止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及礦山機械設(shè)備領(lǐng)域，具體地指一種止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆 頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 三牙輪鉆頭是石油、礦山廣泛使用的鉆井工具，其中礦用三牙輪鉆頭是露天礦山 穿孔的主要工具，其工作原理是鉆頭整體公轉(zhuǎn)的同時，牙輪圍繞與之配合的牙爪軸頭自轉(zhuǎn)， 從而破碎巖石；礦用三牙輪鉆頭的使用壽命是設(shè)備最重要的性能指標之一，而鉆頭的綜合 使用壽命主要由鉆頭的軸承系統(tǒng)壽命和鉆頭的切削齒壽命共同決定。
[0003] 在工作中軸承常常先于切削齒損壞，提高軸承壽命是提高牙輪鉆頭總體壽命的重 要途徑。牙輪鉆頭軸承在工作時承受了很大的鉆壓，鉆壓在牙輪轉(zhuǎn)動軸徑向的分力由軸承 的二排滾柱和一排滾珠承受，鉆壓在牙輪轉(zhuǎn)動軸軸向的分力分別由鑲嵌在牙輪和牙爪上的 一對止推塊承受。礦用310毫米牙輪鉆頭的止推塊在約10噸的壓力下做滑動摩擦，極易磨 損，磨損量可達2-3毫米，一旦止推塊磨損，將導(dǎo)致軸承系統(tǒng)失效；因此，止推塊快速磨損是 導(dǎo)致軸承壽命短的重要原因。為了減少止推塊磨損，滑動摩擦面應(yīng)當隨時保有潤滑脂液膜。 目前牙輪鉆頭的止推塊上開有使貼合面與外界連通的溝槽和孔，目的是通過這些溝槽和孔 從外引入潤滑脂到滑動摩擦面上。但通常情況下，潤滑脂在無壓力作用下沒有流動性，初始 滑動摩擦面上的潤滑脂被消耗后，滑動摩擦面上得不到潤滑脂補充，形成了干摩擦狀態(tài)，加 快了止推塊的磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有礦用牙輪鉆頭存在的缺陷，提供一種能夠及時 補充止推塊間潤滑脂、延緩止推塊磨損、從而提高礦用鉆頭的整體使用壽命、保障生產(chǎn)順利 進行的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，包括牙 輪和牙爪，所述牙輪通過內(nèi)腔設(shè)置的滾柱和滾珠活動安裝在牙爪的軸頭上，所述牙輪和牙 爪之間成對設(shè)置有止推塊，其特殊之處在于：所述止推塊的貼合面上設(shè)置有儲油坑，所述儲 油坑外側(cè)沿周向設(shè)置有若干一端與其連通的分流槽，所述分流槽的兩一端延伸至止推塊邊 緣，所述儲油坑和分流槽共同形成封閉的潤滑物儲存腔，且所述潤滑物儲存腔內(nèi)填充有液 體潤滑脂或固體潤滑材料。
[0006] 進一步地，所述固體潤滑材料為二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛、聚酰 亞胺或聚對羥基苯甲酸酯潤滑材料。填充固體潤滑材料相對液體潤滑脂更適應(yīng)長時間高強 度的摩擦運動，可以有效延緩磨損。
[0007] 進一步地，所述止推塊為表面硬度大于或等于HRC61的合金鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、 或其他金屬止推塊。這樣，可以提高表面硬度，減少止推塊表面磨損。
[0008] 本實用新型的優(yōu)點在于：所設(shè)計的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，其結(jié)構(gòu)簡單， 容易實現(xiàn)，方便改造，在止推塊表面出現(xiàn)磨損時，能夠及時向結(jié)合面提供潤滑物質(zhì)，避免干 摩擦，大幅延緩止推塊的磨損進程；通過采用上述結(jié)構(gòu)，有效提高礦用鉆頭的整體使用壽 命、保障生產(chǎn)順利進行。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實用新型止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為圖1的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖3為圖2中止推塊的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖中：牙輪1 ;牙爪2 ;止推塊3 ;儲油坑4 ;分流槽5 ;滾柱6 ;滾珠7。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0015] 圖1~4中所示的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，包括牙輪1和牙爪2,牙輪1 通過內(nèi)腔設(shè)置的滾柱6和滾珠7活動安裝在牙爪2的軸頭上，牙輪1和牙爪2之間成對設(shè)置 有止推塊3,止推塊3為表面硬度大于或等于HRC61的合金鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、或其他金屬 材料止推塊，還可經(jīng)過熱處理或表面處理進一步提高硬度，其表面硬度最好達到HRA86以 上。
