CN202788666U - 钻杆夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型钻杆夹紧机构，涉及运用在工程机械的钻杆装卸机构中的夹紧机构，该夹紧机构包括摆动夹钳、液压油缸、弧面连接座、弧形卡瓦，液压油缸分别前端朝内的相对安装在摆动夹钳上，弧面连接座分别与两液压油缸前端固定连接，弧面连接座的内侧设有弧形连接面，弧形卡瓦外侧设有与弧形连接面对接的弧形对接面、内侧设有用于夹持钻杆的弧形夹持部，弧形卡瓦分别浮动安装在弧面连接座的弧形连接面上。本实用新型具有摩擦系数随钻杆扭矩变大而相应变化、用较小的顶紧力就能获得满足钻机要求的优点。

Description

钻杆夹紧机构

技术领域

本实用新型涉及运用在工程机械的钻杆装卸机构中的夹紧机构，尤其是一种钻杆夹紧机构。

背景技术

目前国内的工程钻机中使用钻杆夹紧方式为双油缸夹紧，同轴心线直接对顶的方式，该方式结构相对简单，工作流程直接，但是采用该方式是油缸直接对卡瓦施加作用力，夹紧力为油缸压力乘以卡瓦与钻杆间的摩擦系数，当钻杆受到冲击扭矩或由于外在因素（如在水平定向钻施工中多次回扩、多次更换钻杆、钻杆直径不标准或卡瓦中泥砂较多）使卡瓦与钻杆间的摩擦系数变小时，夹紧机构夹不紧钻杆，同时易造成卡瓦及钻杆的磨损，也给施工过程增加工人和时间成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种夹紧力随钻杆扭矩变大而相应变化、用较小的顶紧力就能获得满足钻机要求夹紧力的钻杆夹紧机构。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种钻杆夹紧机构，该夹紧机构包括摆动夹钳、液压油缸、弧面连接座、弧形卡瓦，液压油缸分别前端朝内的相对安装在摆动夹钳上，弧面连接座分别与液压油缸前端固定连接，弧面连接座的内侧设有弧形连接面，弧形卡瓦外侧设有与弧形连接面对接的弧形对接面、内侧设有用于夹持钻杆的弧形夹持部，弧形卡瓦分别浮动安装在弧面连接座的弧形连接面上。 

本实用新型的进一步技术方案是：相互对接的弧面连接座与弧形卡瓦的两侧侧面分别设有拉板，拉板与弧形卡瓦固定连接，拉板与弧面连接座浮动连接。

本实用新型的又进一步技术方案是：每一弧面连接座的两侧向内凹陷设有凹槽，凹槽内前端空间装配有回弹橡胶、后端空间为回弹空间，拉板前端分别与弧形卡瓦的两侧固定连接，拉板后端连接有延伸至回弹空间内的回弹销。 

本实用新型的再进一步技术方案是：回弹销在液压油缸进给方向的宽度小于回弹空间在该方向的宽度。 

本实用新型的更进一步技术方案是：弧面连接座的弧形连接面与弧形卡瓦的弧形对接面分别是由位于中部的圆弧面和连接在圆弧面两侧的倾斜平面组合而成。

本实用新型之钻杆夹紧机构由于在液压油缸与弧形卡瓦之间设置了弧面连接座，弧形卡瓦浮动安装在弧面连接座内侧的弧形连接面上，在液压油缸向内进给夹紧钻杆时，钻杆的扭矩带动弧形卡瓦有转动趋势，若弧面连接座处于自由状态，弧形卡瓦与弧面连接座发生相对转动后，会在液压油缸进给方向上产生相对位移L△，使弧形卡瓦轴心线到弧面连接座底面的距离增大，由于液压油缸固定，弧形夹持部卡齿被迫进一步卡进钻杆，弧形卡瓦与钻杆的摩擦系数增大u△，夹紧力F合=F1÷cosθ≥F1，扭矩T≤F合*摩擦系数（u+u△），F1为液压缸顶力，θ为液压缸顶力方向与弧形卡瓦作用于钻杆力（F合）的夹角，F2为弧形连接座对弧形卡瓦的压力，实现钻杆的自锁，使夹紧更安全可靠。

下面结合附图和实施例对本实用新型钻杆夹紧机构作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型钻杆夹紧机构结构示意图；

图2是图1的B向视图；

图3是图2的A-A方向剖视图；

图4是本实用新型钻杆夹紧机构弧形卡瓦的结构示意图；

图5是图4的C-C方向剖视图；

图6是图4的俯视图；

图7是本实用新型钻杆夹紧机构弧面连接座的结构示意图；

图8是图7的D-D方向剖视图；

图9是图7的俯视图；

图10是弧形卡瓦与弧面连接座接合弧形卡瓦转动前与在自由状态下弧形卡瓦转动后的对照视图。

主要元件标号说明：1—液压油缸、2—弧面连接座、3—弧形卡瓦、4—圆柱头内六角螺钉、5—摆动夹钳、6—夹钳前支撑、7—夹钳缸销轴、8—拉板、9—回弹空间、10—回弹销、11—回弹橡胶、12—弧形对接面、13—弧形夹持部、14—弧形连接面、15—凹槽、16—对接阶梯槽、17—钻杆。

