JPS5839629B2 - power tongs - Google Patents

power tongs

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Publication number
JPS5839629B2
JPS5839629B2 JP13940379A JP13940379A JPS5839629B2 JP S5839629 B2 JPS5839629 B2 JP S5839629B2 JP 13940379 A JP13940379 A JP 13940379A JP 13940379 A JP13940379 A JP 13940379A JP S5839629 B2 JPS5839629 B2 JP S5839629B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam
tube
center
jaws
cam surfaces
Prior art date
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Expired
Application number
JP13940379A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55101378A (en
Inventor
ガース・エム・フアー
ジリ・ドラスク
テレンス・デイー・マツコイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FARR INT CO Ltd
Original Assignee
FARR INT CO Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by FARR INT CO Ltd filed Critical FARR INT CO Ltd
Publication of JPS55101378A publication Critical patent/JPS55101378A/en
Publication of JPS5839629B2 publication Critical patent/JPS5839629B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーレンチに関するものであり、特に隣り合
う管状部材の間のねじ式接続具のメイクアップ作業およ
びブレイクアウト作業に使用するためのパワートングに
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to power wrenches, and more particularly to power tongs for use in make-up and breakout operations of threaded connections between adjacent tubular members.

特に本発明は、管がその軸心のまわりに滑らかに回転す
るように開口型パワートングの把握要素を管にしっかり
と、一様に係合させるための機構に関する。
More particularly, the present invention relates to a mechanism for firmly and uniformly engaging the grasping element of an open power tong to a tube so that the tube rotates smoothly about its axis.

油田で使用される管状部材、たとえばドリルパイプやケ
ーシングは、断片状のものをねじ式接続具を用いて端部
で互いに結合するという形で利用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Tubular members used in the oil field, such as drill pipes and casings, are utilized in sections that are joined together at their ends using threaded fittings.

ここに説明するパワートングはこれらのねじ式接続具の
メイクアップ作業およびプレイイクアウト作業に利用さ
れるものであって、一方の管状部材をしっかりと把握し
て、この部材を隣接する部材に対して回転駆動するもの
である。
The power tongs described here are used for make-up and play-out operations on these threaded fittings, and are used to firmly grasp one tubular member and pull it against the adjacent member. It is driven by rotation.

産業界でこのような機能を有しているトングは米国特許
第2,879,680号、第3,180,186号、第
3,261,241号および第4,084,458号に
記載されている。
Tongs having such functionality in the industry are described in U.S. Pat. ing.

把握要素またはダイスを管に接触させるのに通常使用さ
れているカム作用はトングの回転中心に対して管を一致
させ損うことがしばしばある。
The camming action normally used to bring the gripping element or die into contact with the tube often misaligns the tube with respect to the center of rotation of the tongs.

すなわち管はその軸心のまわりに回転駆動されていない
ことがしばしばある。
That is, the tube is often not driven in rotation about its axis.

この不一致とその結果生じる振動のために、管に与える
回転速度には厳しい制約が生じ、そして極端な場合には
管またはトングと作業者の安全性に打撃を与えることも
ある。
This mismatch and the resulting vibrations place severe limitations on the rotational speed that can be applied to the tube, and in extreme cases can compromise the safety of the tube or tongs and the operator.

したがって管がその軸心のまわりに滑らかに回転するよ
うに管にしっかりと一様に係合する手段を有している管
用パワートングに対する要求は強い。
There is therefore a strong need for power tongs for pipes that have means for firmly and uniformly engaging the pipe so that the pipe rotates smoothly about its axis.

本発明に従えば、管を回転歯車と同心状に保持するため
の管把握アセンブリを有する新しい管用パワートングが
提供される。
In accordance with the present invention, a new tube power tong is provided having a tube grasping assembly for holding the tube concentrically with a rotating gear.

ある実施例では、トングは先端にスロートを有する枠と
、スロートと位置合わせされるようになっている口を有
していて、枠上に回転可能なように取付けられている動
力駆動式回転歯車と、トングの中心線の両側に位置して
揺動できるように取付けられていて、その揺動支点が回
転歯車の回転中心より後方に位置している一対のジョー
と、各ジョーに組み合わされたカム従節と、ジョーによ
って支持された管把握要素と、回転歯車の内面上に設け
られた少なくとも一対の対向するカム面で、対になった
カム面が協働する形状になっていて、このためにカム従
節が対向するカム面上の点でカム作用をしているときに
ジョーの間に把握されている管片の軸心が回転歯車の中
心に一致するようにジョーが位置するようになっている
カム面とから成る。
In some embodiments, the tongs include a frame having a throat at a distal end, a mouth adapted to be aligned with the throat, and a power-driven rotary gear rotatably mounted on the frame. and a pair of jaws that are mounted on both sides of the center line of the tongs so that they can swing, and whose swing fulcrum is located behind the center of rotation of the rotating gear, and a pair of jaws that are attached to each jaw. a cam follower, a tube gripping element supported by the jaws, and at least one pair of opposing cam surfaces provided on the inner surface of the rotary gear, the paired cam surfaces being configured to cooperate; Therefore, when the cam follower is performing a cam action at a point on the opposing cam surface, the jaws are positioned so that the axis of the tube piece held between the jaws coincides with the center of the rotating gear. It consists of a cam surface that is

