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牙轮钻机工作原理及结构特征
双击自动滚屏 发布者:admin发布时间:2011-11-23阅读:91次【字体:大中小】
一、 牙轮钻机的工作原理
牙轮钻机钻孔时,依靠加压、回转机构通过钻杆,对牙轮钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩,牙轮牙轮钻机工作原理及结构特征
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一、 牙轮钻机的工作原理
牙轮钻机钻孔时,依靠加压、回转机构通过钻杆,对牙轮钻头提供足够大的轴压力和回转扭矩,牙轮钻头在岩石上同时钻进和回转,对岩石产生静压力和冲击动压力作用。牙轮在孔底滚动中连续地挤压、切削冲击破碎岩石;有一定压力和流量流速的压缩空气,经钻杆内腔从钻头喷嘴喷出,将岩渣从孔底沿钻杆和孔壁的环形空间不断地吹至孔外,直至形成所需孔深的钻孔。
二、 牙轮钻机的主要结构特征
1、钻具
牙轮钻机钻具主要有牙轮钻头、钻杆和稳杆器。
1)牙轮钻头。牙轮钻具工作原理:钻机通过钻杆给钻头施加足够大的轴压力和回转扭矩,牙轮钻头转动时,各牙轮又绕自身轴滚动,滚动的方向与钻头转动方向相反。牙轮齿在加压滚动过程中,对岩石产生碾压作用;由于牙轮齿以单齿和双齿交替地接触岩石,当单齿着地时牙轮轴心高,而双齿着地时轴心低,如此反复进行,使岩石受到周期性冲击作用;又由于牙轮的超顶、退轴(3个牙轮的锥顶与钻头中心不重合)、移动(3个牙轮的轴线不交于钻头中心线)和牙轮的复锥形状、使牙轮在孔底工作时还产生一定的滑动,对岩石产生切削作用。因此,牙轮钻头破碎岩石实际上是冲击、碾压和切削的复合作用。
(1)牙轮钻头的分类与基本结构。牙轮钻头按牙轮的数目分,有单牙轮、双牙轮、三牙轮及多牙轮的钻头。单牙轮及双牙轮钻头多用于直径小于150mm的软岩钻进。多牙轮钻头多用于炮孔直径180mm以上岩心钻进,矿山主要使用三牙轮钻头,三牙轮钻头又可分为压缩空气排渣风冷式及储油密封式两种。压气排渣风冷式牙轮钻头(简称压气式钻头)是用压缩空气排除岩渣的。此种钻头使用于露天矿的钻孔作业。通常钻凿炮孔直径为150〜445mm,孔深在20m以下。
压气式钻头由3片牙爪及在其轴颈上通过轴承(滚柱、钢球、滑动衬套)装配3个互相配合的牙轮所组成。牙爪尾部螺纹与钻杆相连接。牙轮上镶嵌硬质合金柱齿,起着直接破碎岩石的作用。牙爪借助滚柱、钢球和衬套绕爪轴口转,钻机钻压通过轴承传递给牙齿并作用于岩石。径向负荷主要由轴颈滚柱轴承和衬套承受。滚珠轴承用以支持牙轮,在某些情况下用以承受径向和轴向负荷。钢球由塞销孔装入,并由塞销支持,牙轮衬套两端设有止推面,牙轮内端嵌有止推声,平面止推轴承嵌有减磨柱用以减少平面止推轴承的磨损。
为了减轻牙爪爪尖的磨损,牙爪尖部镶嵌有平顶硬质合金柱或堆焊碳化钨耐磨合金。钻头内腔有气流分配系统。压气通过钻杆输入牙轮钻头体内腔,其中大部分压气由牙爪侧边3个或更换的喷嘴吹至炮孔底,将岩渣由孔壁与钻杆之间的环形空间排至孔外。喷嘴用固定螺钉固定在钻头体上。当压气突然中断供应时,为防止孔底岩渣或水侵入轴承,在喷嘴处设有逆止阀。另一部分压气通过挡渣管、冷却气道进入轴承各部冷却轴承。
储油密封式牙轮钻头是用清水或泥浆排除炮孔内岩渣的。此种钻头使用于石油钻孔、地质勘探钻孔及地下矿山钻孔或配套用于地下天井牙轮钻机。
储油密封钻头与压气式钻头