本發(fā)明涉及一種沖擊式鑿巖釬具，尤其涉及一種沖擊式復合螺紋連接鑿巖釬具。

背景技術(shù)：

目前，沖擊式鑿巖釬具通常由釬桿通過螺紋與釬頭的褲體連接而成。在鑿巖過程中，釬桿、褲體受力情況比較復雜、惡劣，容易造成釬具失效，影響釬具壽命。觀察發(fā)現(xiàn)，釬具失效主要有兩種形式：1）釬桿外螺紋段收尾附近發(fā)生斷裂；2）從褲體螺紋盲孔的內(nèi)螺紋收尾處至螺孔孔底之間的區(qū)域容易發(fā)生斷裂。經(jīng)過分析，造成釬桿或褲體斷裂的主要原因如下：

1）由于應(yīng)力大多集中在釬桿外螺紋收尾處，當受到彎矩作用時釬桿的外螺紋收尾處附近容易發(fā)生斷裂。

2）由于在內(nèi)螺紋收尾處開設(shè)有退刀槽，對應(yīng)于該退刀槽位置處的褲體壁較薄、強度較弱，而且應(yīng)力通常集中于退刀槽與螺紋盲孔的交匯處，因此褲體斷裂易發(fā)生在螺紋盲孔與退刀槽的交匯處附近。

為此，“US6767156B1”公開了一種沖擊式螺紋連接鑿巖釬具。該專利的釬桿具有兩個錐形引導面（一個位于釬桿的外螺紋段前端、另一個位于軸肩與外螺紋段的交匯處），褲體的螺紋盲孔中有與上述兩個錐形引導面對應(yīng)的兩個內(nèi)錐面，且軸肩的直角端面與褲體端面保持接觸，因此在軸向存在嚴重的過定位（兩個錐形引導面和一個軸肩直角端面）、在直徑方向也存在過定位（兩個錐形引導面）。上述結(jié)構(gòu)雖然能夠承受較大的彎矩，但承受軸向沖擊力的能力較弱。在實際使用中，即使兩個內(nèi)錐面與軸肩之間的配合關(guān)系處理得很好（過定位的干涉程度較?。?，但當釬具受載變形后（尤其是在內(nèi)螺紋端面附近）極有可能出現(xiàn)由釬桿軸肩直角端面（或?qū)?yīng)的內(nèi)螺紋端面）以及釬桿外螺紋段前端的錐面承受彎矩，從而導致承載力臂驟然縮小、彎矩局部應(yīng)力增大。同時，當軸肩直角端面（或內(nèi)螺紋端面）受力不均勻時，其傳遞的沖擊力（為組合部件傳遞的主要載荷）會進一步加大局部應(yīng)力集中的程度，導致零件短時間內(nèi)失效。

另外，“CN10289110B”公開了一種“用于沖擊式巖鉆的鉆頭”，該專利是用一段內(nèi)螺紋替代螺紋盲孔中的退刀槽，雖然能夠克服褲體壁在退刀槽處較薄的缺陷，但內(nèi)螺紋加工比較困難。不僅如此，由于取消了退刀槽，內(nèi)螺紋一直延伸至螺紋盲孔的孔底；因此在內(nèi)螺紋收尾處與螺紋盲孔的孔底之間會形成應(yīng)力集中，從而導致內(nèi)螺紋與孔底交匯處容易產(chǎn)生裂紋。還有，由于該專利的釬桿沒有設(shè)置軸肩，因此褲體端面和螺紋咬合線類似于簡支梁結(jié)構(gòu)，在彎矩作用下必然導致外螺紋在螺紋咬合線處斷裂，這也是當前傳統(tǒng)外螺紋最主要的失效形式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種沖擊式復合螺紋連接鑿巖釬具，它不僅可避免褲體的螺紋盲孔孔底處產(chǎn)生裂紋、而且還能防止釬桿外螺紋收尾處發(fā)生斷裂，從而有效提高釬具壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：它包括帶有螺紋盲孔的褲體、通過設(shè)在前段部位的外螺紋與所述螺紋盲孔配合連接的釬桿；

