CN106761482B - 一种自动夹紧松开机械式卡盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动夹紧松开机械式卡盘，包括上箱体、下箱体、前基座、后基座和齿轮传动装置，下箱体上设有卡盘轴承，二级齿轮和三级齿轮分别固定在二级轴上，二级齿轮与一级齿轮啮合，一级齿轮固定在一级轴上，一级轴由动力伺服马达控制；所述前基座与后基座之间依次设有卡盘动力齿轮、卡盘轴承、卡盘调速齿轮，后基座上固定有三个卡爪；卡盘动力齿轮与三级齿轮结合；卡盘调速齿轮与调速齿轮啮合，调速齿轮固定在调速轴上，调速轴由调速马达控制。本机械卡盘能够通过机械动力实现自动夹紧松开工件过程，过程快速且牢固可靠，减少传统机械卡盘的人工操作过程，可实现全自动化过程提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动夹紧松开机械式卡盘，属于机械领域。
背景技术
卡盘是钻机中直接给钻杆传递力的独立部件。其功用是夹紧钻杆，传递转矩，完成加减压钻进"悬吊和提动钻具"处理事故时的辅助动作等。在液压驱动动力头钻机中，卡盘与夹持器配合可实现拧卸钻杆和升降钻具的功能。卡盘的结构及性能直接影响钻机整体可靠性。
卡盘按照获取作用力的方式，主要分为机械卡盘和液压卡盘。传统的机械卡盘夹紧和松开靠手动操作，其结构较简单、加工方便，但操作费力、安全可靠性差。液压卡盘具有动作迅速、操作轻便、易于集中控制和实现程序控制等优点，但结构复杂、维修要求高。
发明内容
本发明旨在提供一种自动夹紧松开机械式卡盘，可依靠液压或电机动力工作，主要针对智能钻机、各种铣床、车床上使用。
本发明提供了一种自动夹紧松开机械式卡盘，包括上箱体、下箱体、前基座、后基座和齿轮传动装置，齿轮传动装置包括一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、卡盘动力齿轮、调速齿轮、卡盘调速齿轮、动力轴和调速轴；其中动力轴为整个机械卡盘提供转动动力来源，调速轴为卡盘提供夹紧松开的动力；动力轴包括一级轴和二级轴；
下箱体上设有卡盘轴承，二级齿轮和三级齿轮分别固定在二级轴上，二级齿轮与一级齿轮啮合，一级齿轮位于二级齿轮上方，一级齿轮固定在一级轴上，一级轴由动力伺服马达控制；
所述前基座与后基座之间依次设有卡盘动力齿轮、卡盘轴承、卡盘调速齿轮，后基座上沿圆周方向固定有三个卡爪；卡盘轴承嵌入箱体的环形卡环内，能自由转动；卡盘通过卡盘轴承固定在箱体上；卡盘动力齿轮与三级齿轮啮合；卡盘调速齿轮与调速齿轮啮合，调速齿轮固定在调速轴上，调速轴由调速马达控制。
所述卡盘动力齿轮通过螺钉固定在前基座上；所述前基座、后基座上设有卡槽，卡爪嵌入卡槽内并将前、后基座固定在一起，前、后基座紧密贴合卡盘调速齿轮。前、后基座通过卡槽连接，可以同时转动。
所述调速马达固定在上箱体的外部，调速马达与调速轴连接。
所述一级轴与动力伺服马达连接，动力伺服马达固定在上箱体的外部。
所述一级轴通过轴承固定在上箱体上，二级轴通过轴承固定在下箱体上；所述调速轴通过小轴承固定在上箱体内部。
本发明中，传动过程为：主动力源工作通过齿轮传动带动整个卡盘转动，同时副动力伺服马达带动卡盘上的调速齿轮要保持转速与整个卡盘速度相同，此时调速齿轮与卡盘相对速度为零，调速齿轮不会带动卡爪产生向心运动；当要松开、夹紧工件时，调速齿轮转动速度适当变化，与卡盘主转速产生差速，使得啮合的卡爪随调速齿轮做向中心靠近或退出的运动过程，夹紧或松开工件，整个过程中卡盘并不会停止转动。
本发明的有益效果：
（1）本机械卡盘能够通过机械动力实现自动夹紧松开工件过程，过程快速且牢固可靠，减少传统机械卡盘的人工操作过程，可实现全自动化过程提高工作效率；
（2）整体结构简单，不同于液压卡盘复杂、精密的设计过程，制造、安装方便，工程造价低廉、经济实用；
（3）避免卡盘停机过程，快速替换工件、钻杆并有效保护电机、液压马达等动力元件。
附图说明
图1为自动可夹紧松开机械式卡盘的爆炸效果图。
图2为自动夹紧松开机械式卡盘的内部结构图。
