[实用新型]冲击式复合螺纹连接凿岩钎具

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击式凿岩钎具，尤其涉及一种冲击式复合螺纹连接凿岩钎具。

背景技术

目前，冲击式凿岩钎具通常由钎杆通过螺纹与钎头的裤体连接而成。在凿岩过程中，钎杆、裤体受力情况比较复杂、恶劣，容易造成钎具失效，影响钎具寿命。观察发现，钎具失效主要有两种形式：1）钎杆外螺纹段收尾附近发生断裂；2）从裤体螺纹盲孔的内螺纹收尾处至螺孔孔底之间的区域容易发生断裂。经过分析，造成钎杆或裤体断裂的主要原因如下：

1）由于应力大多集中在钎杆外螺纹收尾处，当受到弯矩作用时钎杆的外螺纹收尾处附近容易发生断裂。

2）由于在内螺纹收尾处开设有退刀槽，对应于该退刀槽位置处的裤体壁较薄、强度较弱，而且应力通常集中于退刀槽与螺纹盲孔的交汇处，因此裤体断裂易发生在螺纹盲孔与退刀槽的交汇处附近。

为此，“US6767156B1”公开了一种冲击式螺纹连接凿岩钎具。该专利的钎杆具有两个锥形引导面（一个位于钎杆的外螺纹段前端、另一个位于轴肩与外螺纹段的交汇处），裤体的螺纹盲孔中有与上述两个锥形引导面对应的两个内锥面，且轴肩的直角端面与裤体端面保持接触，因此在轴向存在严重的过定位（两个锥形引导面和一个轴肩直角端面）、在直径方向也存在过定位（两个锥形引导面）。上述结构虽然能够承受较大的弯矩，但承受轴向冲击力的能力较弱。在实际使用中，即使两个内锥面与轴肩之间的配合关系处理得很好（过定位的干涉程度较小），但当钎具受载变形后（尤其是在内螺纹端面附近）极有可能出现由钎杆轴肩直角端面（或对应的内螺纹端面）以及钎杆外螺纹段前端的锥面承受弯矩，从而导致承载力臂骤然缩小、弯矩局部应力增大。同时，当轴肩直角端面（或内螺纹端面）受力不均匀时，其传递的冲击力（为组合部件传递的主要载荷）会进一步加大局部应力集中的程度，导致零件短时间内失效。

另外，“CN10289110B”公开了一种“用于冲击式岩钻的钻头”，该专利是用一段内螺纹替代螺纹盲孔中的退刀槽，虽然能够克服裤体壁在退刀槽处较薄的缺陷，但内螺纹加工比较困难。不仅如此，由于取消了退刀槽，内螺纹一直延伸至螺纹盲孔的孔底；因此在内螺纹收尾处与螺纹盲孔的孔底之间会形成应力集中，从而导致内螺纹与孔底交汇处容易产生裂纹。还有，由于该专利的钎杆没有设置轴肩，因此裤体端面和螺纹咬合线类似于简支梁结构，在弯矩作用下必然导致外螺纹在螺纹咬合线处断裂，这也是当前传统外螺纹最主要的失效形式。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种冲击式复合螺纹连接凿岩钎具，它不仅可避免裤体的螺纹盲孔孔底处产生裂纹、而且还能防止钎杆外螺纹收尾处发生断裂，从而有效提高钎具寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括带有螺纹盲孔的裤体、通过设在前段部位的外螺纹与所述螺纹盲孔配合连接的钎杆；

螺纹盲孔的底孔为锥孔，该底孔的母线与该底孔轴线之间的夹角β为1～10°，优选为5°；

外螺纹段的前端有直径小于螺纹盲孔最小截面直径的圆柱状过渡段，该过渡段的长度小于或等于螺纹盲孔的螺纹收尾处与孔底的距离；当外螺纹段与螺纹盲孔配合拧紧时过渡段的前端面与螺纹盲孔的孔底接触；

螺纹盲孔的螺纹牙型由直线形的内螺纹牙顶、曲线形的内螺纹牙底、以及一端与该内螺纹牙底相切另一端与内螺纹牙顶连接的两段直线形内螺纹牙侧构成，外螺纹段的螺纹牙型由直线形的外螺纹牙底、曲线形的外螺纹牙顶、以及一端与该外螺纹牙顶相切另一端与外螺纹牙底连接的两段直线形外螺纹牙侧构成。

上述技术方案中的内螺纹牙底以及外螺纹牙顶优选圆弧、椭圆、抛物线或双曲线上的一段曲线，最好选择椭圆短轴所对应的那段曲线。

上述技术方案中的钎杆采用带有中段的阶梯轴结构；为了避免应力集中，外螺纹段与中段之间通过锥面轴肩连接过渡；为了提高钎杆的抗弯强度，螺纹盲孔的孔口处有与该轴肩相适配的内锥面，轴肩与钎杆轴线之间的夹角γ均为1～10°，优选为4°。

在上述技术方案中，螺纹盲孔与孔底之间有退刀槽。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述结构，因此具有诸多优点，具体分析如下：

1）在钎杆外螺纹段的前端设置过渡段，并且当外螺纹段与螺纹盲孔配合拧紧时钎杆过渡段的前端面与螺纹盲孔的孔底接触，因此钎杆可通过该过渡段的前端面与螺纹盲孔的孔底接触来传递打击力，从而可避免传统钎具的螺纹配合面容易遭到破坏的缺陷。