一种岩石扩孔器牙轮机构的制作方法

本技术涉及水平定向穿越工程领域中的扩孔器设备，具体涉及一种岩石扩孔器牙轮机构。

背景技术：

1、非开挖技术(trenchless technology or no-dig)是指利用岩土钻掘、定向测控等技术手段在不开挖地表的情况下穿越障碍来实现对地下各类公用管线的检测、铺设、修复与更换的技术手段，可用于解决了长期以来困扰城市地下管线建设工程的难题，是完成城市地下工程施工的必备技术。

2、非开挖技术的施工顺序大体为：利用置于地面的铺管机，沿待铺线的设计轨迹利用钻头先钻出一个导向孔，然后再利用扩孔器进行回扩牵拉，并在回扩牵拉的过程中将导向孔的孔径进行连续扩大，并在扩大到适合尺寸后再进行布管，在上述过程中，扩孔器的扩孔质量和扩孔效率直接影响到工程施工的质量和进度。

3、扩孔器类型中的牙轮扩孔器具有较高的使用比例，适用于从软到硬的各种地层。牙轮结构在破岩时扭矩小，转动平稳，并具有磨损比例低的优势，具有较长的使用寿命；但考虑到利用扩孔器对导向孔进行回扩的过程中，涉及到的土层/岩层形态复杂，使得其上的牙轮机构在扩孔过程中需要承受很复杂振动、冲击和碰撞的反作用力，这使得牙轮以及牙掌的轴承部分在扩孔作业过程中容易出现局部磨损较快的问题，在使用一段时间后会在一定程度上钻进效率，且对牙轮机构的寿命也有负面影响。

技术实现思路

1、本实用新型所解决的技术问题在于提供一种岩石扩孔器牙轮机构，以解决上述技术背景中的缺陷。

2、本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

3、一种岩石扩孔器牙轮机构，包括牙轮以及安装座，其牙轮通过可拆卸装配方式装配于安装座上，并通过安装座与扩孔器本体装配连接；

4、所述牙轮包括牙轮基体，所述牙轮基体上部为弧面锥体，其弧面锥体的表面成型有内排齿；所述内排齿包括多组，不同组的内排齿在弧面锥体的不同平面上设置，同组的内排齿包括多个齿单元，多个齿单元在对应装配平面呈环状均匀布置，单个齿单元包括两个齿体，两个齿体上下在装配平面上上下设置并具有重合平面，两个齿体在对应重合平面区域内保持斜面顶靠。

5、作为进一步限定，所述牙轮在内侧成型有与安装座上牙掌相匹配的装配部，而对应的安装座端部牙掌上部设置有轴套装配位，中间位置外侧设置有定位钢球装配位，并在基部预留有轴承密封圈装配位。

6、作为进一步限定，所述内排齿为球齿、圆锥齿、尖卵齿、楔形齿、边楔形齿中的一种。

7、作为进一步限定，所述内排齿包括碳化钨材料成型的韧性基体以及成型于齿面上的金刚石耐磨涂层或者硬质合金耐磨涂层。

8、作为进一步限定，成型于弧面锥体表面不同平面位置的多组所述内排齿中，位置在上的内排齿组中内排齿的齿体尺寸小于位置在下的排齿组中内排齿的齿体尺寸，位置在上的内排齿组中内排齿的齿体布置密度大于位置在下的排齿组中内排齿的齿体布置密度；

