頂板鉆頭和相關(guān)聯(lián)的聯(lián)接器的制作方法

本發(fā)明涉及頂板鉆頭，該頂板鉆頭具有在礦井頂板中鉆出鉆孔的典型用途。更具體地講，本發(fā)明涉及具有相關(guān)聯(lián)的聯(lián)接器的頂板鉆頭。

背景技術(shù)：

擴展地下礦井(諸如煤礦)需要挖掘隧道。該隧道最初具有未被支撐的頂板。為了在地下隧道中的確立區(qū)域中支撐并穩(wěn)定頂板，在頂板中鉆出鉆孔。用于鉆這些孔的設(shè)備通常包括具有附接到鉆頭的長軸(即鉆鋼)的鉆具，其中頂板鉆頭在其遠端處可拆卸地安裝到鉆鋼。為了開始鉆孔操作，然后將頂板鉆頭壓靠在頂板上，并且操作鉆孔設(shè)備以便在頂板中鉆出鉆孔。鉆孔可在兩英尺到大于二十英尺之間延伸進入頂板中。這些鉆孔填充有樹脂，并且頂板螺栓附連在鉆孔內(nèi)。然后將頂板支撐件(諸如頂板面板)附接到頂板螺栓。

可以理解，鉆孔操作產(chǎn)生鉆孔碎屑。重要的是從鉆孔附近移除或排出這種鉆孔碎屑。更具體地講，重要的是從頂板鉆頭最初接合地層的位置附近移除鉆孔碎屑，以便減少頂板鉆頭上的磨損并且提高鉆孔操作的總體效率。此類頂板鉆孔裝置的例子示于授予bise等人的美國專利no.8,807,248和授予swope等人的美國專利no.8,002,054中，(這兩個專利均轉(zhuǎn)讓給賓夕法尼亞州拉特羅布的肯納公司(kennametalinc.,latrobe,pennsylvania)，其也是本申請的受讓人)。在這兩個例子中，在頂板鉆頭主體中形成排放端口，所述頂板鉆頭主體與頂板鉆頭切削刃一體形成，因此由于使用期間的磨損而需要更換整個組件。

因此，非常期望提供克服已知的此類裝置的限制、劣勢和/或缺點的改進的頂板鉆頭裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的方面，用于與頂板鉆頭一起使用的聯(lián)接器包括細長聯(lián)接器主體，該細長聯(lián)接器主體具有用于將頂板鉆頭可移除地附接到其上的向前端以及向后驅(qū)動端。細長聯(lián)接器主體在其中包含內(nèi)部孔和形成在細長聯(lián)接器主體的外表面上的灰塵端口，其中灰塵端口與內(nèi)部孔連通。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)備包括用于在礦井頂板中鉆出鉆孔的頂板鉆頭，該頂板鉆頭具有切削刃和相對的附接端。設(shè)備還包括聯(lián)接器，該聯(lián)接器具有用于與頂板鉆頭的附接端配合的向前端以及向后驅(qū)動端，該聯(lián)接器在其中包含內(nèi)部孔和形成在聯(lián)接器的外表面上的灰塵端口，其中灰塵端口與內(nèi)部孔連通。

根據(jù)本發(fā)明的另外方面，用于在礦井頂板中鉆出鉆孔的頂板鉆頭組件包括具有切削刀片和頂板鉆頭基部的頂板鉆頭，其中切削刀片附連到頂板鉆頭基部。組件還包括聯(lián)接器，該聯(lián)接器具有用于與頂板鉆頭的頂板鉆頭基部配合的向前端以及向后端，該聯(lián)接器包含用于在鉆出鉆孔時移除碎屑的裝置。

在閱讀本說明書和附圖之后，本發(fā)明的這些和其他方面將得到更充分的理解。

附圖說明

圖1a-圖1c是根據(jù)本發(fā)明的方面的頂板鉆頭組件的分解視圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的圖1a-圖1c的頂板鉆頭組件的一部分的組裝等軸視圖。

圖3a-圖3b是根據(jù)本發(fā)明的方面的圖1a-圖1c的頂板鉆頭組件的組裝視圖。

圖4a-圖4b分別是根據(jù)本發(fā)明的方面的另外的頂板鉆頭組件的分解視圖和組裝視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的方面的另外頂板鉆頭組件的分解視圖。

具體實施方式

參見圖1-圖3b，示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的通常標記為10的頂板鉆頭組件。在一方面，組件10包括適于例如在礦井頂板中鉆出鉆孔的頂板鉆頭12。在一個特定方面，頂板鉆頭12可包括切削刀片14和頂板鉆頭基部16。切削刀片14形成切削刃并且頂板鉆頭基部16形成相對的附接端，如本文將描述的。切削刀片14可接納在形成于頂板鉆頭基部16中的狹槽18中并且附連到其上。硬釬焊是可用于將切削刀片14附接或附連到狹槽18內(nèi)的頂板鉆頭基部16的典型方法。然而，應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明的方面，可使用其他頂板鉆頭裝置。

