CN1586776A - 快速安全连接机构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种钻孔机具用快速安全连接机构，其特征在于它由公接头(1)；母接头体(2)；浮动钢球(3)；浮动锁定滑套(4)；和复位压簧(5)等五部分组成，其公接头中段是锥体(10)，锥体两端是大小圆柱扶正段(11)和(9)，在小圆柱扶正段(9)上设“O”形密封圈(6)，锥体(10)靠大端设三个没有进出豁口的正旋向螺旋卡扣沟槽(8)，在螺旋卡扣沟槽(8)的爬坡起始位置A－A界面对应的母接头体(2)上设均布三个垂直内锥面的浮动钢球穴孔(25)，浮动锁定滑套(4)上的内锥面(12)的锥面角β是自锁角。连接时，拉动锁定滑套，公接头插入母接头并释放锁定滑套，同时反旋公接头，锁定滑套在压簧的推动下其内锥面迫着浮动钢球挤入螺旋卡扣沟槽，完成连接。正旋作业浮动钢球在螺旋卡扣沟槽中滚动爬坡，扭矩越大，公母锥体间贴紧力越大，传递扭矩能力越大。本快速安全连接机构可以反相传力，有很好的传动刚性，非解除操作无脱落机会，拉动锁定滑套则轻易拆卸，使用十分快捷、安全方便。

Description

快速安全连接机构

技术领域：

本发明是一种钻孔机具用的快速安全连接机构，特别适用于钻孔机、水钻等连接钻头、钻筒和加长接杆等经常接、卸的部位。

技术背景：

现有钻孔机具，连接钻头、钻筒、加长接杆等的传统方法是应用标准丝扣配以大斜度短锥面扶正定心为特点的，这种连接方法优点是结构简单、刚性好，缺点是上扣、卸扣很费时费力，工作效率太低。为探索先进实用的钻孔机具用快速连接机构，有很多专利申请方案，例如已放弃的专利申请号01203777.X水钻用快速连接机构，它从液压快速接头演变过来，但它仅靠复位簧力推钢球锲入球坑的谷底前产生的有限分力拉靠公母接头，贴紧力不足决定了它传动刚性差，以及它完全靠钢球传递扭矩，由于传动时钢球在球坑会产生巨大爬坡胀力，迫使锁定滑套变形而失效，实践证明没有实用价值。本人另一项已被授权实用新型200320102987.5长锥无间隙快速连接机构，它应用了接近自锁角的非自锁的长锥体配合固定钢球突椿在螺旋槽爬坡，增加锥面贴紧力，达到锥体与钢球共同传递扭矩，实现连接后的刚性和快速接卸，但它由于结构上的过于简单，长锥母接头内锥面上突出的固定钢球突桩要进入公锥体上螺旋卡扣沟槽，不得不在公锥体上的螺旋卡扣沟槽的起始端设置了钢球进出入引槽，因此它存在倒转时自动脱落的不足之处，它的另一个不足之处是母锥体上设置固定的钢性突桩，对于突桩和螺旋卡扣沟槽的均布性位置精度都要求很高，事实上难以达到各钢球突椿均匀受力。

发明的目的：

本发明的目的是在提供一种钻孔机具用快速安全连接机构，达到以尽量简单的结构，连接机理上更合理，能快速接卸、又能安全防脱落、有良好的传动刚性，能在所有钻孔机具包括要求很高的手持钻上使用等综合先进水平。

技术方案：

我们的技术方案是快速安全连接机构由公接头、母接头体、浮动钢球、浮动锁定滑套和复位压簧等五部分组成，其公接头中段是锥体，锥体两端是大小园柱扶正段，在锥体靠大端均布三个没有进出豁口的正旋向螺旋卡扣沟槽，在螺旋卡扣沟槽的爬坡起始位置界面，对应的母接头体上设均布三个垂直内锥面的浮动钢球穴孔，穴孔中放传力钢球，外面浮动锁定滑套的内锥面在复位压簧的作用下，可以将钢球推楔入螺旋卡扣沟槽完成连接任务。本技术方案实质是对专利200320102987.5长锥无间隙快速连接机构的安全上、连接机理上存在的不足之处，作全面改进。具体分析长锥无间隙快速连接机构，它的螺旋卡扣沟槽起始点设的钢球引出入槽是造成反向脱落不安全的根本，其次锒死的固定钢球突桩，爬坡时是一种滑动磨擦关系，传动效率低，其位置精度要求又过于苛刻，影响制造成本，我们应用改进了的液压快速接头锁定滑套原理，和改革专利号200320102987.5长锥无间隙快速连接机构的长锥结构为中段是锥体，锥体两端为大小园柱扶正段，在小园柱扶正段上设“O”形密封圈，并取消螺旋卡扣沟槽起始位置的钢球桩进出入引槽，螺旋卡扣沟槽则是封闭的，并改革长锥母接头上的固定钢球突椿为浮动的可撤至内锥面齐平的浮动钢球，在母接头体外设带自锁角内锥面的浮动锁定滑套，并配上相应复位压簧等，这样轴向拉动锁定滑套，浮动钢球可以自由外撤至储槽内，当公母锥体结合后释放浮动锁定滑套，在压簧的作用下，自锁的滑套内锥面压浮动钢球进入螺旋卡扣沟槽起始端的谷底，由于浮动钢球和浮动锁定滑套能自动发挥位置补偿作用而较少依赖制造精度，可以看出浮动钢球在本处应用，不仅各钢球能深达卡扣沟槽谷底，有利于提高传力能力，还由于母接头体上设的浮动钢球穴孔，此时起到了滚珠轴承的轴承架作用，正旋传力时钢球在螺旋卡扣沟槽中如同超越离合器，是一种滚动爬坡机理，传动效率提高也减少了磨损，在大扭矩工作时，公母接头处在近于非自锁的自锁状态，卡紧力较大，拆卸时一旦手动拉不动锁定滑套，可轴向震击浮动锁定滑套，钢球爬坡力解除，即可轻松卸开，该机构使用安全可靠，无脱落之忧。还可以反转传力，满足处理卡钻时，需要用扳手正反扭动的需要。

