CN214036783U - 一种卡盘内置型减速机 - Google Patents

Abstract

一种卡盘内置型减速机，包括减速机壳体，减速机壳体内设有减速机构以及供钻杆通过的钻杆通道，减速机构的输入端和减速机壳体外的动力装置传动连接，所述减速机壳体内转动设置有用于夹持钻杆的卡盘，所述减速机构的输出端直接固定安装在所述卡盘外侧，以带动卡盘旋转。本实用新型中减速机构不用通过任何传动装置就可以直接驱动卡盘旋转，减少了减速机及卡盘组件整体的长度，可解决目前外挂式卡盘减速机因扭矩输出装置长度过长造成的占用空间、钻杆定位不准确的问题。

Description

一种卡盘内置型减速机

技术领域

本实用新型属于钻探设备领域，具体涉及一种卡盘内置型减速机。

背景技术

常规的钻探类设备加接钻杆的形式分为后端加接和中间加接，后端加接钻杆的形式相对于中间加接钻杆的形式具有更短的导轨长度，能适应于更狭窄的巷道，因此被广泛使用。目前，后端加接钻杆的送钻机构包括减速机与卡盘，减速机输出扭矩，并通过扭矩输出装置带动夹紧钻杆的卡盘旋转，进而将扭矩传递给钻杆。但是，由于常规减速机一般采用前端外置连接卡盘，使得整个扭矩输出装置的长度较长，这样就使得整个外挂式卡盘减速机长度过长，对安装空间和作业空间都有较高的要求，这和钻探作业中空间较小的实际作业环境形成矛盾，同时因为现有技术中，钻杆需要穿过扭矩输出装置后被卡盘夹紧，扭矩输出装置远离卡盘的一端为扭矩的输入端，为受力部位，如果扭矩输出装置长度过长，扭矩输出装置的受力位置如果因长时间受力而出现径向定位的偏移，就会因距离卡盘长度较长而放大这个定位的偏移距离，导致钻杆定位不准确的问题出现。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种卡盘内置型减速机，以解决目前外挂式卡盘减速机因扭矩输出装置长度过长造成的空间占用、钻杆定位不准确的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种卡盘内置型减速机，包括减速机壳体，减速机壳体内设有减速机构以及供钻杆通过的钻杆通道，减速机构的输入端和减速机壳体外的动力装置传动连接，所述减速机壳体内转动设置有用于夹持钻杆的卡盘，所述减速机构的输出端直接固定安装在所述卡盘外侧，以带动卡盘旋转。

所述减速机构为一级减速机构，包括输入轴、设置在输入轴上的第一齿轮或第一齿圈以及设置在所述卡盘上的第二齿轮或第二齿圈，第一齿轮和第二齿轮啮合连接或者第一齿圈和第二齿圈啮合连接。

所述减速机构为多级减速机构。

所述卡盘为胶筒式液压卡盘，包括外部的卡盘体和内部的用以夹持钻杆的钻杆夹持组件，所述减速机构的输出端固定在所述卡盘体的外侧。

所述钻杆夹持组件包括胶筒、弹簧和多个卡瓦，多个卡瓦围成允许钻杆通过的中心孔，相邻卡瓦之间通过所述弹簧连接，胶筒外侧和所述卡盘体内壁围成液压油腔，液压油腔通过设置在卡盘体侧壁内的第二油道和液压油供油机构连接。

所述液压油供油机构包括过滤器、配油套、油芯和供油套，所述供油套设置在所述钻杆通道内，供油套中心为两端开口的中空通道，以供钻杆穿过，所述供油套的一端和所述卡盘体端面对接，另一端支撑在所述减速机壳体上；所述供油套的侧壁内部设有第一油道，第一油道和所述第二油道对接连通，所述第一油道的入口开口于供油套的侧壁外侧，所述配油套套设在所述供油套外，配油套和供油套之间留有允许供油套相对转动的活动间隙，所述油芯插设在配油套的径向通孔中，且油芯的入口和设置在减速机壳体外的所述过滤器连接。

所述供油套的端口安装有扶正器，以稳定钻杆。

所述卡盘体端面和供油套端面相接处设有端面密封结构。

所述液压油供油机构还有另外一种设置结构：包括过滤器、配油套和油芯，所述过滤器安装在所述减速机壳体外侧，所述配油套套设在所述卡盘体外侧，且配油套和所述卡盘体之间留有允许卡盘体相对转动的活动间隙，卡盘体上第二油道的入口开口于所述间隙范围内的卡盘体外侧面，所述油芯插设在配油套的径向通孔中，且油芯的入口端位于所述减速机壳体内的油孔中，与所述过滤器连通。

所述卡盘还可以选择为机械式卡盘。

本实用新型的有益效果是：本实用新型与现有技术相比，将卡盘内置在减速机壳体内，减速机构不用通过任何传动装置就可以直接驱动卡盘的旋转，一方面提高了传动效率，另一方面又有效减少了减速机及卡盘组件整体的长度，节约了该装置安装及工作所需的空间，符合钻探作业狭小空间环境的要求。此外，由于减速机构和卡盘直连，省去了现有技术中的扭矩输出装置，钻杆位于减速机壳体内长度较短，且钻杆远离卡盘的一端是不受力的，尤其是不受径向力，因此就可以保证减速机对钻杆定位的准确性以及定位后的稳定性。还有，在减速机构和卡盘直连后，省去了扭矩输出装置，因此整体结构更加简洁，故障率也有所降低。

