牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种牙轮钻机钻具系统之间的螺纹接头，主要用于牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹联接，也可用于凿岩机械上钻具系统之间的接头螺纹联接。
【背景技术】
[0002]如附图1所示，我国现有矿山的牙轮钻机所使用的钻具系统之间接头螺纹均为特殊英制圆锥螺纹，该钻具系统在工作状态下从上往下依次为回转小车的中空轴、减震器、钻杆组、稳杆器及钻头组成，它们之间的相互联接均为特殊英制圆锥螺纹，也就是说，它们之间相互联接的一端是特殊英制圆锥内螺纹或是外螺纹；加工该螺纹需带斜靠模装置的卧式车床加工，并且要用特殊螺纹环、塞规等进行加工和检验。而一般数控卧式车床均不能加工该螺纹，从而给该螺纹的加工带来一定的困难，特别是细长轴钻杆特殊英制圆锥螺纹的加工；从而给用户维护造成不便，并增加了维护和备件成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种与特殊英制圆锥螺纹具有同等联接强度，结构简单加工测量检验方便、便于维护、使用寿命长的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹；提出一种将钻具系统之间接头的特殊英制圆锥螺纹联接，采用一种新的圆柱单线矩形螺纹联接形式。
[0004]本发明技术方案涉及的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹包括内、外圆柱螺纹，所述螺纹采用圆柱单线矩形螺纹，单线螺纹自锁性能好；所述圆柱螺纹是按一定螺距沿圆柱体轴向缠绕螺旋上升，轴向截面牙形呈矩形的凹凸直线齿；所述螺纹的齿侧面是表面光滑的工作旋合滑动面；所述接头螺纹只有大径和小径没有中径；所述接头螺纹包括牙沟槽宽度、牙顶厚、大径、小径、螺纹高度H，所述接头螺纹小径为大径减去两个螺纹高度，为保证该螺纹在牙轮钻机钻具接杆时螺纹旋入顺畅和入口螺纹强度，螺纹入口端设置有螺纹旋入引导角β，螺纹旋入引导角β长度C等于0.25倍螺距P，工艺退刀长度；所述内螺纹的牙顶厚F和所述外螺纹的牙顶厚f以及所述内螺纹的牙沟槽宽度W和所述外螺纹的牙沟槽宽度w均为0.5倍螺距P，所述螺纹高度H取值范围在(0.25?0.5)倍螺距P之间，所述接头螺纹的内螺纹和外螺纹之间的配合，可采用大径或小径定心的间隙配合，所述内螺纹的牙沟槽和牙顶厚分别与所述外螺纹的牙顶厚和牙沟槽相互旋合，一环扣一环，环环紧扣地旋合，并且牢固地啮合。
[0005]本发明进一步的技术方案是:所述螺纹旋入引导角β的取值范围在(30°?60° )之间。
[0006]本发明更进一步的技术方案是:所述螺纹旋入引导角β优选为45°。
[0007]本发明进一步的技术方案是:所述内螺纹的牙沟槽宽度W和所述外螺纹的牙沟槽宽度《，适当的牙沟槽宽度公差值可形成一定的齿侧隙，齿侧隙是保证牙轮钻机钻具在接卸杆过程中螺纹旋合顺畅，工作时牢固地啮合，其允许制造公差在+0.05?+0.1之间，单位为毫米。
[0008]本发明进一步的技术方案是:所述接头螺纹的螺纹高度H优选为0.25倍螺距P，这样以解决对钻具系统之间接头螺纹高度较大，对钻具系统材料本体的切割作用，减少对钻具系统本体材料较大的“切伤”，提高螺纹联接强度和减少材料的壁厚，降低成本；合适的螺纹高度的公差值可形成一定的齿顶隙以储存润滑脂和容纳灰尘，以提高钻具的作业效率和减少螺纹磨损，其允许制造公差在+0.2?+0.3之间，单位为晕米。
[0009]本发明进一步的技术方案是:所述接头螺纹的内螺纹和外螺纹之间的配合，优选为小径定心的间隙配合，其配合可任选下列之一，H7/f7、H7/g6、H8/f7、H8/g6、H8/h7。
