本发明涉及凿岩钎具,具体而言,涉及一种肩冲式钎杆、钎头及钎具。
背景技术:
1、冲击式凿岩钎具通常由钎杆通过螺纹与钎头裤体连接而成。在凿岩过程中,钎杆、钎头裤体受力情况比较复杂、恶劣,容易造成钎具失效,影响钎具寿命。
2、底冲式结构凿岩钎具钻凿的爆破孔洞不平直导致钻凿时容易卡钎,同时钎杆易折断;孔洞不平直,爆破岩石也达不到爆破设计要求。
3、其中,肩冲式结构凿岩钎具(如图1所示)因受力面φd1比同类钎具假设为底冲式的受力面φd2要大,因此,肩冲式结构凿岩钎具受力情况更好;同时肩冲式结构凿岩钎具的内外螺纹连接后,受力面在内螺纹端面且直径较φd2增大,使得内外螺纹连接后两端的细长钎杆连接直线度更好,有φd1大径处支撑不易弯曲变形,连接更牢固,更稳定;因此应用很广泛。
4、但是,肩冲式结构凿岩钎具因受力面为φd1范围内,钎具组的受力是通过内螺纹的壁厚△d传递的,内螺纹退刀槽φd处的壁厚△d就是一个薄弱环节,特别是在大中型螺纹直径钎具应用中,该处断裂的风险很高,钎具寿命低;同时,由于钎杆的受力面在φd1处,即钎杆的外螺纹部与钎杆本体连接处也容易产生断裂,并且钎具在正常工作时受拉、压、弯、扭力的作用,会在外螺纹根部附近产生高温,该高温会进一步导致外螺纹部与钎杆本体连接处温度过高(由于钎杆与钎头的受力面摩擦产生高温),也会导致外螺纹部与钎杆本体连接处发生断裂,进一步增大了该处断裂的风险;再者,该高温会导致外螺纹根部加快磨损或断裂,从而导致钎具寿命降低。
技术实现思路
1、为解决现有肩冲式结构的钎杆的外螺纹部与钎杆本体连接处易产生断裂、以及外螺纹根部易磨损或断裂的问题,本发明提供了一种肩冲式钎杆、钎头及钎具。
2、第一方面,本发明提供了一肩冲式钎杆;所述肩冲式钎杆包括:
3、钎体与外螺纹部,所述钎体与所述外螺纹部之间具有凹槽,所述凹槽的底部与所述钎体和所述外螺纹部圆滑过渡连接,所述钎体的半径大于所述外螺纹部的半径,沿高度方向,所述钎体朝向所述外螺纹部所在侧的一端形成有台阶面,所述外螺纹部用于与钎头螺纹连接或与另一支钎杆螺纹连接;
4、所述钎杆的中部设有沿所述高度方向延伸的中心孔,所述中心孔沿所述钎体的中部穿过所述外螺纹部设置,在所述钎杆与所述钎头螺纹连接时,所述钎头位于螺纹孔开口端的端面抵于所述台阶面上;
5、所述钎杆采用热处理工艺加工,在所述中心孔的的孔壁形成第一淬火层,在所述钎杆的外侧壁形成第二淬火层,所述第一淬火层的厚度为h2,所述第二淬火层的厚度为h1,所述中心孔的孔壁壁厚的最小值为l,所述外螺纹部的外螺纹牙高为h,其中,l>h1+h2,h>h1。
6、在一些实施例中,所述钎杆在所述中心孔的径线方向的孔壁壁厚的最小值处于所述凹槽所在部位,其中,
7、在一些实施例中,第一淬火层的厚度大于所述第二淬火层的厚度。
8、在一些实施例中,所述钎杆沿所述中心孔的径线方向位于所述凹槽所在部位凹设有第一冷却孔,所述第一冷却孔与所述中心孔连通。
9、在一些实施例中,所述第一冷却孔具有多个,多个所述第一冷却孔沿所述中心孔的周向呈间隔对称设置。
10、在一些实施例中,所述外螺纹部的外径沿靠近钎体所在侧的一端朝向另一端逐渐减小,所述外螺纹部的锥度小于等于1:18。
