硬質(zhì)合金鉆頭是靠鉆壓和自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的沖擊載荷破碎巖石的。在鑿巖鉆進(jìn)中,鉆頭經(jīng)受高頻率的沖擊載荷,且受到扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸、壓縮等多種復(fù)合應(yīng)力的作用,在高速回轉(zhuǎn)碰撞的環(huán)境下經(jīng)受巖石、巖粉和礦水等工作介質(zhì)的磨損與腐蝕。
國內(nèi)外使用的牙輪鉆頭,多為三牙輪鉆頭。這種鉆頭的特點(diǎn)是:軸壓和沖擊載荷分布范圍較大且均勻,并能充分利用有效空間,鉆進(jìn)平穩(wěn)。牙輪鉆頭用硬質(zhì)合金齒的尺寸和形狀必須適用于巖石的特性,要求耐磨性好,強(qiáng)度高,不易碎裂和折斷。牙輪鉆頭使用的硬質(zhì)合金齒主要有:球形齒,錐球齒,楔形齒,邊楔齒和用于輪背與爪尖的平頂齒等。
一般地,鉆進(jìn)極堅(jiān)硬巖層的牙輪鉆頭主要使用球形齒,鉆壓為892~1339MPa,轉(zhuǎn)速為50~80r/min;鉆進(jìn)硬和中硬巖層用的牙輪鉆頭使用錐球齒,鉆壓為714~1071MPa,轉(zhuǎn)速為60~100r/min;鉆進(jìn)軟和中軟巖層的牙輪鉆頭則使用楔形齒或邊楔齒,鉆壓為535~803MPa,轉(zhuǎn)速為80~120r/min.
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