CN112282672B - 用于钻机的液压夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于钻机的液压夹持器，包括夹持架，所述夹持架上设有至少两组相对设置的液压夹持部，每组液压夹持部的结构包括液压缸体、活塞、限位封板和用于安装卡瓦的卡瓦座，所述活塞一端与所述液压缸体内壁滑动配合，另一端与所述卡瓦座弹性连接，所述限位封板与所述夹持架固连并与所述活塞配合防止其运动；所述液压缸体通过连接件与所述卡瓦座连接；所述液压缸体上设有第一进油口和第二进油口，所述第一进油口通入的液压油作用于活塞一端，用于反向推动所述液压缸体运动；所述第二进油口通入的液压油作用于所述卡瓦座，用于正向推动所述卡瓦运动。本发明通过压力油辅助提升卡瓦的夹紧力防止卸下时钻杆打滑，提高了可靠性和安全性。

Description

用于钻机的液压夹持器

技术领域

本发明涉及锚杆钻机夹持器技术领域，尤其是一种用于钻机的液压夹持器。

背景技术

锚杆钻机的夹持器是一种夹持钻杆的机构，分为动钳和定钳，定钳夹紧钻杆，旋转动钳可以转动钻杆实现卸下钻杆，其中双卡瓦定钳的应用较为广泛，双卡瓦定钳通过两个卡瓦结构将钻杆夹紧。但是现有的夹持器的两个卡瓦大多呈上下式布置方式，采用一组活塞杆推动下卡瓦先打开，上卡瓦再打开，动作不同步，不仅用时长，而且钻杆受力不同步，造成钻杆容易产生形变而受到损伤。上下卡瓦的圆心位置与设计的中心高度点容易出现高度差，根据需用卡瓦磨损量，这个高度差的最大值为1mm，这在拧卸钻杆的时候，会对钻杆螺纹产生一定的损伤。此外，长期使用导致卡瓦磨损后，需要调节螺母来抵消磨损量，在使用过程中的具体表现为夹持器对钻杆的夹持力减弱，在卸下钻杆时，定钳卡瓦的夹紧力与旋转动钳（旋转卡盘）对钻杆的夹紧力不同，导致卡瓦与钻杆之间打滑，卡瓦会对钻杆产生严重的环状磨损。

发明内容

本发明提供了一种用于钻机的液压夹持器，设置压力油辅助夹持油路，以提高卡瓦的夹紧力，防止打滑保护钻杆。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于钻机的液压夹持器，包括夹持架，所述夹持架上设有液压夹持部，所述液压夹持部包括驱动部件和在驱动部件驱动下同步靠近或者远离的卡瓦，所述卡瓦围绕钻杆分布。

所述卡瓦数量大于等于两个，所述卡瓦同步靠近或者远离时以钻杆为中心。

所述驱动部件包括油压驱动部件或者油压驱动部件与弹性驱动部件两种的结合。

所述液压夹持部设置两组，且相对设置，每组液压夹持部的结构包括液压缸体、活塞、限位封板和用于安装卡瓦的卡瓦座，所述活塞一端与所述液压缸体内壁滑动配合，所述限位封板与所述夹持架固连，并与所述活塞配合防止其运动；所述液压缸体通过连接件与所述卡瓦座连接；所述液压缸体上设有第一进油口和第二进油口，所述第一进油口通入的液压油作用于活塞一端，用于反向推动所述液压缸体运动；所述第二进油口通入的液压油作用于所述卡瓦座，用于正向推动所述卡瓦运动。

所述液压夹持部的结构还包括弹性连接件，所述活塞另一端通过所述弹性连接件与所述卡瓦座连接；所述弹性连接件一端与所述限位封板连接，另一端与所述卡瓦座连接。

所述活塞与所述液压缸体内壁滑动配合的一端为活塞头，其内端面轴向延伸有内径变小的活塞杆，外端面与所述液压缸体之间形成有与所述第一进油口连通的空腔；所述活塞杆内设有腔体。

