结构设计对潜孔钻头使用寿命的影响
地质岩心钻机的长寿命设计与性能保障措施
地质岩心钻机的长寿命设计与性能保障措施地质岩心钻机是地质勘探工作中必不可少的设备之一。
它的设计和性能保障措施直接关系到勘探的效率和准确性。
在现代地质勘探中，地质岩心钻机的长寿命设计和性能保障措施成为了研究的热点之一。
本文将围绕这个主题进行探讨。
首先，地质岩心钻机的长寿命设计是确保工作效率和可靠性的重要因素。
为了实现长寿命设计，有几个关键的要素需要考虑。
第一，结构设计。
地质岩心钻机的结构设计需要考虑到各种工况和环境条件下的力学应力和应变。
因此，在设计过程中，需要进行有限元分析和强度优化，以确保钻机的结构能够承受高强度的作业条件并避免疲劳破坏。
同时，材料的选择也是至关重要的，应选择具有较高强度和耐磨损性的材料，以提高钻机的耐久性。
第二，传动系统的设计。
地质岩心钻机的传动系统通常由多个传动部件组成，如传动轴、齿轮和轴承等。
这些传动部件的设计需要考虑到承受高转速、大扭矩和复杂工况的要求。
因此，在设计过程中，应合理选用传动齿轮的模数、齿数和材料，确保其能够承受高功率传递并具有较长的使用寿命。
此外，还应加强对传动轴和轴承的润滑和散热设计，以减少因摩擦和热量积累而导致的故障。
第三，控制系统的设计。
地质岩心钻机的控制系统对其工作效率和稳定性至关重要。
设计控制系统时，应考虑到对钻头的定位、转速和进给速度的精确控制。
同时，还需要设计防止因极限工况和异常情况导致的故障和事故的保护措施。
因此，在控制系统的设计中，应选用精密的传感器和高可靠性的控制元件，并进行全面的故障预警和监测。
为了保证地质岩心钻机的长寿命，除了设计上的考虑外，性能保障措施也是至关重要的。
第一，定期维护保养。
地质岩心钻机在长时间的工作中会受到磨损和疲劳的影响，因此，定期的维护保养是必不可少的。
维护保养包括对各个部件的检查、润滑和更换。
特别是对于易磨损和易损坏的部件，如齿轮、轴承和密封件等，应根据使用情况进行及时更换，以延长钻机的使用寿命。
第二，合理作业操作。
提高矿用牙轮钻头使用寿命的措施
提高矿用牙轮钻头使用寿命的措施矿用牙轮钻头是一种常用于矿山开采和矿石钻探的工具，其使用寿命的长短直接影响着矿山的生产效率和经济效益。
为了提高矿用牙轮钻头的使用寿命，可以采取以下措施：1. 选择优质材料：矿用牙轮钻头的材料选择直接决定其使用寿命。
优质、高硬度的合金钢可以有效延长牙轮钻头的使用寿命。
在选择材料时，还要考虑其抗磨性和抗冲击性等性能。
2. 设计合理的结构：牙轮钻头的结构设计应考虑到工作状态下的受力情况，合理分布应力，避免应力集中。
在设计过程中还要考虑到牙轮与工件之间的匹配度，减少摩擦和磨损，延长使用寿命。
3. 进行有效的表面处理：表面处理可以有效提高矿用牙轮钻头的防腐蚀性能和耐磨性能。
可以进行镀银、镀金、镀钨等防腐蚀处理，增加其表面硬度和耐磨性。
4. 采用先进的加工工艺：矿用牙轮钻头在制造过程中，采用先进的加工工艺可以增加其使用寿命。
采用热处理工艺可以提高牙轮钻头的硬度和韧性，减少磨损。
采用精密加工工艺可以提高牙轮钻头的精度和匹配度。
5. 定期保养和维护：矿用牙轮钻头在使用过程中，要定期进行保养和维护。
及时清洁牙轮钻头上的灰尘和铁屑，防止其堵塞和磨损。
对于磨损严重的牙轮钻头，及时更换。
