反螺旋截齒鑽頭的製作方法

2023-06-18 01:46:01 1

專利名稱：反螺旋截齒鑽頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工程機械用的截齒鑽頭。

背景技術：
在地質基礎工程施工中，鑽孔灌注樁是一項地基工程中最關鍵的因素，它承載著橋梁或高層建築的整體力量，正所謂「萬丈高樓平地起」。它是決定整個建築物壽命和安全的重要因素，傳統施工方法採用SD-15、SD-20等機型採用反循環、正循環工藝，配套籠式鑽頭進行施工，由於設備和生產工藝自身存在致命的以下弱點①不利於移動；②扭力小；③施工深度低；④密封差，而使整個施工的進度、質量、效益大打折扣；為改變這種施工劣勢，一種新型的設備——旋挖鑽機應運而生。我國自從上世紀九十年代中期從國外進口少量的旋挖鑽機至今已走過了10年的歷程，進口設備整機和配件價格昂貴，嚴重製約了旋挖鑽機的普及和使用，近幾年，以三一重工、上海金泰為代表的國產旋挖鑽機，迅速發展，國產化程度在不斷提高。
目前，國內大企業都把精力集中在旋挖鑽機整機和底盤的改進上，在配件及鑽具方面的技術開發力度嚴重不足。
目前，配套旋挖鑽機嵌巖鑽頭用的截齒如圖2所示，截齒都採用表面噴砂光潔處理，頭部外形過於對稱、平滑，截齒鑲嵌在鑽頭底座上切削前進過程中難免會遇到卵石層、砂層及巖層，在破巖過程中由於摩擦力太小，加上泥砂灌入截齒底座的阻力；旋挖鑽進的力度不足以帶動截齒的旋轉鑽進，使齒體頭部受力最重磨損嚴重，造成如圖3所示的單邊磨損，由於單邊不均勻磨損，所有產品只發揮了其原有壽命的30％左右，導致資源嚴重浪費，嚴重降低了整個施工過程的工作效率，無形之中增加了整個施工的材料成本；造成如圖4所示的減徑磨損，使硬質合金失去齒體的保護和夾持而提前脫落造成早期報廢，從而大大縮短了整個截齒的使用壽命。

發明內容
本實用新型的目的是針對上述現狀，旨在提供一種能徹底解決齒體頭部快速單邊磨損和快速減徑磨損問題，破巖效果好、鑽進速度快、使用壽命長的反螺旋截齒鑽頭。
本實用新型目的的技術方案為，反螺旋截齒鑽頭，由合金頭部、截齒鋼體頭部、截齒鋼體中部、中部卡層和截齒鋼體尾部構成，合金頭部為鬥笠狀，截齒鋼體頭部上層中間硬質合金部分為圓柱狀，其外有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層，截齒鋼體頭部上層和截齒鋼體頭部中層的上部外面有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層。
本實用新型截齒鋼體頭部上層4、截齒鋼體頭部中層5的上部外有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層3，構成與旋轉鑽進相反方向的螺旋狀外翼，此外翼與鑽頭鑽進相忤逆，迫使截齒在破巖鑽進中由平行滑動鑽進改為旋轉變動鑽進，從而使整個截齒周邊均勻同等磨損，破巖效果好，大大提高破巖的。

