CN107503695A - 一种夹持器以及多功能钻机的钻杆夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种夹持器以及多功能钻机的钻杆夹持装置，夹持器包括驱动机构以及相对设置的两夹具头，两夹具头之间留有夹持空间；各夹具头分别包括夹持块和虎牙板，夹持块一端连接一驱动机构的伸缩驱动杆，另一端分别转动连接两块虎牙板，两虎牙板上下布置，且上虎牙板的下端以及下虎牙板的上端分别朝夹持块方向倾斜，使得两夹具头上的各虎牙板板面分别朝向夹持空间的中心。夹持装置包括底座和安装于底座上的、分别含有上述夹持器的外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元，卸扣单元的夹持器可转动，以在钻杆的外钻杆和内钻杆被夹持后，对待拆装的内钻杆部分进行卸扣或安装。本发明可提高拆装效率，延长夹持器及夹持装置的使用寿命。

Description

一种夹持器以及多功能钻机的钻杆夹持装置

技术领域

本发明涉及履带式液压锚杆钻机、旋喷钻机等多功能钻机的钻杆拆装技术领域，特别是一种夹持器以及多功能钻机的钻杆夹持装置。

背景技术

在多功能钻机施工过程中，夹持器主要作用是配合动力头进行钻杆的拆装，其性能的好坏直接影响施工效率以及整机性能。在钻杆的拆卸时，由于钻孔较深，钻杆长度较长挠性较大，钻杆往往偏离了夹持器中心，这个时候夹紧钻杆时，往往出现虎牙崩齿，钻杆打滑的现象，影响施工效率。

如图1示出的是专利申请号为2012200332836的夹持器给力装置，其中夹紧油缸1的一端与夹持块5连接，连接方式为铰接，压板4通过螺栓与垫片连接在夹持块上，卡瓦装在夹持块上的燕尾槽中。该装置的夹持块可以绕活塞杆的头部转动，而这依靠与夹持块上下左右与结构件的间隙，间隙过小夹持块基本不可转动，间隙过大会导致活塞杆在工作过程中受径向力，并且该结构增加了油缸的制造成本。

图2示出的是专利申请号2016101786237的一种锚杆钻机及其夹持器，其钻杆在整个工作过程中始终位于夹持器滑块包络圆中，当钻杆发生偏斜时，由于滑块对钻杆的约束迫使钻杆回到中心位置。此种装置能有效的保证钻杆在工作过程中的对中性，但是强行将钻杆矫正，首先对钻杆螺纹有一定的伤害，其次，在动力头与”被迫 ”对中后的钻杆连接后，松开钻杆对心装置，钻杆恢复到初始状态，此时对动力头轴承等有很大的损害，降低了动力头以及钻杆的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种夹持器以及多功能钻机的钻杆夹持装置，以在钻杆拆装过程中可自适应的夹持钻杆，提高拆装效率，同时可保护自身虎牙，减少崩齿，从而延长夹持器及夹持装置的使用寿命。

本发明采取的技术方案为：一种夹持器，包括驱动机构以及相对设置的两夹具头，两夹具头之间留有夹持空间；驱动机构包括可伸缩的驱动杆；

各夹具头分别包括夹持块和虎牙板，夹持块一端连接一驱动机构的驱动杆，另一端分别转动连接两块虎牙板，两虎牙板上下布置，且上虎牙板的下端以及下虎牙板的上端分别朝夹持块方向倾斜，使得两夹具头上的各虎牙板板面分别朝向夹持空间的中心。

夹持器中的驱动机构可采用油缸或者气缸，驱动杆即油缸或气缸的活塞杆。

优选的，夹持块连接虎牙板的一端内设有球形孔，虎牙板通过球形铰链转动连接夹持块；球形铰链的球形端安装于所述球形孔内，并可在球形孔内转动，虎牙板固连球形铰链的另一端，并可随球形铰链球形端的转动而转动，同时不改变倾斜角度。

优选的，所述虎牙板为圆形，球形铰链固接虎牙板的一端为圆形平面；夹持块内球形孔的深度大于或等于球形铰链球形端的半径。即球形铰链位于球形孔内的球形端为标准半球或者比标准半球更大的不完整球形，即可保证球形铰链不会从球形孔中滑脱。