11、在一些实施例中,所述中心孔位于外螺纹部的开口端的孔壁设置蓄压区,所述蓄压区的孔径自所述中心孔位于外螺纹部的开口端向另一端逐渐增大,所述钎头上的第二冷却孔与所述蓄压区连通。
12、另一方面,本发明提供了一种钎头,用于与上述的肩冲式钎杆配合;
13、其中,所述钎头沿所述高度方向凹设有所述螺纹孔,所述螺纹孔沿所述高度方向依次包括有导引段、内螺纹段、以及退刀槽段,所述内螺纹段与所述导引段和所述退刀槽段圆滑过渡连接,所述螺纹孔位于导引段的孔壁壁厚小于所述螺纹孔位于退刀槽段的孔壁壁厚,所述内螺纹段用于与所述外螺纹部螺纹连接,在所述钎杆与所述钎头螺纹连接时,所述钎头位于螺纹孔开口端的端面抵于所述台阶面上。
14、在一些实施例中,所述内螺纹段的孔径自所述螺纹孔的开口端向另一端逐渐减小。
15、另一方面,本发明还提供了一种钎具,包括:
16、钎杆,所述钎杆为如上述的肩冲式钎杆;以及
17、钎头,所述钎头为如上述的钎头。
18、为解决现有肩冲式结构的钎杆的外螺纹部与钎杆本体连接处易产生断裂、以及外螺纹根部易磨损或断裂的问题,本发明有以下优点:
19、第二淬火层的厚度小于外螺纹部的外螺纹牙高,可进一步提高外螺纹部的外螺纹牙的强度和硬度,提高外螺纹部的使用寿命,同时避免热处理淬透后导致外螺纹牙硬脆碎裂的问题;
20、中心孔的孔壁壁厚的最小值大于第一淬火层和第二淬火层之和,也可以提高钎杆的整体强度和硬度,同时使得钎杆套仅需热处理,还可取消外螺纹部开口端的退火工序,缩短了生产流程,降低了制造成本。
1.一种肩冲式钎杆,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的一种肩冲式钎杆,其特征在于,所述钎杆在所述中心孔的径线方向的孔壁壁厚的最小值处于所述凹槽所在部位,其中,
3.如权利要求2所述的一种肩冲式钎杆,其特征在于,第一淬火层的厚度大于所述第二淬火层的厚度。
4.如权利要求1或2所述的一种肩冲式钎杆,其特征在于,所述钎杆沿所述中心孔的径线方向位于所述凹槽所在部位凹设有第一冷却孔,所述第一冷却孔与所述中心孔连通。
5.如权利要求4所述的一种肩冲式钎杆,其特征在于,所述第一冷却孔具有多个,多个所述第一冷却孔沿所述中心孔的周向呈间隔对称设置。
6.如权利要求1或2所述的一种肩冲式钎杆,其特征在于,所述外螺纹部的外径沿靠近钎体所在侧的一端朝向另一端逐渐减小,所述外螺纹部的锥度小于等于1:18。
7.如权利要求1所述的一种肩冲式钎杆,其特征在于,所述中心孔位于外螺纹部的开口端的孔壁设置蓄压区,所述蓄压区的孔径自所述中心孔位于外螺纹部的开口端向另一端逐渐增大,所述钎头上的第二冷却孔与所述蓄压区连通。
8.一种钎头,其特征在于,用于与权利要求1-7中任一所述的肩冲式钎杆配合,其中,所述钎头沿所述高度方向凹设有所述螺纹孔,所述螺纹孔沿所述高度方向依次包括有导引段、内螺纹段、以及退刀槽段,所述内螺纹段与所述导引段和所述退刀槽段圆滑过渡连接,所述螺纹孔位于导引段的孔壁壁厚小于所述螺纹孔位于退刀槽段的孔壁壁厚,所述内螺纹段用于与所述外螺纹部螺纹连接,在所述钎杆与所述钎头螺纹连接时,所述钎头位于螺纹孔开口端的端面抵于所述台阶面上。
9.如权利要求8所述的钎头,其特征在于,所述内螺纹段的孔径自所述螺纹孔的开口端向另一端逐渐减小。
10.一种钎具,其特征在于,包括: