潜孔钻头的硬质合金齿主要承担来自冲击器的高频应力波,直接将高频应力波传递到岩石表面,参与切削工作。合金齿在工作时的受力情况极为复杂,特别是边合金齿,在高频冲击力作用下,产生弯矩和扭矩,极易造成断齿或碎齿,所以设计钻头时选用什么样的合**号和齿形以及合金齿的分布,应进行综合考虑,针对不同岩石硬度、不同的地质结构以及钻头实际工作情况选用相应的合金齿。
比较常用的潜孔钻头的合金齿齿形有锥形齿、球齿和锲形齿三种。一般来说,锥形齿由于齿形较尖,工作时与岩石接触面积较小,阻力较小,在相同工作条件下易于侵入岩石,掘进速度较快,但同时由于锥形齿体积较为单薄,合金齿抗弯抗扭能力相对较差,且固齿后的露齿高度较高,在工作时会产生较大的弯矩,合金齿容易发生折断现象。试验表明,锥形齿工作气压在1.6MPa以下,岩石硬度在普氏f=14级左右,无裂隙夹层和地质结构良好的工作环境中使用,经济技术指标较为明显,其结构的优越性可得到充分发挥。近年来,针对锥形齿的结构缺陷,结合锥形齿的优点,出现了一种抛物线或弹头齿形,这种结构的齿形有效地提高了合金齿的抗弯抗扭能力,从而提高了合金齿的使用寿命。
球齿具有很好的抗弯抗扭能力,在冲击韧性和强度方面是其他齿形的合金齿无可比拟的,同时由于球冠相对饱满,合金齿的可磨损量相对增加,使用寿命也有所延长,被广泛应用于各种工作气压,各种岩石硬度的地质结构环境中,特别是在工作气压1.6MPa以上的高气压领域和有夹层、裂隙等复杂地质结构情况的工作环境中,球齿钎头使用性能更明显。球齿合金的缺点就是工作时合金齿与岩石表面接触面积大,产生的摩擦阻力大,影响其速度的发挥,使工作掘进速度较慢,工作效率受到影响。
锲形齿是一种结构比较特殊的合金齿,有较大的可磨损量和较高的露齿高度,有较高的掘进速度和使用寿命,在工作气压较低,岩石硬度f=14以下且地质情况发育良好的环境中使用,经济性能比较明显。
比较常用的潜孔钻头的合金齿齿形有锥形齿、球齿和锲形齿三种。一般来说,锥形齿由于齿形较尖,工作时与岩石接触面积较小,阻力较小,在相同工作条件下易于侵入岩石,掘进速度较快,但同时由于锥形齿体积较为单薄,合金齿抗弯抗扭能力相对较差,且固齿后的露齿高度较高,在工作时会产生较大的弯矩,合金齿容易发生折断现象。试验表明,锥形齿工作气压在1.6MPa以下,岩石硬度在普氏f=14级左右,无裂隙夹层和地质结构良好的工作环境中使用,经济技术指标较为明显,其结构的优越性可得到充分发挥。近年来,针对锥形齿的结构缺陷,结合锥形齿的优点,出现了一种抛物线或弹头齿形,这种结构的齿形有效地提高了合金齿的抗弯抗扭能力,从而提高了合金齿的使用寿命。
球齿具有很好的抗弯抗扭能力,在冲击韧性和强度方面是其他齿形的合金齿无可比拟的,同时由于球冠相对饱满,合金齿的可磨损量相对增加,使用寿命也有所延长,被广泛应用于各种工作气压,各种岩石硬度的地质结构环境中,特别是在工作气压1.6MPa以上的高气压领域和有夹层、裂隙等复杂地质结构情况的工作环境中,球齿钎头使用性能更明显。球齿合金的缺点就是工作时合金齿与岩石表面接触面积大,产生的摩擦阻力大,影响其速度的发挥,使工作掘进速度较慢,工作效率受到影响。
锲形齿是一种结构比较特殊的合金齿,有较大的可磨损量和较高的露齿高度,有较高的掘进速度和使用寿命,在工作气压较低,岩石硬度f=14以下且地质情况发育良好的环境中使用,经济性能比较明显。
以上各种形状的合金齿各有其使用范围和工作特点,究竟采用何种形状的合金齿,应在试验的基础上根据实际情况选择合适的齿型。