CN220909625U - 一种双向液压同步定心卡盘动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钻杆卡盘技术领域。涉及一种双向液压同步定心卡盘动力装置，包括卡盘壳体与设于卡盘壳体内的夹持组件，以及设于夹持组件两侧的用于驱动夹持组件开合的活塞；夹持组件包括空心主轴、卡瓦、卡瓦套；空心主轴的侧壁上设有卡瓦槽，所述卡瓦设于卡瓦槽中；所述空心主轴设于卡瓦套内，所述卡瓦套上设有沿空心主轴轴向倾斜的斜槽；所述卡瓦一端设于斜槽中，并与斜槽滑动配合，另一端穿过所述卡瓦槽并延伸至空心主轴的内腔中；所述活塞有两个，分别设于卡瓦套的两侧，用于驱动所述卡瓦套沿空心主轴轴向移动，从而通过斜槽带动卡瓦沿空心主轴径向移动，实现夹持组件的开合。本实用新型同心度精度高，实现了高精度同步定心夹持钻杆。

Description

一种双向液压同步定心卡盘动力装置

技术领域

本实用新型属于钻杆卡盘技术领域，涉及一种双向液压同步定心卡盘动力装置。

背景技术

现有煤矿钻机用动力头，由驱动液压马达、齿轮减速箱、配油套、卡盘等部件组成，输出转速高。动力头在小锥度螺纹钻杆螺纹自动拧卸工装中主要作用夹持被连接件(钻杆)，提供扭矩动力，实现小锥度螺纹机械化自动拧卸。因小锥度螺纹对接拧卸时螺纹副接头同轴度要求高，就要求夹持器和动力装置自身夹紧连接件状态时同轴度，同心度高。现有的动力头存在以下不足：

1)卡盘液压供油通过主轴配油套，供油到胶套卡盘，通过胶套径向收缩弹性实现卡瓦夹持钻杆，胶套寿命短，更换复杂；

2)整个动力头外型尺寸大，占用空间大，尤其轴向尺寸。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提供一种双向液压同步定心卡盘动力装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双向液压同步定心卡盘动力装置，包括卡盘壳体与设于卡盘壳体内的夹持组件，以及设于夹持组件两侧的用于驱动夹持组件开合的活塞；所述夹持组件包括空心主轴、卡瓦、卡瓦套；所述空心主轴的侧壁上设有卡瓦槽，所述卡瓦设于所述卡瓦槽中；

所述空心主轴设于所述卡瓦套内，所述卡瓦套上设有沿空心主轴轴向倾斜的斜槽；所述卡瓦一端设于所述斜槽中，并与斜槽滑动配合，另一端穿过所述卡瓦槽并延伸至空心主轴的内腔中；

所述活塞有两个，分别设于所述卡瓦套的两侧，用于驱动所述卡瓦套沿空心主轴轴向移动，从而通过斜槽带动卡瓦沿空心主轴径向移动，实现夹持组件的开合。

进一步，两个所述活塞与卡瓦套之间设有推力轴承，所述推力轴承套装于所述卡瓦套上，活塞通过推力轴承推动卡瓦套轴向移动，所述空心主轴、卡瓦套、卡瓦在两个推力轴承的支撑下实现圆周转动。

进一步，所述活塞与卡瓦套相对的一侧设有复位弹簧，所述复位弹簧一端与活塞相抵，另一端与推力轴承端面相抵，所述推力轴承在复位弹簧的作用保持滚珠与滚道不脱离分开。

进一步，所述空心主轴远离所述卡瓦的一端连接有驱动器，通过驱动器驱动所述空心主轴旋转。

进一步，所述驱动器上设有与其转动连接的轴承座，所述空心主轴通过键与轴承座连接，并通过轴承支撑于轴承座上，所述驱动器通过所述轴承座带动空心主轴旋转；所述轴承座与空心主轴之间设有定位半环，并通过所述定位半环进行轴向限位。

进一步，所述卡瓦槽靠近空心主轴端面的一侧为开口，卡瓦通过所述开口进行装卸；所述空心主轴的端面上设有可拆卸连接的主轴压盖，所述开口通过主轴压盖进行封盖，主轴压盖通过螺钉与空心主轴连接，便于拆装。

进一步，所述活塞设于所述卡盘壳体内，所述活塞与卡盘壳体之间通过密封圈活动密封，活塞与卡盘壳体之间设有液压腔，液压腔上设有液压接头，通过向液压腔内注入压力油，驱动活塞沿轴向移动。