[0016] 兩塊止推塊3的貼合面設(shè)置有儲油坑4,儲油坑4外側(cè)沿周向設(shè)置有四條一端與其 連通的分流槽5,分流槽5的兩一端延伸至止推塊3邊緣，分流槽5并不與外表面連通，儲油 坑4和分流槽5共同形成封閉的潤滑物儲存腔，且潤滑物儲存腔內(nèi)填充有液體潤滑脂或固 體潤滑材料。固體潤滑材料可采用二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛、聚酰亞胺或 聚對羥基苯甲酸酯潤滑材料。
[0017] 本實用新型安裝時，首先在牙爪2和牙輪1止推塊3的摩擦表面上加工出與外界 不連通的儲油坑4和分流槽5。儲油坑4和分流槽5會減少摩擦面面積，但不大于30% ;
[0018] 改進前，止推塊3的摩擦面面積=π R2,增加儲油坑4和分流槽5后， 摩擦面面積減少~ 4 [ (A-2r)+2 X B] + π r2，分流槽直接分布潤滑脂到止推塊的 摩擦表面百分比
[0019] 牙輪鉆頭組裝時，將儲油坑4和分流槽5填滿潤滑脂，且不能有氣泡。牙輪鉆頭工 作時，如果止推塊3潤滑不良造成止推塊3磨損會減少儲油坑4和分流槽5的體積，迫使其 中的潤滑脂被擠出，向滑動摩擦面自動補償。如果止推塊3潤滑不良，干摩擦也會升高止推 塊3溫度，潤滑脂受熱膨脹被擠出，向滑動摩擦面自動補償。
[0020] 牙爪2和牙輪1滑動摩擦面上的儲油坑4和分流槽5可在止推塊3熱處理前或熱 處理后用金剛石或硬質(zhì)合金刀具機械加工形成，或通過使用多種形狀的小型陶瓷砂輪磨削 加工形成，也可通過電火花加工形成，還可通過加工止推塊粉末毛坯形成，然后經(jīng)粉末燒結(jié) 制成成品。止推塊3通過冷或熱過盈配合鑲嵌到牙爪2和牙輪1上，也可以通過軸孔加鍵、 滾花、多邊形軸孔等方式防止止推塊3在鑲嵌孔中轉(zhuǎn)動。本實用新型對牙爪2和牙輪1的 機械加工精度和組裝精度要求較高，組裝后牙爪2和牙輪1的滑動摩擦面要相互接觸，如有 間隙要小于0. 05毫米，牙爪2和牙輪1的滑動摩擦面要高度平行，平行度小于0.0 l毫米。 潤滑脂優(yōu)先考慮采用牙輪鉆頭專用高溫潤滑脂。
[0021] 經(jīng)過上述改進后，310毫米牙輪鉆頭的使用壽命由目前的1030米提高到1500米， 每米17. 5元，每個鉆頭可提高售價8225元。按目前年銷量1000個估算，每年可增加收入 823萬元。按目前產(chǎn)能8000個估算，每年可增加收入6580萬元以上，經(jīng)濟效果顯著。
[0022] 最后，應(yīng)當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新 型不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)認為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，包括牙輪（1)和牙爪（2)，所述牙輪（1)通過 內(nèi)腔設(shè)置的滾柱（6)和滾珠（7)活動安裝在牙爪（2)的軸頭上，所述牙輪（1)和牙爪（2) 之間成對設(shè)置有止推塊（3)，其特征在于：所述止推塊（3)的貼合面上設(shè)置有儲油坑（4)，所 述儲油坑（4)外側(cè)沿周向設(shè)置有若干一端與其連通的分流槽（5)，所述分流槽（5)的兩一端 延伸至止推塊（3)邊緣，所述儲油坑（4)和分流槽（5)共同形成封閉的潤滑物儲存腔，且所 述潤滑物儲存腔內(nèi)填充有液體潤滑脂或固體潤滑材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，其特征在于：所述固體潤 滑材料為二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛、聚酰亞胺或聚對羥基苯甲酸酯潤滑材 料。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，其特征在于：所述止 推塊（3)為表面硬度大于或等于HRC61的合金鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、或其他金屬止推塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，包括牙輪和牙爪，牙輪通過內(nèi)腔設(shè)置的滾柱和滾珠活動安裝在牙爪的軸頭上，牙輪和牙爪之間成對設(shè)置有止推塊，止推塊的貼合面上設(shè)置有儲油坑，儲油坑外側(cè)沿周向設(shè)置有若干一端與其連通的分流槽，分流槽的兩一端延伸至止推塊邊緣，儲油坑和分流槽共同形成封閉的潤滑物儲存腔，且潤滑物儲存腔內(nèi)填充有液體潤滑脂或固體潤滑材料。本實用新型的優(yōu)點在于：所設(shè)計的止推塊潤滑補償式礦用牙輪鉆頭，結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，方便改造，在止推塊表面出現(xiàn)磨損時，能夠及時向結(jié)合面提供潤滑物質(zhì)，避免干摩擦，大幅延緩止推塊的磨損進程；通過采用上述結(jié)構(gòu)，有效提高礦用鉆頭的整體使用壽命、保障生產(chǎn)順利進行。
【IPC分類】E21B10/24
【公開號】CN204703768
【申請?zhí)枴緾N201520401820
【發(fā)明人】黃曉弟, 黃建陽, 魯新義, 鐘毅, 劉洋, 明偉方, 陳剛, 李恒山, 李華, 吳林川, 盧獻忠, 王志高, 徐燕, 胡麗, 李博文, 劉繼雄, 趙國知, 徐俊, 姜濤
【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月11日