进一步的，夹持块上、球形孔的外周固定安装有可将球形铰链的球形端限制在球形孔内的压板。当夹持块内球形孔的深度大于或等于球形铰链球形端的半径时，只需使得压板与球形铰链相接的部位形状与球形铰链周部表面相适应即可；当球形孔的深度小于球形铰链球形端半径时，则压板可与球形铰链露出球形孔的部分之间卡接，以限制球形端脱出，同时不影响球形端的转动。优选的，用于限制同一球形铰链的压板由上压板和下压板对接组成，并通过螺栓固定于夹持块上。

优选的，夹持块连接虎牙板一端的端面高度方向的中部向驱动油缸方向凹陷成角，两虎牙板分别平行安装于凹陷角的两侧面上。

优选的，其中一夹具头的上/下虎牙板与另一夹具头的下/上虎牙板的板面倾斜角度相同。

进一步的，本发明还包括支架，支架位于夹持空间下方，支架两端分别设有滑轨，两夹具头的夹持块下部分别滑动连接支架两端的滑轨。当驱动杆伸缩时，可带动夹具头的夹持块沿滑轨滑动，进而加紧或松开夹持空间内的钻杆（也可是其它需要夹紧的柱状物体）。

本发明还提供一种含有上述夹持器的多功能钻机的夹持装置，包括底座，底座上安装有外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元；

所述外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元分别包括夹持器；外钻杆夹持单元和内钻杆夹持单元中夹持器的驱动机构分别安装于底座上，夹持块滑动连接底座；外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元中三个夹持器的夹持空间的中心始终位于同一直线上；卸扣单元的夹持器可转动的安装于底座上，且夹持器的转动平面垂直于三个夹持器夹持空间中心所连成的直线；

卸扣单元还包括卸扣油缸；卸扣油缸一端转动连接底座，另一端转动连接卸扣单元的夹持器，卸扣油缸的伸缩可驱动卸扣单元的夹持器在其转动平面内转动。

本发明在应用时，可通过外钻杆夹持单元和内钻杆夹持单元分别对钻杆的外钻杆和内钻杆进行夹持，以确保在钻杆拆装过程中的位置稳定。将第一内钻杆和第二内钻杆的连接处置于内钻杆夹持单元与卸扣单元之间，使得内钻杆夹持单元和卸扣单元的夹持器分别夹持第一内钻杆和待拆装的第二内钻杆。夹持稳定后，即可操作卸扣油缸驱动卸扣单元的旋转，使得卸扣单元的夹持器夹持第二内钻杆转动一定角度，达到拆卸或安装的目的。

优选的，内钻杆夹持单元朝向卸扣单元的一侧固设有弧形轨道，卸扣单元的夹持器朝向内钻杆夹持单元的一侧固设有可与弧形轨道相配合的滑块；卸扣油缸的伸缩可驱动滑块在弧形轨道中滑动，进而带动卸扣单元的夹持器在其转动平面内转动。

优选的，滑块为与弧形轨道弧度相同的弧形，其嵌装于弧形轨道内。

有益效果

与现有技术相比，本发明的夹持器不仅能够有效夹持钻杆使得钻杆对中，同时其虎牙板可转动自适应钻杆的特点，能够保护钻杆和自身虎牙，减少磨损；

本发明的夹持装置在夹持器的基础上，能够对多功能钻机的较长钻杆进行多点有效夹持，同时通过夹持器之间转动连接的设置，利用卸扣油缸实现钻杆拆装时的旋转驱动。本发明可极大的提高钻杆拆装的效率，延长夹持器和夹持装置的使用寿命。

附图说明

图1所示为专利申请号为2012200332836的夹持器给力装置结构图；

图2所示为专利申请号为2016101786237的一种锚杆钻机及其夹持器结构图；

图3所示为本申请夹持器结构示意图；

图4所示为夹持器单侧夹具头的立体结构示意图；

图5所示为本申请夹持装置结构示意图；

图6所示为本申请夹持装置的应用示意图；

图7所示为夹持装置侧视角度示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

参考图3和图4，本发明的夹持器，包括驱动油缸（或气缸）11以及相对设置的两夹具头，两夹具头之间留有夹持空间16；

各夹具头分别包括夹持块12和虎牙板14，夹持块12一端连接一驱动油缸（或气缸）11的活塞杆19，另一端分别转动连接两块虎牙板14，两虎牙板14上下布置，且上虎牙板的下端以及下虎牙板的上端分别朝夹持块12方向倾斜，使得两夹具头上的各虎牙板14板面分别朝向夹持空间的中心。即各虎牙板14板面的垂线朝向夹持空间的中心，优选为，各虎牙板14板面的垂线可在夹持空间的中心处相角。