本発明に従えば、適当な駆動系によって中心の歯車軸心
のまわりに回転駆動される手段と、回転を目的として把
握される管片を囲むための中央開口で、歯車の内面を形
成している中央開口と、管の装着および取りはずしの際
にトングの開口と位置合わせされる開口と、回転歯車の
内面上に直径方向に離れて対向するように設けられた少
なくとも一対のカム面にして、該カム面がカム面を接続
する直径に関して非対称になっていて、このためにメイ
クアップ作業およびブレイクアウト作業の際にそれぞれ
のカム従節が2つの対向するカム面に沿って走行すると
きの角度の差異が補償されるようになっているカム面と
から成ることを特徴とする新しい回転歯車も提供される
According to the invention, the inner surface of the gear is formed by a means for rotationally driven around a central gear axis by a suitable drive system and a central opening for enclosing a tube piece to be gripped for rotational purposes. a central aperture that aligns with the tong aperture during tube installation and removal, and at least a pair of diametrically spaced and opposed cam surfaces on the inner surface of the rotary gear; The cam surfaces are asymmetrical with respect to the diameter connecting the cam surfaces, so that the angle at which each cam follower travels along the two opposing cam surfaces during make-up and breakout operations is A new rotary gear is also provided, characterized in that it consists of a cam surface, in which the difference in the cam surface is adapted to be compensated for.

したがって本発明の第1の特徴は、管をその軸心のまわ
りに滑らかに回転させることによって危険な振動を防止
するために把握要素を管に対してしっかりと一様に係合
させるようになっている手段を有しているパワートング
を提供することである。
Therefore, a first feature of the invention is to provide a firm and uniform engagement of the gripping element against the tube in order to prevent dangerous vibrations by smoothly rotating the tube about its axis. It is an object of the present invention to provide a power tongs having a means for

この特徴は、メイクアップ作業およびブレイクアンプ作
業の際にカム従節がそれぞれのカム面に沿って走行する
ときの角度の差異を補償するために曲率の異なる、対向
したカム面を設けることによって実現される。
This feature is achieved by providing opposed cam surfaces with different curvatures to compensate for the angular differences when the cam followers travel along their respective cam surfaces during make-up and break amp operations. be done.

本発明のこれらの、そして他の特徴および利点は添付図
面を参照しながら好ましい実施例に関する以下の詳細な
説明を読むことによって明らかになるであろう。
These and other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings.

図面、特に第1図について説明すると、ここには本発明
に従って構威すれた開口型パワートング10が透視図で
図示されている。
Referring now to the drawings, and in particular to FIG. 1, a perspective view of an apertured power tong 10 constructed in accordance with the present invention is shown.

トング10は側壁によって接続された上面および下面か
ら成る枠12を有する。
Tong 10 has a frame 12 consisting of an upper surface and a lower surface connected by side walls.

上面および下面は、以下に説明するジョーを揺動可能な
ように支持する上部および下部ケージ板14.16を含
む。
The upper and lower surfaces include upper and lower cage plates 14.16 that pivotally support the jaws described below.

枠12は管片を受けるための前部スロート18を形成し
ている。
Frame 12 defines a front throat 18 for receiving the tube piece.

作業の際に管片が枠の内部の中心部に位置すると、当業
者にはよく知られているように揺動可能なように取付け
られているドア部材20.22によってスロート18が
閉じられる。
When the tube piece is centrally located inside the frame during operation, the throat 18 is closed by means of a swingably mounted door member 20.22, as is well known to those skilled in the art.

管把握アセンブリについて第1〜3図を参照しながら説
明しよう。
The tube grasping assembly will now be described with reference to FIGS. 1-3.

枠12の内部には回転歯車30が枠に対して相対的に回
転できるように取付けられている。
A rotary gear 30 is mounted inside the frame 12 so as to be rotatable relative to the frame.

回転歯車30はその外周部に歯(図示されていない)を
有しているので、当業者にはよく知られているように、
たとえば複数個のピニオン歯車によって駆動される。
Since the rotating gear 30 has teeth (not shown) on its outer periphery, as is well known to those skilled in the art,
For example, it is driven by a plurality of pinion gears.

ピニオン歯車はたとえば米国特許第2,879,680
号に記載されているような油圧駆動装置によって駆動さ
れる。
The pinion gear is, for example, U.S. Patent No. 2,879,680.
It is driven by a hydraulic drive such as that described in No.

回転歯車30の内面は管把握要素を管に接触するように
押し付けるための曲面状カム面70,7L72.73か
ら成るカム手段を有している。
The inner surface of the rotary gear 30 has camming means consisting of a curved camming surface 70, 7L72, 73 for pressing the tube gripping element into contact with the tube.

