硬质合金潜孔钻结构设计

随着爆破工程以及采掘技术的发展，硬质合金潜孔钻因其高硬度、高强度以及优良的耐磨耐蚀能力，在相关领域迅速得到了推广和使用。但是随着工况日益复杂以及在工作过程中的不可控性和不可预见性，硬质合金潜孔钻头在使用过程中极其容易出现各种不同形式的破坏，严重影响了钻头的使用寿命。通过长期的实验以及工作实践，研究人员发现影响钻头工作性能及使用寿命的因素除了工作环境、操作方式、压力以及地质结构等外在因素以及钻头自身材料和球齿性能外，钻头的结构也是其中一个重要的影响因素。

要得到较为科学合理的潜孔钻结构设计，首先我们需要了解硬质合金潜孔钻的破岩机理。其主要通过传递来自冲击器产生的应力冲击波不断高频冲击岩石表面。岩石在冲击作用下产生放射形裂纹源而发生破裂，在钻杆旋转作用下产生挤压破碎作用直接将岩石切除。钻孔掘进是钻头高频冲击与连续刮削共同作用的结果。与此同时，在高压气流的作用下，破碎后的岩屑被不断吹出孔外，从而达到钻进的目的。硬质合金潜孔钻头主要由钢体基体、钎尾尼龙管和参与切削作用的硬质合金球齿以及排粉吹风系统组成。钢基体主要承担传递应力冲击波、保持和固定合金齿以及传递扭矩的角色。而硬质合金齿则主要承担来自冲击器的高频应力波并直接将其传递到岩石表面，进行切削。在设计加工时需要注重各个要素之间的配合关系。其中的间隙配合显得尤为重要，间隙的存在使得钻头在使用过程中极易受到来自冲击器花键套附加的瞬间周向冲击力。间隙越大则冲击作用愈明显，当这种周向冲击力所产生的剪切力达到峰值加上高频轴向冲击力引起的正应力超过基体材料的许用应力时，则很容易发生基体的断裂和合金齿的断裂现象，使用寿命受到极大影响。

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