6. 选用适当的冷却润滑剂：矿用牙轮钻头在工作过程中会产生大量的热量和摩擦，选用适当的冷却润滑剂可以有效降低温度和摩擦，减少磨损。
常用的冷却润滑剂有水基冷却液、油基冷却液和乳化冷却液等。
7. 加强人员培训和管理：使用矿用牙轮钻头的人员应接受专业培训，了解其使用方法和注意事项，避免操作不当导致牙轮钻头的早期损坏。
建立健全的工具管理制度，合理分配工具使用时间和次数，减少非正常损耗。
提高矿用牙轮钻头的使用寿命需要综合考虑材料选择、结构设计、加工工艺等因素。
通过优化这些因素的选择和处理，加强保养和维护，可以有效地延长牙轮钻头的使用寿命，提高工作效率和经济效益。
中国海油钻头磨损评价
中国海油钻头磨损评价中国海油是中国最大的国有石油公司之一，海上石油钻探是其主要业务之一、钻探工作中，钻头是一种非常重要的工具，钻头的磨损情况会直接影响到钻探效率和成本。
下面将对中国海油钻头磨损进行评价。
首先，中国海油在钻探作业中使用的钻头质量较高。
中国海油作为国内主要石油公司之一，其钻探设备和技术处于国内领先水平。
海油钻头一般采用优质的钢材制造，并通过先进的热处理和表面处理工艺，以提高钻头的硬度和耐磨性。
这些措施能够有效地延长钻头的使用寿命，减少磨损程度。
其次，中国海油钻探作业中对钻头的管理较为严格。
因为钻头在钻井作业中磨损较快，为了确保钻具的正常使用，钻头的管理至关重要。
中国海油通过建立健全的钻头管理制度，对钻头的购置、使用、维修和保养等方面进行规范管理。
在使用过程中，钻探人员要按照操作规程正确使用钻头，并加强对钻具的巡检和维护，及时发现和处理钻具的磨损问题。
这些管理措施能够及时发现和解决钻头磨损问题，提高钻井作业的效率。
此外，中国海油在钻探作业中注重优化钻具设计。
钻头设计是影响钻具磨损的重要因素之一、中国海油通过引进和吸收国内外的先进技术和经验，对钻头的结构、材料和工艺进行了优化改进。
钻头的结构设计合理，能够在作业过程中减少磨损程度，提高钻井的效率和钻孔质量。
最后，中国海油通过技术创新提高钻头的抗磨性能。
随着石油开采技术的不断发展，海油不断引进和研发新型的钻具材料、涂层技术和磨损预测评估方法等，以提高钻头的抗磨性能。
例如，海油在涂层技术方面开展了一系列的研究，如钻头表面涂层和纳米涂层技术等，能够有效地提高钻头的耐磨性和使用寿命。
综上所述，中国海油钻头磨损评价较好。
通过采用优质的钻头材料、规范的钻具管理、优化的钻具设计和技术创新等措施，中国海油能够及时发现和解决钻头磨损问题，提高钻井作业的效率和成本控制，保证钻孔质量，为国内石油勘探和开发作出了重要贡献。
钻探工艺参数对钻头寿命的影响及优化研究
钻探工艺参数对钻头寿命的影响及优化研究新疆乌鲁木齐市830000摘要：本研究旨在探究钻探工艺参数对钻头寿命的影响，并提出优化策略。
通过对多个钻探工艺参数进行系统分析和实验研究，我们发现钻探速度、进给速度和冷却液喷射压力是影响钻头寿命的主要参数。
较高的钻探速度和进给速度会导致钻头磨损加剧，而较低的冷却液喷射压力会降低钻头的散热效果。
基于这些结果，我们提出了优化建议，即在钻探过程中适当降低钻探速度和进给速度，同时增加冷却液喷射压力，以延长钻头的寿命。
这些研究结果对于提高钻探效率和降低成本具有重要意义。
关键词：钻探工艺参数、钻头寿命、优化、钻探速度、进给速度、冷却液喷射压力引言：钻探工艺参数对钻头寿命的影响一直是工程界关注的焦点。