図示した実施例では、管把握要素は一対の揺動可能なよ
うに取付けられたジョー44,46上に取付けられたダ
イス36,37,38,39を有する。
In the illustrated embodiment, the tube gripping element has dies 36, 37, 38, 39 mounted on a pair of swingably mounted jaws 44, 46.

ピン56.58によってジョー上に回転可能なように取
付けられたジョーローラ50,52から成るカム従節に
よって、ジョーは管の方に押される。
The jaws are pushed toward the tube by cam followers consisting of jaw rollers 50, 52 rotatably mounted on the jaws by pins 56,58.

ローラ50.52は回転歯車30の内面上のカム面70
,71,72,73上を走行する。
The rollers 50,52 are attached to the cam surface 70 on the inner surface of the rotating gear 30.
, 71, 72, 73.

ジョーはトングの後部近くの点P、P’で揺動可能なよ
うに取付けられている。
The jaws are swingably mounted at points P and P' near the rear of the tongs.

後部ダイス36゜38が揺動支点の近くにあって、この
ために管片、たとえば管片59がトングの中に挿入され
ても管片の後部に向かう運動は第2図に示すようにダイ
ス36.38によって停止させられる。
The rear die 36, 38 is located near the pivot point, so that even when a tube piece, e.g. tube piece 59, is inserted into the tongs, the rearward movement of the tube piece, as shown in FIG. It is stopped by 36.38.

前部ダイス37,39は、回転歯車30の軸心を通って
スロートの中心線CLに垂直な水平方向直線X(第2図
)より前部に位置している。
The front dies 37 and 39 are located in front of a horizontal straight line X (FIG. 2) passing through the axis of the rotary gear 30 and perpendicular to the center line CL of the throat.

したがって第8図に示すようにジョーが管の方に向けて
把握位置まで押されたときに、前部ダイス37.39が
管をいくぶんか後方に向けて押し、管はトングの両側で
、しかも直線Xより前側および後側で把握されることに
なる。
Therefore, when the jaws are pushed toward the tube into the grasping position, as shown in FIG. It will be grasped on the front side and the rear side of straight line X.

別の言い方をすれば、ダイスが直線XとCLによって分
けられた4つの象限の各各で管を把握することが好まし
い。
Stated another way, it is preferred that the die grasp the tube in each of the four quadrants separated by lines X and CL.

後部ダイス36.38はジョーの揺動点P、P’に近い
ために把握作業時にほんのわずかに移動するだけである
The rear dies 36, 38 are close to the pivot points P, P' of the jaws and therefore move only slightly during the gripping operation.

しかしカム作動時には後部ダイス36,3Bの姿勢角が
十分に変化して、たのためにダイスが正しいかみ合い角
で管に接触する。
However, when the cam is actuated, the attitude angle of the rear dies 36, 3B changes sufficiently so that the dies contact the tube at the correct engagement angle.

前述したように、本発明は、管が回転歯車の中心に来て
、そのためにメイクアップ作業およびブレイクアウト作
業時に比較的なめらかで安全な管の回転が得られるよう
にダイスに管を把握させるための改良された手段に主に
関係する。
As previously mentioned, the present invention is designed to allow the die to grip the tube so that it is centered on the rotating gear, thereby providing relatively smooth and safe rotation of the tube during make-up and breakout operations. It mainly concerns improved means of.

本発明の改良は、第4図および第5図に示した従来の管
把握アセンブリを最初に解析することによって一層容易
に理解されるであろう。
The improvements of the present invention will be more easily understood by first analyzing the conventional tube grasping assembly shown in FIGS. 4 and 5.

図示した従来の方式に従えば、回転歯車30′の内側面
上のカム面は向かい合ったカム面対60,62および6
L63からなる。
According to the illustrated conventional scheme, the cam surfaces on the inner surface of rotating gear 30' are arranged in opposing cam surface pairs 60, 62 and 6.
Consists of L63.

カム面60および63は直線X上の点Cに中心を有する
円の一部を形成している。
Cam surfaces 60 and 63 form part of a circle having a center at point C on straight line X.

カム面61および62は直線X上の点Cに中心を有する
円の一部を形成している。
Cam surfaces 61 and 62 form part of a circle having its center at point C on straight line X.

4つのカム弧の半径は等しい。The radii of the four cam arcs are equal.

したがってメイクアップまたはブレイクアウト作業時に
作動する向かい合ったカム対の曲率は等しい。
Therefore, the curvature of the opposing cam pairs operating during a make-up or breakout operation is equal.

前述したように、第4図に示すような対称的な管把握ア
センブリを使用する場合は、管が中心で把握されるよう
にジョー44’、 46’を管の方に一様に押さなけれ
ばならない。
As previously mentioned, when using a symmetrical tube gripping assembly such as that shown in FIG. No.