9、同一齿单元中两个内排齿中位置在下的内排齿的齿体尺寸大于位置在上的内排齿的齿体尺寸。

10、作为进一步限定，所述弧面锥体在弧顶位置成型的内排齿为倾斜设置。

11、作为进一步限定，所述牙轮基体在对应弧面锥体上成型有多个环形凹槽，所述环形凹槽对应设置于位置相邻的内排齿组对应平面之间。

12、作为进一步限定，所述牙轮基体在对应弧面锥体上成型有多个呈螺旋形设置的凹槽，所述凹槽通过内排齿之间的间隙、自顶部弧面锥体向弧面锥体基部延伸设置。

13、作为进一步限定，所述牙轮基体在弧面锥体基部上还成型有一组保径齿，所述保径齿包括多颗均匀成型于同一环面上的保径齿单元；

14、所述保径齿为孕镶齿或者铣齿；

15、所述牙轮基体在保径齿设置平面的下部成型有内收部，所述内收部对应的环面上成型有一组修边齿，所述修边齿包括多颗均匀成型于同一环面上的修边齿单元。

16、有益效果：本实用新型的岩石扩孔器牙轮机构结构简单、牢靠，其受力面设计合理，具有优异的切削性能，配合高强度孕镶齿的良好耐磨性和低磨擦系数，能在高转速条件下达到减小钻切摩擦力、增加排屑和冷却能力的目的，使岩石扩孔器的牙轮在较高转速下依然具有较佳的使用寿命，且在中、硬度的复杂岩层中钻进时，具有较佳的钻探效率，同时上述结构还能有效降低牙掌中轴承的磨损，降低牙掌的匹配要求。

技术特征：

1.一种岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，包括牙轮以及安装座，其牙轮通过可拆卸装配方式装配于安装座上，并通过安装座与扩孔器本体装配连接；

2.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述牙轮在内侧成型有与安装座上牙掌相匹配的装配部，而对应的安装座端部牙掌上部设置有轴套装配位，中间位置外侧设置有定位钢球装配位，并在基部预留有轴承密封圈装配位。

3.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述内排齿为球齿、圆锥齿、尖卵齿、楔形齿、边楔形齿中的一种。

4.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述内排齿包括碳化钨材料成型的韧性基体以及成型于齿面上的金刚石耐磨涂层或者硬质合金耐磨涂层。

5.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，成型于弧面锥体表面不同平面位置的多组所述内排齿中，位置在上的内排齿组中内排齿的齿体尺寸小于位置在下的排齿组中内排齿的齿体尺寸，位置在上的内排齿组中内排齿的齿体布置密度大于位置在下的排齿组中内排齿的齿体布置密度。

6.根据权利要求5所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，同一齿单元中两个内排齿中位置在下的内排齿的齿体尺寸大于位置在上的内排齿的齿体尺寸。

7.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述弧面锥体在弧顶位置成型的内排齿为倾斜设置。

8.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述牙轮基体在对应弧面锥体上成型有多个环形凹槽，所述环形凹槽对应设置于位置相邻的内排齿组对应平面之间。

9.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述牙轮基体在对应弧面锥体上成型有多个呈螺旋形设置的凹槽，所述凹槽通过内排齿之间的间隙、自顶部弧面锥体向弧面锥体基部延伸设置。

10.根据权利要求1所述的岩石扩孔器牙轮机构，其特征在于，所述牙轮基体在弧面锥体基部上还成型有一组保径齿，所述保径齿包括多颗均匀成型于同一环面上的保径齿单元；

技术总结本技术公开了一种岩石扩孔器牙轮机构，包括牙轮以及安装座，其牙轮通过可拆卸装配方式装配于安装座上，并通过安装座与扩孔器本体装配连接；所述牙轮包括牙轮基体，所述牙轮基体上部为弧面锥体，其弧面锥体的表面成型有内排齿；所述内排齿为孕镶齿，具有多组，不同组的内排齿在弧面锥体的不同平面上设置，同组的内排齿包括多个齿单元，多个齿单元在对应装配平面呈环状均匀布置，单个齿单元包括两个齿体，两个齿体上下在装配平面上上下设置并具有重合平面，两个齿体在对应重合平面区域内保持斜面顶靠。本技术的牙轮机构能有效优化岩石扩孔器在扩孔作业过程中的受力，能在保证扩孔效率的基础上延长相关机构的使用寿命。技术研发人员：肖海燕,肖凡,王干,毛攀,郑虎,谢爱吾受保护的技术使用者：湖南通达机械设备制造有限公司技术研发日：20231204技术公布日：2024/6/18