牙轮钻进有三种作用：

(1)牙齿在岩石接触面上的侵入力对岩石表面产生碾碎作用 ；

(2)牙齿作圆周运动时的向心力对岩石产生剪切作用；

(3)在牙齿的冲击使岩石破碎成许多凹坑的前提下，牙轮通过滑移破碎岩石。为了增大牙轮的滑移作用，常把牙轮设计成带有移轴，复锥和超、退顶的结构，以使它在软岩中有更好的破碎岩石效果。

在钻头上施加轴向压力 ，使其齿侵入岩石，同时又给以扭矩，使牙轮在岩石表而滚动。当牙轮滚动时，牙轮齿以单齿和双齿交替地接触岩石(见图1)。单齿着地时，牙轮轴心在O点，双齿着地时，其轴心降至O1点，然后由O1又升到O2点，如此反复地进行，造成对岩石的周期性冲击。冲击周期应延续一定的时间，才能保证充分破碎岩石。一般认为延续应在6~30ms范围内。

牙轮钻进是指利用牙轮破碎岩石，形成钻孔或井巷的技术。1907年首先在美国用于油井钻凿。1957年以后，在美国和苏联露天金属矿山得到推广 。1973年开始应用于中国大、中型露天矿山。牙轮钻进也用于井巷掘进机的工作机构上。

(1)轴压应使牙轮齿与岩石间的接触应力大于岩石的侵人硬度，按岩石的硬度不同，每厘米孔径的轴压在5-14kN左右。

(2)扭矩是牙轮作功的主要部分。应予充分保证 。

(3)钻头转速，对软岩为80-120r/min，对硬岩为50-80r/min。

(4)排碴风速通常为25-45m/s。各工作参数需合理选取与配合，才能获得较高的钻孔效率和钻头寿命。

牙轮钻进是在硬岩钻凿大口径炮孔或巷道的有效方法，在露天矿凿岩作业中 ，当炮孔直径在200mm。以上时，牙轮钻进的效率比钢绳冲击钻和潜孔钻分别高3-5倍和1倍以上，成本降低10%-30%。因此使用范围不断扩大。2100433B

以往施工大口径、高承载力的嵌岩钻孔灌注桩大多采用钢粒或合金等方法钻进，设备机具损耗大，施工成本高，且施工质量难以保证。牙轮嵌岩桩工碎岩机理，适于基岩面较平坦的嵌岩灌注桩孔施工。该工法能大幅度提率，缩短成孔时间10－15h；同时能保证嵌岩深度，工程质量可靠，经计要求；施工中稳定性好，利于安全生产；且可降低施工成本，提高经米嵌岩钻头成本节约2860元。该工法操作简便，适应性广。 2100433B

常用的有四牙轮和六牙轮取心钻头两种。四牙轮取心钻头的牙轮有圆锥状与圆柱状两种型式； 六牙轮取心钻头的牙轮都是柱状。为了使钻头旋转平稳，取心钻头的内孔与钻头外圆应力求同心，防止偏心，内孔切出的岩心应是一个正圆，不得呈椭圆。牙轮的排列要对称，且各牙轮底必须在与钻头轴线相垂直的同一平面上。牙轮上齿的大小、多少及排列应随所钻岩性不同而异。