別の言い方をすれば、管を把握するときにジョーをそれ
ぞれの揺動支点のまわりに同じ角度だけ回転させなけれ
ばならない。
In other words, the jaws must be rotated by the same angle about their respective pivot points when grasping the tube.

しかし第5図に示すように、従来の方式に従って管を把
握すると、管の軸線が回転歯車の中心にない。
However, as shown in FIG. 5, when the tube is grasped according to the conventional method, the axis of the tube is not at the center of the rotating gear.

これは、向かい合ったカム面、たとえばカム面60およ
び62がそれぞれのジョーローラに異なる”攻撃角(a
ngle of attack ) ”で作用する
ために、向かい合ったジョーローラ50’、52’が管
の方に押し付けられる移動量も異なったものになること
に起因している。
This allows opposing cam surfaces, such as cam surfaces 60 and 62, to have different "angles of attack" (a) on each jaw roller.
This is due to the fact that the opposite jaw rollers 50', 52' are pressed against the tube by different amounts of movement due to the "ngle of attack" action.

この現象は、通常のメイクアップ作業時における向かい
合ったカム面、たとえばカム面60および62の運動を
視覚化することによって良く理解されるであろう。
This phenomenon may be best understood by visualizing the movement of opposing cam surfaces, such as cam surfaces 60 and 62, during a normal makeup application.

作業の開始時には、ジョーローラ50’、 52’は回
転歯車の両側面上にある中立くぼみの中にある。
At the start of the operation, the jaw rollers 50', 52' are in neutral recesses on both sides of the rotating gear.

回転歯車が第5図に示す前係合位置に向けてたとえば時
計方向に動き始めると、カム面60はその対応するジョ
ーの揺動支点Pに接近し、カム面62はその対応するジ
ョーの揺動支点P′から離れていき、このためにローラ
は別々の有効カムピッチで作用することになる。
When the rotary gear begins to move, for example, clockwise, toward the pre-engaged position shown in FIG. moving away from the dynamic fulcrum P', so that the rollers act at different effective cam pitches.

従ってジョーローラ50’、 52’は、カム面の有効
ピッチが異なるために異なる速度で管の方に押し付けら
れる。
The jaw rollers 50', 52' are therefore forced toward the tube at different speeds due to the different effective pitches of the cam surfaces.

次のブレイクアウト作業の際には、もう一対の向かい合
ったカム面、すなわちカム面61および63が同様に作
用し、管は中心のずれた状態で把握されることになる。
During the next breakout operation, the other pair of opposing cam surfaces, cam surfaces 61 and 63, act in a similar manner and the tube will be gripped off-center.

ジョー44’、 46’の角移動量が第5図に示されて
いる。
The angular travel of jaws 44', 46' is shown in FIG.

第5図にはジョーローラ50’、 52’の中心の初期
位置が十字印で示しである。
In FIG. 5, the initial positions of the centers of the jaw rollers 50', 52' are indicated by crosses.

図に示すようにジョー44′はその揺動支点Pを中心に
角度Yだけ移動し、ジョー46′はその揺動支点P′を
中心に角度Zだけ移動する。
As shown, jaw 44' moves by an angle Y about its pivot point P, and jaw 46' moves by an angle Z about its pivot point P'.

角度Yが角度Zよりいくぶん太きいために、管59は第
5図に示すように中心から僅かにずれた位置で把握され
る。
Because angle Y is somewhat larger than angle Z, tube 59 is gripped in a slightly off-center position as shown in FIG.

第5図で参照文字Mは回転歯車30の回転中心を表わし
、文字Nは管の軸心を表わしている。
In FIG. 5, the reference letter M represents the center of rotation of the rotary gear 30, and the letter N represents the axis of the tube.

以下に説明するように、本発明の目的は点MとNをもつ
と接近させることである。
As explained below, the purpose of the invention is to bring points M and N closer together.

第2図および第3図に図示した本発明の装置に従えば、
対向するカム面対、すなわち対70゜72および対71
,73は同じ曲率を持ってはいない。
According to the apparatus of the invention illustrated in FIGS. 2 and 3,
Opposing cam surface pairs, namely pair 70° 72 and pair 71
, 73 do not have the same curvature.

第2図に最もよく示すように、カム面70と73は等し
い半径R2を有する円の一部から成り、それぞれの中心
は直線X上の点A、A″にある。
As best shown in FIG. 2, cam surfaces 70 and 73 consist of portions of circles having equal radius R2, each centered at a point A, A'' on line X.

カム面71と72は等しい半径R3を有する円の一部か
ら戊り、それぞれの中心は直線Xからずれた点B 、
B’にある。
The cam surfaces 71 and 72 are cut out from a part of a circle having the same radius R3, and their centers are at a point B offset from the straight line X.
It's in B'.

図示した実施例では、半径R3は半径R2より催かに小
さい。
In the illustrated embodiment, radius R3 is significantly smaller than radius R2.