螺紋盲孔的底孔為錐孔，該底孔的母線與該底孔軸線之間的夾角β為1～10°，優(yōu)選為5°；

外螺紋段的前端有直徑小于螺紋盲孔最小截面直徑的圓柱狀過渡段，該過渡段的長度小于或等于螺紋盲孔的螺紋收尾處與孔底的距離；當外螺紋段與螺紋盲孔配合擰緊時過渡段的前端面與螺紋盲孔的孔底接觸；

螺紋盲孔的螺紋牙型由直線形的內(nèi)螺紋牙頂、曲線形的內(nèi)螺紋牙底、以及一端與該內(nèi)螺紋牙底相切另一端與內(nèi)螺紋牙頂連接的兩段直線形內(nèi)螺紋牙側(cè)構(gòu)成，外螺紋段的螺紋牙型由直線形的外螺紋牙底、曲線形的外螺紋牙頂、以及一端與該外螺紋牙頂相切另一端與外螺紋牙底連接的兩段直線形外螺紋牙側(cè)構(gòu)成。

上述技術(shù)方案中的內(nèi)螺紋牙底以及外螺紋牙頂優(yōu)選圓弧、橢圓、拋物線或雙曲線上的一段曲線，最好選擇橢圓短軸所對應(yīng)的那段曲線。

上述技術(shù)方案中的釬桿采用帶有中段的階梯軸結(jié)構(gòu)；為了避免應(yīng)力集中，外螺紋段與中段之間通過錐面軸肩連接過渡；為了提高釬桿的抗彎強度，螺紋盲孔的孔口處有與該軸肩相適配的內(nèi)錐面，軸肩與釬桿軸線之間的夾角γ均為1～10°，優(yōu)選為4°。

在上述技術(shù)方案中，螺紋盲孔與孔底之間有退刀槽。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)，因此具有諸多優(yōu)點，具體分析如下：

1）在釬桿外螺紋段的前端設(shè)置過渡段，并且當外螺紋段與螺紋盲孔配合擰緊時釬桿過渡段的前端面與螺紋盲孔的孔底接觸，因此釬桿可通過該過渡段的前端面與螺紋盲孔的孔底接觸來傳遞打擊力，從而可避免傳統(tǒng)釬具的螺紋配合面容易遭到破壞的缺陷。

2）由于采用了梯形螺紋與類似于波形螺紋（螺紋牙型呈波浪狀結(jié)構(gòu)）相結(jié)合的復合牙型，因此螺紋的承載面同時兼具梯形螺紋抗軸向載荷能力強、牙根強度好，以及波形螺紋抗彎矩性能好等優(yōu)點。另外，內(nèi)螺紋牙底以及外螺紋牙頂均采用了與橢圓短軸相對應(yīng)的曲線（曲率半徑較?。虼诉M一步增大了內(nèi)外螺紋根部的強度。

3）相對傳統(tǒng)釬桿而言，由于采用了階梯軸結(jié)構(gòu)、且直徑較大的釬桿中段與直徑較小的外螺紋段之間采用了錐面結(jié)構(gòu)的軸肩連接過渡，因此增強了釬桿的強度。

4）當外螺紋段與螺紋盲孔配合擰緊時，釬桿過渡段的前端面與螺紋盲孔的孔底接觸、但錐面軸肩并不與內(nèi)錐面接觸；因此在軸向和徑向都不會發(fā)生過定位。只有當釬桿受到彎矩作用時，錐面軸肩才與內(nèi)錐面接觸（起到抗彎作用），因此能夠避免釬桿外螺紋段收尾處因受到彎矩作用而斷裂。