[0010]本发明更进一步的技术方案是:所述小径定心的间隙配合，优选为H7/f7。
[0011]本发明的有益效果是:因该矩形螺纹直线牙形简单易获得较高精度和互换性，力口工测量检验方便，使用寿命长，当牙轮钻机钻具使用一段时间后，螺纹会有不同程度的磨损、变形，利用普通卧式车床便可对其进行加工或修整；解决了特殊英制圆锥螺纹加工瓶颈，并缩短了生产周期，降低制造和维护成本。
【附图说明】
[0012]图1现有技术钻具系统之间特殊英制圆锥螺纹联接示意图
[0013]图2本发明的钻具系统之间圆柱单线矩形螺纹联接示意图
[0014]图3本发明的钻具系统之间圆柱单线矩形内螺纹示意图
[0015]图4本发明的钻具系统之间圆柱单线矩形外螺纹示意图
【具体实施方式】
[0016]如图2所示，本发明的圆柱单线矩形螺纹包括圆柱单线矩形内螺纹I和圆柱单线矩形外螺纹2，所述螺纹采用圆柱单线矩形螺纹，单线螺纹自锁性能好；所述圆柱螺纹是按一定螺距沿圆柱体轴向缠绕螺旋上升，轴向截面牙形呈矩形的凹凸直线齿；所述螺纹的齿侧面是表面光滑的工作旋合滑动面；所述接头螺纹只有大径和小径没有中径，所述圆柱单线矩形内螺纹I的牙沟槽W和牙顶厚F分别与所述圆柱单线矩形外螺纹2的牙顶厚f和牙沟槽w相互旋合，一环扣一环，环环紧扣，并且牢固旋合。
[0017]如图3所示，所述圆柱单线矩形内螺纹1，包括牙沟槽宽度W、牙顶厚F、大径D、小径d、螺纹高度H，所述小径d为大径D减去两个螺纹高度H，为保证该螺纹在牙轮钻机钻具接杆时螺纹旋入顺畅和入口螺纹强度，螺纹入口端设置有螺纹旋入引导角β，所述螺纹旋入引导角β长度C等于0.25倍螺距P，工艺退刀长度Ε。
[0018]如图4所示，所述圆柱单线矩形外螺纹2，包括牙沟槽宽度W、牙顶厚f、大径D、小径d、螺纹高度H，所述小径d为大径D减去两个螺纹高度H，为保证该螺纹在牙轮钻机钻具接杆时螺纹旋入顺畅，螺纹入口端设置有螺纹旋入引导角β，所述螺纹旋入引导角β长度C等于0.25倍螺距P，工艺退刀长度e，所述接头螺纹的内螺纹I和外螺纹2之间的配合，可采用大径D或小径d定心的间隙配合。
[0019]所述内螺纹I的牙顶厚F和所述外螺纹2的牙顶厚f以及所述内螺纹I的牙沟槽宽度W和所述外螺纹2的牙沟槽宽度w均为0.5倍螺距P，适当的牙沟槽宽度公差值可形成一定的齿侧隙，齿侧隙是保证牙轮钻机钻具在接卸杆过程中螺纹旋合顺畅，工作时牢固地口 |Δ| 合。
[0020]所述螺纹高度H取值范围在(0.25?0.5)倍螺距P之间，优选为0.25倍螺距P，这样以解决对钻具系统之间接头螺纹高度H较大，对钻具系统材料本体的切割作用，减少对钻具系统本体材料较大的“切伤”，提高螺纹联接强度和减少材料的壁厚，降低成本；合适的螺纹高度的公差值可形成一定的齿顶隙以储存润滑脂和容纳灰尘，以提高钻具的作业效率和减少螺纹磨损。
[0021]进一步的技术方案是:所述螺纹旋入引导角β的取值范围在(30°?60° )之间。
[0022]更进一步的技术方案是:所述螺纹旋入引导角β优选为45°。
[0023]进一步的技术方案是:所述内螺纹I的牙沟槽宽度W和外螺纹2的牙沟槽宽度W，其允许制造公差在+0.05?+0.1之间,单位为毫米。
[0024]进一步的技术方案是:所述螺纹高度H，其允许制造公差在+0.2?+0.3之间，单位为毫米。
[0025]进一步的技术方案是:所述接头螺纹的内螺纹I和所述外螺纹2之间的配合，优选为小径d定心的间隙配合，其配合可任选下列之一，H7/f7、H7/g6、H8/f7、H8/g6、H8/h7。
[0026]更进一步的技术方案是:所述小径d定心的间隙配合，优选为H7/f7。
【主权项】
