一种天井钻机用滚刀安装结构的制作方法

1.本实用新型涉及矿山机械技术领域，具体涉及一种天井钻机用滚刀安装结构。


背景技术：

2.天井钻机作为一种重要的矿山设备，在有下部运输巷道、地质条件稳定的井筒施工中得到广泛应用，其主要是通过液压传动方式使液压马达获得回转扭矩，驱动钻具系统，带动钻杆及钻头旋转，同时，推进油缸在钻孔时施加钻头以推进力，而在扩孔时施加刀盘以反提力并作用在岩石上。
3.天井钻机扩孔作业时，刀盘上的滚刀在回转和反提的双重作用下，沿井底岩石工作面作纯滚动切削或发生微量位移，产生冲击载荷，滚刀上的滚刀齿通过冲击、挤压和剪切作用对岩石进行破碎。其扩孔作业时，滚刀在钻压作用下滚动，产生冲击载荷，滚刀座承受冲击、挤压和剪切载荷，因此滚刀在扩孔作业中，滚刀中心轴及滚刀座承载较大的载荷，需有效保证滚刀安装结构的强度和安装的可靠性。
4.在现有技术中，滚刀中心轴通过两端的轴肩与滚刀座内侧端面过盈配合实现轴向定位，但伴随着滚刀盘作业时的振动与负载的交复作用，滚刀座两端的产生弹性变形，使得滚刀中心轴两端的轴肩与滚刀座内侧面存在间隙，从而导致滚刀中心轴产生轴向窜动，而轴向窜动将产生两大危害，一是影响滚刀盘作业精度，二是固定滚刀中心轴的螺栓将直接承受径向弯曲负载，长时间在弯曲负载下会造成滚刀座两端螺栓松动后断裂于滚刀座内，断裂后往往需要采用钻取或焊接的方式将螺栓断头从滚刀座内钻取出，这样很容易损坏滚刀座的螺纹，操作不当甚至造成滚刀座直接报废；另外为了保证轴肩与滚刀座内侧的过盈配合实现轴向定位，通常对滚刀中心轴的轴肩尺寸和滚刀座内侧尺寸有着严格的加工精度要求，使得现有的刀座结构尺寸精度难以控制，且加工成本更高。
5.因此，亟需一种天井钻机用滚刀安装结构，能够提高滚刀中心轴结构安装结构的强度及安装的可靠性，同时降低加工成本。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本实用新型提供一种天井钻机用滚刀安装结构，能够大大降低滚刀中心轴产生轴向窜动的可能，同时尺寸精度控制更容易，能够降低加工成本。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供一种天井钻机用滚刀安装结构，包括滚刀刀座、滚刀和固定安装滚刀的滚刀中心轴，所述滚刀中心轴具有第一端和第二端，且第一端和第二端分别设有v型部，两端的v型部沿轴向向内分别顺接有第一轴肩和第二轴肩，且在第二端间隔第二轴肩沿轴向向外还设有第三轴肩；
8.所述滚刀刀座的两端设有与v型部对应的v型槽，且所述滚刀刀座的两侧具有第一内侧壁和第二内侧壁，且所述第二内侧壁向外还设有第三侧壁；
9.所述滚刀中心轴的两端的v型部通过螺栓固定在对应的v型槽内，所述第一轴肩与第一内侧壁间隙连接，所述第二轴肩与第二内侧壁过盈连接，所述第三轴肩与第三侧壁过
盈连接。
10.作为上述方案进一步的改进，所述v型部分别设有两个通孔，且两个通孔分别设在v型部的第一方向和第二方向上，对应的，所述v型槽上分别在第一方向和第二方向上设有与两个通孔匹配的螺纹孔。
11.作为上述方案进一步的改进，所述第二内侧面与第三侧面之间的间距为滚刀刀座的对应侧的v型槽的宽度。
12.作为上述方案进一步的改进，所述第一轴肩与第一内侧壁间的间隙为0.1～0.3mm。
13.作为上述方案进一步的改进，所述滚刀刀座的两端在对应两个通孔的位置分别设有可拆卸的螺栓锁紧键，所述螺栓锁紧键上设有与通孔匹配的螺纹孔。
14.作为上述方案进一步的改进，所述螺栓锁紧键为圆柱体，在所述滚刀刀座上对应螺栓锁紧键的安装位置设有锁紧键孔。
15.作为上述方案进一步的改进，所述螺栓锁紧键与所述锁紧键孔间隙连接或过盈连接。
16.作为上述方案进一步的改进，所述v型部和v型槽的v型开口角度在100～160
°
。
17.作为上述方案进一步的改进，所述v型部的顶面沿其对称轴向上设有加强筋。
18.作为上述方案进一步的改进，所述两个通孔关于v型部的竖直对称轴对称设置。
19.由于本实用新型采用了以上技术方案，使本技术具备的有益效果在于：