夹持块12连接虎牙板14的一端内设有球形孔13，虎牙板14通过球形铰链转动连接夹持块12；球形铰链的球形端15安装于所述球形孔13内，并可在球形孔13内转动，虎牙板14固连球形铰链的另一端，并可随球形铰链球形端的转动而转动，同时不改变倾斜角度。

如图4，虎牙板14为圆形，球形铰链固接虎牙板的一端为圆形平面；夹持块内球形孔的深度大于或等于球形铰链球形端的半径。即球形铰链位于球形孔内的球形端为标准半球或者比标准半球更大的不完整球形，即可保证球形铰链不会从球形孔中滑脱。虎牙板的形状也可为图5所示的方形等其它形状，但其可转动的特征不变。

进一步的，夹持块12上、球形孔13的外周固定安装有可将球形铰链的球形端限制在球形孔内的压板。当夹持块内球形孔的深度大于或等于球形铰链球形端的半径时，只需使得压板与球形铰链相接的部位形状与球形铰链周部表面相适应即可；当球形孔的深度小于球形铰链球形端半径时，则压板可与球形铰链露出球形孔的部分之间卡接，以限制球形端脱出，同时不影响球形端的转动。优选的，用于限制同一球形铰链的压板由上压板121和下压板122对接组成，并通过螺栓固定于夹持块12上。

夹持块12连接虎牙板14一端的端面高度方向的中部向驱动油缸11方向凹陷成角，两虎牙板分别平行安装于凹陷角的两侧面上。

一个夹持器中，其中一夹具头的上/下虎牙板与另一夹具头的下/上虎牙板的板面倾斜角度相同。

进一步的，夹持器还包括支架17，支架17位于夹持空间16下方，支架17两端分别设有滑轨18，两夹具头的夹持块12下部分别滑动连接支架17两端的滑轨18。当驱动油缸11运行活塞杆19伸缩时，可带动夹具头的夹持块12沿滑轨滑动，进而加紧或松开夹持空间16内的钻杆（也可是其它需要夹紧的柱状物体）。

实施例2

结合图5至图7所示，本实施例为含有上述夹持器的多功能钻机的夹持装置，包括底座1，底座1上安装有外钻杆夹持单元2、内钻杆夹持单元3和卸扣单元4；

所述外钻杆夹持单元2、内钻杆夹持单元3和卸扣单元4分别包括夹持器；外钻杆夹持单元2和内钻杆夹持单元3中夹持器的驱动油缸11缸体分别固定于底座1上，夹持块12滑动连接底座1（当夹持器自身含支架时，则只需固定驱动油缸缸体的同时，将支架固定于底座上）；外钻杆夹持单元2、内钻杆夹持单元3和卸扣单元4中三个夹持器的夹持空间16的中心始终位于同一直线上；卸扣单元4的夹持器可转动的安装于底座1上，且夹持器的转动平面垂直于三个夹持器夹持空间中心所连成的直线；

卸扣单元4还包括卸扣油缸7；卸扣油缸7一端转动连接底座1（可采用图5所示的销轴连接），另一端转动连接卸扣单元的夹持器（可采用图5所示的销轴连接），卸扣油缸的伸缩可驱动卸扣单元的夹持器在其转动平面内转动。

卸扣单元中夹持器的转动可通过滑轨的形式来实现，内钻杆夹持单元3朝向卸扣单元4的一侧固设有弧形轨道，卸扣单元的夹持器朝向内钻杆夹持单元的一侧固设有可与弧形轨道相配合的滑块；卸扣油缸的伸缩可驱动滑块在弧形轨道中滑动，进而带动卸扣单元的夹持器在其转动平面内转动。也可如图5所示，内钻杆夹持单元3侧部设置弧形滑块5，卸扣单元的夹持器侧部设置弧形轨道6。滑块为与弧形轨道弧度相同的弧形，其嵌装于弧形轨道内。