本实用新型可以根据需要采用一级减速机构或者多级减速机构，但是由于本装置中减速机构的输出端直连在卡盘上，因此即使增加减速机构也不会造成整体长度的增加。

本实用新型采用胶筒液压卡盘后，对液压油路进行优化布局，以保证卡盘旋转中油路的畅通，确保卡盘的正常工作，而且油路的布局还可以有不同的选择，以满足不同加工要求和作业要求的需要。

本实用新型结构设计灵活，即可以采用胶筒液压卡盘，又可以采用机械卡盘，可以满足不同用户的需要。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中标记：1、减速机壳体，101、左壳体，102、右壳体，2、马达安装座，3、输入轴，4、输入齿轮，5、第一轴承，6、第二轴承，7、第一端盖，8、卡盘体，9、输出齿轮，10、第三轴承，11、钻杆夹持组件，1101、卡瓦，1102、弹簧，1103、胶筒，12、第二端盖，13、压盖，14、第四轴承，15、第三端盖，16、扶正器，17、供油套，18、过滤器，19、油芯，20、配油套，21、第一油道，22、第二油道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。

参照附图1所示，一种卡盘内置型减速机，包括减速机壳体1、减速机构、卡盘和扶正器16，所述减速机壳体1包括相互配合的左壳体101和右壳体102，并通过螺栓连接组成容纳减速机构和卡盘的箱体；在左壳体101上固定设置马达安装座2，以固定马达；所述减速机构采用一级减速机构，包括输入轴3、输入齿轮4、输出齿轮9，所述输入轴3通过第一轴承5和第二轴承6分别支撑在左壳体101和右壳体102上，所述马达的输出轴和所述减速机构的输入轴3传动连接，所述输入齿轮4套设并固定在所述输入轴3上，与所述输入齿轮4啮合的输出齿轮9直接安装在所述卡盘上，这样马达的动力就可以经过减速机构的减速传动直接驱动卡盘旋转。所述右壳体102上还设有第一端盖7，第一端盖7通过螺栓固定在右壳体102上，对壳体内的减速机构密封防尘。

上述输入齿轮4、输出齿轮9也可以用外齿圈来替换。

在本实施例中，所述卡盘采用胶筒液压卡盘，与常规的胶筒液压卡盘结构类似，下面对其结构简要介绍并对其液压油路的布置进行详细说明。

所述胶筒液压卡盘在减速机壳体1内的位置位于供钻杆通过的钻杆通道内，胶筒液压卡盘包括外围的卡盘体8和设置在卡盘体8内的钻杆夹持组件11，卡盘体8为一体成型的、两段直径不等的筒体，卡盘体8的中心为钻杆穿过的中心通孔，卡盘体8的小直径段外和大直径段外分别安装用于转动支撑卡盘的第三轴承10和第四轴承14，第三轴承10设置在所述右壳体102上，第四轴承14设置在所述左壳体101上，所述输出齿轮9固定在大直径段外的安装槽中，且位于第三轴承10和第四轴承14之间，设置在右壳体102上的第二端盖12和压盖13将卡盘体8轴向固定。所述大直径段内设置所述的钻杆夹持组件11，该钻杆夹持组件11用于夹紧钻杆，钻杆夹持组件11包括从外向内设置的胶筒1103、弹簧1102和多个卡瓦1101，多个卡瓦1101围成能够夹紧钻杆的中心孔，所述胶筒1103的外壁和所述卡盘体8的内壁之间形成容纳液压油的液压油腔23，在所述卡盘体8侧壁内还设有连通液压油腔23的第二油道22，第二油道22为环绕所述中心通孔的环形油道，其入口端和液压油供油机构连接，外部的高压液压油经液压油供油机构进入第二油道22和液压油腔23压缩胶筒1103，胶筒1103发生形变，克服与卡瓦1101之间的弹簧1102的弹力，使卡瓦1101沿卡盘前后十字盘的导向槽向中间收拢，以抱紧钻杆。

根据卡盘体8小直径段的长度，所述液压油供油机构可以采用两种结构形式。

第一种结构形式：如图1所示，卡盘体8小直径段的长度较小时，所述液压油供油机构包括过滤器18、油芯19、配油套20和供油套17，所述供油套17设置在所述钻杆通道内，供油套17中心为两端开口的中空通道，以供钻杆穿过，所述供油套17的一端和所述卡盘体8小直径段的端面对接，且供油套17的中空通道和卡盘体8的中心通孔具有相同的孔径并对接连通，另一端支撑在所述左壳体101上；所述供油套17的侧壁内部设有沿轴向延伸的第一油道21，第一油道21也为环形油道，并和所述第二油道22对接连通，所述第一油道21的入口开口于供油套17的侧壁外侧，所述配油套20套设在所述供油套17外，配油套20和供油套17之间留有活动间隙，该活动间隙的大小只要能够使得供油套17可以相对于配油套20旋转即可，所述油芯19插设在配油套20的径向通孔中，且油芯19的入口和设置在减速机壳体1外的所述过滤器18连接。