为了提高钻探效率和降低成本，研究人员积极探索优化钻探工艺的策略。
本文旨在深入研究不同参数对钻头寿命的影响，并提出优化建议。
通过系统分析和实验研究，我们发现钻探速度、进给速度和冷却液喷射压力是关键参数。
优化钻探速度和进给速度，以及增加冷却液喷射压力，有望延长钻头寿命。
这项研究的结果对于提高钻探效率、降低成本以及实现可持续发展具有重要意义。
一钻探工艺参数对钻头寿命的影响分析钻探工艺参数是指在钻探过程中可以调整的操作参数，包括钻探速度、进给速度、冷却液喷射压力等。
这些参数的选择和调整对钻头的寿命具有重要影响，因为它们直接影响到钻头的磨损和散热效果。
（一）钻探速度是指钻头在单位时间内进入岩石的深度。
过高的钻探速度会导致钻头与岩石接触面积增大，摩擦热量增加，从而加剧钻头的磨损。
此外，过高的钻探速度还会引起振动和冲击，进一步缩短钻头的寿命。
因此，在实际操作中，适当降低钻探速度可以有效延长钻头的使用寿命。
（二）进给速度是指钻头在单位时间内进入岩石的速度。
进给速度的选择也直接影响到钻头的寿命。
高进给速度会增加钻头与岩石之间的摩擦，加速磨损过程。
特别是在硬岩等复杂地层中，过高的进给速度容易导致钻头的失效。
结构设计对潜孔钻头使用寿命的影响
k以消除这种可能也就是说在一个冲击频次内各合金齿的切削轨迹弧长总和大于合金齿所在圆周周长如图2c所示这样既能保证完全切除岩石又能适当减少每颗齿的受力情况而防止因切削阻力瞬时过大而造成破坏
结构设计对潜孔钻头使用寿命的影响
赵盛春，罗立山，赵伯林
（株洲长江硬质合金工具有限公司．湖南株洲４１２０００）
摘要：潜孔钻头由于工作环境恶劣，使用过程中存在很多不可预见的因素。很
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１潜孔钻头的破岩机理
要设计好的潜孔钻头结构，我们首先必 须了解潜孔钻头的破岩机理，潜孔钻头主要 通过传递来自冲击器产生的应力冲击波不断 高频冲击岩石表面，岩石在冲击作用下产生
凿岩机械气动工具，２００９（４）
万 方数据
往往采川较大的间隙配合，而这种间隙的存在 使得钻头在使用过程中极易受到来自冲击器 花键套附加的瞬间周向冲击力．间隙越大这种 冲击作用越明显，当这种周向冲击力产生的剪 切力峰值再加上高频轴向冲击力引起的正应 力超过裤体材料的许用应力时，很容易造成钎 头裤体断裂或崩块和合金齿断裂等现象，使用 寿命会受到极大的影响。此外，如果该配合间 隙过大。还会导致钻头工作过程中的能量损 失，降低生产效率。所以在确定钻头连接部位 参数时一定要慎重。在保证产品互换性的同时 尽可能取小的间隙配合．减少冲击器的能量损 失和对钻头的破坏作用。 ２．２潜孔钻头合金齿 硬质合金齿主要承担来自冲击器的高频 应力波，直接将高频应力波传递到岩石表面． 参与切削工作。合金齿在工作时的受力情况 极为复杂。特别是边合金齿，在高频冲击力作 用下，产生弯矩和扭矩，极易造成断齿或碎 齿．所以设计钻头时选用什么样的合金牌号 和齿形以及合金齿的分布，应进行综合考虑， 针对不同岩石硬度、不同的地质结构以及钻 头实际工作情况选用相应的合金齿。
钻头总结范文
钻头总结引言钻头是一种常用的机械工具，广泛应用于建筑、采矿、机械制造等领域。
随着科技的不断进步，钻头的设计和制造也在不断改进，以满足人们对高效、持久和精确钻孔的需求。