7−5/8インチ(194++m)トングに使用するた
めの回転歯車の実施例では、回転歯車の公称半径R4は
68/8インチ(162mm)、R2は5.26インチ
(134mm)、R3は5.06インチ(129mm)
であり、点B 、 B’は直線Xから約0.40インチ
(10mm)の距離だけずれている。
In an example of a rotating gear for use with a 7-5/8 inch (194++ m) tongue, the nominal radius of the rotating gear R4 is 68/8 inches (162 mm), R2 is 5.26 inches (134 mm), and R3 is 5. .06 inch (129mm)
, and points B and B' are offset from straight line X by a distance of approximately 0.40 inches (10 mm).

図示した管把握アセンブリの動作は第2図および第3図
を参照することによって最もよく理解されるであろう。
The operation of the illustrated tube grasping assembly will be best understood by reference to FIGS. 2 and 3.

第2図では、ジョーローラ50゜52は、管がトングに
よって受けられて後部ダイス36.38に接触する位置
に移動するときに、中間のくぼみの中に入っている。
In FIG. 2, the jaw rollers 50.52 are in the intermediate recess as the tube is moved into position to be received by the tongs and contact the rear die 36,38.

回転歯車が時計方向に第3図に示す管把握位置まで回転
するとき、ジョーローラ50.52はそれぞれのカム面
71゜73に沿って走行し、ダイスを管と把握接触させ
るように押す。
As the rotary gear rotates clockwise to the tube gripping position shown in FIG. 3, the jaw rollers 50,52 run along their respective cam surfaces 71.73 and push the die into gripping contact with the tube.

カム面71はそのジョー44の揺動支点Pに向かって移
動しているので、このカム面のカム効果は、その対向す
るカム面のそれと比較すると、もし両方のカム面が同じ
ものであれば、カム効果がいくらか弱くなる。
Since the cam surface 71 is moving toward the pivot point P of the jaw 44, the cam effect of this cam surface is compared with that of the opposing cam surface, if both cam surfaces are the same. , the cam effect becomes somewhat weaker.

しかし第2および第3図に示すように、カム面71の曲
率はカム73のそれより大きいので、ジョーローラ50
゜52は有効ピッチの等しいカムに沿って走行すること
になり、このためにジョー44はジョー46と同じ速度
で第3図の把握位置に接近する。
However, as shown in FIGS. 2 and 3, the curvature of the cam surface 71 is larger than that of the cam 73, so the jaw roller 50
52 will run along a cam of equal effective pitch, so that jaw 44 approaches the grasping position of FIG. 3 at the same speed as jaw 46.

第3図に示すように、中立の位置から係合位置まで移動
する間に両方のジョー50,52は再度Uだけ走行し、
このために回転歯車の回転中心Mが管の軸心Nに一致す
る。
As shown in FIG. 3, while moving from the neutral position to the engaged position, both jaws 50, 52 again travel by U,
For this reason, the rotation center M of the rotary gear coincides with the axis N of the tube.

本発明の一般的方針は、ドリルパイプからケーシングに
いたる広範囲の直径の管をただ1個のトングで済ませる
ようにすることである。
The general idea of the invention is to use only one tong for a wide range of pipe diameters from drill pipe to casing.

この融通性を達成するために、各トングには把握する管
の各寸法に合わせていくつかのジョ一対が用意されてい
る。
To achieve this flexibility, each tong is provided with several pairs of jaws for each size of tube to be grasped.

第6図は第2図および第3図に示したものと同じパワー
トング把握アセンブリに、ジョー44.46の代わりに
、もつと小さい管160を把握するようになっているダ
イス136,137゜138.138を有している、相
当大きいジョー144.146を取付けた様子を示して
いる。
FIG. 6 shows the same power tong gripping assembly as shown in FIGS. 2 and 3, but with dies 136, 137, 138 instead of jaws 44, 46 adapted to grip a smaller tube 160. 144 and 146 with a .138 diameter are shown installed.

回転歯車30は変わらない。The rotating gear 30 remains unchanged.

ジョーは揺動支点PおよびP′でジョー保持ボルトをは
ずすことによって交換できる。
The jaws can be replaced by removing the jaw retaining bolts at pivot points P and P'.

本発明に従えば、ジョーの各対、たとえばジョー144
,146は、そのダイスに合った管をダイスが把握する
ときにジョーローラがいつもカム面上のほぼ同じ点にく
るように構成されていることが好ましい。
In accordance with the invention, each pair of jaws, such as jaws 144
, 146 are preferably constructed so that the jaw rollers are always at approximately the same point on the cam surface when the die grips the tube that fits the die.

このようにすることによって、本発明の改良されたカム
面は、どの寸法のジョーをトングに使用したときにも上
述の長所を発揮する。
By doing so, the improved camming surface of the present invention provides the advantages described above no matter what size jaws are used on the tongs.

管を把握したときのカム面上におけるジョーローラの位
置は、管が小さ過ぎたり大き過ぎたときには変わる。
The position of the jaw rollers on the cam surface when gripping the tube will change if the tube is too small or too large.