20.1、本实用新型的天井钻机用滚刀安装结构，包括滚刀刀座、滚刀和固定安装滚刀的滚刀中心轴，在滚刀中心轴的第一端第一轴肩，第二端设有第二轴肩和第三轴肩，滚刀刀座的两侧设有与第一轴肩对应的第一内侧壁、与第二轴肩对应的第二内侧壁和与第三轴肩对应的第三侧壁；第一轴肩与第一内侧壁间隙连接，第二轴肩与第二内侧壁过盈连接，第三轴肩与第三侧壁过盈连接，这样的设置，首先，使得滚刀中心轴的第一端与滚刀安装座具有间隙，第二端与滚刀安装座双轴肩过盈紧配合，使得滚刀刀座对应滚刀中心轴第二端的第二内侧面和第三侧面为主要受力面，刀座的另一侧不再承受轴向负载，进而不会产生弹性变形，大大减少滚刀中心轴产生轴向窜动；其次，所述第二内侧面与第三侧面之间的间距为滚刀刀座的对应侧的v型槽的宽度，这样两个受力侧面之间的间距，相对于滚刀刀座两侧均为紧配合的受力面的间距大大减小，更容易达到加工精度要求，在降低加工成本的同时，能够确保在滚刀中心轴在第二端完全消除轴向装配间隙，使得固定滚刀中心轴的螺栓不再承受径向弯曲负载，极大减少了螺栓松动和断裂的风险。
21.2、本实用新型的天井钻机用滚刀安装结构，所述滚刀中心轴的第一端和第二端分别设有v型部，所述滚刀刀座的两端设有与v型部对应的v型槽，所述滚刀中心轴的两端的v型部通过螺栓固定在对应的v型槽内，v型部和v型槽的设置，实现滚刀中心轴在周向的定位，结构简单可靠。
22.3、本实用新型的天井钻机用滚刀安装结构，所述v型部分别设有两个通孔，且两个通孔分别设在v型部的第一方向和第二方向上，所述滚刀刀座的两端在对应两个通孔的位置分别设有可拆卸的螺栓锁紧键，所述螺栓锁紧键上设有与通孔匹配的螺纹孔。这样的设置，使得螺栓不再与滚刀刀座本体直接螺纹连接，而是在滚刀刀座内设置了螺栓锁紧键，当发生螺栓断裂时，可以很轻松的将螺栓断头取出。即使发生螺纹锈蚀咬合也可以采用钻除
螺栓锁紧键的方式取出螺栓断头，而不会破坏刀座本体。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
24.图1为本实用新型的一种天井钻机用滚刀安装结构爆炸示意图；
25.图2为本实用新型的一种天井钻机用滚刀安装结构俯视示意图；
26.图3为图2的c
‑
c剖视图；
27.图4为图3的i向局部示意图：
28.图5为图3的j向局部示意图：
29.图6为对比例的剖视示意图：
30.附图标记如下：
31.1、滚刀刀座；11、v型槽；12、第一内侧壁；13、第二内侧壁；14、第三侧壁；2、滚刀；3、滚刀中心轴；31、第一端；311、第一轴肩；32、第二端；321、第二轴肩；322、第三轴肩；33、v型部；331、通孔；332、加强筋；4、螺栓；5、螺栓锁紧键；
32.s、间隙；1a、滚刀刀座；12a、第一内侧壁；13a、第二内侧壁；2a、滚刀；3a、滚刀中心轴；311a、第一轴肩；321a、第二轴肩。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如第一、第二、上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
35.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
36.以下面结合附图以对本实用新型作进一步描述:
37.实施例：
38.参照图1
‑
图5，本实用新型提供一种天井钻机用滚刀安装结构，包括滚刀刀座1、滚刀2和固定安装滚刀2的滚刀中心轴3，滚刀中心轴3具有第一端31和第二端32，且第一端31和第二端32分别设有v型部33，两端的v型部33沿轴向向内分别顺接有第一轴肩311和第二轴肩321，且在第二端32间隔第二轴肩321沿轴向向外还设有第三轴肩322；
39.所述滚刀刀座1的两端设有与v型部33对应的v型槽11，且所述滚刀刀座1的两侧具有第一内侧壁12和第二内侧壁13，且所述第二内侧壁13向外还设有第三侧壁14，所述第二
内侧面与第三侧面之间的间距为滚刀刀座1的对应侧的v型槽11的宽度；
40.所述滚刀中心轴3的两端的v型部33通过螺栓4固定在对应的v型槽11内，所述第一轴肩311与第一内侧壁12间隙连接，所述第二轴肩321与第二内侧壁13过盈连接，所述第三轴肩322与第三侧壁14过盈连接；这样的设置，首先，使得滚刀中心轴3的第一端31与滚刀2安装座具有间隙s，第二端32与滚刀2安装座双轴肩过盈紧配合，使得滚刀刀座1对应滚刀中心轴3第二端32的第二内侧面和第三侧面成为主要受力面，刀座的另一侧不再承受轴向负载，进而不会产生弹性变形，大大减少滚刀中心轴3产生轴向窜动；其次，所述第二内侧面与第三侧面之间的间距为滚刀刀座1的对应侧的v型槽11的宽度，这样两个受力侧面之间的间距，相对于滚刀刀座1两侧均为紧配合的受力面的间距大大减小，更容易达到加工精度要求，在降低加工成本的同时，能够确保在滚刀中心轴3在第二端32完全消除轴向装配间隙，使得固定滚刀中心轴3的螺栓4不再承受径向弯曲负载，极大减少了螺栓4松动和断裂的风险。