进一步，所述卡盘壳体固定设于底座上，所述底座上设有移动机构，通过移动机构实现整体移动，其中，移动机构优选直线导轨。

进一步，所述卡瓦有多个，呈圆周均布于空心主轴上；所述卡瓦槽、斜槽与卡瓦一一对应。

进一步，所述斜槽为T型槽或燕尾槽或半圆弧滑槽。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型采用双向液压驱动卡瓦套产生轴向位移，利用斜面配合，将轴向运动转换为径向运动，多瓣卡瓦通过卡瓦套内部斜槽同时高精度夹持松开工件，同心度精度高，实现高精度同步定心夹持钻杆。

(2)本实用新型结构可靠简单，无需配油套，没有胶套，卡盘寿命大大提高，多个卡瓦实现高精度同步定心夹持钻杆的动力装置，输出转速低n≤150r/min。适用于车间或者室内灰尘小的场合以及大扭矩低转速场合。

(3)本实用新型将驱动器的动力输出端(空心主轴)同时作为卡瓦的安装轴，并利用推力轴承实现夹持组件的整体旋转，既满足了钻杆的夹持需求，也实现了夹持钻杆时的旋转动力需求。

(4)本实用新型结构简单，零件数量少，更换卡盘卡瓦方便简单，快捷，只需拆卸螺钉，取下主轴压盖，就可以从卡瓦槽取出卡瓦进行更换。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型中双向液压同步定心卡盘动力装置的整体结构示意图。

图2为卡瓦套的剖视图。

附图标记：1-卡盘壳体；2-推力轴承；3-卡瓦套；4-Yx密封圈；5-过渡盘；6-定位盘；7-直齿驱动器；8-轴承一；9-轴承二；10-定位半环；11-轴承盖；12-键；13-轴承座；14-活塞二；15-直线导轨；16-底座；17-复位弹簧；18-主轴压盖；19-活塞一；20-端盖；21-液压腔一；22-液压腔二；23-卡瓦；24-空心主轴。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～2，为一种双向液压同步定心卡盘动力装置，包括卡盘壳体1与设置在卡盘壳体1内的夹持组件，以及设置在夹持组件两侧的用于驱动夹持组件开合的活塞；夹持组件包括空心主轴24、卡瓦23、卡瓦套3；空心主轴24的侧壁上设置有卡瓦槽，卡瓦23设置在卡瓦槽中；空心主轴24设置在卡瓦套3内，卡瓦套3上设置有沿空心主轴24轴向倾斜的斜槽；卡瓦23一端设置在斜槽中，并与斜槽滑动配合，另一端穿过卡瓦槽并延伸至空心主轴24的内腔中。

活塞设置在卡盘壳体1内，活塞有两个，分别为活塞一19、活塞二14，活塞一19和活塞二14分别设置在卡瓦套3的两侧，活塞一19和活塞二14均与卡盘壳体1之间通过Yx密封圈4进行活动密封，活塞一19与卡盘壳体1之间设置有液压腔一21，活塞二14与卡盘壳体1之间设置有液压腔二22，液压腔一21和液压腔二22上均设置有液压接头，通过向液压腔一21和液压腔二22内注入压力油，驱动活塞一19、活塞二14沿轴向移动。活塞一19、活塞二14驱动卡瓦套3沿空心主轴24轴向移动，从而通过斜槽带动卡瓦23沿空心主轴24径向移动，实现夹持组件的开合。

其中，两个活塞与卡瓦套3之间均设置有推力轴承2，推力轴承2套装于卡瓦套3上，活塞通过推力轴承2推动卡瓦套3轴向移动，空心主轴24、卡瓦套3、卡瓦23在两个推力轴承2的支撑下实现圆周转动。活塞与卡瓦套3相对的一侧设置有复位弹簧17，复位弹簧17一端与活塞相抵，另一端与推力轴承2端面相抵，推力轴承2在复位弹簧17的作用保持滚珠与滚道不脱离分开。

本实施例中，卡瓦23有3个，呈圆周均布于空心主轴24上，卡瓦槽、斜槽与卡瓦23一一对应。卡瓦槽靠近空心主轴24端面的一侧为开口，卡瓦23通过开口进行装卸；主轴压盖18通过9颗螺栓与空心主轴24连成一体，限制卡瓦23无轴向位移，卡瓦23、卡瓦套3、推力轴承2和活塞一19、活塞二14形成一体，且因两个推力轴承2的存在，使之能与空心主轴24一起旋转传递扭矩。

其中，空心主轴24远离卡瓦23的一端连接有直齿驱动器7，通过直齿驱动器7驱动空心主轴24旋转。直齿驱动器7上安装有与其转动连接的轴承座13，空心主轴24通过键12与轴承座13连接，并通过轴承一8和轴承二9支撑于轴承座13上，轴承一8和轴承二9通过轴承盖11固定在轴承座13内。直齿驱动器7通过轴承座13带动空心主轴24旋转；轴承座13与空心主轴24之间设置有定位半环10，并通过所述定位半环10进行轴向限位。