所述活塞杆中部设有环形卡槽，所述限位封板上设有与所述环形卡槽配合的限位孔。

所述活塞杆与所述卡瓦座之间形成有油腔，活塞杆内设的腔体入口与所述第二进油口连通，出口与所述油腔连通。

所述夹持架两侧对称设有套筒，所述套筒内部形成容纳所述活塞杆的空腔，所述套筒一端与所述限位封板固定连接，另一端与所述卡瓦座套接，并在套接的接触面上设置密封件。

所述活塞杆上套设有导向环，其一端通过压盖与所述液压缸体连接。

所述连接件采用拉杆，其一端与所述液压缸体通过紧固件连接，另一端与所述卡瓦座螺纹连接。

所述夹持架的位于所述卡瓦座的两端设有与所述卡瓦轴线对齐的卡盘座，其中一端卡盘座通过轴承装置安装有防尘套。

本发明的有益效果如下：

本发明通过第一进油口通入压力油实现左右卡瓦同步打开，确保钻杆受力平衡防止其发生形变造成损伤，通过第二进油口通入压力油提升卡瓦的夹紧力，防止卸下时钻杆打滑，提高了设备的可靠性和安全性。具体本发明还具有如下优点：

本发明设置第二进油口配合特定的液压油路，利用压力油辅助夹持，即使不采用弹性连接件结构，一样能夹紧钻杆，在拧卸钻杆的时候，对于难卸的螺纹扣，卡瓦的夹紧力会随着拧卸油压的上升而上升，防止旋转卡盘对钻杆的夹紧力和夹持器卡瓦对钻杆的夹紧力差太多而导致钻杆打滑，同时可满足根据螺纹扣的松紧程度，调整夹紧力，控制卡瓦做到好卸的扣夹的松，难卸的扣夹的紧，由此大大降低了过度夹紧对钻杆造成的损伤。

在上述实施方式中，弹性连接件主要作用是在设备动力突然消失，即第一进油口的液压油无法提供夹紧力时，由弹性连接件负责提供夹紧力，从而防止跑钻的事故，从而极大地提升了可靠性和安全性。

本发明可通过液压油缸体自动补偿卡瓦的磨损量，不需要进行人工调节，降低了工人劳动强度的同时保护了钻杆。

本发明两组液压夹持部，左右对称设置，轴线保持齐平，对中度高，在使用过程中卡瓦的圆心位置与设计的中心高度点一致，不受卡瓦磨损的影响，精度高，拧卸钻杆时可避免钻杆螺纹的受偏心力矩受损。

本发明弹性连接件可采用少量大规格的碟簧，抗冲击能力强，且一旦损坏会有较大的断裂声，易被发现，便于及时更换避免影响作业进度。

附图说明

图1为本发明的主剖视图。

图2为本发明的侧剖视图。

图3为图1中A部的放大图。

图4为本发明的立体结构示意图。

图5为本发明卡瓦配合结构示意图。

图6为现有技术的夹持器的结构示意图。

图中：1、夹持架；2、卡瓦座；3、密封件；4、卡瓦；5、限位封板；6、弹性连接件；7、拉杆；8、第二进油口；9、液压缸体；10、第一进油口；11、油腔；12、套筒；13、活塞；131、活塞头；132、活塞杆；14、压盖；15、限位挡块；16、导向环；17、挡板；18、卡盘座；19、防尘套；20、轴承装置；21、轴用弹性挡圈；22、钻杆；23、现有结构的活塞件；24、现有结构的卡瓦件；25、现有结构的弹簧件；26、现有结构的油缸。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图4和图5所示，本实施例的用于钻机的液压夹持器，包括夹持架1，夹持架1上设有液压夹持部，液压夹持部包括驱动部件和在驱动部件驱动下同步靠近或者远离的卡瓦4，卡瓦4围绕钻杆22分布。

卡瓦4数量大于等于两个，卡瓦4同步靠近或者远离时以钻杆22为中心。

驱动部件包括油压驱动部件或者油压驱动部件与弹性驱动部件两种的结合。

作为一种实施方式，夹持架1上设有两组相对设置的液压夹持部，采用液压驱动部件的每组液压夹持部的结构包括液压缸体9、活塞13、限位封板5和用于安装卡瓦4的卡瓦座2，活塞13一端与液压缸体9内壁滑动配合，限位封板5与夹持架1固连并与活塞13配合防止其运动；

液压缸体9通过连接件与卡瓦座2连接；

液压缸体9上设有第一进油口10和第二进油口8，第一进油口10通入的液压油作用于活塞13一端，用于反向推动液压缸体9运动；第二进油口8通入的液压油作用于卡瓦座2，用于正向推动卡瓦4运动。

作为一种实施方式，活塞13与液压缸体9内壁滑动配合的一端为活塞头131，其内端面轴向延伸有内径变小的活塞杆132，外端面与液压缸体9之间形成有与第一进油口10连通的空腔。