本发明在应用时，可通过外钻杆夹持单元和内钻杆夹持单元分别对钻杆的外钻杆和内钻杆进行夹持，以确保在钻杆拆装过程中的位置稳定。将第一内钻杆和第二内钻杆的连接处置于内钻杆夹持单元与卸扣单元之间，使得内钻杆夹持单元和卸扣单元的夹持器分别夹持第一内钻杆和待拆装的第二内钻杆。夹持稳定后，即可操作卸扣油缸驱动卸扣单元的旋转，使得卸扣单元的夹持器夹持第二内钻杆转动一定角度，达到拆卸或安装的目的。

综上，本发明的夹持器不仅能够有效夹持钻杆使得钻杆对中，同时其虎牙板可转动自适应钻杆的特点，能够保护钻杆和自身虎牙，减少磨损；

而本发明的夹持装置在夹持器的基础上，能够对多功能钻机的较长钻杆进行多点有效夹持，同时通过夹持器之间转动连接的设置，利用卸扣油缸实现钻杆拆装时的旋转驱动。本发明可极大的提高钻杆拆装的效率，延长夹持器和夹持装置的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种夹持器，其特征是，包括驱动机构以及相对设置的两夹具头，两夹具头之间留有夹持空间；驱动机构包括可伸缩的驱动杆；

各夹具头分别包括夹持块和虎牙板，夹持块一端连接一驱动机构的驱动杆，另一端分别转动连接两块虎牙板，两虎牙板上下布置，且上虎牙板的下端以及下虎牙板的上端分别朝夹持块方向倾斜，使得两夹具头上的各虎牙板板面分别朝向夹持空间的中心。

2.根据权利要求1所述的夹持器，其特征是，夹持块连接虎牙板的一端内设有球形孔，虎牙板通过球形铰链转动连接夹持块；球形铰链的球形端安装于所述球形孔内，并可在球形孔内转动，虎牙板固连球形铰链的另一端，并可随球形铰链球形端的转动而转动，同时不改变倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的夹持器，其特征是，所述虎牙板为圆形，球形铰链固接虎牙板的一端为圆形平面；夹持块内球形孔的深度大于或等于球形铰链球形端的半径。

4.根据权利要求1所述的夹持器，其特征是，夹持块上、球形孔的外周固定安装有可将球形铰链的球形端限制在球形孔内的压板。

5.根据权利要求4所述的夹持器，其特征是，用于限制同一球形铰链的压板由上压板和下压板对接组成，并通过螺栓固定于夹持块上。

6.根据权利要求1所述的夹持器，其特征是，夹持块连接虎牙板一端的端面高度方向的中部向驱动机构方向凹陷成角，两虎牙板分别平行安装于凹陷角的两侧面上。

7.根据权利要求1所述的夹持器，其特征是，其中一夹具头的上/下虎牙板与另一夹具头的下/上虎牙板的板面倾斜角度相同。

8.根据权利要求1所述的夹持器，其特征是，还包括支架，支架位于夹持空间下方，支架两端分别设有滑轨，两夹具头的夹持块下部分别滑动连接支架两端的滑轨。

9.一种基于权利要求1至8所述夹持器的多功能钻机的钻杆夹持装置，其特征是，包括底座，底座上安装有外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元；

所述外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元分别包括夹持器；外钻杆夹持单元和内钻杆夹持单元中夹持器的驱动机构安装于底座上，夹持块滑动连接底座；外钻杆夹持单元、内钻杆夹持单元和卸扣单元中三个夹持器的夹持空间的中心始终位于同一直线上；卸扣单元的夹持器可转动的安装于底座上，且夹持器的转动平面垂直于三个夹持器夹持空间中心所连成的直线；

卸扣单元还包括卸扣油缸；卸扣油缸一端转动连接底座，另一端转动连接卸扣单元的夹持器，卸扣油缸的伸缩可驱动卸扣单元的夹持器在其转动平面内转动。

10.根据权利要求9所述的多功能钻机的钻杆夹持装置，其特征是，内钻杆夹持单元朝向卸扣单元的一侧固设有弧形轨道，卸扣单元的夹持器朝向内钻杆夹持单元的一侧固设有可与弧形轨道相配合的滑块；卸扣油缸的伸缩可驱动滑块在弧形轨道中滑动，进而带动卸扣单元的夹持器在其转动平面内转动。