一种滚子牙轮一体式切削单元

技术领域

本发明涉及水平定向钻管道穿越施工技术领域，具体是一种滚子牙轮一体式切削单元。

背景技术

目前，水平定向钻机在扩孔过程中，经常在扩孔器的前端或后端连接扶正器，而扶正器一般为桶式、滚子式、牙轮式等形式，其长时间使用后易出现磨损，现有牙轮式扶正器是前扶正，比先导孔略小，一般需要在其上敷焊钢板筒圈耐磨带或者耐磨钢板以提高其耐磨性，成本较高，且牙轮扶正器通常采用丝扣与扩孔器连接，而滚子式扩孔器则通常采用滚子轴与扩孔器连接。

现有专利如中国专利公开号为：CN201802312U，该专利的名称为“用于岩石扩孔器的牙轮机构”，该专利包括有牙轮和牙轮座，所述的牙轮与牙轮柄连接，所述的牙轮座中设置有一个方形槽，所述的方形槽的截面呈矩形，方形槽内设置有一个长方体块，长方体块的上侧面中设置有一个梯型槽，所述的梯型槽的一个底角的角度为120度，梯型槽的截面与所述的牙轮柄的截面配合，牙轮柄与长方体块焊接固定，长方体块通过两个定位销与牙轮座连接。用于配合扩孔器进行扩孔处理。

现有技术中的牙轮式和滚子式扶正器通常单独使用，其长时间使用后均易出现磨损现象，耐磨性较差，且牙轮扶正器通常采用丝扣与扩孔器连接，丝扣在长距离或者长期使用以后，单点应力集中，容易出现过度疲劳等状态，造成牙轮的脱离；而滚子式扩孔器长时间使用后易发生滚子轴断裂或局部磨损等问题。因此，本领域技术人员提供了一种滚子牙轮一体式切削单元，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚子牙轮一体式切削单元，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滚子牙轮一体式切削单元，包括牙轮和滚子，所述牙轮和滚子之间设置有连接部，所述连接部用于连接牙轮和滚子；所述滚子套设在连接部上，且滚子能够绕连接部自转。

作为上述技术方案的进一步描述：所述连接部包括牙掌，所述牙掌的一端设置有连接轴，另一端设置有连接块，所述牙掌上对称开设有第一凹槽，所述连接轴上对称开设有第二凹槽。

作为上述技术方案的进一步描述：所述滚子包括滚筒，所述滚筒的两端均设置有锥形面，且滚筒的轴心处开设有与连接轴相适配的第二安装孔。

作为上述技术方案的进一步描述：所述牙轮上开设有与所述连接块相适配的第一安装孔。

作为上述技术方案的进一步描述：所述牙掌上嵌入设置有第二耐磨齿。

作为上述技术方案的进一步描述：所述滚筒的表面嵌入设置有第一耐磨齿。

作为上述技术方案的进一步描述：所述滚子的直径小于牙轮的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种滚子牙轮一体式切削单元，通过将牙轮与滚子进行有效结合，且滚子置于牙轮的后方，滚子的直接小于牙轮的直径，钻孔过程中先通过牙轮进行切削，牙轮切削后，滚子在后面紧紧支撑着孔壁同时给扩孔器调心，削弱了扩孔钻头因切削而产生的跳动，成孔效果更好，且滚子能够对牙轮起到一定的保护作用，提高其耐磨性，延长切削单元的使用寿命，牙轮和滚子通过连接部焊接在扩孔钻头上，既能保证精度，又能保证焊接强度，提高其稳固性，本设计把传统扩孔器切削单元与孔底的滑动摩擦变成纯滚动，大幅降低了扭矩，解决了现有技术中牙轮扶正器和滚子扶正器耐磨性较差，及牙轮易脱离和滚子轴易断裂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种滚子牙轮一体式切削单元的结构示意图；

图2为一种滚子牙轮一体式切削单元的分解结构示意图；

图3为一种滚子牙轮一体式切削单元的俯视图；

图4为一种滚子牙轮一体式切削单元与扩孔钻头的安装结构示意图。

附图标记说明：

81、牙轮；811、第一安装孔；82、滚子；821、滚筒；822、锥形面；823、第二安装孔；824、第一耐磨齿；83、连接部；831、牙掌；832、连接轴；833、连接块；834、第一凹槽；835、第二凹槽；836、第二耐磨齿；1、芯轴；2、圆筒；3、上盖板；31、第一安装槽；4、下托板；41、第二安装槽；5、前筋板；6、弧形板；7、后筋板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例提供一种技术方案：一种滚子牙轮一体式切削单元，包括牙轮81和滚子82，牙轮81可对大粒径岩石进行切削，滚子82可对孔底大颗粒岩渣破碎，方便泥浆携带，同时支撑孔壁进行扩孔调心，能够延长切削单元的使用寿命，提高其耐磨性，牙轮81和滚子82之间设置有连接部83，连接部83用于连接牙轮81和滚子82，同时，方便进行切削扶正部与扩孔钻头的固定；滚子82套设在连接部83上，且滚子82能够绕连接部83自转，本发明通过将牙轮与滚子进行有效结合，且滚子82置于牙轮81的后方，滚子82的直接小于牙轮81的直径，钻孔过程中先通过牙轮81进行切削，牙轮81切削后，滚子82在后面紧紧支撑着孔壁同时给扩孔器调心，削弱了扩孔钻头因切削而产生的跳动，成孔效果更好，且滚子82能够对牙轮81起到一定的保护作用，提高其耐磨性，延长切削单元的使用寿命，牙轮81和滚子82通过连接部83焊接在扩孔钻头上，既能保证精度，又能保证焊接强度，提高其稳固性，本设计把传统扩孔器切削单元与孔底的滑动摩擦变成纯滚动，大幅降低了扭矩，解决了现有技术中牙轮扶正器和滚子扶正器耐磨性较差，及牙轮81易脱离和滚子轴易断裂的问题。

