CN219241862U - 一种背钳的上扣与卸扣切换机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及上卸扣设备技术领域，具体为一种背钳的上扣与卸扣切换机构，包括后颚板架、固定承载圈、前颚板架、螺杆、换向销、坡板、衬块、夹具、拉簧、液压马达和小齿轮，所述固定承载圈固定在设备底座上，所述固定承载圈上安装有换向销，当所有夹具均处于坡板的窝坑中时，所述夹具被拉簧拉回紧贴在坡板的窝坑中，此时，背钳中的夹具处于最大打开状态，利于被夹持工件进入背钳；通过液压马达驱动小齿轮旋转，从而带动前颚板架和后颚板架旋转运动，从而推动夹具沿坡板轨迹实现夹紧和松开动作。

Description

一种背钳的上扣与卸扣切换机构

技术领域

本实用新型涉及上卸扣设备技术领域，具体为一种背钳的上扣与卸扣切换机构。

背景技术

在石油油管、套管和其相应的接箍通过螺纹连接时，在油钻杆、井下工具通过螺纹连接时，需要用到上卸扣设备，由于上卸扣工作量巨大，该设备经常处于连续工作状态，且经常进行上扣与卸扣状态切换。此类设备多采用坡板爬坡方式夹紧，上卸扣设备的背钳是被动夹紧的，背钳夹紧工件后固定不动，由于背钳采用坡板爬坡方式夹紧，上扣时背钳的颚板架需要顺时针旋转夹紧工件，卸扣时背钳的颚板架需要顺时逆时针旋转夹紧工件，上扣或卸扣完成后，需要将夹具松开到最大打开状态，以利于工件进入上卸扣设备内，进行下一次上扣或卸扣。目前背钳多采用液缸或气缸驱动背钳颚板架旋转，上扣与卸扣状态切换需要更换液缸或气缸连接销轴，即在背钳上有卸扣连接耳板和上扣连接耳板，需要人工去设备上拆卸连接销轴，再切换装配到相应的连接耳板上，由于销轴与颚板架的连接耳板存在接触摩擦力，切换操作的劳动强度大，操作繁琐，且存在安全隐患。工厂环境和井场迫切需要一种无需人工操作的背钳上扣和卸扣切换机构，减轻操作工的劳动轻度，提高设备自动化水平，降低安全风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种背钳的上扣与卸扣切换机构，可以实现上卸扣设备中背钳的上扣与卸扣状态的切换，其易于实现自动化操作，降低劳动强度，提高上卸扣设备操作背钳的安全性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种背钳的上扣与卸扣切换机构，包括后颚板架1、固定承载圈2和前颚板架3，其特征在于：所述固定承载圈2固定在设备底座上，所述固定承载圈2上安装有换向销5，所述固定承载圈2的内圈上固定安装有四个坡板6，所述坡板6上设有窝坑12，所述窝坑12的两侧分别为斜面13；所述固定承载圈2的两侧设有后颚板架1和前颚板架3，所述后颚板架1、坡板6和前颚板架3之间形成空腔，所述空腔内间隔安装有四块衬块7，所述后颚板架1、衬块7与前颚板架3之间通过螺杆4连接，四块所述衬块7将空腔分割为四个容纳腔，四个所述容纳腔内分别安装有夹具8，所述夹具8通过拉簧9与前颚板架3和后颚板架1连接，所述夹具8的背面设有与窝坑12相匹配的凸棱14；所述后颚板架1和前颚板架3的内表面上加工有圆弧槽16，所述圆弧槽16具有极限位置A与极限位置B，所述圆弧槽16可容纳换向销5，所述圆弧槽16可沿换向销5旋转；所述前颚板架3外侧加工有轮齿15，所述轮齿15啮合有小齿轮11，所述小齿轮11与液压马达10动力连接。

当所有夹具8的凸棱14均处于坡板6的窝坑12中时，所述夹具8被拉簧9拉回紧贴在坡板6的窝坑12中，此时，背钳中的夹具8处于最大打开状态，利于被夹持工件进入背钳；通过液压马达10驱动小齿轮11旋转，从而带动前颚板架3和后颚板架1旋转运动，从而推动夹具8沿坡板轨迹实现夹紧和松开动作。

当后颚板架1的A位置正处于换向销5时，所述夹具8处于坡板6形成的窝坑12中，此时，夹具8处于最大打开状态，所述液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3顺时针旋转，所述前颚板架3和后颚板架1驱动夹具8沿安装在固定承载圈2上的坡板6顺时针旋转，由于坡板6为斜面设计，从而推动夹具8向内运动夹紧工件，固定承载圈2固定在底座上，从而保持夹紧状态，此时上卸扣设备的主钳顺时针旋转，从而实现上扣操作；