作为一种实施方式，活塞杆132中部设有环形卡槽，限位封板5上设有与环形卡槽配合的限位孔。

作为一种实施方式，活塞杆132与卡瓦座2之间形成有油腔11，活塞杆132内设有腔体，其入口与第二进油口8连通，出口与油腔11连通。

作为一种实施方式，夹持架1两侧对称设有套筒12，套筒12内部形成容纳活塞杆132的空腔，套筒12一端与限位封板5固定连接，另一端与卡瓦座2套接，并在套接的接触面上设置密封件3。

具体地，如图1所示，套筒12一端与限位封板5通过螺栓连接，另一端与卡瓦座2的筒状连接段套接。

具体地，如图1所示，密封件3采用液压气动用O形橡胶密封圈。具体地，套筒12内壁上设有安装密封圈的安装槽。

作为一种实施方式，采用油压驱动部件与弹性驱动部件两种结合的驱动部件的液压夹持部的结构还包括弹性连接件6，活塞13的另一端通过弹性连接件6与卡瓦座2连接；弹性连接件6一端与限位封板5连接，另一端与卡瓦座2连接。

作为一种实施方式，弹性连接件6采用碟簧套设在活塞13上。

活塞杆132上套设有导向环16，其一端通过压盖14与液压缸体9连接。

作为一种实施方式，连接件采用拉杆7，其一端与液压缸体9通过紧固件连接，另一端与卡瓦座2螺纹连接。

具体地，拉杆7一端通过盖形螺母及六角螺母与液压缸体9外壁上的耳座连接，另一端与卡瓦座2上螺纹孔螺纹连接。

如图2所示，作为一种实施方式，夹持架1的位于卡瓦座2的两端设有与卡瓦4轴线对齐的卡盘座18，其中一端卡盘座18通过轴承装置20安装有防尘套19。

具体地，轴承装置20包括轴承座，其通过轴承座套与卡盘座18连接，轴承座内安装有与防尘套19配合的深沟球轴承，具体地，深沟球轴承上设有轴用弹性挡圈21。

具体地，卡盘座18内端面连接有与挡板17，其内端面与卡瓦座2抵接。

具体地，卡瓦座2上位于卡瓦4的两端，分别设有限位挡块15。

具体地，每组液压夹持部的卡瓦4相对设置，夹紧时相向运动，松开时反向运动。

具体地，当压力油从两侧的第一进油口10进入液压缸体9内，作用在活塞头131外端面与液压缸体9内端面之间的无杆腔中，对活塞头131施加压力，由于活塞杆132被限位封板5固定在夹持架1的套筒12上，无法移动，因此油压反作用于液压缸体9，推动液压缸体9相对于活塞13移动，并通过拉杆7带动卡瓦座2同步位移，此时两组液压夹持部同步反向运动，如图1所示，两组卡瓦座2反向运动，实现两组卡瓦4同步松开。对应地，只要切断进入两侧第一进油口10的压力油即可实现左右两组卡瓦4的同步夹紧。

如图4和图5所示，两组卡瓦4的同步夹紧和同步松开的好处在于：钻杆夹紧松开时受力同步，对钻杆的损伤也小，效果也高。

具体地，还可以在活塞13上套设一弹性连接件6，可采用碟簧等弹性件。夹紧时，切断进入第一进油口10的压力油，碟簧在压缩状态，能提供卡瓦4夹紧的动力，夹紧动作顺序与打松开相反。

具体地，除了利用碟簧提供夹紧力之外，利用从第二进油口8进入的压力油辅助夹持，液压油从第二进油口8进入液压缸体9内，从活塞杆132内的腔体中流到油腔11，作用于卡瓦座2，使卡瓦4夹紧。

本实施例的用于钻机的液压夹持器，两路压力油作用路径如图1、图3中虚线箭头所示。

而且，即使不设置弹性连接件6，利用第二进油口8通入压力油，一样能实现卡瓦4夹紧钻杆，在此种实施方式中，弹性连接件6的主要作用是在设备动力突然消失，第一进油口10通入的液压油无法提供夹紧力时，弹性连接件6负责提供夹紧力，从而防止跑钻的事故（钻杆从孔口掉入孔底，或从孔底掉出），大大提升了安全性。

具体地，由于有第二进油口8通入压力油的设计，通过对液压油路液压压力的调节，使得卡瓦4夹紧钻杆的压力可变，优选在拧卸钻杆的时候，对于难卸的扣，夹持器卡瓦的夹紧力会随着拧卸油压的上升而上升，防止旋转卡盘对钻杆的夹紧力和夹持器卡瓦对钻杆的夹紧力差太多而导致钻杆打滑，同时做到了好卸的扣，夹的松，难卸的扣，夹的紧，这么做也大大降低了过度夹紧对钻杆造成的损伤。