しかし管の直径が適当な許容範囲内にあるときは、カム
面は十分に長いのであるから、小さ過ぎる管であっても
大き過ぎる管であってもジョーローラがカム面上のいず
れかの点にある状態で把握される。
However, when the diameter of the tube is within a reasonable tolerance, the cam surface is long enough that the jaw rollers will not move at any point on the cam surface, whether the tube is too small or too large. It is understood in the state that it is.

したがってジョーローラがある一定の長さ、たとえば2
〜3インチ(51〜76間)程度の長さの範囲のいずれ
かの点にある状態で把握状態は生じる。
Therefore, the jaw roller has a certain length, e.g.
A grasp condition occurs at any point in the length range of ~3 inches (between 51 and 76 inches).

これまで使用してきた°゛カム面パという用語は5把握
カム作用が生じるとき期待される、この一定の長さの範
囲を指している。
The term "cam surface area" that has been used so far refers to this range of constant length that is expected when gripping cam action occurs.

回転歯車の内面上の隣接する領域はカム従節(ジョーロ
ーラー)をカム面まで滑らかに移動させるものであれば
曲面であっても他の形状でもよいが、”カム面パという
話語はカム従節と回転歯車の内面との間で把握カム作用
が生じる長さ範囲だけを指している。
The adjacent area on the inner surface of the rotating gear may be curved or have any other shape as long as it smoothly moves the cam follower (jaw roller) to the cam surface; It refers only to the length range in which the gripping cam action occurs between the node and the inner surface of the rotating gear.

対向するジョー44,46は、ジョーローラーがカム面
上のいずれかの点に位置しているときはいっでも等距離
だけ変位している(すなわち点P、P’のまわりに等し
い回転角だけ回転している)ことが望ましい。
Opposing jaws 44, 46 are displaced by an equal distance (i.e. rotated by an equal angle of rotation about points P, P' whenever the jaw rollers are located at any point on the cam surface). It is desirable that

回転歯車30上のカム面としてどのような形状のものを
選んだとしても、対向するジョーが同じ速度で管の方に
向かつて移動するようにするための独特の形状がその対
向するカム面に対して存在する。
Regardless of the shape chosen for the cam surface on the rotating gear 30, the opposing cam surface has a unique shape that causes the opposing jaws to move toward the tube at the same speed. Exist against.

このことは、直線CLに関して対称になっている通常の
状態、すなわちジョーの寸法、形状が同じで、ダイスが
同じで、揺動支点P 、 P’が直線CLに関して互い
に鏡体位置関係になっている状態のときにはあてはまる
This corresponds to the normal state of symmetry with respect to the straight line CL, that is, the jaws have the same size and shape, the dies are the same, and the swing supports P and P' are in a mirror position relationship with respect to the straight line CL. This applies when you are in a situation where you are.

しかし直線CLに関して厳密には対称になっていない場
合も、対向するカム面)と対して本発明の長所を発揮す
るような独得の形状が存在する。
However, even if the cam surface is not strictly symmetrical with respect to the straight line CL, there is a unique shape that exhibits the advantages of the present invention with respect to the opposing cam surfaces.

しかしその形状は対称が存在する場合の形状とは異なっ
たものになる。
However, the shape will be different from the shape if symmetry exists.

第2図および第3図に図示した精密なカム機構はたんな
る例にすぎない。
The precise cam mechanism illustrated in FIGS. 2 and 3 is merely an example.

他のカム形状を工夫することも可能である。It is also possible to devise other cam shapes.

重要なことは、対向するカム面が協働する形状になって
いて、このために、カム従節(ジョーローラー)が対向
するカム面に沿ったある2点にあるときに、対向するジ
ョーの間に把握された管が回転歯車の内部の中心に来る
ように対向するジョーが移動するようになっていること
である。
Importantly, the opposing cam surfaces are cooperating so that when the cam followers (jaw rollers) are at two points along the opposing cam surfaces, The opposing jaws are adapted to move so that the tube gripped therebetween is centered within the rotating gear.

直線CLに関して対称になっている通常の場合は、ジョ
ーローラがカム面上にあるときはいつでもジョーがそれ
ぞれの揺動支点のまわりに同じ回転角だけ回転する。
In the normal case of symmetry about the straight line CL, the jaws rotate by the same angle of rotation about their respective pivot points whenever the jaw rollers are on the cam surface.

