线与头部端面形成第一夹角；垂直于第一破岩单元的第二轴线的截面与头部端面形成第二夹角；且第一夹角的取值始终大于第二夹角的取值；

所有单个所述第一破岩单元的第二轴线均分别与钻头的第一轴线处于同一平面；

所述第一破岩单元外圈形成的最大直径大于头部的外径。

所述第一夹角的取值范围为35°~ 50°；所述第二夹角的取值范围为20°~ 40°。

所述第一夹角的取值为45°；所述第二夹角的取值为35°。

所述第一锥面与头部端面之间设置有第二锥面，所述第二锥面上设置有第二破岩单元。

所述第二锥面的第二母线与头部端面形成第三夹角；所述第三夹角的取值始终小于第二夹角的取值。

还包括用于将整个钻头与外部相连的连接及驱动部。

所述连接及驱动部采用花键尾柄连接部或螺纹连接部。

所述第一破岩单元和第二破岩单元都采用硬质合金柱齿。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型通过将第一锥面的第一母线与所述钻头端面形成第一夹角大于所述第一破岩单元上垂直与第一破岩单元的第二轴线的截面与所述头部端面形成的第二夹角的结构，一方面使得第一破碎单元摩擦受热点离钻头头部圆周距离更远，有效的减少热量传导至头部圆周；另一方面能将钻头头部外径设计得更小，增大了第一破碎单元与钻头头部外径的直径差，加大岩粉输送通道，对向外排粉更有利，减少了钻头头部与岩粉的摩擦热量的产生。从而，有效减少了钻头头部圆周热量聚集，避免了早期裂纹的产生，大大提高了钻头使用寿命。

2、本实用新型中通过设置第二锥面和第二破岩单元能够与第一破岩单元相配合，进而提高了破碎效率。

3、本发明通过设置第二锥面并保证第三夹角小于第二夹角，更加有利于头部岩粉的排出，防止岩粉在头部端面的集聚。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型实施例提供的钻头结构整体结构图。

图2为本实用新型图1中D-D局部剖视图。

图3为本实用新型实施例提供的连接及驱动部为螺纹连接部的钻头结构示意图。

图中：钻头10、头部11、第一锥面12、第一破岩单元13、第二锥面14、第二破岩单元15、连接及驱动部16；

花键尾柄连接部161、螺纹连接部162；

第一夹角a、第二夹角b、第三夹角c；

最大直径A、外径B；

第一母线E、截面F、第二母线G；

第一轴线O1、第二轴线O2。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-3，一种钻头，所述钻头10包括头部11，所述头部11上设有第一锥面12；所述第一锥面12上设置有第一破岩单元13；所述第一破岩单元13通过钻头10绕其第一轴线O1的旋转来完成孔底外圈岩石的切削；所述第一锥面12的第一母线E与头部11端面形成第一夹角a；垂直于第一破岩单元13的第二轴线O2的截面F与头部11端面形成第二夹角b；且第一夹角a的取值始终大于第二夹角b的取值；所有单个所述第一破岩单元13的第二轴线O2均分别与钻头10的第一轴线O1处于同一平面；所述第一破岩单元13外圈形成的最大直径A大于头部11的外径B。通过采用上述钻头结构以及相应的角度值，能够使得第一破岩单元13摩擦受热点离钻头头部圆周距离更远，有效的减少热量传导至头部圆周；并且能将钻头头部外径设计得更小，增大了第一破碎单元与钻头头部外径的直径差，加大岩粉输送通道对向外排粉更有利，减少了钻头头部与岩粉的摩擦热量的产生，进而有效减少了钻头头部圆周热量聚集，避免了早期裂纹的产生，大大提高了钻头使用寿命。

进一步的，所述第一夹角a的取值范围为35°~ 50°；所述第二夹角b的取值范围为20°~ 40°。之所以选择上述的角度尺寸是因为，上述第一夹角a与上述第二夹角b的角度差越大，会使得第一破碎单元摩擦受热点离钻头头部圆周距离更远且能将钻头头部外径设计得更小，第一破碎单元与钻头头部外径的直径差越大，越有利了减少头部圆周热量的聚集。

优选的，所述第一夹角a的取值为45°；所述第二夹角b的取值为35°。

进一步的，所述第一锥面12与头部11端面之间设置有第二锥面14，所述第二锥面14上设置有第二破岩单元15。通过设置第二破岩单元15结合第一破岩单元13同步工作，从而对孔底岩层实施更为有效率的破碎。

进一步的，所述第二锥面14的第二母线G与头部11端面形成第三夹角c；所述第三夹角c的取值始终小于第二夹角b的取值。通过上述的第二夹角b和第三夹角c的角度布置更加有利于头部岩粉的排出，防止岩粉在头部端面的集聚，进而在一定程度上减小了钻头与岩粉之间的摩擦，降低了热量的产生，避免了温升过高而导致的钻头头部早期裂纹。

进一步的，还包括用于将整个钻头10与外部相连的连接及驱动部16。通过上述的连接及驱动部16能够用于对钻头10进行固定安装连接。

进一步的，所述连接及驱动部16采用花键尾柄连接部161或螺纹连接部162。不同的连接形式能够适配不同的作业环境，并保证钻头10在工作过程中，始终与外部相连；使得钻头10在工作中能受外部驱动，完成回转和上下动作。

进一步的，所述第一破岩单元13和第二破岩单元15都采用硬质合金柱齿。通过采用硬质合金柱齿保证其结构强度的同时，延长其使用寿命。

Claims (9)

1.一种钻头，其特征在于，所述钻头（10）包括头部（11），所述头部（11）上设有第一锥面（12）；所述第一锥面（12）上设置有第一破岩单元（13）；所述第一破岩单元（13）通过钻头（10）绕其第一轴线（O1）的旋转来完成孔底外圈岩石的切削；

所述第一锥面（12）的第一母线（E）与头部（11）端面形成第一夹角（a）；垂直于第一破岩单元（13）的第二轴线（O2）的截面（F）与头部（11）端面形成第二夹角（b）；且第一夹角（a）的取值始终大于第二夹角（b）的取值；

所有单个所述第一破岩单元（13）的第二轴线（O2）均分别与钻头（10）的第一轴线（O1）处于同一平面。

2.根据权利要求1所述的一种钻头，其特征在于：所述第一破岩单元（13）外圈形成的最大直径（A）大于头部（11）的外径（B）。

3.根据权利要求1所述的一种钻头，其特征在于：所述第一夹角（a）的取值范围为35°~50°；所述第二夹角（b）的取值范围为20°~ 40°。

4.根据权利要求1或3所述的一种钻头，其特征在于：所述第一夹角（a）的取值为45°；所述第二夹角（b）的取值为35°。

5.根据权利要求1所述的一种钻头，其特征在于：所述第一锥面（12）与头部（11）端面之间设置有第二锥面（14），所述第二锥面（14）上设置有第二破岩单元（15）。

6.根据权利要求5所述的一种钻头，其特征在于：所述第二锥面（14）的第二母线（G）与头部（11）端面形成第三夹角（c）；所述第三夹角（c）的取值始终小于第二夹角（b）的取值。

7.根据权利要求1所述的一种钻头，其特征在于：还包括用于将整个钻头（10）与外部相连的连接及驱动部（16）。

8.根据权利要求7所述的一种钻头，其特征在于：所述连接及驱动部（16）采用花键尾柄连接部（161）或螺纹连接部（162）。

9.根据权利要求5所述的一种钻头，其特征在于：所述第一破岩单元（13）和第二破岩单元（15）都采用硬质合金柱齿。

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