止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及矿山机械设备领域，具体地指一种止推块润滑补偿式矿用牙轮钻 头。
【背景技术】
[0002] 三牙轮钻头是石油、矿山广泛使用的钻井工具，其中矿用三牙轮钻头是露天矿山 穿孔的主要工具，其工作原理是钻头整体公转的同时，牙轮围绕与之配合的牙爪轴头自转， 从而破碎岩石；矿用三牙轮钻头的使用寿命是设备最重要的性能指标之一，而钻头的综合 使用寿命主要由钻头的轴承系统寿命和钻头的切削齿寿命共同决定。
[0003] 在工作中轴承常常先于切削齿损坏，提高轴承寿命是提高牙轮钻头总体寿命的重 要途径。牙轮钻头轴承在工作时承受了很大的钻压，钻压在牙轮转动轴径向的分力由轴承 的二排滚柱和一排滚珠承受，钻压在牙轮转动轴轴向的分力分别由镶嵌在牙轮和牙爪上的 一对止推块承受。矿用310毫米牙轮钻头的止推块在约10吨的压力下做滑动摩擦，极易磨 损，磨损量可达2-3毫米，一旦止推块磨损，将导致轴承系统失效；因此，止推块快速磨损是 导致轴承寿命短的重要原因。为了减少止推块磨损，滑动摩擦面应当随时保有润滑脂液膜。 目前牙轮钻头的止推块上开有使贴合面与外界连通的沟槽和孔，目的是通过这些沟槽和孔 从外引入润滑脂到滑动摩擦面上。但通常情况下，润滑脂在无压力作用下没有流动性，初始 滑动摩擦面上的润滑脂被消耗后，滑动摩擦面上得不到润滑脂补充，形成了干摩擦状态，加 快了止推块的磨损。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的就是要克服现有矿用牙轮钻头存在的缺陷，提供一种能够及时 补充止推块间润滑脂、延缓止推块磨损、从而提高矿用钻头的整体使用寿命、保障生产顺利 进行的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型所设计的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙 轮和牙爪，所述牙轮通过内腔设置的滚柱和滚珠活动安装在牙爪的轴头上，所述牙轮和牙 爪之间成对设置有止推块，其特殊之处在于：所述止推块的贴合面上设置有储油坑，所述储 油坑外侧沿周向设置有若干一端与其连通的分流槽，所述分流槽的两一端延伸至止推块边 缘，所述储油坑和分流槽共同形成封闭的润滑物储存腔，且所述润滑物储存腔内填充有液 体润滑脂或固体润滑材料。
[0006] 进一步地，所述固体润滑材料为二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚酰 亚胺或聚对羟基苯甲酸酯润滑材料。填充固体润滑材料相对液体润滑脂更适应长时间高强 度的摩擦运动，可以有效延缓磨损。
[0007] 进一步地，所述止推块为表面硬度大于或等于HRC61的合金钢、硬质合金、陶瓷、 或其他金属止推块。这样，可以提高表面硬度，减少止推块表面磨损。
[0008] 本实用新型的优点在于：所设计的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，其结构简单， 容易实现，方便改造，在止推块表面出现磨损时，能够及时向结合面提供润滑物质，避免干 摩擦，大幅延缓止推块的磨损进程；通过采用上述结构，有效提高矿用钻头的整体使用寿 命、保障生产顺利进行。
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头的剖视结构示意图。
[0010] 图2为图1的局部放大结构示意图。
[0011] 图3为图2中止推块的放大结构示意图。
[0012] 图4为图3的俯视结构示意图。
[0013] 图中：牙轮1 ;牙爪2 ;止推块3 ;储油坑4 ;分流槽5 ;滚柱6 ;滚珠7。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015] 图1~4中所示的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮1和牙爪2,牙轮1 通过内腔设置的滚柱6和滚珠7活动安装在牙爪2的轴头上，牙轮1和牙爪2之间成对设置 有止推块3,止推块3为表面硬度大于或等于HRC61的合金钢、硬质合金、陶瓷、或其他金属 材料止推块，还可经过热处理或表面处理进一步提高硬度，其表面硬度最好达到HRA86以 上。
[0016] 两块止推块3的贴合面设置有储油坑4,储油坑4外侧沿周向设置有四条一端与其 连通的分流槽5,分流槽5的两一端延伸至止推块3边缘，分流槽5并不与外表面连通，储油 坑4和分流槽5共同形成封闭的润滑物储存腔，且润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固 体润滑材料。固体润滑材料可采用二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚酰亚胺或 聚对羟基苯甲酸酯润滑材料。