具体实施方式

如图1至图9所示，本实用新型钻杆夹紧机构，该夹紧机构包括摆动夹钳5、夹钳前支撑6、液压油缸1、弧面连接座2、弧形卡瓦3，在本实施例中分别设有一对液压油缸1、一对弧面连接座2、一对弧形卡瓦3，两液压油缸1分别前端朝内的相对安装在摆动夹钳5上，液压油缸1通过夹钳缸销轴7固定在摆动夹钳5上。弧面连接座2的内侧设有弧形连接面14，与弧形连接面14相对侧向内凹陷设有对接阶梯槽16，每一弧面连接座2的两侧向内凹陷设有凹槽15，凹槽15内前端空间装配有回弹橡胶11、后端空间为回弹空间9。两弧面连接座2分别与两液压油缸1前端固定连接，在本实施例中具体连接方式为：液压油缸1前端伸进对接阶梯槽16中通过圆柱头内六角螺钉4使液压油缸1前端与弧面连接座2固定连接。弧形卡瓦3外侧设有与弧形连接面14对接的弧形对接面12、内侧设有用于夹持钻杆17的弧形夹持部13，两弧形卡瓦3分别浮动安装在两弧面连接座2的弧形连接面14上，弧形卡瓦3浮动安装在弧面连接座2内侧时，弧形连接面14与弧形对接面12相对接。其中弧面连接座2的弧形连接面14与弧形卡瓦3的弧形对接面12分别是由位于中部的圆弧面和连接在圆弧面两侧的倾斜平面组合而成。

相互对接的弧面连接座2与弧形卡瓦3的两侧侧面分别设有拉板8，拉板8与弧形卡瓦3固定连接，拉板8与弧面连接座2浮动连接。拉板8前端分别与弧形卡瓦3的两侧通过焊接的方式固定连接，拉板8后端连接有延伸至弧面连接座2回弹空间9内的回弹销10，回弹销10在液压油缸1进给方向的宽度小于回弹空间9在该方向的宽度。液压油缸1进给方向为图1及图3中双向箭头F所在的方向。 

需要夹紧钻杆17时，控制两液压油缸1向内顶出，对弧面连接座2施加顶力，使弧面连接座2内侧的弧形卡瓦3夹持钻杆17，若在弧面连接座2处于自由状态时钻杆扭矩带动弧形卡瓦3有转动，增大弧形卡瓦3中心到弧面连接座2底面的距离L△，如图10的b视图所示弧形卡瓦3与弧面连接座2发生相对转动后，会在液压油缸1进给方向上产生相对位移，使弧形卡瓦3轴心线到弧面连接座2底面的距离L2增大，图10的a视图为弧形卡瓦3与弧面连接座2发生相对转动前的视图，在弧形卡瓦3与弧面连接座2发生相对转动前弧形卡瓦3轴心线到弧面连接座2底面的距离为L1，L2大于L1。但是由于弧面连接座2被液压油缸1压紧而不能自由向后移动，弧形夹持部13的卡齿被迫进一步卡进钻杆，弧形卡瓦与钻杆的摩擦系数增大u△，夹紧力F合=F1÷cosθ≥F1。扭矩T≤F合*摩擦系数（u+u△），（F1为液压缸顶力，θ为液压缸顶力方向与弧形卡瓦作用于钻杆力（F合）的夹角，F2为弧形连接座对弧形卡瓦的压力）实现钻杆的自锁，使夹紧更安全可靠。在液压油缸1顶紧弧面连接座2时，弧形卡瓦3向内夹持钻杆17时，拉板8也一同向内移动，拉板8内移则回弹销10也一同内移，回弹销10内移压缩回弹橡胶11，回弹橡胶11变形产生回弹力，在液压油缸1释放弧面连接座2时，弧形卡瓦3不再受向内的压力，在回弹力的作用下回弹销10被弹回回弹空间9内，拉板8与回弹销10一起向后移动，弧形卡瓦3也跟随拉板8一起向后移动而松开钻杆即完成一个工作循环。

Claims (5)

1.一种钻杆夹紧机构，其特征在于，该夹紧机构包括摆动夹钳（5）、液压油缸（1）、弧面连接座（2）、弧形卡瓦（3），液压油缸（1）分别前端朝内的相对安装在摆动夹钳（5）上，弧面连接座（2）分别与液压油缸（1）前端固定连接，弧面连接座（2）的内侧设有弧形连接面（14），弧形卡瓦（3）外侧设有与弧形连接面（14）对接的弧形对接面（12）、内侧设有用于夹持钻杆的弧形夹持部（13），弧形卡瓦（3）分别浮动安装在弧面连接座（2）的弧形连接面（14）上。

2.如权利要求1所述的钻杆夹紧机构，其特征在于，相互对接的弧面连接座（2）与弧形卡瓦（3）的两侧侧面分别设有拉板（8），拉板（8）与弧形卡瓦（3）固定连接，拉板（8）与弧面连接座（2）浮动连接。

3.如权利要求2所述的钻杆夹紧机构，其特征在于，每一弧面连接座（2）的两侧向内凹陷设有凹槽（15），凹槽（15）内前端空间装配有回弹橡胶（11）、后端空间为回弹空间（9），拉板（8）前端分别与弧形卡瓦（3）的两侧固定连接，拉板（8）后端连接有延伸至回弹空间（9）内的回弹销（10）。

4.如权利要求3所述的钻杆夹紧机构，其特征在于，回弹销（10）在液压油缸（1）进给方向的宽度小于回弹空间（9）在该方向的宽度。

5.如权利要求1所述的钻杆夹紧机构，其特征在于，弧面连接座（2）的弧形连接面（14）与弧形卡瓦（3）的弧形对接面（12）分别是由位于中部的圆弧面和连接在圆弧面两侧的倾斜平面组合而成。

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