CN221074100U - 一种耐磨的牙轮工程片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐磨的牙轮工程片，包括牙掌和牙轮，牙掌具有牙掌前表面与牙掌后表面，牙轮安装于牙掌前表面，且牙掌前表面和牙掌后表面之间形成牙掌掌尖面，牙掌掌尖面位于牙轮的后方，牙轮上设有切削齿，所述牙掌后表面设有耐磨片，所述耐磨片的外表面为向外凸起的弧面，所述耐磨片内设有耐冲击层；所述耐冲击层的外围设有耐磨合金层，所述耐冲击层与所述耐磨合金层之间设有弹性板。通过使耐磨片代替牙掌后表面与牙掌掌尖面承受与孔壁的摩擦与冲击，以及在耐磨片中增加耐冲击层和弹性板增强耐磨片的抗冲击性能，和在耐磨片表面设置耐磨合金层增强耐磨片的耐磨性能，来间接增强牙轮工程片的耐磨性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻探工具技术领域，尤其涉及一种耐磨的牙轮工程片。
背景技术
目前，虽然金刚石钻头已广泛应用于石油、天然气和其它矿产资源的地质钻探与开发。但金刚石钻头成本高，并且在许多情况下还只能用牙轮钻头。牙轮钻头原是石油钻探行业使用最广泛的钻头，适用于从软到硬的各种地层。最近几年国内外基础工程桩基 开挖行业陆续采用牙轮钻头开挖从软到硬的岩层，用于基础桩基的开挖。牙轮钻头直接 焊接在牙轮滚筒筒壁上，工作时牙轮钻头先与岩石开挖面接触，在推力作用下紧压在岩面上，随着牙轮滚筒的旋转，牙轮钻头一方面绕牙轮滚筒中心轴公转，同时绕自身轴线 自转，在推力和转矩共同作用下，牙轮钻头压入岩石，对岩石产生挤压、剪切、拉裂等 综合作用，使岩石产生裂纹，随着牙轮滚筒的继续旋转，岩石碎片将脱离母体，达到一定深度后，滚筒底部密封件将岩芯封在滚筒内而后滚筒上升到地面将岩芯取出。
随着钻井技术的进步，是石油钻井的钻进地层越来越深，石油钻井领域对钻井工具的要求也越来越高。在深井硬地层使用的牙轮钻头，由于岩石的抗压强度高，牙掌背面和牙掌掌尖磨损严重，严重时导致牙掌断裂，钻头不仅使用寿命短，而且钻进效率低。
实用新型内容
本实用新型公开了一种耐磨的牙轮工程片，以解决上述背景技术中提出的：牙轮钻头工作时，牙掌背面和牙掌掌尖存在磨损严重的问题。
为解决上述技术问题，现提出以下技术方案：
一种耐磨的牙轮工程片，包括牙掌和牙轮，牙掌具有牙掌前表面与牙掌后表面，牙轮安装于牙掌前表面，且牙掌前表面和牙掌后表面之间形成牙掌掌尖面，牙掌掌尖面位于牙轮的后方，牙轮上设有切削齿，所述牙掌后表面设有耐磨片，所述耐磨片的外表面为向外凸起的弧面，所述耐磨片内设有耐冲击层；所述耐冲击层的外围设有耐磨合金层，所述耐冲击层与所述耐磨合金层之间设有弹性板。
优选地，所述耐磨合金层包括金属磨粒与金属基体，所述金属磨粒包裹于金属基体内。
优选地，所述金属基体为通过中低碳钢焊丝焊接得到的金属基体。
优选地，所述金属磨粒为碳化钨颗粒。
优选地，所述金属磨粒的直径为0.5~5mm。
优选地，所述耐磨合金层的厚度为2~15mm。
优选地，所述耐冲击层是镍元素耐冲击层。
优选地，所述耐磨片与所述牙掌焊接。
优选地，所述切削齿表面敷焊有所述耐磨合金层。
优选地，所述耐磨片外表面设有耐磨齿，所述耐磨齿表面敷焊有所述耐磨合金层。
有益效果：本实用新型提供一种耐磨的牙轮工程片，包括牙掌和牙轮，牙掌具有牙掌前表面与牙掌后表面，牙轮安装于牙掌前表面，且牙掌前表面和牙掌后表面之间形成牙掌掌尖面，牙掌掌尖面位于牙轮的后方，牙轮上设有切削齿，所述牙掌后表面设有耐磨片，所述耐磨片的外表面为向外凸起的弧面，所述耐磨片内设有耐冲击层；所述耐冲击层的外围设有耐磨合金层，所述耐冲击层与所述耐磨合金层之间设有弹性板。通过使耐磨片代替牙掌后表面与牙掌掌尖面承受与孔壁的摩擦与冲击，以及在耐磨片中增加耐冲击层和弹性板增强耐磨片的抗冲击性能，和在耐磨片表面设置耐磨合金层增强耐磨片的耐磨性能，来间接增强牙轮工程片的耐磨性能。
附图说明
图1为本实用新型整体示意图；
图2为现有牙轮工程片示意图；
图3为本实用新型中耐磨片的剖视图。
主要元件符号说明如下：1、牙掌；2、牙轮；3、切削齿；4、牙掌后表面；5、牙掌前表面；6、牙掌掌尖面；7、耐磨片；8、耐冲击层；9、弹性板；10、耐磨合金层；11、耐磨齿。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图3，本实用新型为一种耐磨的牙轮工程片，包括牙掌1和牙轮2，牙掌1具有牙掌前表面5与牙掌后表面4，牙轮2安装于牙掌前表面5，且牙掌前表面5和牙掌后表面4之间形成牙掌掌尖面6，牙掌掌尖面6位于牙轮2的后方，牙轮2上设有切削齿3，牙掌后表面4设有耐磨片7，耐磨片7的外表面为向外凸起的弧面，耐磨片7内设有耐冲击层8；耐冲击层8的外围设有耐磨合金层10，耐冲击层8与耐磨合金层10之间设有弹性板9。通过使耐磨片7代替牙掌后表面4与牙掌掌尖面6承受与施工孔壁的摩擦与冲击，以及在耐磨片7中增加耐冲击层8和弹性板9增强耐磨片的抗冲击性能，和在耐磨片7表面设置耐磨合金层10增强耐磨片的耐磨性能，来增强牙轮工程片的耐磨性能。