具体的，通过连接部83将切削单元固定在扩孔钻头上，使用过程中，先通过牙轮81对大粒径岩石进行切削，再滚子82对孔底大颗粒岩渣进行破碎，方便泥浆携带，能够延长切削单元的使用寿命，提高其耐磨性，同时滚子82支撑孔壁进行扩孔调心，削弱了扩孔钻头因切削而产生的跳动，成孔效果更好。

本发明提供的再一个实施例中，连接部83包括牙掌831，牙掌831的一端设置有连接轴832，另一端设置有连接块833，牙掌831上对称开设有第一凹槽834，连接轴832上对称开设有第二凹槽835，通过第一凹槽834和第二凹槽835将切削单元固定在扩孔钻头上，实现切削单元的双点式支撑，提高其稳固性，降低钻头跳动。

本发明提供的再一个实施例中，滚子82包括滚筒821，滚筒821的两端均设置有锥形面822起到一定的过渡保护作用，且滚筒821的轴心处开设有与连接轴832相适配的第二安装孔823，滚筒821绕第二安装孔823转动。

本发明提供的再一个实施例中，牙轮81上开设有与连接块833相适配的第一安装孔811，用于固定牙轮81。

本发明提供的再一个实施例中，牙掌831上嵌入设置有第二耐磨齿836，滚筒821的表面嵌入设置有第一耐磨齿824，第一耐磨齿824和第二耐磨齿836采用硬质合金材质，能够提高牙掌831及滚筒821的耐磨性。

具体的，切削单元安装在扩孔钻头的扩孔钻头本体上，扩孔钻头本体包括芯轴1，芯轴1为中空结构，且芯轴1上开设有喷射孔，通过喷射孔喷射泥浆对切削单元8进行冲洗同时起到一定的破岩作用，芯轴1上套设有圆筒2，圆筒2固定在芯轴1，圆筒2的一侧设置有上盖板3，另一侧设置有下托板4，上盖板3固定在圆筒2的前端，上盖板3的一侧沿芯轴1的圆周方向设置有多个前筋板5，用于实现钻头的扩孔处理，同时增加上盖板3与芯轴1的稳定性，相邻两个前筋板5之间通过弧形板6连接，增加前筋板5的稳定性，下托板4固定在圆筒2的后端，下托板4的一侧沿芯轴1的圆周方向设置有多个后筋板7，后筋板7用于提高下托板4与芯轴1连接的稳定性，切削单元8的两端分别嵌设在上盖板3和下托板4上，实现切削单元8的双支点支撑，提高切削单元8与扩孔钻头本体的稳固性，上盖板3的圆周方向上开设有第一安装槽31和第一排屑槽32，第一安装槽31和第一排屑槽32交错分布，上盖板3的轴心处开设有与芯轴1相适配的第一轴孔33，下托板4的圆周方向上开设有第二安装槽41和第二排屑槽42，第二安装槽41和第二排屑槽42交错分布，下托板4的轴心处开设有与芯轴1相适配的第二轴孔43，第一凹槽834与下托板4上的第二安装槽41相适配，使得连接轴832固定在第二安装槽41内，第二凹槽835与上盖板3上的第一安装槽31相适配，使得牙掌831固定在第一安装槽31，提高切削单元8与扩孔钻头本体的定位效果，保证其固定强度，且滚子82置于上盖板3和下托板4之间，使得滚子82既能够沿连接轴832自转又能够防止滚子82前后移动。

本发明的工作原理为：先将连接轴832固定在第二安装槽41内，牙掌831固定在第一安装槽31，将切削单元固定在扩孔钻头本体上，再通过扩孔钻头进行扩孔操作，扩孔过程中，先通过牙轮81进行切削，牙轮81切削后，滚子82在后面紧紧支撑着孔壁同时给扩孔器调心，削弱了扩孔钻头因切削而产生的跳动，成孔效果更好，且滚子82能够对牙轮81起到一定的保护作用，本发明通过将牙轮81与滚子82进行有效结合，提高了其耐磨性，延长切削单元的使用寿命，本设计把传统扩孔器切削单元与孔底的滑动摩擦变成纯滚动，大幅降低了扭矩。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。