圖1是本實用新型結構示意圖 圖2是老式截齒結構示意圖 圖3是老式截齒單邊磨損狀態圖 圖4是老式截齒減徑磨損狀態圖 具體實施方式
參照圖1，本實用新型由合金頭部、截齒鋼體頭部、截齒鋼體中部7、中部卡層8和截齒鋼體尾部9構成。合金頭部1由硬質合金製成，直徑10-30mm，高15-30mm。截齒鋼體頭部上層4中間硬質合金部分為圓柱狀，其外有與旋轉鑽進相反方向反螺紋耐磨層3，反螺紋耐磨層3寬3-8mm，高1-8mm，縱向截面形狀為梯形、半圓形或弧形。截齒鋼體頭部上層4縱截面近似梯形，上邊寬15-35mm、下邊寬20-40mm、高12-20mm，外緣弧半徑為15-150mm。圖1中的2表示反螺旋耐磨層之間的間距，標記6為截齒鑽頭鋼體頭部下層，R1為截齒鑽頭鋼體頭部外部形狀弧度，R2為截齒鑽頭鋼體頭部中層外部形狀弧度，R3為截齒鑽頭鋼體頭部下層中間的小U形槽弧度。
截齒鋼體頭部上層4和其下的截齒鋼體頭部中層5的部分外有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層3。
為此，在齒體頭部導入與旋轉鑽進相反方向的螺旋狀外翼，使此外翼與鑽頭鑽進相忤逆，迫使截齒在破巖鑽進中由平行滑動鑽進改為旋轉變動鑽進，從而使整個截齒周邊均勻同等磨損，大大提高破巖的效果。
為「迫」使截齒在工作過程中能旋轉鑽進而導入反時針方向螺紋翼以增加摩擦力，這就要求這個螺紋翼必須採取耐磨處理，耐磨處理的方法有三種 1、截齒頭部按反時針方向嵌入硬質合金條塊形成反螺紋耐磨翼(合金條塊硬度可達HRC85以上)。
2、截齒頭部鋼體加工出自體反螺旋翼，在此基礎上通過熱噴塗噴上強化複合塗層，該塗層HRC硬度可達60以上。
3、直接在截齒頭部按反時針方向進行抗磨損堆焊技術處理，通過熔化耐磨材料方式在齒體頭部堆焊出一層耐磨層，並呈反螺旋形狀以降低齒體磨損速度，該耐磨層硬度可達HRC≥45以上。
同時，為保證截齒整體壽命，宜選用中碳合金鋼熱處理，使尾部硬度控制在HRC35～45°之間。
通過齒體頭部強化耐磨和反螺旋翼的處理，可大大提高截齒的使用效果和鑽進速度，使硬質合金與鋼體同步磨損以達到材料的充分利用。
本產口已經武漢、上海、南京等地試用，得出一致結論反螺旋截齒鑽頭在同等工作條件下，與國內外同類產品對比試驗，結果表明反螺旋截齒鑽頭的使用效果優於國內外同類產品。
權利要求1、反螺旋截齒鑽頭，由合金頭部、截齒鋼體頭部、截齒鋼體中部(7)、中部卡層(8)和截齒鋼體尾部(9)構成，合金頭部(1)為鬥笠狀，截齒鋼體頭部上層(4)為圓柱狀，其特徵在於截齒鋼體頭部上層(4)中間硬質合金部分為圓柱狀，其外附著與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層(3)，截齒鋼體頭部上層(4)和截齒鋼體頭部中層(5)的上部外面有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層(3)。
2、根據權利要求1所述的反螺旋截齒鑽頭，其特徵在於截齒鋼體頭部中間圓柱狀外的反螺紋耐磨層(3)寬3-8mm，高1-8mm。
3、根據權利要求1所述的反螺旋截齒鑽頭，其特徵在於截齒鋼體頭部上層(4)的縱向截面形狀為近似梯形，上邊寬15-35mm、下邊寬20-40mm、高12-20mm，外緣弧半徑為15-150mm。
專利摘要反螺旋截齒鑽頭，涉及一種工程機械用的截齒鑽頭。由合金頭部、截齒鋼體頭部、截齒鋼體中部、中部卡層和截齒鋼體尾部構成，合金頭部為鬥笠狀，截齒鋼體頭部上層中間硬質合金部分為圓柱狀，其外附著與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層，截齒鋼體頭部上層和截齒鋼體頭部中層的上部外面有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層。本實用新型截齒鋼體頭部上層、截齒鋼體頭部中層的上部外有與旋轉鑽進相反方向的反螺紋耐磨層，構成與旋轉鑽進相反方向的螺旋狀外翼，此外翼與鑽頭鑽進相忤逆，迫使截齒在破巖鑽進中由平行滑動鑽進改為旋轉變動鑽進，從而使整個截齒周邊均勻同等磨損，破巖效果好，大大提高破巖的速度和鑽具的使用壽命。
文檔編號E21B10/46GK201173089SQ200720088658
公開日2008年12月31日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者林木壯 申請人:林木壯