当后颚板架1的B位置正处于换向销5时，所述夹具8处于坡板6形成的窝坑12中，此时，夹具8处于最大打开状态，所述液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3逆时针旋转，所述前颚板架3和后颚板架1驱动夹具8沿安装在固定承载圈2上的坡板6逆时针旋转，由于坡板6为斜面设计，从而推动夹具8向内运动夹紧工件，固定承载圈2固定在设备底座上，从而保持夹紧状态，此时上卸扣设备的主钳逆时针旋转，从而实现卸扣操作。

所述固定承载圈2固定在设备底座上，所述固定承载圈2上安装有换向销5，所述后颚板架1与前颚板架3通过液压马达10驱动可旋转，

当后颚板架1的A位置正处于换向销5时，所述夹具8处于坡板6形成的窝坑12中，此时，所述夹具8处于最大打开状态，所述液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3只能顺时针旋转，推动夹具8向内运动夹紧工件，而液压马达10反向旋转时，由于换向销5的阻挡，后颚板架1与前颚板架3无法运动，所述夹具8始终处于最大打开状态，此时上卸扣设备处于上扣状态；所述液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3顺时针旋转，当后颚板架1的B位置正处于换向销5时，所述夹具8处于坡板6形成的窝坑12中，此时，夹具8处于最大打开状态，液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3只能逆时针旋转，推动夹具8向内运动夹紧工件，而液压马达10反向旋转时，由于换向销5的阻挡，后颚板架1与前颚板架3无法运动，夹具8始终处于最大打开状态，此时上卸扣设备处于卸扣状态；此时上卸扣设备背钳就实现了上扣状态切换到了卸扣状态，反之亦然。

本实用新型的有益效果为：本实用新型中背钳的上扣状态与卸扣状态的切换，仅通过背钳的前颚板架和后颚板架一起旋转操作即可实现，切旋转均有自动限位，无需拆卸连接销轴，再切换装配到相应的连接耳板上来切换上扣与卸扣状态，大大降低操作工劳动强度，降低上卸扣设备背钳操作安全风险，易于实现设备的自动化，对于目前对上卸扣设备背钳的上扣状态与卸扣状态的自动切换要求，非常有利于该项技术的推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中图1的侧剖图；

图3为本实用新型中图1中C处的局部放大图；

图4为本实用新型中后颚板架的结构示意图。

图中：后颚板架1、固定承载圈2和前颚板架3，螺杆4，换向销5，坡板6，衬块7，夹具8，拉簧9，液压马达10，小齿轮11，窝坑12，斜面13，凸棱14，轮齿15，圆弧槽16。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

实施例一

一种背钳的上扣与卸扣切换机构，如图1-4所示，上卸扣设备的背钳是起夹紧工件的作用，承受上卸扣反扭矩，不需要夹紧工件旋转；所述背钳的上扣与卸扣切换机构包括后颚板架1、固定承载圈2、前颚板架3、螺杆4、换向销5、坡板6、衬块7、夹具8、拉簧9、液压马达10和小齿轮11，所述固定承载圈2固定在设备底座上，所述固定承载圈2上安装有换向销5，所述固定承载圈2的内圈上固定安装有四个坡板6，所述坡板6上设有窝坑12，所述窝坑12的两侧分别为斜面13；所述固定承载圈2的两侧设有后颚板架1和前颚板架3，所述后颚板架1、坡板6和前颚板架3之间形成空腔，所述空腔内间隔安装有四块衬块7，所述后颚板架1、衬块7与前颚板架3之间通过螺杆4连接，四块所述衬块7将空腔分割为四个容纳腔，四个所述容纳腔内分别安装有夹具8，所述夹具8通过拉簧9与前颚板架3和后颚板架1连接，所述夹具8的背面设有与窝坑12相匹配的凸棱14；所述后颚板架1和前颚板架3的内表面上加工有圆弧槽16，所述圆弧槽16具有极限位置A与极限位置B，所述圆弧槽16可容纳换向销5，所述圆弧槽16可沿换向销5旋转；所述前颚板架3外侧加工有轮齿15，所述轮齿15啮合有小齿轮11，所述小齿轮11与液压马达10动力连接。

当所有夹具8的凸棱14均处于坡板6的窝坑12中时，所述夹具8被拉簧9拉回紧贴在坡板6的窝坑12中，此时，背钳中的夹具8处于最大打开状态，利于被夹持工件进入背钳；通过液压马达10驱动小齿轮11旋转，从而带动前颚板架3和后颚板架1旋转运动，从而推动夹具8沿坡板轨迹实现夹紧和松开动作。

