一种地质探矿钻探钻头的制作方法

本发明涉及地质勘探领域，尤其涉及一种地质探矿钻探钻头。

背景技术：

地质勘探即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。

地质探测的过程中难免会遇到坚硬、致密的岩层，这给实际的探测及开采作业造成了很大的困扰。普通的钻头因为机械强度的原因难以在高密度和高硬度岩层中进行钻探作业，并且高速旋转的钻头很容易因为散热不及时造成钻头变形、错位甚至损坏，从而终止地质探测和矿物开采进程。同时损坏钻头的更换也十分麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种地质探矿钻探钻头，以解决上述问题，提供一种散热好、更换钻头方便的钻头。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种地质探矿钻探钻头，包括中空的钻头、与所述钻头通过第一密封机构连接的中空壳体、设置在所述壳体内部用于驱动所述钻头转动的中空主轴、设置在所述主轴一端的第二密封机构、与所述第二密封机构固定连接的连杆、固定在所述壳体底部的支架、与所述支架固定连接的液压锤、用于驱动所述主轴转动的电机及使所述主轴沿轴向归位的第一弹簧；

所述主轴与所述钻头通过卡接机构连接；

所述第二密封机构连通有回液管，所述壳体连通有进液管；

所述第一弹簧套接在所述主轴外侧，所述第一弹簧位于所述第二密封机构与所述壳体顶部的中间。

优选的，所述第一密封机构包括横截面为半圆形的第一密封圈、套接在所述第一密封圈外侧的t型弹圈，所述t型弹圈通过所述钻头压紧，所述t型弹圈一侧与所述壳体通过倒角接触连接，所述第一密封圈与所述钻头接触连接。

优选的，所述第二密封机构包括横截面为半圆形的第二密封圈、套接在所述第二密封圈外侧的t型弹圈及用于固定所述t型弹圈的固定座，所述第二t型弹圈通过卡圈固定在所述固定座上；所述固定座为“凹”字型结构，所述固定座底部设置与所述回液管连通的通道，所述固定座上端设置有固定所述主轴的轴承，所述固定座与所述壳体内部通过滑槽沿所述主轴轴向滑动配合，所述固定座底部与所述连杆固定连接。

优选的，所述卡接机构包括对称设置在所述钻头轴部的“l”型卡勾、设置在所述主轴侧壁且与所述卡勾配合的倒锥形凸角、用于限制所述卡勾归位的止动销及套接在所述主轴外侧的第三密封圈；所述卡勾通过转销与所述所述钻头轴部铰接，所述止动销通过第二弹簧与所述钻头轴部连接，所述止动销设置于所述转销内侧且位于所述转销下部。

优选的，所述主轴顶部侧壁设置有键槽，所述钻头的轴部与所述主轴通过键连接，所述钻头的轴部的键长度小于所述键槽的长度。

优选的，所述钻头包括外层和内层，所述外层和所述内层通过加强筋固定连接。

优选的，所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳和所述内壳共同形成液体通道。

优选的，所述电机的输出轴上设置有驱动齿轮，所述主轴外侧固定有与所述驱动齿轮啮合的从动齿轮，所述从动齿轮与所述第一弹簧之间设置有平面轴承。

本发明具有如下技术效果：

本发明通过将钻头和壳体设置成双层结构，形成内部通道，将冷却液直接在内部通道内进行循环，实现了钻头工作过程中的冷却效果，从根源上避免了由于钻头散热不好造成的结构损坏；具体是将进液管与水泵连接，液体从进液管进入，依次流过液体通道、钻头的空腔、主轴的空腔，再通过回液管流出，实现对钻头的冷却。由于内部通冷却液的循环容易造成渗液现象，这对钻头内部的密封提出了更高的要求，本发明通过设置多组密封机构共同配合，最大限度的避免了渗液。

为了克服普通钻头更换不便的难题，本发明将主轴与钻头通过卡接机构连接，通过设置在钻头轴部的“l”型卡勾、与卡勾配合的倒锥形凸角、用于限制卡勾归位的止动销及套接在主轴外侧的第三密封圈；卡勾通过转销与钻头轴部铰接，止动销通过第二弹簧与钻头轴部连接，止动销设置于转销内侧且位于转销下部。

需要更换钻头时，通过推动连杆带动主轴向上运动，主轴上的凸角推动卡勾向两侧打开，当卡勾打开至一定角度后，止动销在第二弹簧的作用下向卡勾方向移动使卡勾固定在打开的状态，此时可以将钻头取下，安装钻头时，拔出止动销，因卡勾在螺旋弹簧作用下处于闭合状态，直接将钻头向主轴方向按下即可实现钻头和主轴的连接，实现快速更换钻头。在第一弹簧的作用下主轴复位，带动钻头使钻头始终压紧第一密封圈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a的局部放大图；