5）由于采用了具有錐度的螺紋盲孔、增大了螺紋盲孔孔底處的褲體壁厚，因此退刀槽處的褲體強度并未減弱，不會發(fā)生斷裂。

6）采用內(nèi)錐面與錐面軸肩配合還能克服沖擊過程中軸肩與褲體易發(fā)生粘連的缺陷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是螺紋盲孔牙型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是釬桿外螺紋段牙型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：褲體1、孔底1-1、螺紋盲孔1-2、內(nèi)錐面1-3、退刀槽1-4、釬桿2、外螺紋段2-1、中段2-2、軸肩2-3、過渡段2-4、前端面2-5、內(nèi)螺紋牙頂3、內(nèi)螺紋牙側(cè)4、內(nèi)螺紋牙底5、外螺紋壓底6、外螺紋牙側(cè)7、外螺紋牙頂8。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明：

實施例1

如圖1～3所示：釬頭的褲體1上設(shè)有錐度螺紋盲孔1-2，釬桿2通過設(shè)在其前段部位的外螺紋段2-1與該螺紋盲孔連接；該螺紋盲孔的錐度底孔的母線與該底孔軸線之間的夾角β為1～10°，優(yōu)選為5°。

外螺紋段2-1的前端有直徑小于螺紋盲孔1-2最小截面直徑的圓柱狀過渡段2-4，該過渡段的長度小于或等于螺紋盲孔1-2的螺紋收尾處與孔底1-1的距離；當外螺紋段2-1與螺紋盲孔1-2配合擰緊時，過渡段2-4的前端面2-5與螺紋盲孔1-2的孔底1-1接觸。

為了提高螺紋連接的強度，連接螺紋采用由梯形螺紋與類似于波形螺紋（螺紋牙型呈波浪狀結(jié)構(gòu)）相結(jié)合的復合螺紋。即：螺紋盲孔1-2的螺紋牙型由直線形的內(nèi)螺紋牙頂3、曲線形的內(nèi)螺紋牙底5、以及一端與該內(nèi)螺紋牙底相切另一端與內(nèi)螺紋牙頂3連接的兩段直線形內(nèi)螺紋牙側(cè)4構(gòu)成；相應(yīng)地，外螺紋段2-1的螺紋牙型由直線形的外螺紋牙底6、曲線形的外螺紋牙頂8、以及一端與該外螺紋牙頂相切另一端與外螺紋牙底6連接的兩段直線形外螺紋牙側(cè)7構(gòu)成。為了便于加工，內(nèi)螺紋牙底5以及外螺紋牙頂8既可以是一段圓弧、也可以是橢圓、拋物線或雙曲線上的一段曲線。為了進一步提高螺紋的強度，內(nèi)螺紋牙底5以及外螺紋牙頂8最好采用橢圓短軸所對應(yīng)的那段曲線。

實施例2

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以采用以下結(jié)構(gòu)：為了提高釬桿2的強度，釬桿2采用帶有中段2-2的階梯軸結(jié)構(gòu)；為了避免產(chǎn)生應(yīng)力集中，外螺紋段2-1與中段2-2之間通過錐面軸肩2-3連接過渡；軸肩2-3與釬桿2軸線之間的夾角γ為1～10°，優(yōu)選為4°。為了提高釬桿2外螺紋收尾處的抗彎強度，螺紋盲孔1-2的孔口處有與軸肩2-3相適配的內(nèi)錐面1-3。當外螺紋段2-1與螺紋盲孔1-2配合擰緊時，只有過渡段2-4的前端面2-5與螺紋盲孔1-2的孔底1-1接觸、而軸肩2-3的外錐面并不與螺紋盲孔1-2孔口處的內(nèi)錐面1-3接觸；因此可避免過定位而形成干涉。

實施例3

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以采用以下結(jié)構(gòu)：為了便于加工內(nèi)螺紋，在螺紋盲孔1-2與孔底1-1之間設(shè)有退刀槽1-4。