具体地，耐磨合金层10包括金属磨粒与金属基体，金属磨粒包裹于金属基体内。
具体地，金属基体为通过中低碳钢焊丝焊接得到的金属基体。
具体地，金属磨粒为碳化钨颗粒。
具体地，金属磨粒的直径为0.5~5mm。
具体地，耐磨合金层10的厚度为2~15mm。
耐磨合金层10的具体加工过程：将中低碳钢焊丝以25-80cm/min的移动速度焊接到牙掌1的外侧面上，当焊丝在工件表面堆焊形成焊接熔池的同时，由定量输送装置上的喷嘴以100-1000mm3/min喷出碳化钨颗粒进入到焊接熔池；当焊丝前移时，后面的熔池降温凝固，把碳化钨颗粒包裹在焊接熔敷金属中，随着熔池的移动，定量输送装置上的喷嘴也以与焊枪同样的速度同步移动，由此逐步形成包含碳化钨颗粒的耐磨层。
普通高铬耐磨层硬度约HRC60，碳化钨颗粒硬度可达HRC70(HRA86.5)以上，因此碳化钨颗粒和普通高铬耐磨层相比具有极高的耐磨性，但纯碳化钨韧性差，受冲击容易碎裂。本发明正是从碳化钨颗粒的高耐磨性出发，用韧性很好的金属包裹耐磨性极好的碳化钨颗粒形成耐磨性极好且耐冲击的碳化钨颗粒耐磨层。
在碳化钨颗粒耐磨层受到摩擦时，碳化钨颗粒耐磨层中的碳化钨颗粒与摩擦物接触，融敷金属会随着碳化钨颗粒的磨损而磨损，由于碳化钨颗粒硬度高，耐磨性好，因此耐磨层整体的耐磨性大大提高。根据耐磨性能对比试验，碳化钨颗粒耐磨层是高铬耐磨层耐磨性能的3～5倍。
具体地，耐冲击层是镍元素耐冲击层8。由镍元素组成的耐冲击层8具有良好的耐冲击性。
耐磨片7可以通过粘接、螺接、铆接或焊接等方式固定在牙掌1上，在本实施例中具体的，耐磨片7通过焊接方式固定在牙掌1上，增大耐磨片7与牙掌1连接的稳固性。
具体地，切削齿3表面敷焊有耐磨合金层10，增强了切削齿3的耐磨性能。
具体地，耐磨片7外表面设有耐磨齿11，耐磨齿11表面敷焊有耐磨合金层10。耐磨齿11能进一步增强耐磨片7的耐磨性能的同时，在一定程度上还能对施工孔壁进行扩宽，减少牙轮工程片的后续磨损，其中耐磨齿11的齿形可为多种形状，如圆柱形或球形等。
工作原理：首先，耐冲击层8的设置增强了耐磨片7整体的耐冲击性能，使得耐磨片7在使用的过程中不易因为受到冲击损坏，弹性板9的设置在耐冲击层8的基础上，使得耐磨片7的耐冲击性更强，耐磨合金层10设置在耐磨片7的最外层，增强钢板整体的耐磨性，耐磨片7的外表面为向外凸起的弧面，使得耐磨片7的具有相对牙掌掌尖面6凸起的部分，耐磨片7代替牙掌掌尖面6和牙掌后表面4承受摩擦和冲击，增强了牙轮工程片的耐磨性能。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种耐磨的牙轮工程片，包括牙掌和牙轮，牙掌具有牙掌前表面与牙掌后表面，牙轮安装于牙掌前表面，且牙掌前表面和牙掌后表面之间形成牙掌掌尖面，牙掌掌尖面位于牙轮的后方，牙轮上设有切削齿，其特征在于：所述牙掌后表面设有耐磨片，所述耐磨片的外表面为向外凸起的弧面，所述耐磨片内设有耐冲击层；所述耐冲击层的外围设有耐磨合金层，所述耐冲击层与所述耐磨合金层之间设有弹性板。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述耐磨合金层包括金属磨粒与金属基体，所述金属磨粒包裹于金属基体内。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述金属基体为通过中低碳钢焊丝焊接得到的金属基体。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述金属磨粒为碳化钨颗粒。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述金属磨粒的直径为0.5~5mm。
6.根据权利要求2所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述耐磨合金层的厚度为2~15mm。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述耐冲击层是镍元素耐冲击层。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述耐磨片与所述牙掌后表面焊接。
9.根据权利要求1所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述切削齿表面敷焊有所述耐磨合金层。
10.根据权利要求1所述的一种耐磨的牙轮工程片，其特征在于：所述耐磨片外表面设有耐磨齿，所述耐磨齿表面敷焊有所述耐磨合金层。
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