[發明專利]一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭及其使用方法和應用

在審

• 申請號: 202011443800.2
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112483006A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王恩元;王小飛;胡少斌
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/44;E21B10/32;E21B10/02;E21B10/06;E21B10/12
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 吳亞

1.一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，包括鉆筒(3)，所述鉆筒(3)的頂端設置有用于與鉆機相連的連接部(1)，所述鉆筒(3)的外壁設置有螺旋片(2)，所述鉆筒(3)的底端設置有環狀刀盤(5)，所述環狀刀盤(5)的底端設置有破巖部(6)，所述環狀刀盤(5)的側壁設置有用于容納內置徑向刀具(4)的第一凹槽，所述第一凹槽上活動覆蓋有蓋板(18)；

所述內置徑向刀具(4)為活動滾刀，所述活動滾刀包括固定在所述第一凹槽底面的底座(7)，所述底座(7)頂面設置有呈二級階梯狀的第二凹槽，內活動軸(21)的底端位于所述第二凹槽內，所述內活動軸(21)的底面設置有用于防止所述內活動軸(21)從所述第二凹槽內彈出的擋塊(8)；所述內活動軸(21)頂端連有注鉛軸(9)，所述底座(7)頂面與所述注鉛軸(9)底面之間的所述內活動軸(21)外設置有彈性元件(10)；所述注鉛軸(9)上設置有外刀輪(11)和內刀輪(12)，所述第一凹槽內設置有上表面與所述外刀輪(11)相適配的托盤(13)。

2.根據權利要求1所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，所述內活動軸(7)與所述注鉛軸(9)為一體化結構。

3.根據權利要求1所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，所述彈性元件(10)包括彈簧。

4.根據權利要求1所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，所述蓋板(18)包括不銹鋼片，所述蓋板(18)與所述第一凹槽通過螺栓連接；所述破巖部(6)包括斗齒、截齒或牙輪。

5.根據權利要求3所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，所述彈簧的彈性系數確定公式為：其中，k為彈簧的彈性系數，n為鉆頭轉速，r₀為不受力情況下彈簧原始長度，r為轉速為n時彈簧長度。

6.根據權利要求5所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，當彈簧的彈性系數確定后，由彈簧的極限拉伸長度r_max，原始長度r₀可知，彈簧的最大彈力為F_max＝k(r_max-r₀)，而彈簧的極限彈力為F_J＝F_max/0.8；所述注鉛軸(9)的重量選擇方法為，k≥5mπ²n_max²，式中，k為彈簧的彈性系數，n_max為鉆頭最大轉速。

7.根據權利要求1所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，所述注鉛軸(9)為圓柱體，所述注鉛軸(9)的表皮為錳鐵合金，所述注鉛軸(9)的內部注鉛。

8.根據權利要求1所述的一種旋挖鉆機巖石螺紋孔鉆孔鉆頭，其特征在于，所述內刀輪(12)包括固定包覆于所述注鉛軸(9)外表面的連接環(14)，所述連接環(14)的外表面一體連接有若干刀體(15)，所述刀體(15)的自由端一體連接有刀刃(16)，全部所述刀體(15)和刀刃(16)形成鋸齒狀；所述刀刃(16)的材質為含鈷5～10％的碳化鎢合金，硬度HRA90.0～90.6；所述刀體(15)和刀刃(16)表面加工有若干60°斜角紋路。