CN213205668U - 圆杆截齿 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆杆截齿，包括截齿体和尖部，其中截齿体由上侧的端部和下侧的柄部构成，截齿体具有中心轴线L；所述尖部采用硬质合金材料，并固定在端部上端，所述端部的中部围绕中心轴线L由上到下至少设置有第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽，并且，在端部的下部围绕中心轴线L布置有凸起部以及纵向凹部；本实用新型的圆杆截齿在作业时，能灵活旋转，并且尽量减少截齿在工作中的阻力，快速地切削待破碎材料，另外垫片可有效防止切削倾斜时造成的截齿体的磨损，增加截齿的使用寿命，适合推广使用。

Description

圆杆截齿

技术领域

本实用新型涉及掘进机械技术领域，具体涉及一种圆杆截齿，为掘进机械中的易损零件之一，是落煤及碎煤的主要工具。

背景技术

掘进机是为煤矿井下巷道、铁路隧道、公路隧道、矿山巷道掘进服务的机械设备，截割头是它的执行机构，安装在截割头齿座上的截齿是直接完成破碎煤岩任务的元件。截齿作为破碎煤岩的工具，在工作过程中除了要承受高的压应力、剪切应力和冲击负荷外，还存在随着工作时间增加温度升高，导致截齿软化的问题，加速截齿磨损。矿用截齿可分为镐形截齿和扁形截齿两类，目前掘进机主要使用镐形截齿。镐形截齿一般是由合金钢齿体和硬质合金刀头钎焊而成，截齿的使用性能取决于齿体的材质，硬质合金的性能和钎焊接头的质量。

为了进一步提高掘进机工作效率，提高截齿的可靠性，降低截齿的损耗，有必要对掘进机截齿失效的主要原因进行分析。通过调研和分析，截齿在工作中主要存在磨损、硬质合金刀头脱落、硬质合金刀头碎裂等问题。截齿磨损程度主要取决于煤岩的硬度及其腐蚀性。根据磨损理论，煤对金属的磨损属于磨料磨损，是由于煤中的硬矿物，如石英、黄铁矿等。在截齿刀头表面上划出沟纹而造成磨损。井下环境介质的腐蚀作用也大大加剧了截齿材料的磨损。磨损损坏有2种形式：硬质合金刀头磨损和齿体磨损。合金中有的合金元素含量达不到要求，含有石墨杂质，晶粒分布不均匀，空隙多，组织不均匀，这是造成硬质合金刀头提前磨损的主要原因；齿体材料质量性能不稳定，热处理过程控制不好是造成齿体磨损的原因。镐形截齿在工作中还经常出现偏磨现象。由于镐形截齿参与截割部分为圆锥体，与煤岩接触部分为圆锥面，如果截齿工作时因干涉、环境污染或别的原因不能在齿座中自由旋转，就会出现偏磨现象。偏磨现象的出现使得截割阻力增大，磨损严重，使得截齿寿命降低，甚至脱落。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种圆杆截齿，为了使截齿和垫片磨损均匀，延长其使用寿命，截齿在切入煤岩或矿物时，须保证同时发生自转，使得截齿和垫片的周面的每一部分都与煤岩材料接触，从而均匀磨损。

这个目的通过如下的技术方案来实现：

一种圆杆截齿，包括截齿体，尖部，其中截齿体由端部、柄部构成，并具有中心轴线L，所述尖部由硬质合金材料构成，并通过特殊焊接工艺镶嵌在端部的熔池内，端部的中部围绕中心轴线L设置有第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽，并且，在端部的下部围绕中心轴线L布置有凸起部以及纵向凹部。

优选的是，所述第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽在截齿中部呈一定距离的间隔分布。

优选的是，所述凸起部由若干肋条状体构成，单个肋条状体具有第一作用面、第二作用面、第三作用面。

优选的是，所述纵向凹部由若干独立凹槽组成，每个独立凹槽包含第一工作面和第二工作面。

进一步的，所述凸起部与纵向凹部围绕中心轴线L圆周交叉排布。

优选的是，所述凸起部沿截齿体的中部过渡部向底部外轮廓面延伸。

优选的是，所述纵向凹部沿截齿体的中部过渡部向底部外轮廓面延伸。

优选的是，所述端部底部与柄部过渡处设置有安装止挡面。

优选的是，所述柄部包括分段的第一圆柱体、第二圆柱体、第三圆柱体、第四圆柱体。

进一步的，所述外轮廓面具有直径a，第一圆柱体具有直径b、第二圆柱体具有直径c、第三圆柱体具有直径d、第四圆柱体具有直径e，并且直径a>直径b>直径c>直径d；直径c=直径e。直径a的尺寸范围60mm-80mm之间；直径b的尺寸范围40mm-50mm之间；直径c的尺寸范围30mm-35mm之间；直径d的尺寸范围25mm-30mm之间；直径e的尺寸范围30mm-35mm之间其中在柄部的***设置有紧定钢套，并且，紧定钢套包含至少一个限位部件，该限位部件在紧定钢套周向布置，并且作用于柄部的环状凹陷内。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