本文将对钻头的结构、类型、使用注意事项和优缺点进行总结和讨论。
钻头结构钻头主要由切削刃、刃部、柄和螺旋槽组成。
•切削刃：位于钻头前端，负责切削工件。
常见的切削刃形状有锥形、平头、球形等，选择不同的切削刃形状可适应不同的钻孔需求。
•刃部：连接切削刃和柄，起到加固和稳定的作用。
•柄：用于连接钻头和钻床、钻头夹等工具。
根据钻孔设备的不同，柄的形式也有所差异。
•螺旋槽：位于钻头外侧，负责切屑排除和润滑冷却。
钻头类型根据切削方式和工作原理的不同，钻头可以分为以下几种常见类型：1.钻头分类按材料分：高速钢钻头、硬质合金钻头、多刃钻头、PCD钻头等。
2.钻头分类按钻孔形状分：直柄钻头、锥柄钻头、螺旋钻头、阶梯钻头等。
3.钻头分类按应用领域分：木工钻头、金属钻头、混凝土钻头等。
在选择合适的钻头时，需要根据具体的应用要求和工件材料来确定最适合的钻头类型。
钻头使用注意事项钻头使用时需要注意以下几个方面：1.安全防护：使用钻头时，应佩戴适当的个人防护装备，如护目镜、手套和防护服，以避免意外伤害。
2.切削速度和进给量：钻孔速度和进给量对钻头的使用寿命和钻孔效果有重要影响。
应根据工件材料和钻孔直径选择合适的切削速度和进给量。
3.冷却润滑：在钻孔过程中，应保持工件和钻头合理的润滑冷却，以避免钻头过热和切削效果下降。
4.钻孔深度和角度控制：根据需要控制钻孔的深度和角度，以保证钻孔的准确度和质量。
5.定期清洁和保养：使用后应及时清洁钻头，并做好防锈和保养工作，以延长钻头的使用寿命。
钻头的优缺点钻头作为一种常用的工具，在各个领域都有广泛的应用。
以下是钻头的一些优缺点：优点：•高效快速：钻头能够快速准确地完成钻孔任务。
•多功能性：根据不同的切削刃和钻头类型，钻头可适用于不同材料和钻孔形状的加工。
气动潜孔锤钻进技术若干问题
气动潜孔锤钻进技术若干问题刘家荣;王建华;王文斌;许刘万【摘要】气动潜孔锤钻进技术以其钻进效率高、钻孔质量好等一系列优点已被广泛应用,但在日常应用中也存在着诸如钻进效果不尽如人意,所选设备性能和施工条件不匹配、不适应其主要参数,基本操作守则掌握不好等问题.以工程实践为依据,参考有关文献,对气动潜孔锤钻进中的若干技术问题进行了论述,以期促进该技术的推广应用.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2010(037)005【总页数】5页(P40-44)【关键词】气动潜孔锤;钻进;钻进参数;设备;泡沫剂【作者】刘家荣;王建华;王文斌;许刘万【作者单位】中国地质大学《北京》,北京,100083;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000;河北省地矿局石家庄综合地质大队,河北,石家庄,050081;中国地质科学院勘探技术研究所,河北,廊坊,065000【正文语种】中文【中图分类】P634.5气动潜孔锤钻进是当代多工艺空气钻进技术方法之一,由于它具有钻进效率高、钻孔质量好等一系列优点已被广泛应用,而且得到了大家的认可。
我国于20世纪80年代初期,在基岩水井施工中开始应用这一技术。
经过几十年的科研开发和推广应用,现已取得了非常显著的成效,从根本上改变了长期存在的钻进效率低、成本高、成井质量差、出水量小、使用寿命短等问题。