实施例二

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。参照图1-图4所示，当液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1旋转运动，当后颚板架1的A位置到达固定在固定承载圈2上的换向销5位置时，夹具8的凸棱14处于坡板6的窝坑12中时,夹具8被拉簧9拉回紧贴在坡板6的窝坑12中，此时，背钳中的夹具8处于最大打开状态，定义此时的背钳模式为上扣状态，若此时背钳液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1顺时针旋转，前颚板架3和后颚板架1没有阻碍，推动夹具8顺时针旋转，夹具8的凸棱14越过坡板6的窝坑12，沿坡板6的斜面13继续相对运动时，夹具8向内运动，直至夹紧工件，当夹具8夹紧工件后，停止旋转，使背钳承受反扭矩，从而实现设备的上扣操作，当上扣完成后，背钳液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1开始逆时针旋转，前颚板架3和后颚板架1推动夹具8逆时针旋转，夹具8在拉簧9的作用下沿坡板6的斜面向外运动，松开工件，当后颚板架1的A位置旋转到换向销5的位置时，夹具8到达坡板6的窝坑12中，达到最大打开状态，此后，若背钳液压马达10继续驱动前颚板架3和后颚板架1逆时针旋转，则固定承载圈2上的换向销5将阻碍前颚板架3和后颚板架1继续旋转，从而夹具8始终处于最大打开状态，这样就完成了上扣操作、夹具打开至最大状态，准备进行下一次上扣操作，其中背钳的上扣夹紧、夹具8松开到位仅通过背钳的液压马达10的旋转即可实现，非常方便实现自动化操作。

当液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1旋转运动，当后颚板架1的B位置到达固定在固定承载圈2上的换向销5位置时，夹具8的凸棱14处于坡板6的窝坑12中时,夹具8被拉簧9拉回紧贴在坡板6的窝坑12中，此时，背钳中的夹具8处于最大打开状态，定义此时的背钳模式为卸扣状态，若此时背钳液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1逆时针旋转，前颚板架3和后颚板架1没有阻碍，推动夹具8逆时针旋转，夹具8的凸棱14越过坡板6的窝坑12，沿坡板6的斜面13继续相对运动时，夹具8向内运动，直至夹紧工件，当夹具8夹紧工件后，停止旋转，使背钳承受反扭矩，从而实现设备的卸扣操作，当卸扣完成后，背钳液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1开始顺时针旋转，前颚板架3和后颚板架1推动夹具8顺时针旋转，夹具8在拉簧9的作用下沿坡板6的斜面向外运动，松开工件，当后颚板架1的B位置旋转到换向销5的位置时，夹具8到达坡板6的窝坑12中，达到最大打开状态，此后，若背钳液压马达10继续驱动前颚板架3和后颚板架1顺时针旋转，则固定承载圈2上的换向销5将阻碍前颚板架3和后颚板架1继续旋转，从而夹具8始终处于最大打开状态，这样就完成了卸扣操作、夹具打开至最大状态，准备进行下一次卸扣操作，其中背钳的卸扣夹紧、夹具8松开到位仅通过背钳的液压马达10的旋转即可实现，非常方便实现自动化操作。

若背钳需要由上扣状态切换到卸扣状态，仅需背钳处于无工件状态，背钳液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1作顺时针旋转，将处于换向销5位置处的后颚板架1的A位置顺时针旋转，直至后颚板架1的B位置达到换向销5的位置，且达到换向销5的位置后，前颚板架3和后颚板架1将无法再旋转，夹具8从一个最大打开状态过度到另一个最大打开状态，即完成了上扣状态切换到卸扣状态；若背钳需要由卸扣状态切换到上扣状态，仅需背钳处于无工件状态，背钳液压马达10通过小齿轮11驱动前颚板架3和后颚板架1作逆时针旋转，将处于换向销5位置处的后颚板架1的B位置逆时针旋转，直至后颚板架1的A位置达到换向销5的位置，且达到换向销5的位置后，前颚板架3和后颚板架1将无法再旋转，夹具8从一个最大打开状态过度到另一个最大打开状态，即完成了卸扣状态切换到上扣状态。这样，上卸扣设备背钳的上扣状态与卸扣状态的切换，仅通过背钳液压马达10的旋转操作即可实现，且均具有位置限位功能，非常利于实现自动化操作。

上述具体实施例仅仅是本实用新型的几种优选的实施例，基于本实用新型的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

Claims (5)