图3为卡盘的结构图。
图中：1—下箱体；2—螺钉；3—卡盘动力齿轮；4—卡盘轴承；5—前基座；6—卡盘调速齿轮；7—后基座；8—卡爪；9—上箱体；10—二级齿轮；11—轴承端盖；12—轴承；13—一级轴；14—一级齿轮；15—二级轴；16—小轴承；17—调速轴；18—调速齿轮；19—三级齿轮。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1~3所示，一种自动夹紧松开机械式卡盘，包括上箱体9、下箱体1、前基座5、后基座7和齿轮传动装置，齿轮传动装置包括一级齿轮14、二级齿轮10、三级齿轮19、卡盘动力齿轮3、调速齿轮18、卡盘调速齿轮6、动力轴和调速轴17；其中动力轴为整个机械卡盘提供转动动力来源，调速轴为卡盘提供夹紧松开的动力；动力轴包括一级轴13和二级轴15；
下箱体上设有卡盘轴承4，二级齿轮10和三级齿轮19分别固定在二级轴15上，二级齿轮10与一级齿轮14啮合，一级齿轮14位于二级齿轮10上方，一级齿轮14固定在一级轴13上，一级轴13由动力伺服马达控制；
所述前基座5与后基座7之间依次设有卡盘动力齿轮3、卡盘轴承4、卡盘调速齿轮6，后基座7上沿圆周方向固定有三个卡爪8；卡盘轴承4嵌入箱体的环形卡环内，能自由转动；卡盘通过卡盘轴承固定在箱体上；卡盘动力齿轮3与三级齿轮19啮合；卡盘调速齿轮6与调速齿轮18啮合，调速齿轮18固定在调速轴17上，调速轴17由调速马达控制。
外部动力伺服马达固定在上箱体9外部，并与一级轴连接13带动一级齿轮14转动，二级齿轮10和三级齿轮19固定于二级轴15上，一级齿轮啮合二级齿轮，三级齿轮啮合卡盘动力齿轮3，二级轴15通过轴承12固定在箱体上。调速用马达可固定于上箱体9外部，并与调速轴17连接，调速轴通过小轴承16固定于上箱体内部。调速齿轮18固定于调速轴上，并与卡盘调速齿轮6啮合，卡盘轴承4外圈嵌入箱体的环形卡环内，可自由转动。卡盘通过卡盘轴承4固定于箱体上，卡盘动力齿轮通过4根螺钉3固定在前基座5上，前基座5、后基座7上分别设有卡槽，3个卡爪8嵌入前后基座的卡槽内，使两个基座紧密贴合卡盘调速齿轮，卡盘动力齿轮带动前后基座，调速齿轮整体运动。其中传动齿轮皆通过轴、轴承、轴承座固定于箱体上，在此不做具体描述。
Claims (5)
1.一种自动夹紧松开机械式卡盘，其特征在于：包括上箱体、下箱体、前基座、后基座和齿轮传动装置，齿轮传动装置包括一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、卡盘动力齿轮、调速齿轮、卡盘调速齿轮、动力轴和调速轴；动力轴包括一级轴和二级轴；
下箱体上设有卡盘轴承，二级齿轮和三级齿轮固定在二级轴上，二级齿轮与一级齿轮啮合，一级齿轮位于二级齿轮上方，一级齿轮固定在一级轴上，一级轴由动力伺服马达控制；
所述前基座与后基座之间依次设有卡盘动力齿轮、卡盘轴承、卡盘调速齿轮，后基座上沿圆周方向固定有三个卡爪；卡盘轴承嵌入箱体的环形卡环内，能自由转动；前基座、后基座、卡盘动力齿轮、卡盘调速齿轮通过卡盘轴承固定在箱体上；卡盘动力齿轮与三级齿轮啮合；卡盘调速齿轮与调速齿轮啮合，调速齿轮固定在调速轴上，调速轴由调速马达控制。
2.根据权利要求1所述的自动夹紧松开机械式卡盘，其特征在于：所述卡盘动力齿轮通过螺钉固定在前基座上；所述前基座、后基座上设有卡槽，卡爪嵌入卡槽内并将前、后基座固定在一起，前、后基座紧密贴合卡盘调速齿轮。
3.根据权利要求1所述的自动夹紧松开机械式卡盘，其特征在于：所述调速马达固定在上箱体的外部，调速马达与调速轴连接。
4.根据权利要求1所述的自动夹紧松开机械式卡盘，其特征在于：所述一级轴与动力伺服马达连接，动力伺服马达固定在上箱体的外部。
5.根据权利要求1所述的自动夹紧松开机械式卡盘，其特征在于：所述一级轴通过轴承固定在上箱体上，二级轴通过轴承固定在下箱体上；所述调速轴通过小轴承固定在上箱体内部。
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