[0017] 本实用新型安装时，首先在牙爪2和牙轮1止推块3的摩擦表面上加工出与外界 不连通的储油坑4和分流槽5。储油坑4和分流槽5会减少摩擦面面积，但不大于30% ;
[0018] 改进前，止推块3的摩擦面面积=π R2,增加储油坑4和分流槽5后， 摩擦面面积减少~ 4 [ (A-2r)+2 X B] + π r2，分流槽直接分布润滑脂到止推块的 摩擦表面百分比
[0019] 牙轮钻头组装时，将储油坑4和分流槽5填满润滑脂，且不能有气泡。牙轮钻头工 作时，如果止推块3润滑不良造成止推块3磨损会减少储油坑4和分流槽5的体积，迫使其 中的润滑脂被挤出，向滑动摩擦面自动补偿。如果止推块3润滑不良，干摩擦也会升高止推 块3温度，润滑脂受热膨胀被挤出，向滑动摩擦面自动补偿。
[0020] 牙爪2和牙轮1滑动摩擦面上的储油坑4和分流槽5可在止推块3热处理前或热 处理后用金刚石或硬质合金刀具机械加工形成，或通过使用多种形状的小型陶瓷砂轮磨削 加工形成，也可通过电火花加工形成，还可通过加工止推块粉末毛坯形成，然后经粉末烧结 制成成品。止推块3通过冷或热过盈配合镶嵌到牙爪2和牙轮1上，也可以通过轴孔加键、 滚花、多边形轴孔等方式防止止推块3在镶嵌孔中转动。本实用新型对牙爪2和牙轮1的 机械加工精度和组装精度要求较高，组装后牙爪2和牙轮1的滑动摩擦面要相互接触，如有 间隙要小于0. 05毫米，牙爪2和牙轮1的滑动摩擦面要高度平行，平行度小于0.0 l毫米。 润滑脂优先考虑采用牙轮钻头专用高温润滑脂。
[0021] 经过上述改进后，310毫米牙轮钻头的使用寿命由目前的1030米提高到1500米， 每米17. 5元，每个钻头可提高售价8225元。按目前年销量1000个估算，每年可增加收入 823万元。按目前产能8000个估算，每年可增加收入6580万元以上，经济效果显著。
[0022] 最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新 型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例 所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮（1)和牙爪（2)，所述牙轮（1)通过 内腔设置的滚柱（6)和滚珠（7)活动安装在牙爪（2)的轴头上，所述牙轮（1)和牙爪（2) 之间成对设置有止推块（3)，其特征在于：所述止推块（3)的贴合面上设置有储油坑（4)，所 述储油坑（4)外侧沿周向设置有若干一端与其连通的分流槽（5)，所述分流槽（5)的两一端 延伸至止推块（3)边缘，所述储油坑（4)和分流槽（5)共同形成封闭的润滑物储存腔，且所 述润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固体润滑材料。2. 根据权利要求1所述的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，其特征在于：所述固体润 滑材料为二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、聚酰亚胺或聚对羟基苯甲酸酯润滑材 料。3. 根据权利要求1或2所述的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，其特征在于：所述止 推块（3)为表面硬度大于或等于HRC61的合金钢、硬质合金、陶瓷、或其他金属止推块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，包括牙轮和牙爪，牙轮通过内腔设置的滚柱和滚珠活动安装在牙爪的轴头上，牙轮和牙爪之间成对设置有止推块，止推块的贴合面上设置有储油坑，储油坑外侧沿周向设置有若干一端与其连通的分流槽，分流槽的两一端延伸至止推块边缘，储油坑和分流槽共同形成封闭的润滑物储存腔，且润滑物储存腔内填充有液体润滑脂或固体润滑材料。本实用新型的优点在于：所设计的止推块润滑补偿式矿用牙轮钻头，结构简单，容易实现，方便改造，在止推块表面出现磨损时，能够及时向结合面提供润滑物质，避免干摩擦，大幅延缓止推块的磨损进程；通过采用上述结构，有效提高矿用钻头的整体使用寿命、保障生产顺利进行。
【IPC分类】E21B10/24
【公开号】CN204703768
【申请号】CN201520401820
【发明人】黄晓弟, 黄建阳, 鲁新义, 钟毅, 刘洋, 明伟方, 陈刚, 李恒山, 李华, 吴林川, 卢献忠, 王志高, 徐燕, 胡丽, 李博文, 刘继雄, 赵国知, 徐俊, 姜涛
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月11日