CN101892814A - 开闭可控型液压胶套式卡盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开闭可控型液压胶套式卡盘，包括卡盘壳体、卡瓦、液压腔和与液压腔连通的液压油路，所述液压油路设置有液控单向阀；本发明利用液控单向阀控制卡盘油路开合的原理，实现了卡盘常闭和常开两者的有机结合，并将其成功的运用于单动液压系统钻机中，在节能降耗和安全方面表现出优秀的性能；另外，该卡盘从液压到机械夹紧，没有中间元件和增力机构，而且胶套内油压受力面积大，具有机械效率高，夹紧力大、安全可靠等优点。

Description

开闭可控型液压胶套式卡盘

技术领域

本发明涉及一种卡盘，特别涉及一种用于煤矿钻机的开闭可控型液压胶套式卡盘。

背景技术

卡盘是机械领域用于加紧工件的夹持装置。例如钻机钻杆就是通过卡盘加以夹持的。随着煤矿井下用钻机钻进能力的不断提高，对卡盘的性能要求也不断提高，目前，国内研制的钻进设备，采用液压胶套式卡盘作为一个重要发展方向，现行煤矿钻机上普遍采用的液压胶套式卡盘主要包括壳体、前后端盖、胶套、卡瓦、传扭盘、长短销、弹簧等零件组成，它在液压力的作用下，依靠胶套、卡瓦、弹簧等关重件共同完成卡瓦夹紧动作。其工作原理为：高压油经主轴(主轴起着提供主油路与控制油路通道作用，性能上不影响油路工作)、卡盘后端盖注入由胶套和卡盘壳体形成的密封油腔，胶套受到径向的压力使卡瓦组向中心移动，夹紧钻杆。现行液压胶套式卡盘虽然具有结构紧凑、夹紧力大而可靠、机械效率高等优点，但是尚存在以下不足：由于卡盘是通过密封油腔内的高压油径向挤压卡瓦而完成钻杆的抱紧动作，因此要保持卡瓦的持续抱紧，需要向密封油腔内持续供油，以保证密封油腔内的持续高压，因此，一旦出现停电或者因钻机故障紧急停机的情况，密封油腔因泵停止工作而损失压力，卡盘松开，导致钻杆及钻具出现滑落的危险，严重威胁着操作者的安全；同时，钻机工作过程中，提供给卡盘动力的小泵始终处于负载状态，大大的降低了钻机的功耗，缩短了泵的使用寿命，同时还导致频繁操作和液压油的连续流动带来的相关液压元器件过热，从而不得不增加冷却水的流量，加重了操作者的劳动强度。

针对上述不足，需探索一种新的液压胶套式卡盘，使其在保留原有功能的基础上，改善和克服上述缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种开闭可控型液压胶套式卡盘，使其能够控制卡瓦的常开和常闭，即使出现停电或者因钻机故障紧急停机情况，密封油腔不因泵停止工作而损失压力，卡盘一直处于常闭状态，钻杆及钻具不会有滑落的危险，保证了操作者的安全；同时可以通过液控单向阀轻松解开卡瓦，以方便拆卸钻杆；同时，还使钻机在工作过程中，提供给卡盘动力的小泵始终处于间歇性的负载状态，大大的降低了钻机的功耗，提高了泵的使用寿命，避免了频繁操作和液压油的连续流动导致的相关液压元器件过热，同时还减小了冷却水的流量，减轻了操作者的劳动强度，充分体现了该开闭可控型液压胶套式卡盘在节能降耗和安全方面优越性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种开闭可控型液压胶套式卡盘，包括卡盘壳体、卡瓦、液压腔和与液压腔连通的液压油路，所述液压油路设置有液控单向阀。

进一步，还包括设置于卡瓦两端的后端盖和前端盖(后端盖是指靠近连接盘一端的端盖，前端盖是与后端盖相对一端的端盖)，所述液控单向阀为螺纹插装式液控单向阀，螺纹插装式液控单向阀沿卡盘的径向设置于后端盖上，螺纹插装式液控单向阀的进油口与主轴主油路相连通，螺纹插装式液控单向阀的出油口与由卡盘壳体与胶套形成的密封油腔相连通，螺纹插装式液控单向阀的阀门控制油路与主轴控制油路相连通；

进一步，所述卡瓦上设置有复位弹簧；

进一步，所述所述卡瓦和胶套之间设置有垫板。

本发明的有益效果是：本发明的开闭可控型液压胶套式卡盘，由于在原有的液压胶套式卡盘的基础上增设了一道控制油路，利用液控单向阀控制卡盘油路开合的原理，实现了卡盘常闭和常开两者的有机结合，并将其成功的运用于单动液压系统钻机中，在节能降耗和安全方面表现出优秀的性能。常规情况下，卡盘处于常开状态，方便钻杆装卸；钻机工作时，高压液压油进入密封油腔后，供油停止，液控单向阀便自动关闭，钻杆被夹紧，装载和推进钻杆过程不再需后续供油便能满足钻机钻进，即使出现停电或者因钻机故障紧急停机情况，密封油腔不因泵停止工作而损失压力，卡盘一直处于常闭状态，钻杆及钻具不会有滑落的危险，保证了操作者的安全；卡盘打开时，只需提供主油路压力的1/4压力即可将液控单向阀解开。钻机工作的整个过程，提供给卡盘动力的小泵始终处于间歇性的负载状态，大大的降低了钻机的功耗，提高了泵的使用寿命，避免了频繁操作和液压油的连续流动导致的相关液压元器件过热，同时还减小了冷却水的流量，减轻了操作者的劳动强度，充分体现了该开闭可控型液压胶套式卡盘在节能降耗和安全方面优越性；另外，该卡盘从液压到机械夹紧，没有中间元件和增力机构，而且胶套内油压受力面积大，具有机械效率高，夹紧力大、安全可靠等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述；