从目前情况看,虽然推广面逐步扩大,技术领域不断拓宽,有的钻进效率比钢丝绳冲击钻进、牙轮回转钻进提高几倍到十几倍,成井率提高80%左右、成本降低50%,取得了显著的经济效益和社会效益。
但在日常应用中也存在一些问题和不足,诸如:(1）钻具组合形式单一,应用效果不尽如人意;(2）工艺方法简单,钻进效果不佳;(3）对泡沫剂的使用还不甚了解;(4）选用设备性能和施工条件不匹配、不适应;(5）进行气动潜孔锤钻进时,主要参数的选取和基本操作守则对钻进效率的提高影响等。
潜孔钻头知识点总结
潜孔钻头的工作原理是利用旋转的钻头切削岩石，使岩石变成岩屑，并将之排出孔道。
其结构主要由钻头本体、钻杆和钻铤三部分组成。
潜孔钻头的应用范围非常广泛，无论是在建筑工程中的桩基施工，地质勘探中的钻井勘探，还是在地下水开发中的水泵井钻探，都有着重要的应用价值。
总的来说，潜孔钻头在地下工程领域有着非常重要的作用，对于地下勘探和钻探有着不可替代的作用，其结构和工作原理都非常复杂，需要经过专业的人员进行操作。
潜孔钻头必须经过严格的设计和加工，才能满足复杂多变的地下岩层钻探需求。
潜孔钻头的种类有很多，不同种类的潜孔钻头适用于不同的地质情况和工程需求，因此在选择潜孔钻头的时候，需要根据具体的工程情况和要求来进行选择。
潜孔钻头的工作原理主要由以下几点组成：1. 锥形钻头切削和磨粉：潜孔钻头的工作原理是通过旋转的锥形钻头来切削和磨碎岩石，使岩石变成岩屑，并将之排出孔道，从而达到开凿孔洞的目的。
2. 钻杆传动和承载：潜孔钻头通过钻杆来传递旋转力和钻进推力，同时还要承受旋转磨损和推进负荷。
3. 冷却和润滑：潜孔钻头在钻进过程中会产生大量的热量，对钻头和岩石都会造成损伤，因此需要通过冷却润滑来降低温度，减少磨损。
下面将对潜孔钻头的工作原理、结构和应用进行详细介绍。
一、潜孔钻头的工作原理潜孔钻头是一种通过旋转的钻头切削岩石，使岩石变成岩屑，并将之排出孔道，从而达到开凿孔洞的目的。
其工作原理主要由以下几点组成：1. 切削和磨粉：潜孔钻头通过旋转的锥形钻头来切削和磨碎岩石，使岩石变成岩屑。
锥形钻头的刀齿主要通过受力产生剪切应力，从而达到切削和磨碎岩石的作用。
2. 排岩与传递：被顺利切割下来的岩石屑，通过周围环绕的冲击和摩擦力，在正机柱连通的外部排出孔道之外。
3. 钻杆传动和承载：潜孔钻头通过钻杆来传递旋转力和钻进推力，同时还要承受旋转磨损和推进负荷。
钻杆的选用，对潜孔钻头的轴向稳定性、转速与穿透率有着直接关系。
4. 冷却和润滑：潜孔钻头在钻进过程中会产生大量的热量，对钻头和岩石都会造成损伤，因此需要通过冷却润滑来降低温度，减少磨损。
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Ⅷ（ ≥眇 ＼ ．／
图３
要的破坏。 ２．３钻头排粉吹风系统 潜孔钻头的排粉吹风系统是由钻头尾 孔、顶面吹风孑Ｌ和顶、侧面的排粉槽组成（见 图４）。顶面吹风孔与尾孔是一种空间交错结 构，在设计确定顶面吹风孔的位置、数量和直 径大小以及吹风孑Ｌ的喷射角度时．要考虑钻 头直径大小、工作气压和耗气量以及和尾孔 直径大小等要素．顶面吹风孔与各要素之间
万 方数据
情况．在第一个冲击频次内不能全部¨Ｊ除的
