CN101915066B

CN101915066B - 球卡式夹持机构

Info

Publication number: CN101915066B
Application number: CN2010102692738A
Authority: CN
Inventors: 刘长驰; 李瑾炜
Original assignee: Jiangsu Wuxi Mineral Exploration Machinery General Factory Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Wuxi Mineral Exploration Machinery General Factory Co Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: CN101915066A

Abstract

本发明涉及一种球卡式夹持机构，其主要采用六方主动钻杆套在顶套和立轴内，上下通过钢球卡在钻杆的圆弧槽内；顶套下端通过其本身的反牙螺纹和立轴上端螺纹连接，轴承盖固定在圆环上，销轴将手柄环固定在上盖上，夹持环通过轴承固定在圆环内，夹持环通过挡圈压在顶套上，一对轴承背对背安装在压梁内，上端通过隔套和顶套拧紧在立轴的台阶上，起轴向定位。本发明能满足小口径钻机的钻杆夹持要求，相比大口径钻机的碟簧夹持机构，本机构结构简单，零件数量少，靠机械机构实现钻杆的夹紧和松开，安全可靠、重叠少，维护十分方便；材料和成本低、制造方便，性价比高，适合在其他类似小型钻机的回转器上推广。

Description

球卡式夹持机构

技术领域

本发明涉及一种球卡式夹持机构，具体地说是在小型钻机回转器上实现夹紧和松开钻杆的装置，靠可移位钢球卡在主动钻杆上，实现钻杆旋转和上下给进，最终实现钻进施工的机构，属于工程机械（钻机）领域。

背景技术

回转器属于钻机上的重要部件，其功能主要是实现钻杆的夹持，带动钻杆旋转和给进。在夹持钻杆的方式上，国内多用碟形弹簧型式，即碟簧夹紧油压松开；国外多用氮气弹簧型式；还有齿轮齿条夹紧型式等。前两种夹紧型式最为普遍，其优点是夹持力大，适用于中深孔钻机。在小型钻机（爆破孔钻机、浅层取样钻机）的回转器上，夹持机构的要求更多是简单、轻便可靠、维护方便。本装置正是应这样的使用要求开发的。

传统的碟簧夹紧机构会受碟簧的失效和液压系统故障的制约，碟簧的软硬和液压系统压力的波动都会影响钻杆的夹紧和打开效果，本球卡式夹紧机构全部为机械式结构，实现的过程简单可靠，手柄的上抬和下压就可实现钻杆的夹紧和松开，且零件之间相互制约少，维护方便简单。

在浅层取样孔和小型爆破孔钻机上，本夹紧装置非常适合，不光能覆盖钻机原有回转器的功能，在操作和维护上深受用户和操作手欢迎。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种球卡式夹持机构，能满足小口径钻机的钻杆夹持要求，相比大口径钻机的碟簧夹持机构，零件数量少，完全靠机构结构实现钻杆的夹紧和松开，安全可靠、维护方便。

按照本发明提供的技术方案，球卡式夹持机构主要特征是：采用六方主动钻杆套在顶套和立轴内，上下通过钢球卡在钻杆的圆弧槽内；顶套下端通过其本身的反牙螺纹和立轴上端螺纹连接，挡圈卡在顶套的上端，O形圈套在顶套的上端，轴承盖固定在圆环上，销轴将手柄环固定在上盖上，夹持环通过轴承固定在圆环内，上端通过挡圈轴向定位，夹持环通过挡圈压在顶套上，一对轴承背对背安装在压梁内，上端通过隔套和顶套拧紧在立轴的台阶上，起轴向定位；圆环螺栓和垫圈拧在手柄环上，圆环螺栓的头部位于圆环的槽内，内六角螺栓和弹簧垫圈将上盖固定在压梁上。

所述六方主动钻杆的六方表面和顶套的内六方相配合。所述轴承盖上设置有油嘴。所述上盖内装有油封。所述手柄环上装有手柄、手柄球。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；能满足小口径钻机的钻杆夹持要求，相比大口径钻机的碟簧夹持机构，本机构结构简单，零件数量少，完全靠机械结构实现钻杆的夹紧和松开，安全可靠、重叠少，维护十分方便；材料和成本低、制造方便，性价比高，适合在其他类似小型钻机的回转器上推广。

附图说明

图1为本发明球卡式夹持机构工作状态图示意图。

图2为图1的结构俯视图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1～图2所示，包括六方主动钻杆1、挡圈2、顶套3、油嘴4、O形圈5、螺栓6、弹簧垫圈7、销轴8、轴承盖9、挡圈10、轴承11、圆环12、　夹持环13、钢球14、挡圈15、上盖16、油封17、压梁18、轴承19、隔套20、立轴21、圆环螺栓22、垫圈23、内六角螺栓24、弹簧垫圈25　手柄环26、手柄27、手柄球28。