最优化磨损设计，截齿体凸起部由若干肋条状体构成，单个肋条状体具有第一作用面、第二作用面、第三作用面，并且截齿体的纵向凹部由若干独立凹槽组成，每个独立凹槽包含第一工作面和第二工作面；同时截齿垫片在其呈放射状的外部圆周区域上设置凹槽，这些凹槽为铣削下来的煤岩材料形成侵入区域，该煤岩材料把圆周切向力带入垫片中，因此，这诱导了截齿垫片的旋转运动，从而改善了自由旋转性，截齿垫片相对于截齿座产生尽可能小的旋转磨损。同时截齿能够保持良好的旋转，从而使它在其整个***都均匀地磨损。

附图说明

在下面参考附图所示的实例来详细解释本实用新型。

其中：

图1是圆杆截齿的正面视图；

图2是圆杆截齿的立体透视图；

图3是截齿体的正面视图；

图4是圆杆截齿装配在截齿座中的全剖视图。

具体实施方式

图1图2示出了一种圆杆截齿，包括截齿体8，尖部1，其中截齿体8由端部2、柄部3构成，并具有中心轴线L，所述尖部1由超硬合金材料制成，如碳化物、金刚石、多晶金刚石或其他与金刚石类似硬度的材料。刀尖中的碳化物是一种碳化钨和钴构成的合金，其中的碳化钨确保足够的硬度和耐磨性，而相对“较软”的钴则将碳化钨颗粒粘结在一起，由此确保即使在最高冲击负荷下，也具有理想地抗折强度，并通过特殊焊接工艺镶嵌在端部2的熔池内，端部2的中部围绕中心轴线L设置有第一环形槽2.1、第二环形槽2.2、第三环形槽2.3，并且，在端部2的下部围绕中心轴线L布置有凸起部6以及纵向凹部7。

所述第一环形槽2.1、第二环形槽2.2、第三环形槽2.3在截齿中部呈一定距离的间隔分布。环形槽的作用既可以增大截齿端部与煤岩材料的接触面积，又是检验截齿使用寿命和使用状况的外部表征。

所述凸起部6沿截齿体8的中部过渡部2.5向底部外轮廓面2.4延伸。所述纵向凹部7沿截齿体8的中部过渡部2.5向底部外轮廓面2.4延伸。所述凸起部6由若干肋条状体构成，单个肋条状体具有第一作用面6.1、第二作用面6.2、第三作用面6.3。所述纵向凹部7由若干独立凹槽组成，每个独立凹槽包含第一工作面7.1和第二工作面7.2。所述凸起部6与纵向凹部7围绕中心轴线L圆周交叉排布。这样设计的目的及依据在于增大截齿与煤岩材料的接触面积，并且，被切削后的煤岩材料与凸起部6的肋条状体的第一作用面6.1、第二作用面6.2、第三作用面6.3以及纵向凹部7的独立凹槽的第一工作面7.1和第二工作面7.2持续接触过程中，造成类似流体运动的形态，并产生额外的驱动摩擦力，以此推动截齿在截齿座座中不断的旋转运动，同理，在垫片4上设置有若干导流部40，并且每个导流部40包括第一导流面41、第二导流面42、第三导流面43，亦是用于引导煤岩碎料并带动垫片的转动，这样，在常规截齿工作过程中存在的问题被有效的解决。

如图3所示，所述柄部3包括分段的第一圆柱体3.1、第二圆柱体3.2、第三圆柱体3.3、第四圆柱体3.4。所述外轮廓面2.4具有直径a，第一圆柱体3.1具有直径b、第二圆柱体3.2具有直径c、第三圆柱体3.3具有直径d、第四圆柱体3.4具有直径e，并且直径a>直径b>直径c>直径d；直径c=直径e。直径a的尺寸范围60mm-80mm之间；直径b的尺寸范围40mm-50mm之间；直径c的尺寸范围30mm-35mm之间；直径d的尺寸范围25mm-30mm之间；直径e的尺寸范围30mm-35mm之间；在截齿外轮廓面2.4以及第一至第四圆柱体采用同轴设计，围绕中心轴线L形成。在第一圆柱体3.1和第二圆柱体3.2连接的台阶面设置第一止动面10.1；在第二圆柱体3.2和第三圆柱体3.3连接的台阶面设置第二止动面10.2；在第三圆柱体3.3和第四圆柱体3.4连接的台阶面设置第三止动面10.3。