本発明を一つの実施例に関連させて説明してきたが、本
発明の精神と範囲から離れることなしに多くの修正形が
可能である。
Although the invention has been described in connection with one embodiment, many modifications are possible without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に従って構成された開口型パワートング
の透視図である。 第2図は本発明のトングの管把握アセンブリ、すなわち
ジョーと、ジョーローラと、把握ダイスと、回転歯車の
内面とから成るアセンブリの平面図であって、ジョーは
開いて、管を受ける中立位置(こある。 第3図は第2図と同様な図であって、管が管把握アセン
ブIJ (こよってしつかり保持されて、管の軸心が回
転歯車の中心に一致している状態を示す。 第4図は第2図と同様な図であって、従来の代表曲管把
握アセンブリを示す。 第5図は第4図に示した従来のアセンブリで、管が中心
のずれた状態で把握されている様子を示す。 第6図は本発明の管把握アセンブリで、比較的小さい直
径の管を把握するために大きいジョーが使用されている
様子を示す。 10・・・・・・パワートング、12・・・・・・枠、
14・・・・・上部ケージ板、16・・・・・・下部ケ
ージ板、18・・・・・・前部スロート、30・・・・
・・回転歯車、36,37゜3B、39,136,13
7,138.および139・・・・・・ダイス 44,
46,144および146・・・・・・ジョー 50お
よび52・・・・・・ジョーローラ、70,71,72
および73・・・・・・カム面。
FIG. 1 is a perspective view of an aperture-type power tong constructed in accordance with the present invention. FIG. 2 is a plan view of the tong tube gripping assembly of the present invention, comprising jaws, jaw rollers, gripping dies, and the inner surface of a rotating gear, with the jaws open and in a neutral position for receiving the tube; (This is true. Figure 3 is a diagram similar to Figure 2, showing the state in which the tube is firmly held by the tube gripping assembly IJ (thereby, the axis of the tube is aligned with the center of the rotating gear). FIG. 4 is a view similar to FIG. 2, showing a representative conventional curved pipe grasping assembly. FIG. 5 shows the conventional assembly shown in FIG. Fig. 6 shows a tube grasping assembly of the present invention in which large jaws are used to grasp relatively small diameter tubes. 10... Power Tongs, 12... Frame,
14... Upper cage plate, 16... Lower cage plate, 18... Front throat, 30...
・Rotating gear, 36, 37° 3B, 39, 136, 13
7,138. and 139...Dice 44,
46, 144 and 146... Jaw 50 and 52... Jaw roller, 70, 71, 72
and 73...cam surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 開口型パワートングにして 先端にスロートを有する枠と、 スロートと位置合わせされるようになっている口を有し
ていて、枠上に回転可能なように取付けられている動力
駆動式回転歯車と、 トングの中心線の両側に位置して揺動できるように取付
けられていて、その揺動支点が回転歯車の回転中心より
後方に位置している一対のジョーと 各ジョーに組み合わされたカム従節と、 ジョーによって支持された管把握要素と、回転歯車の内
面上に設けられた少なくとも一対の対向するカム面で、
対になったカム面が協働する形状になっていて、このた
めにカム従節が対向するカム面上の点でカム作用をして
いるときにジョーの間に把握されている管片が回転歯車
と中心が一致するようにジョーが位置するようになって
いるカム面とを具備し、 少なくとも一対の該対向カム面が、スロートの中心線に
垂直で回転歯車の中心を通る直線X上に中心を有する第
1円の一部によって形成される第1カム面と、中心がス
ロートの中心線に関して反対側で直線Xからずれた位置
にあって、第1円より小さい半径を有している第2円の
一部によって形成される第2カム面とを備えている ことを特徴とするパワートング。 2 該ジョ一対がトングの中心線に関して対称的に位置
する支点を中心にして揺動し、ジョーおよびジョーに組
み合わされた管把握要素が実質的に同じ形状、寸法にな
っており、そして対向するカム面が協働する形状になっ
ていて、このためにカム従節が対向するカム面上の点で
カム作用をしているときに、対向するジョーが実質的に
同じ角度だけ管片の方に向かって揺動するようになって
いる特許請求の範囲第1項記載のパワートング。 32対の対向するカム面があって、第1対が継手のメイ
クアップ作業用であり、第2対が継手のブレイクアウト
作業用である特許請求の範囲第1項記載のパワートング
。 4 管を受けるためのスロートを有する枠と、枠に取付
けられた回転歯車と、回転歯車を回転1駆動するための
手段と、2対の対向するカム面を具備する該回転歯車の
内面上に設けられたカム手段と、管の外面をかむように
なっているダイスを支持している一対の揺動可能なよう
に取付けられたジョーと、該カム面上を走行してダイス
を管片にかみつき係合するように押し付けるようになっ
ている、各ジョーに組み合わされたカム従節とを有する
形式のパワートングにおいて、対向するカム面の各対が
直径方向に隔てられて対向し、協働する形状になってい
る第1および第2カム面を具備し、第1カム面が、スロ
ートの中心線に垂直で回転歯車の中心を通る直線X上に
中心を有する第1円の一部によって形成されており、第
2カム面が中心がスロートの中心線に関して反対側で直
線Xからずれた位置にあって、第1円より小さい半径を
有している第2円の一部によって形成されることを特徴
とするパワートング。 5 回転歯車の内面上に設けられたカム面上を走行する
ようになっているカム従節の作用によって管片に対して
把握係合状態にぎれる揺動可能な対向ジョーを有する形
式のパワートングに使用される回転歯車にして、 適当な駆動列によって中心の歯車軸心のまわりに回転駆
動される手段と、 回転可能に把握される管片を囲み歯車の内面を形成して
いる中央開口と、 管の装着および取りはずしの間にトングの開口と位置合
わせされる開口と、 回転歯車の内面上に直径方向に離れて対向するように設
けられた少なくとも一対のカム面であって、対向する第
1の該カム面が該回転歯車の中心を介して進み且つ該ス
ロートの中心線に垂直である直線X上に中心を有する第
1の円の部分によって規定されており、対向する第2の
該カム面が、上記第1の円よりも小さな半径を有する第
2の円の部分によって規定されており、該第2の円の中
心が該スロートの中心線の対向する側に配置され且つ上
記直線Xからずれているところの少なくとも一対のカム
面と を具備することを特徴とする回転歯車。
[Scope of Claims] 1. A power tong of the open type, which has a frame having a throat at its tip, a mouth aligned with the throat, and is rotatably mounted on the frame. A power-driven rotary gear, a pair of jaws located on both sides of the center line of the tongs so as to be able to swing, and whose rocking fulcrum is located behind the center of rotation of the rotary gear; a cam follower associated with the jaw, a tube gripping element supported by the jaw, and at least one pair of opposing cam surfaces provided on the inner surface of the rotating gear;