有益效果：

应用本快速安全连接机构的有益效果在于弥补了专利号200320102987.5长锥无间隙快速连接机构存在的不足之处，出现一种完整意义上的既有较好对中效果，而且徒手瞬间插接即可工作，有良好的传动刚性，可以正反转动，安全无脱落机会，它传动受力均匀，有利提高扭矩输出能力又易以拆卸，能满足各类钻孔机具的配置需要，它的应用范畴十分广泛，它的推广将显著提高现有钻孔机具的工作效率，有很好社会经济效益。

附图说明：

图1是快速安全连接机构整体结构示意图，本图亦是摘要附图；

图2是快速安全连接机构的公接头结构示意图；

图3是快速安全连接机构母接头体的结构示意图；

图4是快速安全连接机构的浮动锁定滑套结构示意图；

图5是应用快速安全连接机构技术制成的加长接杆示意图；

如图1所示快速安全连接机构示意图，将包括双点划线框内连起来全貌看，它是应用快速安全连接机构技术制造工程钻孔机具用快速过渡接头的实例，它可以使现有传统丝扣连接的钻孔机具实现快速、安全接卸。图中序号(1)是公接头，序号(2)是母接头体，序号(3)是浮动钢球，序号(4)是浮动锁定滑套，序号(5)是复位压簧，(6)是“O”形密封圈，序号(8)是没有钢球出入引槽的封闭的螺旋卡扣沟槽，一般可以设均布2～3个，最好设3个，受力较好，在螺旋卡扣沟槽起始位置A-A界面对应的母接头体(2)上设均布三个垂直内锥面的浮动钢球穴孔(25)，(7)是卡簧，(14)是操作防滑槽，(15)是公锥体中心通孔，(16)是母接头中心通孔，序号(18)示意用以和传统的钻筒等工具相连的公扣，(17)是扳手扁方，序号(19)示意用以和钻孔机输出轴相接的传统的连接母扣，(20)是传统公接头上的扁方，序号(12)是浮动锁定滑套上的内锥面，(13)是存浮动钢球(3)的储槽，从本图可以看出公母接头连接状态，浮动锁定滑套(4)受压簧(5)的推动而向右移，使锁定滑套内锥面(12)压浮动钢球(3)嵌入螺旋卡槽(8)的谷底，钢球穴孔(25)及螺旋卡扣沟槽(8)的均布度有少量误差，会得自动补偿而如同三条腿的凳子都会受力一样，而仍能达到良好的均匀受力咬合状态，而当公接头作正旋转时，浮动钢球则在螺旋卡扣沟槽中作滚动爬坡，扭力愈大公母锥体间贴合力愈大，可传递的扭矩也愈大，总传递扭矩是由锥面摩擦力和钢球被止动共同承担，同样扭矩条件下，相对来说浮动锁定滑套所受的胀力要比专利申请01203777.X中锁定滑套受力要小许多，而当公接头反转时，则扭矩完全由钢球承担，但由于钢球始终在卡扣沟槽谷底，传力状况也仍然比专利申请01203777.X水钻用快速连接机构要好。这样结构没有独立的解除操作动作是不可能脱落的，达到了安全连接目的。图中可以看出，手抓住浮动锁定滑套(4)向左移，压缩压簧(5)，锁定滑套上的内锥面脱离浮动钢球(3)，使钢球储槽(13)达到浮动钢球位置，势必钢球撤入储槽(13)，公接头(1)则顺利从母接头中拔出，如果因实施的扭矩过大，出现自锁，拆卸时手力拉不动锁定滑套，则可以用适当硬质工具轴向向左震击锁定滑套，也很容易解卡，再手动卸开，由于接插时无需预应力上紧即可开钻使用，总体使用十分方便快捷。