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岩石．在第二个冲击频次到来后，合金断在相 同进给量的情况下。既要完成本次冲ｉｆ；．的岩 石切除任务．又要切除前一个冲击频次未切
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除的岩石．这样使合金齿瞬时受力急剧增加， 当超过合金的强度极限时．会造成合金齿断 裂导致钻头报废。所以在设计实际合会齿分 布数量时要乘上经验系数Ｉ｜｝以消除这种可
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图１
能，也就是说在一个冲击频次内，各合金齿的 切削轨迹弧长总和大于合金齿所在圆周周长 （如图２ｃ所示），这样既能保证完全切除岩石 又能适当减少每颗齿的受力情况而防止因切 削阻力瞬时过大造成的破坏。当然边合金齿 也不是越多越好．合金齿多了除了增加钻头 的成本外．还增加了钻头工作过程中的摩擦 阻力．同时也减少了钻头的整个排粉空间。不 利于排粉。设计合理的合金齿分布结构和数 量。有利于提高潜孑Ｌ钻头的使用寿命。 钻头顶部的合金齿可在保证切削有效的 （１） 前提下尽可能少布齿。在合金齿强度许可范 围内，使各合金齿受力均匀．破岩更有效。当 然为了保证钻头在一个旋转周期内能及时有 效切除岩石．我们在设置合金齿的数量和位 置时应遵循一个原则。就是各合金齿在某一 方向上的投影应呈相互交错分布状态（见图 ３），中间不能留有间隙，避免在工作时有未切 除的岩石存在。影响掘进速度甚至产生不必
图４
３结束语
影响潜孔钻头使用寿命的因素是多方 面的，结构因素只是其中一个方面，本文粗 略地从潜孔钻头的部分主要结构参数方面
存在一定匹配关系。一般来说，在气压一定 的情况下．顶面吹风孔直径与尾孔直径应满 足
Ｓ１＋｜ｓ２＋……＋．ｓ。≤．Ｓｊ
（２）
进行了阐述，合金齿高度的影响以及边齿 的倾角大小等因素都未涉及。由于钎头复 杂的工作条件和恶劣的环境，要提高潜孔 钻头的使用寿命，我们还应从各个方面进 行更深入的研究和探讨。
本文以花键连接类潜孔钻头为例从钻头的结构设计阐述对钻头使用寿命的影响。
关键词：结构设计；潜孔钻头；使用寿命
中图分类号：ＴＤ４２１．２＋５ 文献标识码：Ｂ
０前言
随着深孔爆破和采掘技术的发展。潜孔 钻头由于其高效率、安全环保、结构简单、操 作方便等特点，自问世以来，在全球范围内迅 速得到推广和使用。但由于潜孔钻头恶劣的 工作环境和工作过程中的不可控和不可预见 性．钻头在使用过程中极易出现各种不同形 式的破坏，严重影响了钻头的使用寿命。通 过长期的实践，人们发现，影响钻头寿命的因 素除了工作环境、操作方式、工作压力以及地 质结构等外在因素和钻头的本体材料、硬质 合金齿的性能等因素外．钻头的结构对钻头 使用寿命影响也是不容忽视的。另外，好的 钻头结构如钻头的合金齿外形、合金齿的分 布和钻头的外侧倾角以及钻头的头部排粉槽 （或水槽）等结构对提高钻头的使用寿命有很 大的影响。
结构设计对潜孔钻头使用寿命的影响
赵盛春，罗立山，赵伯林
（株洲长江硬质合金工具有限公司．湖南株洲４１２０００）
摘要：潜孔钻头由于工作环境恶劣，使用过程中存在很多不可预见的因素。很
容易造成钻头的非正常报废，长期以来，国内外专家学者从钢材选材、硬质合金齿
的牌号以及钻头的结构等不同角度对钻头进行研究和改良，并取得了丰硕的成果。