41.作为优选的实施例，所述第一轴肩311与第一内侧壁12间的间隙s为0.1～0.3mm。
42.作为优选的实施例，所述v型部33分别设有两个通孔331，且两个通孔331分别设在v型部33的第一方向和第二方向上，对应的，所述v型槽11上分别在第一方向和第二方向上设有与两个通孔331匹配的螺纹孔，所述通孔331和螺纹孔的设置以供所述螺栓4连接滚刀中心轴3和滚刀刀座1，在本实施例中，所述滚刀刀座1的两端在对应两个通孔331的位置分别设有可拆卸的螺栓锁紧键5，所述螺栓锁紧键5上设有与通孔331匹配的螺纹孔；这样的设置，使得螺栓4不再与刀座本体直接螺纹连接，而是在滚刀刀座1内增加了螺栓锁紧键5。当发生螺栓4断裂时，可以很轻松的将螺栓4断头取出。即使发生螺纹锈蚀咬合也可以采用钻除螺栓锁紧键5的方式取出螺栓4断头，而不会破坏刀座本体。
43.作为优选的实施例，所述螺栓锁紧键5为圆柱体，在所述滚刀刀座1上对应螺栓锁紧键5的安装位置设有锁紧键孔；为了便于螺栓锁紧键5的安装以及拆除，所述螺栓锁紧键5与所述锁紧键孔间隙连接或过盈连接；在一些实施例中，所述螺栓锁紧键5为长方体或正方体，但这样的设置在滚刀刀座1上对应的锁紧键孔将难以加工，势必增加加工成本，因此，在本实施例中，所述螺栓锁紧键5采用圆柱体，便于滚刀刀座1上的锁紧键孔的加工，同时螺栓锁紧键5与锁紧键孔之间采用间隙s配合连接。
44.作为优选的实施例，为了实现滚刀中心轴3在周向的定位，所述v型部33和v型槽11的v型开口角度在100
°
～160
°
，在本实施例中，v型开口角度在120
°
，滚刀中心轴3两端与滚刀刀座1采用v新型部和v型槽11的配合设置，实现了滚刀中心轴3在周向的定位，且结构简单可靠。
45.作为优选的实施例，为了提高v型部33的强度，所述v型部33的顶面沿其对称轴向上设有加强筋332。
46.作为优选的实施例，两个通孔331关于v型部33的竖直对称轴对称设置，使得固定滚刀中心轴3和滚刀刀座1的螺栓4受力更加均匀，提高其连接可靠性。
47.对比例：
48.参照图6，传统的实施例中的天井钻机用滚刀安装结构，包括滚刀刀座1a、滚刀2a和固定安装滚刀的滚刀中心轴3a，所述滚刀中心轴3a的两端分别设置有第一轴肩311a和第二轴肩321a，且第一轴肩311a与滚刀刀座1a的第一内侧壁12a过盈连接，第二轴肩321a与滚
刀刀座1a的第二内侧壁13a过盈连接，这样的设置，使得滚刀上承受的载荷以及振动通过滚刀中心轴传递到滚刀刀座的第一内侧壁12a和第二内侧壁13a，此时，第一内侧壁12a和第二内侧壁13a成为受力面，方向如图6所示，而为了满足安装和扩孔的需要，通常滚刀刀座的为u型开口支撑，滚刀刀座在受长时间的振动和载荷作用下，滚刀刀座1a会产生变形，使得u型开口加大，使得滚刀中心轴3a与滚刀刀座1a之间产生缝隙，从而使得滚刀中心轴3a产生轴向窜动，一方面影响整个滚刀刀盘的加工精度，另一方面增大了固定滚刀中心轴3a的螺栓断裂的风险。
49.而本实用新型的天井钻机用滚刀安装结构，在滚刀中心轴3的第一端31与滚刀刀座1一侧壁采用间隙连接，第二端32通过两个轴肩与滚刀刀座1的侧壁采用过盈连接，这样的设置，使得滚刀2上承受的载荷和振动所产生的轴向力通过滚刀中心轴3传递给滚刀刀座1的第二内侧壁13和第三侧壁14，且第二内侧壁13和第三侧壁14处于滚刀刀座1的同侧，且两者之间的间距即为v型槽11的宽度，而v型槽11的宽度远远小于第一内侧壁12和第二内侧壁13之间间距，因此v型槽11宽度尺寸的加工精度更容易得到保证，同时就不会在滚刀刀座1的第一内侧壁12和第二内侧壁13之间产生变形，从而减少滚刀中心轴3产生窜动的概率，意味着减少了固定滚刀中心轴3的螺栓4断裂的风险，整个滚刀2刀盘的扩孔精度也能得到有效保证。
50.以上是本实用新型的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。