具体地，弹性连接件6采用少量大规格的碟簧，由于碟簧规格大（优选外径尺寸范围80mm以上），一旦遭到损坏时会有较大的断裂声，易被发现，便于及时更换。同时抗冲击能力强，配合特殊的油路设计，做到了不跑钻，提高了可靠性。

具体地，由液压缸体9可自动补偿卡瓦4的磨损量，不需要进行人工调节，降低了工人劳动强度的同时保护了钻杆。

如图6所示，现有的夹持器包括两个现有结构的油缸26、两个现有结构的活塞件23、两组现有结构的弹簧件25，两个现有结构的活塞件23上通过连接座安装下部的现有结构的卡瓦件24，两个现有结构的油缸26通过连接座安装上部的现有结构的卡瓦件24，两个现有结构的卡瓦件24相对设置，活塞间动作推动下卡瓦先打开，到极限位置后利用现有结构的弹簧件25的拉力，使得上卡瓦打开，动作不同步，不仅用时长，而且钻杆受力不同步，造成钻杆容易产生形变而受到损伤。上下卡瓦的圆心位置与设计的中心高度点容易出现高度差，根据需用卡瓦磨损量，这个高度差的最大值为1mm，这在拧卸钻杆的时候，会对钻杆螺纹产生一定的损伤。此外，长期使用导致卡瓦磨损后，需要调节螺母来抵消磨损量，在使用过程中的具体表现为夹持器对钻杆的夹持力减弱。

对比现有的夹持器机构，本发明两组液压夹持部，左右对称设置，轴线保持齐平，对中度高，在使用过程中卡瓦的圆心位置与设计的中心高度点一致，不受卡瓦磨损的影响，精度高，拧卸钻杆时可避免钻杆螺纹的受偏心力矩受损。可通过液压油缸体自动补偿卡瓦的磨损量，不需要进行人工调节，降低了工人劳动强度的同时保护了钻杆。

Claims (3)

1.一种用于钻机的液压夹持器，包括夹持架（1），其特征在于，所述夹持架（1）上设有液压夹持部，所述液压夹持部包括驱动部件和在驱动部件驱动下同步靠近或者远离的卡瓦（4），所述卡瓦（4）围绕钻杆（22）分布；

所述驱动部件包括油压驱动部件或者油压驱动部件与弹性驱动部件两种的结合；

所述液压夹持部设置两组，且相对设置，每组液压夹持部的结构包括液压缸体（9）、活塞（13）、限位封板（5）和用于安装卡瓦（4）的卡瓦座（2），所述活塞（13）一端与所述液压缸体（9）内壁滑动配合，所述限位封板（5）与所述夹持架（1）固连，并与所述活塞（13）配合防止活塞运动；所述液压缸体（9）通过连接件与所述卡瓦座（2）连接；

所述液压缸体（9）上设有第一进油口（10）和第二进油口（8），所述第一进油口（10）通入的液压油作用于活塞（13）一端，用于反向推动所述液压缸体（9）运动；所述第二进油口（8）通入的液压油作用于所述卡瓦座（2），用于正向推动所述卡瓦（4）运动；

所述液压夹持部的结构还包括弹性连接件（6），所述活塞（13）另一端通过所述弹性连接件（6）与所述卡瓦座（2）连接；所述弹性连接件（6）一端与所述限位封板（5）连接，另一端与所述卡瓦座（2）连接；

所述活塞（13）与所述液压缸体（9）内壁滑动配合的一端为活塞头（131），其内端面轴向延伸有内径变小的活塞杆（132），外端面与所述液压缸体（9）之间形成有与所述第一进油口（10）连通的空腔；所述活塞杆（132）内设有腔体；

所述活塞杆（132）中部设有环形卡槽，所述限位封板（5）上设有与所述环形卡槽配合的限位孔；

所述活塞杆（132）与所述卡瓦座（2）之间形成有油腔（11），活塞杆（132）内设的腔体入口与所述第二进油口（8）连通，出口与所述油腔（11）连通。

2.根据权利要求1所述的用于钻机的液压夹持器，其特征在于，所述卡瓦（4）数量大于等于两个，所述卡瓦（4）同步靠近或者远离时以钻杆（22）为中心。

3.根据权利要求1所述的用于钻机的液压夹持器，其特征在于，所述夹持架（1）两侧对称设有套筒（12），所述套筒（12）内部形成容纳所述活塞杆（132）的空腔，所述套筒（12）一端与所述限位封板（5）固定连接，另一端与所述卡瓦座（2）套接，并在套接的接触面上设置密封件（3）。