２．２．１合金齿的齿形
而提高了合金齿的使用寿命。 球齿具有很好的抗弯抗扭能力，在冲击 韧性和强度方面是其他齿形的合金齿无可比 拟的，同时由于球冠相对饱满，合金齿的可磨 损量相对增加，使用寿命也有所延长，被广泛 应用于各种工作气压，各种岩石硬度的地质 结构环境中。特别是在工作气压１．６ＭＰａ以 上的高气压领域和有夹层、裂隙等复杂地质 结构情况的工作环境中．球齿钎头使用性能 更明显。球齿合金的缺点就是工作时合金齿 与岩石表面接触面积大．产生的摩擦阻力大， 影响其速度的发挥，使工作掘进速度较慢，工 作效率受到影响。 锲形齿是一种结构比较特殊的合金齿， 有较大的可磨损量和较高的露齿高度．有较 高的掘进速度和使用寿命．在工作气压较低， 岩石硬度厂－１４以下且地质情况发育良好的 环境中使用，经济性能比较明显。 以上各种形状的合金齿各有其使用范围 和工作特点．究竟采用何种形状的合金齿，应 在试验的基础上根据实际情况选择合适的齿
放射形裂纹源而破裂．在钻杆旋转作用下产 生挤压破碎作用直接将岩石切除。钻孔掘进 是钻头高频冲击和连续刮削作用的结果．同 时在高压气流作用下．破碎后的岩渣被源源 不断从孔内吹出．从而达到钻进的目的。
２潜孔钻头的结构分析
潜孔钻头主要由作为基体的钢体（即裤 体）、钎尾尼龙管和参与切削作用的硬质合金 齿以及排粉吹风系统组成。 ２．１潜孔钻头裤体结构 裤体主要起传递应力冲击波、保持和固 定合金齿以及传递扭矩的作用。潜孔钻头裤 体结构相当于花键阶梯轴类零件，承担传递 扭矩的作用。但又与普通的花键轴类零件不 同，它在传递扭矩的同时还要承受来自冲击 器的高频轴向冲击．工作环境极为恶劣。 在设计潜孔钻头的连接部分结构参数 时，一定要注意花键的尺寸配合关系，矿山钻 具类产品的尺寸精度普遍认为要求不是很 高。因而在设计加工过程中各要素之间的配 合关系很容易被忽视。特别是那些不能生产 冲击器钻头的生产单位．为了保证本企业生 产的钻头能与其他公司生产的冲击器相配合。
凿岩机械气动工具．２００９ｆ４）
比较常用的合金齿齿形有锥形齿、球齿 和锲形齿三种。一般来说，锥形齿由于齿形 较尖。工作时与岩石接触面积较小．阻力较 小．在相同工作条件下易于侵入岩石，掘进速 度较快．但同时由于锥形齿体积较为单薄，合 金齿抗弯抗扭能力相对较差，且固齿后的露 齿高度较高．在工作时会产生较大的弯矩，合 金齿容易发生折断现象。试验表明。锥形齿 工作气压在１．６ＭＰａ以下，岩石硬度在普氏 厂．１４级左右，无裂隙夹层和地质结构良好的 工作环境中使用。经济技术指标较为明显，其 结构的优越性可得到充分发挥。近年来，针 对锥形齿的结构缺陷，结合锥形齿的优点，出 现了一种抛物线或弹头齿形。这种结构的齿 形有效地提高了合金齿的抗弯抗扭能力，从
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１潜孔钻头的破岩机理
要设计好的潜孔钻头结构，我们首先必 须了解潜孔钻头的破岩机理，潜孔钻头主要 通过传递来自冲击器产生的应力冲击波不断 高频冲击岩石表面，岩石在冲击作用下产生
凿岩机械气动工具，２００９（４）