如图4所示，圆杆截齿配有垫片4，其通过内孔46安装于柄部3的第一圆柱体3.1中。截齿安装在截齿座9中，并且是工作位置的状态，截齿端部2底部与柄部3过渡处设置有安装止挡面2.6，用于和垫片4的受力面44相接触匹配，垫片4设置有支撑面47，用于和截齿座9的支承面9.1相接触配合，并传递来自截齿尖部1的切削力。

其中在柄部3的***设置有紧定钢套5，该紧定钢套5由平面材料例如薄钢板制成，限位部50被由从平面材料上冲压而出来，其在紧定钢套5的表面形成，并且由表面向内部凹入，形成限位部50并在由紧定钢套5环绕的区域中显示出来。紧定钢套5通过垫片4的内孔46可由松弛状态进入夹紧状态，或者从半夹紧状态进入夹紧状态。此外该限位部50沿一个冲压棱切割出来，紧定钢套5卷起，使得产生环形内圆面5.4。紧定钢套5包含三个限位部50，每个限位部50又具有第一限位面5.1、第二限位面5.2。限位部50在紧定钢套5径向分布，并且作用于柄部3的第三圆柱体3.3之中。

图4示出了第一止动面10.1、第二止动面10.2、第三止动面10.3与紧定钢套5的第一限位面5.1、第二限位面5.2、第三限位面5.3一一相对而置，并且，其相互形成互锁关系。第一限位面5.1设置成与第一止动面10.1、第二限位面5.2与第二止动面10.2以及第三限位面5.3与第三止动面10.3呈平行布置，对应面之间皆留有一定的工作活动间隙，这样有利于截齿在V方向上能够保持一定距离的轴向移动以及圆周的旋转，可以通过这样的轴向移动和旋转来排除切削过程中产生的煤岩或矿料碎屑粉末堵塞截齿内部的预留间隙，并且第一止动面10.1、第二止动面10.2、第三止动面10.3与紧定钢套5的第一限位面5.1、第二限位面5.2、第三限位面5.3之间存在工作的接触关系，由于截齿工作时候的高速旋转，这种接触关系具体为强烈的摩擦，并产生相互磨损，由于本实用新型的紧定钢套5，其三个限位面，面积较大，有利于减小上述相互摩擦产生压力压强，增强工作稳定性，减少截齿柄部3与紧定钢套5相互之间的磨损，显而易见的可以延长截齿的使用寿命、增强工作切削过程中的使用效果。

需要说明的是，本实施例的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型的实施例。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆杆截齿，包括截齿体（8）和尖部（1），其中截齿体（8）由上侧的端部（2）和下侧的柄部（3）构成，截齿体具有中心轴线L；所述尖部（1）采用硬质合金材料，并固定在端部（2）上端，其特征在于，所述端部（2）的中部围绕中心轴线L由上到下至少设置有第一环形槽（2.1）、第二环形槽（2.2）和第三环形槽（2.3），并且，在端部（2）的下部围绕中心轴线L布置有凸起部（6）以及纵向凹部（7）。

2.根据权利要求1所述的圆杆截齿，其特征在于，所述第一环形槽（2.1）、第二环形槽（2.2）和第三环形槽（2.3）呈均匀间隔、递减间隔或递增间隔分布。

3.根据权利要求1所述的圆杆截齿，其特征在于，所述凸起部（6）由若干肋条状体构成，每个肋条状体具有第一作用面（6.1）、第二作用面（6.2）和第三作用面（6.3）。

4.根据权利要求3所述的圆杆截齿，其特征在于，所述纵向凹部（7）由若干独立凹槽组成，每个独立凹槽包含第一工作面（7.1）和第二工作面（7.2）。

5.根据权利要求4所述的圆杆截齿，其特征在于，所述肋条状体与独立凹槽围绕中心轴线L交叉排布。

6.根据权利要求4所述的圆杆截齿，其特征在于，所述凸起部（6）沿截齿体（8）的中部过渡部（2.5）向底部的外轮廓面（2.4）延伸。

7.根据权利要求4所述的圆杆截齿，其特征在于，所述纵向凹部（7）沿截齿体（8）的中部过渡部（2.5）向底部外轮廓面（2.4）延伸。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的圆杆截齿，其特征在于，所述端部（2）的底部与柄部（3）过渡处设置有安装止挡面（2.6）。

9.根据权利要求8所述的圆杆截齿，其特征在于，所述柄部（3）由上到下依次分为第一圆柱体（3.1）、第二圆柱体（3.2）、第三圆柱体（3.3）和第四圆柱体（3.4）。

10.根据权利要求6所述的圆杆截齿，其特征在于，所述外轮廓面（2.4）具有直径a（30），第一圆柱体（3.1）具有直径b（31）、第二圆柱体（3.2）具有直径c（32）、第三圆柱体（3.3）具有直径d（33）、第四圆柱体（3.4）具有直径e（34），并且直径a>直径b>直径c>直径d；直径c=直径e。

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