本发明主要采用六方主动钻杆1套在顶套3和立轴21内，上下通过钢球14卡在钻杆的圆弧槽内；六方主动钻杆1的六方表面和顶套3的内六方结构相配合，顶套3下端通过其本身的反牙螺纹和立轴21的上端螺纹连接，而立轴是转动的，这样就达到回转传动的功能，以至最终带动六方主动钻杆1转动。挡圈2卡在顶套3的上端，起向上的限位作用。油嘴4拧在轴承盖9上，起润滑轴承11的作用。O形圈5套在顶套3的上端，起密封作用。螺栓6和弹垫7将轴承盖9固定在圆环12上。销轴8将手柄环26固定在上盖16上，手柄环26可以围绕销轴8上下转动。夹持环13通过轴承11固定在圆环12内，上端通过挡圈10轴向定位。夹持环13通过挡圈15压在顶套3上。油封17装在上盖16内，起密封下端轴承19的作用。一对轴承19背对背安装在压梁18内，上端通过隔套20和顶套3拧紧在立轴21的台阶上，起轴向定位。圆环螺栓22和垫圈23拧在手柄环26上，圆环螺栓22的头部位于圆环12的槽内，手柄环26上下抬起时即可将圆环12跟着一起抬起。内六角螺栓24和弹簧垫圈25将上盖16固定在压梁18上。手柄27、手柄球28分别拧在手柄环26上。

本发明的工作原理及工作过程：

本发明采用六方主动钻杆1通过钢球14卡在整个装置内，由旋转的立轴带动一起旋转，实现钻进施工。

1、钻杆打开（见图1）

抬起手柄27，带动手柄环26围绕销轴8上行。拧在手柄环26上的圆环螺栓22的端部卡在圆环12的径向槽内（见图2俯视图），带动圆环12同步上行。圆环12通过轴承11、挡圈10带动夹持环13上行。夹持环13上行通过其自身的内斜面和内台阶（见图2），让开钢球的间隙，钢球向外让开六方主动钻杆1的圆弧槽，钻杆便可打开抽出。

2、钻杆夹紧（见图1）

放下手柄27，带动手柄环26围绕销轴8下行。拧在手柄环26上的圆环螺栓22的端部卡在圆环12的径向槽内，带动圆环12同步下行。圆环12通过轴承11、挡圈10带动夹持环13下行。夹持环13下行通过其自身的内斜面和内台阶（见图2），压缩钢球向内移动，钢球向内移动卡在六方主动钻杆1的圆弧槽内，钻杆的上下位移即被固定。根据杠杆原理及力学分析，六方主动钻杆1的反作用力，不可能通过钢球再顶开夹持环13，而手柄的常态始终是向下的，实际上钢球和钻杆已被锁住。

3、旋转功能的实现

钻杆被6只钢球卡住，限制上下位移；钻杆的六方表面和顶套3的六方内孔相配合，使径向旋转同步。六方顶套3是通过螺纹和立轴21相连接的，立轴21是旋转的，最终钻杆就被带动进行同步转动。

本发明核心由一夹持环、六方顶套、6个钢球组成，钢球位于六方顶套的6个孔内，靠夹持环的斜面上下运动，挤压钢球产生径向位移，卡入钻杆的圆弧槽内，以至最终夹紧钻杆达到旋转钻进的功能。

Claims

1.一种球卡式夹持机构，其特征是：采用六方主动钻杆（1）套在顶套（3）和立轴（21）内，上下通过钢球（14）卡在钻杆的圆弧槽内；顶套（3）下端通过其本身的反牙螺纹和立轴（21）上端螺纹连接，挡圈（2）卡在顶套（3）的上端，O形圈（5）套在顶套（3）的上端，轴承盖（9）固定在圆环（12）上，销轴（8）将手柄环（26）固定在上盖（16）上，夹持环（13）通过轴承（11）固定在圆环（12）内，上端通过挡圈（10）轴向定位，夹持环（13）通过挡圈（15）压在顶套（3）上，一对轴承（19）背对背安装在压梁（18）内，上端通过隔套（20）和顶套（3）拧紧在立轴（21）的台阶上，其轴向定位；圆环螺栓（22）和垫圈（23）拧在手柄环（26）上，圆环螺栓（22）的头部位于圆环（12）的槽内，内六角螺栓（24）和弹簧垫圈（25）将上盖（16）固定在压梁（18）上。

2.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述六方主动钻杆（1）的六方表面和顶套（3）的内六方相配合。

3.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述轴承盖（9）上设置有油嘴（4）。

4.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述上盖（16）内装有油封（17）。

5.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述手柄环（26）上装有手柄（27）、手柄球（28）。