本实施例中，卡盘壳体1的一端通过螺钉安装端盖20，端盖20与活塞一19密封配合，卡盘壳体1的另一端安装过渡盘5，空心主轴24通过轴承一8和轴承二9支撑实现旋转运动。直齿驱动器7通过定位盘6定位安装在过渡盘5上。

本实施例中，斜槽的形状为T型槽或燕尾槽或半圆弧滑槽。

卡盘壳体1通过两侧的2根导向轴固定安装在底座16上，底座16上安装有2套直线导轨15，通过直线导轨15实现整体移动。

本实施例中的双向液压同步定心卡盘动力装置可以应用于小锥度螺纹钻杆螺纹自动拧卸工装中，主要作用为夹持被连接件(钻杆)，提供扭矩动力，实现小锥度螺纹机械化自动拧卸。因小锥度螺纹对接拧卸时螺纹副接头同轴度要求高，就要求夹持器和动力装置自身夹紧连接件状态时同轴度，同心度高。为此卡盘采用高精度斜面增力的卡瓦套3来保证夹持的多件卡瓦23夹持同步定心夹持，通过液压夹紧。

其工作原理如下：

当液压腔一21进油时，推动活塞一19、左推力轴承2和卡瓦套3向右移动一定距离，压缩右边复位弹簧17，使三瓣卡瓦23同时径向缩紧夹紧钻杆；

当液压腔二22进油时，推动活塞二14、右推力轴承2和卡瓦套3向左移动一定距离，压缩左边复位弹簧17，使三瓣卡盘卡瓦23同时径向扩开，松开钻杆。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：包括卡盘壳体与设于卡盘壳体内的夹持组件，以及设于夹持组件两侧的用于驱动夹持组件开合的活塞；所述夹持组件包括空心主轴、卡瓦、卡瓦套；所述空心主轴的侧壁上设有卡瓦槽，所述卡瓦设于所述卡瓦槽中；

所述空心主轴设于所述卡瓦套内，所述卡瓦套上设有沿空心主轴轴向倾斜的斜槽；所述卡瓦一端设于所述斜槽中，并与斜槽滑动配合，另一端穿过所述卡瓦槽并延伸至空心主轴的内腔中；

所述活塞有两个，分别设于所述卡瓦套的两侧，用于驱动所述卡瓦套沿空心主轴轴向移动，从而通过斜槽带动卡瓦沿空心主轴径向移动，实现夹持组件的开合。

2.根据权利要求1所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：两个所述活塞与卡瓦套之间设有推力轴承，所述推力轴承套装于所述卡瓦套上，活塞通过推力轴承推动卡瓦套轴向移动，所述空心主轴、卡瓦套、卡瓦在两个推力轴承的支撑下实现圆周转动。

3.根据权利要求2所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述活塞与卡瓦套相对的一侧设有复位弹簧，所述复位弹簧一端与活塞相抵，另一端与推力轴承端面相抵，所述推力轴承在复位弹簧的作用保持滚珠与滚道不脱离分开。

4.根据权利要求2所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述空心主轴远离所述卡瓦的一端连接有驱动器，通过驱动器驱动所述空心主轴旋转。

5.根据权利要求4所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述驱动器上设有与其转动连接的轴承座，所述空心主轴通过键与轴承座连接，并通过轴承支撑于轴承座上，所述驱动器通过所述轴承座带动空心主轴旋转；所述轴承座与空心主轴之间设有定位半环，并通过所述定位半环进行轴向限位。

6.根据权利要求1所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述卡瓦槽靠近空心主轴端面的一侧为开口，卡瓦通过所述开口进行装卸；所述空心主轴的端面上设有可拆卸连接的主轴压盖，所述开口通过主轴压盖进行封盖。

7.根据权利要求1所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述活塞设于所述卡盘壳体内，所述活塞与卡盘壳体之间通过密封圈活动密封，活塞与卡盘壳体之间设有液压腔，液压腔上设有液压接头，通过向液压腔内注入压力油，驱动活塞沿轴向移动。

8.根据权利要求1所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述卡盘壳体固定设于底座上，所述底座上设有移动机构，通过移动机构实现整体移动。

9.根据权利要求1所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述卡瓦有多个，呈圆周均布于空心主轴上；所述卡瓦槽、斜槽与卡瓦一一对应。

10.根据权利要求1所述的双向液压同步定心卡盘动力装置，其特征在于：所述斜槽为T型槽或燕尾槽或半圆弧滑槽。