在一方面，硬刀片14通常包括硬質(zhì)材料，諸如燒結(jié)(鈷)碳化鎢?？捎糜谟睬邢鞯镀?4的常規(guī)燒結(jié)(鈷)碳化鎢材料包括例如鈷-碳化鎢的組合物，其中鈷的范圍在約2重量％與約12重量％之間，其余為碳化鎢和公認的雜質(zhì)。更具體地講，用于切削刀片14的優(yōu)選組合物包含約6重量％的鈷，并且其余為碳化鎢和公認的雜質(zhì)。應(yīng)該認識到，不旨在通過列舉特定燒結(jié)碳化物組合物或燒結(jié)碳化物組合物的范圍來限制本發(fā)明的范圍。

在另一方面，組件10包括聯(lián)接器20，該聯(lián)接器被構(gòu)造成用于與頂板鉆頭12配合并且將該頂板鉆頭可移除地附接到其上。更具體地講，聯(lián)接器20具有細長聯(lián)接器主體22(通常由鋼或類似的材料形成)，該細長聯(lián)接器主體具有用于與頂板鉆頭12配合并且將該頂板鉆頭可移除地附接到其上的第一端或向前端24。聯(lián)接器主體22還具有用于附接到例如鉆鋼(未示出)和/或驅(qū)動工具諸如鉆具(未示出)的第二端或向后驅(qū)動端26。

鉆孔操作產(chǎn)生鉆孔碎屑并且重要的是從鉆孔附近移除或排出這種鉆孔碎屑。更具體地講，重要的是從頂板鉆頭12最初接合地層的位置附近移除鉆孔碎屑，以便減少頂板鉆頭12上的磨損并且提高鉆孔操作的總體效率。因此，聯(lián)接器20包括形成于聯(lián)接器主體22中的內(nèi)部孔28和形成在細長聯(lián)接器主體22的外表面32上的至少一個灰塵端口30(通常稱為吸塵端口)，其中灰塵端口30與內(nèi)部孔28連通以允許灰塵/碎屑進入灰塵端口30中并且流過孔28離開鉆孔區(qū)域。在一方面，灰塵端口30鄰近聯(lián)接器主體22的向前端24定位以便靠近頂板鉆頭12和鉆孔區(qū)域。在示出的實施例中，聯(lián)接器20包括兩個對稱地相對的灰塵端口30。

在鉆孔操作期間，頂板鉆頭12經(jīng)歷最多的磨損并且需要周期性地更換。因此，本發(fā)明的方面提供了可移除地附接到聯(lián)接器20的頂板鉆頭12以使得頂板鉆頭12可根據(jù)需要更換。與跟包括灰塵端口和孔的主體一體形成的頂板鉆頭相反，應(yīng)當理解，通過將頂板鉆頭12可移除地附接到聯(lián)接器20，具有灰塵端口30的聯(lián)接器20不需要連同頂板鉆頭12一起更換，從而減少了材料的使用。

為了將頂板鉆頭12可移除地附接到聯(lián)接器20，本發(fā)明提供了用于將頂板鉆頭12可移除地附接到聯(lián)接器20的裝置。仍然參見圖1-圖3b，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于將頂板鉆頭12可移除地附接到聯(lián)接器20的彈簧夾裝置32。具體地講，彈簧夾32包括用于插入形成于聯(lián)接器20的向前端24中的附接開口36中的偏置構(gòu)件34。偏置構(gòu)件34是柔性和彈性的，因此允許彈簧夾32的按鈕構(gòu)件38插入并延伸穿過形成于聯(lián)接器20的向前端24中的孔40(參見例如圖2)。

為了然后將頂板鉆頭12可移除地附接到聯(lián)接器20，可將按鈕構(gòu)件38向內(nèi)按壓以允許頂板鉆頭12，以及具體地講頂板鉆頭基部16定位在聯(lián)接器20上，使得形成于頂板鉆頭基部16中的孔42與聯(lián)接器20中的孔40對準。這允許按鈕構(gòu)件38然后通過孔42向外擴展，并且因此將頂板鉆頭12固定到聯(lián)接器(參見例如圖3a和圖3b)，同時仍然保持該頂板鉆頭通過向內(nèi)按壓按鈕構(gòu)件38而容易地從聯(lián)接器20移除并且根據(jù)需要移除頂板鉆頭12以用于更換或其他方面。

參見圖4a-圖4b，示出了用于將頂板鉆頭112可移除地附接到組件110的聯(lián)接器120的另外裝置。具體地講，頂板鉆頭基部116包括向下懸垂的柱144，該向下懸垂的柱延伸穿過形成于聯(lián)接器120的向前端124中的附接開口136。柱144延伸到灰塵端口130的上壁部分145中。柱144包括用于接納銷148(參見圖4b)的孔146(參見圖4a)，該銷將頂板鉆頭基部116可移除地附接到聯(lián)接器120。銷148與上壁部分145配合以將頂板鉆頭112保持就位。

參見圖5，示出了用于將頂板鉆頭212可移除地附接到組件210的聯(lián)接器220的另外裝置。具體地講，頂板鉆頭基部116包括螺紋端249，該螺紋端螺紋連接到形成在聯(lián)接器220的向前端224上的螺紋250上。

應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明的方面，可提供用于將頂板鉆頭可移除地附接到聯(lián)接器的其他裝置。

盡管上文出于說明目的已描述了本發(fā)明的特定實施例，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的情況下，可以對本發(fā)明的細節(jié)做出許多變型。