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往往采川较大的间隙配合，而这种间隙的存在 使得钻头在使用过程中极易受到来自冲击器 花键套附加的瞬间周向冲击力．间隙越大这种 冲击作用越明显，当这种周向冲击力产生的剪 切力峰值再加上高频轴向冲击力引起的正应 力超过裤体材料的许用应力时，很容易造成钎 头裤体断裂或崩块和合金齿断裂等现象，使用 寿命会受到极大的影响。此外，如果该配合间 隙过大。还会导致钻头工作过程中的能量损 失，降低生产效率。所以在确定钻头连接部位 参数时一定要慎重。在保证产品互换性的同时 尽可能取小的间隙配合．减少冲击器的能量损 失和对钻头的破坏作用。 ２．２潜孔钻头合金齿 硬质合金齿主要承担来自冲击器的高频 应力波，直接将高频应力波传递到岩石表面． 参与切削工作。合金齿在工作时的受力情况 极为复杂。特别是边合金齿，在高频冲击力作 用下，产生弯矩和扭矩，极易造成断齿或碎 齿．所以设计钻头时选用什么样的合金牌号 和齿形以及合金齿的分布，应进行综合考虑， 针对不同岩石硬度、不同的地质结构以及钻 头实际工作情况选用相应的合金齿。
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２．２．２合金齿的分布和数量
结合潜孔钻头的破岩机理．考虑生产的 经济性和工作可靠性，在进行潜孔钻头的合 金齿分布设计时。常采用偏心不对称非连续 的布齿方法。所谓偏心，就是钻头头部靠中心 位置第一颗齿与钻头中心设置有一定的偏移 量￡，偏移量的多少取决于合金齿直径和钻 头直径大小，试验表明，一般取中心合金齿直 径ｄ的２，３（见图１）为宜。其目的就是使钻头 合金齿在工作时绕某一点做圆周切削运动． 保证钻头在每一个工作周期内切除岩石充分 且有效。 不对称其实是基于潜孔钻头而提出的一 种掘进钻孔法，也是在中心位置设置了偏心 量的前提下才产生了这种不对称的布齿方 法，合金齿的不对称分布也就是保证钻孑Ｌ切 削的稳定性和可靠性。
本文链接：/Periodical_zyjxqdgj200904008.aspx
办一旋转频率，转，分
后——经验系数．一般取１．２—１．３
式（１）是在一个旋转周期内保证岩石切 除的理想的布齿数量（如图２ａ所示）。如果布 齿数量偏少，那么就会出现（如图２ｂ所示）的
１
（ｂ） 图２ 凿岩机械气动工具．２００９（４）
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尾部加装了一个储气装置，有利于弥补高 压气流在管道运行过程中的能量和压力损 失，使高压气流高速从孔内吹出，利于排粉 排渣。 吹风孔喷射角０ｃ是喷射孔轴线与钻头 中心轴线的夹角。一般随工作气压的增加 而增大．试验表明工作气压越高．高压气流 和被高压气流吹动的岩粉或岩渣越贴近岩 石切削表面运动。及时将岩粉或岩渣吹出 孔底，喷射角理一般取较大值。如果气压高 而喷射角ａ过小。则被吹起的粉尘在高压 气流作用下经孔底反射使大多数粉尘贴钎 头头部钢体表面运行，使钢体磨蚀严重，造 成各中间齿裸露断掉，钻头提前报废，严重 影响钻头使用寿命。 至于排粉槽的深浅一般也应根据工作 气压的大小、岩石硬度等因素选取合适的 参数，工作气压或岩石硬度越高则排粉槽 的深度可以相对较小。反之可以取较大的 值；不过对于顶部排粉槽（如设计有的话）。 槽深以不超过中齿压人钢体内深度为宜． 而侧排粉槽深度则最好不要超过边合金齿 的中线位置。否则可能因为钢体抵抗外力 的能力降低而导致崩块掉齿现象．影响钻 头的使用寿命。