钎子连接部分的若干问题

锥体连接其结构简单，加工制造容易，但工作不甚可靠，在卡钎、连接不良和凿岩机有强烈空打时易出现掉钎头的问题。又由于冲击负荷是靠锥体传递，因此锥体部的受力严重，易出现胀裤和裂裤问题。

这里所说的钎子连接部分是指分体钎的钎杆与钎头的连接部分和接杆钎中的各杆间及钎杆与钎头间的连接部分。

(一)连接类型及特点

本讲第三节已经说过，分体钎杆与钎头的连接形式有两种形式，即锥体连接和螺纹连接。接杆钎中的各连接均为螺纹连接。ISO中规定的螺纹结构形式有两种:波形螺纹和反锯齿形螺纹。从国内外资料看，波形螺纹分正切型和公切线型两种，详见图6-24和表6-3。

螺纹连接较锥体连接可靠且不存在钎头胀裤和裂裤问题，但相对比较之下，其加工工艺性较锥体连接为差。

不合理地操作会使螺纹松动，使螺纹表面间产生摩擦，因此螺纹连接易因磨损而报废。

(二)有关结构计算及分析

1．锥体连接

锥体连接具体结构如图6-25所示。

国际标准ISO1718-1974中规定的锥角α=4°46’，7°和12°三种，日本工业标准IISM3903-1964(1975年确认)中只规定α=6°一种，而我国冶金部YB2003-78中规定α＝7°

从对ISO1718-1974有关钎头各部的尺寸统计计算可知:1＝8.22~17毫米；d₂/d₁=1.16~1.43(α角小取小值，α角大取大值)；d/d₂=1.22~1.50，但一般d较钎头外径小3毫米。

从锥度连接的摩擦力矩计算公式(见图6-26)。

可知: α角越小，则M摩值越大；在α角一定和d₁值为已知时，如果d₂越大(即连接长度越长)，则M摩也越大；但d值受钎头直径D的限制，d₂如果越大则d/d₂就将越小，即说明钎头端部壁厚越小，越易发生钎头的胀裤和裂裤问题。另外，α角越小则连接自锁性和对中性越好，则连接可靠性越高。

较大的1值一方面是为了方便机械加工，但更主要的是为了解决在相配件锥体加工不良或工作时发生磨损及变形情况下，使钎杆锥端顶住钎头底平面而造成锥体连接失效的问题。

根据锥体连接的特点，钎头、钎杆锥体部的加工应精确，不但要有较高的尺寸精度、角度精度，而且要有较高的形状精度和表面光洁度，否则将影响钎头的实际连接尺寸，使受力恶化并降低连接可靠性。图6-27是几种常见的加工误差对连接状况的影响。

示例(假设钎杆锥体加工正确)。图中(a) 、(b)为锥角加工正确而尺寸不正确的情况；(c) 、(d)为锥角不正确的情况。由于锥角较小，因此较小的直径方向的尺寸误差将造成较大的轴向方向的尺寸变化，既减小了连接长度，又易使端部顶住使锥体连接失效；角度误差也从减少连接长度和改变锥体受力状态方面影响钎具寿命和使用可靠性。

2．螺纹连接

影响螺纹连接的几何要素有螺距、齿侧接触面、齿侧角等；而齿侧接触而是由齿侧接触线长及螺纹连接长度所决定；齿侧接触线长度又决定于螺距、齿侧角、牙高等要素。下面分别叙述各要素对螺纹连接性能的影响情况。

(1)螺距

国际标准、日本标准和瑞典标准均规定波形螺纹的螺距为12.7毫米，而我国冶金部标准YB2004-78中规定为12毫米。从螺纹表面的受力情况看(见图6-28)，螺距小则在相同的螺纹直径和受有相同的轴向力情况下，其螺纹升角α就愈小，因此正压力

就愈大。另外，由于这种螺纹的螺距只规定一种，因此螺纹升角随螺纹规格的增大而变小，从螺纹的上紧扭矩公式(假设按矩形螺纹考虑)

可知:上紧扭矩M随α角变小而变小，但凿岩时凿岩机所产生的扭矩(指外部阻力产生的反扭矩)基本上是一定的，因此α角愈小螺纹愈上得紧，螺纹表面所产生的正压力愈大因而摩擦力愈大，卸钎所需的扭矩也愈大，卸钎愈困难；特别是当α小到小于螺纹副间的摩擦角时，则螺纹自锁，更增加卸钎的困难。如果钢对钢的摩擦系数取0.15，则摩擦角为8°32'，因此这种螺纹在螺距为12.7毫米时其外径最好不要超过∅32毫米。