1.一种牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，包括所述接头螺纹采用圆柱单线矩形内螺纹(I)与圆柱单线矩形外螺纹(2)联接；所述圆柱单线矩形内螺纹(I)，包括牙沟槽宽度W、牙顶厚F、大径D、小径d、螺纹高度H、工艺退刀长度E ;所述圆柱单线矩形外螺纹(2)，包括牙沟槽宽度W、牙顶厚f、大径D、小径d、螺纹高度H、工艺退刀长度e;所述内螺纹(I)的牙沟槽W和牙顶厚F分别与所述外螺纹(2)的牙顶厚f和牙沟槽w相互旋合，一环扣一环，环环紧扣，并且牢固旋合；小径d为大径D减去两个螺纹高度H，所述接头螺纹只有大径D和小径d没有中径；其特征在于所述接头螺纹的螺纹入口端设置有螺纹旋入引导角β，所述螺纹旋入引导角β长度C等于0.25倍螺距P;所述内螺纹(I)的牙顶厚F和所述外螺纹(2)的牙顶厚f以及所述内螺纹⑴的牙沟槽宽度W和所述外螺纹⑵的牙沟槽宽度w均为0.5倍螺距P，所述螺纹高度H取值范围在(0.25?0.5)倍螺距P之间，所述接头螺纹的内螺纹(I)和外螺纹(2)之间的配合，可采用大径D或小径d定心的间隙配合。2.根据权利要求1所述的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，其特征在于所述螺纹旋入引导角β的取值范围在(30°?60° )之间。3.根据权利要求2所述的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，其特征在于所述螺纹旋入引导角β优选为45°。4.根据权利要求1所述的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，其特征在于所述内螺纹(I)的牙沟槽宽度W和所述外螺纹(2)的牙沟槽宽度w的允许制造公差在+0.05?+0.1之间，单位为毫米。5.根据权利要求1所述的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，其特征在于所述螺纹高度H，优选为0.25倍螺距P，其允许制造公差在+0.2?+0.3之间，单位为毫米。6.根据权利要求1所述的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，其特征在于所述接头螺纹的内螺纹⑴和外螺纹⑵之间的配合，优选为小径d定心的间隙配合，其配合可任选下列之一，H7/f7、H7/g6、H8/f7、H8/g6、H8/h7。7.根据权利要求6所述的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，其特征在于所述接头螺纹的内螺纹⑴和外螺纹⑵之间的配合采用小径d定心的间隙配合，其配合优选为H7/f70
【专利摘要】本发明涉及一种牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹，重点解决现有细长轴钻杆特殊英制圆锥螺纹加工存在的问题；加工该螺纹均为带斜靠模装置的加长卧式车床加工，并需用特殊螺纹环、塞规进行检验；而一般数控车床均不能加工，从而给该螺纹的加工带来一定的困难，并且用户维护不便。本发明涉及的牙轮钻机钻具系统之间的接头螺纹包括内、外螺纹，所述接头螺纹采用圆柱单线矩形螺纹联接；所述接头螺纹只有大径和小径没有中径，是轴向截面牙形呈矩形的凹凸直线齿；所述接头螺纹的齿侧面是表面光滑的工作旋合滑动面；所述接头螺纹采用小径定心的间隙配合。解决了细长轴钻杆加工瓶颈，并缩短了生产周期，降低制造成本，矩形直线牙形精度易于保证。
【IPC分类】E21B17/042
【公开号】CN105715215
【申请号】CN201410718918
【发明人】周湘衡
【申请人】中钢集团衡阳重机有限公司