在此结构中，所述卡盘体8小直径段的端面和供油套17的端面之间设有端面密封结构，所述供油套17的端口安装有扶正器16，以稳定钻杆。

使用时，外部的高压油经过滤器18进入油芯19，并进入配油套20和供油套17之间的间隙，再经过第一油道21进入第二油道22，最后到达液压油腔23，从而实现对卡盘工作的供油，而且由于第一油道21和第二油道22均为环形油道，因此卡盘在旋转时也可以保持油路的畅通，确保卡盘的正常工作。

第二种结构形式：卡盘体8小直径段长度较大时，小直径段的端部可以支撑在左壳体101的第三端盖15上，此时的液压油供油机构就不需要供油套，因此液压油供油机构包括过滤器18、油芯19和配油套20，所述过滤器18安装在所述减速机壳体1外侧，所述配油套20套设在所述卡盘体8的小直径段的外侧，且配油套20和小直径段之间留有活动间隙，该活动间隙的大小只要能够使得卡盘体8可以相对于配油套20旋转即可，卡盘体8上第二油道22的入口开口于所述活动间隙范围内的卡盘体8外侧面，所述油芯19插设在配油套20的径向通孔中，且油芯19的入口端位于所述减速机壳体1内的油孔中，与所述过滤器18连通。

所述卡盘体8的小直径端的端口处也安装有扶正器16。

在使用时，外部的高压油经过滤器18进入油芯19，并进入配油套20和卡盘体8小直径段之间的活动间隙，再进入第二油道22，最后到达液压油腔23，从而实现对卡盘工作的供油。

在以上实施例的基础上，还可以将胶筒液压卡盘替换为机械卡盘，只需要确保减速机构中最后的输出齿轮安装在机械卡盘上即可由马达经减速机构直接驱动机械卡盘的旋转。

在以上不同的实施方式中，因为油芯19和过滤器18连接，油芯19又插设在配油套20的径向通孔中，所以卡盘在旋转时，配油套20是不会旋转的，这样既可以保持油路的畅通，又可以减少运动部件，降低能量损耗。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卡盘内置型减速机，包括减速机壳体，减速机壳体内设有减速机构以及供钻杆通过的钻杆通道，减速机构的输入端和减速机壳体外的动力装置传动连接，其特征在于：所述减速机壳体内转动设置有用于夹持钻杆的卡盘，所述减速机构的输出端直接固定安装在所述卡盘外侧，以带动卡盘旋转。

2.根据权利要求1所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述减速机构为一级减速机构，包括输入轴、设置在输入轴上的第一齿轮或第一齿圈以及设置在所述卡盘上的第二齿轮或第二齿圈，第一齿轮和第二齿轮啮合连接或者第一齿圈和第二齿圈啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述减速机构为多级减速机构。

4.根据权利要求1所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述卡盘为胶筒式液压卡盘，包括外部的卡盘体和内部的用以夹持钻杆的钻杆夹持组件，所述减速机构的输出端固定在所述卡盘体的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述钻杆夹持组件包括胶筒、弹簧和多个卡瓦，多个卡瓦围成允许钻杆通过的中心孔，相邻卡瓦之间通过所述弹簧连接，胶筒外侧和所述卡盘体内壁围成液压油腔，液压油腔通过设置在卡盘体侧壁内的第二油道和液压油供油机构连接。

6.根据权利要求5所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述液压油供油机构包括过滤器、配油套、油芯和供油套，所述供油套设置在所述钻杆通道内，供油套中心为两端开口的中空通道，以供钻杆穿过，所述供油套的一端和所述卡盘体端面对接，另一端支撑在所述减速机壳体上；所述供油套的侧壁内部设有第一油道，第一油道和所述第二油道对接连通，所述第一油道的入口开口于供油套的侧壁外侧，所述配油套套设在所述供油套外，配油套和供油套之间留有允许供油套相对转动的活动间隙，所述油芯插设在配油套的径向通孔中，且油芯的入口和设置在减速机壳体外的所述过滤器连接。

7.根据权利要求6所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述供油套的端口安装有扶正器，以稳定钻杆。

8.根据权利要求6所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述卡盘体端面和供油套端面相接处设有端面密封结构。

9.根据权利要求5所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述液压油供油机构包括过滤器、配油套和油芯，所述过滤器安装在所述减速机壳体外侧，所述配油套套设在所述卡盘体外侧，且配油套和所述卡盘体之间留有允许卡盘体相对转动的活动间隙，卡盘体上第二油道的入口开口于所述间隙范围内的卡盘体外侧面，所述油芯插设在配油套的径向通孔中，且油芯的入口端位于所述减速机壳体内的油孔中，与所述过滤器连通。

10.根据权利要求1所述的一种卡盘内置型减速机，其特征在于：所述卡盘为机械式卡盘。

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