[实用新型]一种反井施工用扩孔钻

说明书

一种反井施工用扩孔钻，包括与钻杆和钻头本体。所述钻头本体主要由三个转动体组成，从内向外依次为低速转动体、中速转动体以及高速转动体，中速转动体与钻杆固连。在低速转动体、中速转动体以及高速转动体上均安装有切削刀具，其中，中速转动体上的切削刀具为滚刀。在钻头本体内设置有行星减速机构，其中，太阳轮设置在低速转动体上，行星轮架设置在中速转动体上，外齿圈设置在高速转动体上。低速转动体或高速转动体通过传动机构与滚刀转动连接。在本实用新型中，切削刀具在遇到坚硬岩石时，各切削刀具总能够通过自动分配切削力、切削速度，从而达到最佳平衡，最大限度地保证钻进速率不受影响，因而大幅地提高了扩孔效率，降低了能源消耗。

技术领域

本实用新型涉及矿山设备领域，尤其是涉及一种反井施工用扩孔钻。

背景技术

反井施工开凿通风井筒是为了保证施工安全，通常通风井筒要求直径在2.3米以上。施工时，首先从上向下在巷道内钻导引孔，导引孔直径一般为0.15米左右，然后使用扩孔钻扩孔，扩孔直径为1.5米，最后再扩刷至要求尺寸。在扩孔工序中，孔直径扩大至10倍。

直径如此大的扩孔钻在施工中存在常规钻头可以忽略的问题，即巨大的内外径线速度差问题。巨大的内外径线速度差会造成扩孔钻切削力和切削速度的巨大不同，靠近内径的刀具切削力大，但是切削速度小，其上的刀具能够大力切削坚硬岩石，但是对岩石的切削量很小。靠近外径的刀具切削力小，但是切削速度大，其上的刀具在切削易切岩石时没有问题，钻进速率大、转速高，可以保证很大的岩石切削量；而在切削坚硬岩石时，则存在切削力不足，从而降低了钻进速率，使整个扩孔钻的岩石切削总量减小。在扩孔时，不可避免地会碰到弥散分布的坚硬岩石，造成部分刀具在切削力、切削速度上分配不均衡的问题，影响扩孔效率。如何提高对岩石的切削量、提高扩孔效率，一直以来是个无法突破的技术难题。

另外，巨大的内外径线速度差还会造成靠近外径的刀具磨损很快，而靠近内径的刀具很慢，很不均衡，这些都增加了刀具的维护时间和费用。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种反井施工用扩孔钻，其目的在于：实现刀具在切削力、切削速度上的均衡分配，提高扩孔效率，降低维护费用。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种反井施工用扩孔钻，包括与钻杆和钻头本体，所述钻杆设有引导头；所述钻头本体主要由三个转动体组成，从内向外依次为低速转动体、中速转动体以及高速转动体，其中，中速转动体与钻杆固连；在低速转动体、中速转动体以及高速转动体上均安装有切削刀具，其中，中速转动体上的切削刀具为滚刀；在钻头本体内设置有行星减速机构，其中，太阳轮设置在低速转动体上，行星轮架设置在中速转动体上，外齿圈设置在高速转动体上；低速转动体或高速转动体通过传动机构与滚刀转动连接。

作为改进方案，所述钻头本体的工作面为宝塔形、或者为锥形。

作为改进方案，低速转动体、中速转动体的工作面与旋转轴线的夹角为55°-75°，高速转动体的工作面与旋转轴线的夹角为8°-15°。

作为改进方案，所述中速转动体主要由锥面上体与平面下体组成，在锥面上体的工作面上安装有滚刀，平面下体与钻杆固连；锥面上体与平面下体通过行星轮架中的行星轮轴连接。

作为改进方案，低速转动体、中速转动体以及高速转动体之间通过均滑动轴承或滚动轴承转动连接。

作为改进方案，低速转动体、高速转动体上的切削刀具为固定式刀具。

作为改进方案，低速转动体通过传动机构与滚刀转动连接；所述传动机构包括锥齿传动副和万向传动轴；其中，锥齿传动副中的锥齿圈设置在低速转动体上，锥齿传动副中的锥齿轮设置在中速转动体上，锥齿轮与滚刀通过万向传动轴连接传动。

作为改进方案，所述扩孔钻用于正向扩孔。