如图2所示快速安全连接机构的公接头(1)的结构示意图，本图连同双点划线框中一起看，就是应用本快速安全连接机构技术制成的快速安全过渡接头的公接头，本技术区别于200320102987.5专利的要点是并非单一的长锥插接体，插接锥体(10)的两端有(11)和(9)大小园柱扶正段，使接头连接可以提前进入对中状态，而且均布的螺旋卡扣沟槽(8)是封闭没有钢球进出引槽的，再则钢球在卡扣沟槽中是滚动工作，螺旋卡扣沟槽不要求有自锁功能。卡扣沟槽的深度一般宜在浮动钢球(3)直径的1/3至3/8之间，图中序号(21)是防止槽边锐口起毛而设的空槽，(22)是“O”形圈槽。螺旋卡扣沟槽如同轴承沟槽受较大挤压应力，公接头宜用轴承钢或渗炭钢制造，锥体硬度宜在HRC55～60度左右。

如图3所示快速安全连接机构母接头体的结构示意图，本图连同双点划线框中一起看，它是应用本快速安全连接机构技术制成的快速安全过渡母接头体，本技术区别于200320102987.5专利的要点是改变了它在母锥体口部均布三个从内向外嵌入内锥面的固定钢球突椿为如图所示的三个垂直于内锥面从外向内钻的敞口的浮动钢球穴孔(25)，序号(26)是示意钢球穴孔(25)它并不钻透留有的托球唇边，浮动钢球装入后可以活动，并使钢球可以突出内锥面约1/3至3/8钢球直径，钢球不可向内脱出，序号(24)是卡簧槽，(17)是传统公接头部分的扳手扁方，(18)示意和钻筒等相连接的传统公接头。序号(23)是示意母接头体的内锥面，(27)是母锥口部扶正段，(29)是母锥小端扶正段。

如图4所示是快速安全连接机构的浮动锁定滑套结构示意图，图中序号(12)是推压浮动钢球的内锥面，锥面角β是自锁角，其最佳值在5°～7°之间，序号(13)是解除连接时的钢球储槽，(30)是骑跨母接头外径的通孔，和母接头体外径是松动配合，序号(31)是装压簧(5)的止口，(14)是示意方便手动操作的防滑槽，本零件将受到较大的钢球挤压力，要求整体淬火特别是锥面硬度要在HRC55～60度左右。

如图5所示是应用快速安全连接机构技术制成的加长接杆示意图，它和图1所展示的快速安全连接公母接头结构要点完全一致，仅是将快速安全公母接头分别做到加长杆体(32)的两端，(33)示意焊接缝，(20)是扳手扁方。

实施例：

本发明快速安全连接机构的最佳实施例。如图1至图5以及图1至图5的附图说明，它已经是本快速安全连接机构构成实用的产品形态，图1和图5所示，都是独立的一种产品，它是可以当作工具一样重复使用的快速安全过渡接头，和加长接杆，现有的各种钻孔机具只要选用本产品都可以马上实现安全快速接卸，提高工作效率。

具体接卸操作是左手持快速安全过渡母接头，用两手指向左拉动浮动锁定滑套(4)让浮动钢球有了外撤的余地，此时将公接头(1)插入母接头体(2)，释放浮动锁定滑套，同时反旋公接头，浮动锁定滑套受压簧的推动，其内锥面(12)迫着浮动钢球会迅速被挤入因反旋公接头而迎来的螺旋卡扣沟槽起始端的谷底，顺手将公接头略作正旋以消除间隙即可开钻施工，正常情况下向左拉动浮动锁定滑套即可解除锁定，卸除公接头，十分快捷、安全、方便。

Claims (4)

1、一种钻孔机具用快速安全连接机构，其特征在于它由公接头(1)；母接头体(2)；浮动钢球(3)；浮动锁定滑套(4)；和复位压簧(5)等五部分组成，其公接头中段是锥体(10)，锥体两端是大小园柱扶正段(11)和(9)，在小园柱扶正段(9)上设“O”形密封圈(6)，锥体(10)靠大端设三个没有进出豁口的正旋向螺旋卡扣沟槽(8)，在螺旋卡扣沟槽(8)的爬坡起始位置A-A界面对应的母接头体(2)上设均布三个垂直内锥面的浮动钢球穴孔(25)，浮动锁定滑套(4)上的内锥面(12)的锥面角β是自锁角。

2、根据权利要求1所述的快速安全连接机构，其特征在于母接头体(2)对应公接头锥体大端A-A界面上均布的三个垂直内锥面的浮动钢球穴孔(25)并非直通孔，它向外敞口向内则保留有托球唇边(26)，使钢球可以突出内锥面1/3至3/8直径。

3、根据权利要求1所述的快速安全连接机构，其特征在于浮动锁定滑套(4)上的内锥面角β的最佳值在5°～7°之间。

4、根据权利要求1所述的快速安全连接机构，其特征在于公母接头中段的锥体锥面角α的最佳值在8°30′～10°之间。

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