图3为图1中b的局部放大图；

图4为图1中c的局部放大图；

图5为卡紧机构左视结构示意图。

其中，1为钻头，101为外层，102为加强筋，103为内层，2为壳体，201为外壳，202为液体通道，203为内壳，3为第一弹簧，4为主轴，5为从动齿轮，501为平面轴承，6为驱动齿轮，7为电机，8为回液管，9为连杆，10为进液管，11为支架，12为液压锤，13为第一密封机构，1301为第一t型弹圈，1302为第一密封圈，14为第二密封机构，1401为固定座，1402为卡圈，1403为第二t型弹圈，1404为第二密封圈，1405为轴承，1406为通道，15为卡接机构，1501为第三密封圈，1502为卡勾，1503为凸角，1504为转销，1505为止动销，1506为第二弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-5所示，本发明提供一种地质探矿钻探钻头，包括中空的钻头1、与钻头1通过第一密封机构13连接的中空壳体2、设置在壳体2内部用于驱动钻头1转动的中空主轴4、设置在主轴4一端的第二密封机构14、与第二密封机构14固定连接的连杆9、固定在壳体2底部的支架11、与支架11固定连接的液压锤12、用于驱动主轴4转动的电机7及使主轴4沿轴向归位的第一弹簧3；

主轴4与钻头1通过卡接机构15连接；

第二密封机构14连通有回液管8，壳体2连通有进液管10；

第一弹簧3套接在主轴4外侧，第一弹簧3位于第二密封机构14与壳体2顶部的中间。通过钻头1、壳体2和主轴4设置为中空结构，钻头1与壳体2之间通过第一密封机构14进行密封连接，在主轴4通过第二密封机构14连接，可以使钻头1、壳体2和主轴4之间形成液体回路，实现对钻头1和壳体2的冷却，钻头1和主轴4之间通过卡接机构连接15，需要更换钻头1时，通过卡接结构即可实现钻头1的更换，通过液压锤12与壳体1连接在钻探岩石过程中可以给钻头施加垂直方向的力。

进一步优化方案，第一密封机13构包括横截面为半圆形的第一密封圈1302、套接在第一密封圈1302外侧的第一t型弹圈1301，第一t型弹圈1301通过钻头1压紧，第一t型弹圈1301一侧与壳体2通过倒角接触连接，第一密封圈1302与钻头1接触连接。通过钻头1与主轴4连接后，钻头1会压紧第一t型弹圈1301，从而第一t型弹圈1301压紧半圆形的第一密封圈1302实现密封功能。

进一步优化方案，第二密封机构14包括横截面为半圆形的第二密封圈1404、套接在第二密封圈1404外侧的第二t型弹圈1403及用于固定第二t型弹圈1403的固定座1401，第二t型弹圈1403通过卡圈1402固定在固定座1401上；固定座1401为“凹”字型结构，固定座1401底部设置与回液管8连通的通道1406，固定座1401上端设置有固定主轴4的轴承1405，固定座1401与壳体2内部通过滑槽沿主轴4轴向滑动配合，固定座1401底部与连杆9固定连接。通过连杆9推动固定座1401运动，从而带动主轴4沿轴向运动。

进一步优化方案，卡接机构15包括对称设置在钻头1轴部的“l”型卡勾1502、设置在主轴4侧壁且与卡勾1502配合的倒锥形凸角1503、用于限制卡勾1502归位的止动销1505及套接在主轴4外侧的第三密封圈1501；卡勾1502通过转销1504与钻头1轴部铰接，止动销1505通过第二弹簧1506与钻头1轴部连接，止动销1505设置于转销1504内侧且位于转销1504下部，止动销1505外套接有使卡勾1502归位的螺旋弹簧。通过推动连杆9带动主轴4向上运动，主轴4上的凸角1503推动卡勾1502向两侧打开，当卡勾1502打开至一定角度后，止动销1505在第二弹簧1506的作用下向卡勾1502方向移动使卡勾1502固定在打开的状态，此时可以将钻头1取下，安装钻头1时，拔出止动销1505，因卡勾1502在螺旋弹簧作用下处于闭合状态，直接将钻头1向主轴4方向按下即可实现钻头1和主轴4的连接。

进一步优化方案，主轴4顶部侧壁设置有键槽401，钻头1的轴部与主轴4通过键连接，钻头1的轴部的键长度小于键槽401的长度。。

进一步优化方案，钻头1包括外层101和内层103，外层101和内层103通过加强筋102固定连接。

进一步优化方案，壳体2包括外壳201和内壳203，外壳201和内壳203共同形成液体通道202。

进一步优化方案，电机7的输出轴上设置有驱动齿轮6，主轴4外侧固定有与驱动齿轮6啮合的从动齿轮5，从动齿轮5与第一弹簧3之间设置有平面轴承501。平面轴承501可以减小主轴4在转动过程中动齿轮5与第一弹簧3的摩擦力。

本实施例的工作过程如下：

将进液管10与水泵连接，液体从进液管10进入，依次流过液体通道202、钻头1的空腔、主轴4的空腔，再通过回液管8流出，实现对钻头1的冷却。

需要更换钻头1时，通过推动连杆9带动主轴4向上运动，主轴4上的凸角1503推动卡勾1502向两侧打开，当卡勾1502打开至一定角度后，止动销1505在第二弹簧1506的作用下向卡勾1502方向移动，使卡勾1502固定在打开的状态，此时可以将钻头1取下。

安装钻头1时，拔出止动销1505，因卡勾1502在螺旋弹簧作用下处于闭合状态，直接将钻头1向主轴4方向按下即可实现钻头1和主轴4的连接，实现快速更换钻头1。在第一弹簧3的作用下主轴4复位，带动钻头1使钻头1始终压紧第一密封圈。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。