1.一种背钳的上扣与卸扣切换机构，包括后颚板架(1)、固定承载圈(2)和前颚板架(3)，其特征在于：所述固定承载圈(2)固定在设备底座上，所述固定承载圈(2)上安装有换向销(5)，所述固定承载圈(2)的内圈上固定安装有四个坡板(6)，所述坡板(6)上设有窝坑(12)，所述窝坑(12)的两侧分别为斜面(13)；所述固定承载圈(2)的两侧设有后颚板架(1)和前颚板架(3)，所述后颚板架(1)、坡板(6)和前颚板架(3)之间形成空腔，所述空腔内间隔安装有四块衬块(7)，所述后颚板架(1)、衬块(7)与前颚板架(3)之间通过螺杆(4)连接，四块所述衬块(7)将空腔分割为四个容纳腔，四个所述容纳腔内分别安装有夹具(8)，所述夹具(8)通过拉簧(9)与前颚板架(3)和后颚板架(1)连接，所述夹具(8)的背面设有与窝坑(12)相匹配的凸棱(14)；所述后颚板架(1)和前颚板架(3)的内表面上加工有圆弧槽(16)，所述圆弧槽(16)具有极限位置A与极限位置B，所述圆弧槽(16)可容纳换向销(5)，所述圆弧槽(16)可沿换向销(5)旋转；所述前颚板架(3)外侧加工有轮齿(15)，所述轮齿(15)啮合有小齿轮(11)，所述小齿轮(11)与液压马达(10)动力连接。

2.根据权利要求1所述的一种背钳的上扣与卸扣切换机构，其特征在于：当所有夹具(8)的凸棱(14)均处于坡板(6)的窝坑(12)中时，所述夹具(8)被拉簧(9)拉回紧贴在坡板(6)的窝坑(12)中，此时，背钳中的夹具(8)处于最大打开状态，利于被夹持工件进入背钳；通过液压马达(10)驱动小齿轮(11)旋转，带动前颚板架(3)和后颚板架(1)旋转运动，从而推动夹具(8)沿坡板(6)上的斜面(13)实现夹紧和松开动作。

3.根据权利要求2所述的一种背钳的上扣与卸扣切换机构，其特征在于：当后颚板架(1)的A位置正处于换向销(5)时，所述夹具(8)的凸棱(14)处于坡板(6)形成的窝坑(12)中，此时，夹具(8)处于最大打开状态，所述液压马达(10)通过小齿轮(11)驱动前颚板架(3)顺时针旋转，所述前颚板架(3)和后颚板架(1)驱动夹具(8)沿坡板(6)上的斜面(13)顺时针旋转，从而推动夹具(8)向内运动夹紧工件，从而保持夹紧状态，此时上卸扣设备的主钳顺时针旋转，从而实现上扣操作。

4.根据权利要求2所述的一种背钳的上扣与卸扣切换机构，其特征在于：当后颚板架(1)的B位置正处于换向销(5)时，所述夹具(8)的凸棱(14)处于坡板(6)形成的窝坑(12)中，此时，夹具(8)处于最大打开状态，所述液压马达(10)通过小齿轮(11)驱动前颚板架(3)逆时针旋转，所述前颚板架(3)和后颚板架(1)驱动夹具(8)沿坡板(6)上的斜面(13)逆时针旋转，从而推动夹具(8)向内运动夹紧工件，从而保持夹紧状态，此时上卸扣设备的主钳逆时针旋转，从而实现卸扣操作。

5.根据权利要求2所述的一种背钳的上扣与卸扣切换机构，其特征在于：当后颚板架(1)的A位置正处于换向销(5)时，所述夹具(8)处于坡板(6)形成的窝坑(12)中，此时，所述夹具(8)处于最大打开状态，所述液压马达(10)通过小齿轮(11)驱动前颚板架(3)只能顺时针旋转，推动夹具(8)向内运动夹紧工件，而液压马达(10)反向旋转时，由于换向销(5)的阻挡，后颚板架(1)与前颚板架(3)无法运动，所述夹具(8)始终处于最大打开状态，此时上卸扣设备处于上扣状态；所述液压马达(10)通过小齿轮(11)驱动前颚板架(3)顺时针旋转，当后颚板架(1)的B位置正处于换向销(5)时，所述夹具(8)处于坡板(6)形成的窝坑(12)中，此时，夹具(8)处于最大打开状态，液压马达(10)通过小齿轮(11)驱动前颚板架(3)只能逆时针旋转，推动夹具(8)向内运动夹紧工件，而液压马达(10)反向旋转时，由于换向销(5)的阻挡，后颚板架(1)与前颚板架(3)无法运动，夹具(8)始终处于最大打开状态，此时上卸扣设备处于卸扣状态；此时上卸扣设备背钳就实现了上扣状态切换到了卸扣状态，反之亦然。

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