The paired cam surfaces are shaped to cooperate so that when the cam followers are camming at points on the opposing cam surfaces, the tube piece gripped between the jaws is and a cam surface on which the jaw is positioned such that its center coincides with the rotating gear, and at least one pair of the opposing cam surfaces lie on a straight line X that is perpendicular to the center line of the throat and passes through the center of the rotating gear. a first cam surface formed by a portion of a first circle having a center at , the center being at a position offset from the straight line X on the opposite side with respect to the centerline of the throat and having a radius smaller than the first circle; and a second cam surface formed by a portion of a second circle. 2. the pair of jaws pivot about a fulcrum located symmetrically with respect to the centerline of the tongs, and the jaws and the tube gripping element associated with the jaws are of substantially the same shape and size and are opposed; The cam surfaces are cooperating so that when the cam followers are camming at points on the opposing cam surfaces, the opposing jaws are directed toward the tube piece by substantially the same angle. The power tongs according to claim 1, which is adapted to swing toward. 2. A power tong according to claim 1, wherein there are 32 pairs of opposing cam surfaces, the first pair for joint make-up operations and the second pair for joint breakout operations. 4. A frame having a throat for receiving the tube, a rotating gear mounted on the frame, means for driving the rotating gear one rotation, and on the inner surface of the rotating gear comprising two pairs of opposing cam surfaces. cam means provided, a pair of pivotally mounted jaws supporting a die adapted to engage the outer surface of the tube, and a pair of swingably mounted jaws running over the cam surface to engage the die against the tube piece; A power tong of the type having a cam follower associated with each jaw adapted to urge into engagement, each pair of opposing cam surfaces diametrically spaced and opposed and cooperating. first and second cam surfaces having a shape, the first cam surface being formed by a portion of a first circle having a center on a straight line X perpendicular to the centerline of the throat and passing through the center of the rotating gear; and the second cam surface is formed by a portion of a second circle whose center is offset from straight line X on the opposite side with respect to the centerline of the throat and has a smaller radius than the first circle. Power tongs characterized by: 5. Power tongs of the type having pivotable opposed jaws which are brought into gripping engagement with the tube piece by the action of a cam follower adapted to run on a cam surface provided on the inner surface of the rotary gear. a rotary gear used in the invention, having means for being driven in rotation about a central gear axis by a suitable drive train, and a central opening surrounding a rotatably gripped tube piece and forming the inner surface of the gear. , an aperture aligned with the tong aperture during tube loading and unloading, and at least one pair of diametrically spaced and opposed cam surfaces on the inner surface of the rotary gear, the first and second opposed cam surfaces being disposed on the inner surface of the rotary gear. one of the cam surfaces is defined by a first circular portion having a center on a straight line X passing through the center of the rotating gear and perpendicular to the centerline of the throat; a cam surface is defined by a portion of a second circle having a smaller radius than the first circle, the center of the second circle being located on an opposite side of the centerline of the throat and extending from the straight line; and at least one pair of cam surfaces offset from the X.
JP13940379A 1979-01-26 1979-10-30 power tongs Expired JPS5839629B2 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US690579A 1979-01-26 1979-01-26

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Publication Number Publication Date
JPS55101378A JPS55101378A (en) 1980-08-02
JPS5839629B2 true JPS5839629B2 (en) 1983-08-31

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CA2016319C (en) * 1990-05-08 2001-07-03 Universe Machine Corporation Power tongs

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JPS55101378A (en) 1980-08-02
CA1125737A (en) 1982-06-15

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