附图1为本发明的结构剖视图；

附图2为附图1中沿A-A向的阶梯截面图；

具体实施方式

附图1为本发明的结构剖视图，附图2为附图1中沿A向的截面图；如图所示，本发明所涉及的开闭可控型液压胶套式卡盘，一种开闭可控型液压胶套式卡盘，包括卡盘壳体2、卡瓦6、液压腔和与液压腔连通的液压油路，所述液压油路设置有液控单向阀10。

本实施例中，还包括设置于卡瓦两端的后端盖1和前端盖5，所述液控单向阀10为螺纹插装式液控单向阀，螺纹插装式液控单向阀沿卡盘的径向设置于后端盖1上，螺纹插装式液控单向阀的进油口与主轴主油路相连通，螺纹插装式液控单向阀的出油口与由卡盘壳体2与胶套3形成的密封油腔相连通，螺纹插装式液控单向阀的阀门控制油路与主轴控制油路相连通。主油路经液控单向阀10中部主油路通孔流向卡盘壳体2和胶套3形成的密封油腔；控制油路从液控单向阀10底部控制主油路阀门的开闭，主油路与控制油路均由原油路回油。

本实施例中，所述液控单向阀为螺纹插装式液控单向阀，螺纹插装式液控单向阀沿卡盘的径向设置于后端盖1上。采用螺纹插装式液控单向阀，结构紧凑，体积小，易控制，拆装方便。

本实施例中，所述卡瓦上设置有复位弹簧9。当密封油腔内的高压油回流后，复位弹簧9挤压卡瓦6，帮助卡瓦回位，卡瓦松开，方便拆卸钻具。

本实施例中，所述所述卡瓦6和胶套3之间设置有垫板8。卡瓦在开闭过程中，垫板能够防止胶套被卡瓦形成的缝隙剪切所损坏。

本发明的开闭可控型液压胶套式卡盘的工作原理是：在液压力的作用下，依靠液控单向阀、胶套、卡瓦、弹簧等关重件共同完成卡瓦夹紧和松开动作。夹紧钻杆或钻具时，高压油经卡盘后端盖1、液控单向阀10、卡盘壳体2，最后注入由卡盘壳体2和胶套3形成的密封油腔，胶套3在高压油的膨胀作用下，受到径向的压力而收缩，使卡瓦组向中心移动，从而夹紧钻具，此时停止供油，液控单向阀10关闭，密封油腔内维持高压，在液压力的作用下，卡盘处于常闭式状态；松开钻杆或钻具时，高压油到达液控单项阀的底部，在压力的作用下解开阀门，密封油腔内液压油回流，密封油腔内的油压被解除，在弹簧9弹力作用下，卡瓦6挤压胶套3，恢复初始状态，松开钻杆。

采用液控单向阀控制卡盘夹紧松开动作，高压液压油进入密封油腔，液控单向阀自动关闭，卡盘处于常闭状态，打开时，只需提供主油路压力的1/4压力即可进行解锁，在钻机工作过程中，只需一次性的供油便能满足全过程的夹紧钻杆进行工作，不但大大的降低了钻机的功耗，而且减小了操作者的劳动强度；一旦出现停电或者因钻机故障紧急停机情况，密封油腔不因泵停止工作而压力损失，卡盘仍处于常闭状态，钻杆不会滑落，保证操作者的安全；同时，该卡盘从液压到机械夹紧，没有中间元件和曾力机构，而且胶套内油压受力面积大，具有机械效率高，夹紧力大、安全可靠等优点。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权要求范围当中。

Claims (4)

1.一种开闭可控型液压胶套式卡盘，包括卡盘壳体(2)、卡瓦(6)、液压腔和与液压腔连通的液压油路，其特征在于：所述液压油路设置有液控单向阀(10)。

2.根据权利要求1所述的开闭可控型液压胶套式卡盘，其特征在于：还包括设置于卡瓦两端的后端盖(1)和前端盖(5)，所述液控单向阀(10)为螺纹插装式液控单向阀，螺纹插装式液控单向阀沿卡盘的径向设置于后端盖(1)上，螺纹插装式液控单向阀的进油口与主轴主油路相连通，螺纹插装式液控单向阀的出油口与由卡盘壳体(2)与胶套(3)形成的密封油腔相连通，螺纹插装式液控单向阀的阀门控制油路与主轴控制油路相连通。

3.根据权利要求2所述的开闭可控型液压胶套式卡盘，其特征在于：所述卡瓦(6)上设置有复位弹簧(9)。

4.根据权利要求3所述的开闭可控型液压胶套式卡盘，其特征在于：所述所述卡瓦和胶套之间设置有垫板(8)。

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