CN2402797Y - 一种新型动力钳卡紧机构 - Google Patents

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Abstract

一种新型动力钳卡紧机构包括可随动力钳旋转的开口齿轮及由牙板和顶块组成的卡紧管柱机构,其特征在于至少有一组卡紧机构与开口齿轮相连,开口齿轮上设有一对偏心槽,工作时,牙板上的销轴与其中一偏心槽套合连接,顶块扶正管柱;开口齿轮旋转时,销轴在偏心槽内移动,带动牙板作向中心或离开中心的运动,而实现卡紧或松开管柱。其优点为:不需制动,自动卡紧(或松开),受力合理,使用寿命长:还可装两组卡紧机构,实现上、卸扣快捷转换。

Description

一种新型动力钳卡紧机构
本实用新型涉及矿场机械领域，尤其涉及地质堪探、石油钻井、修井用的动力钳卡紧机构。
在地质堪探、石油钻井、修井过程中，广泛使用吊钳来连接或拆卸钻杆、套管、油管等管柱，它不仅结构简单卡紧可靠，而且体积小，重量轻，操作使用方便；但吊钳使用频繁，劳动强度大，容易发生人身事故，且管柱连接拆卸扭矩难于控制；近年来国内外先后研制出各种型式的动力钳(如钻杆动力钳、套管动力钳、油管动力钳等)，来取代吊钳，动力钳的结构(参见图1)通常采用开口齿轮A带动坡板B，推动带有滚轮C的牙板D，经制动而卡紧管柱旋转，开口齿轮A的正转或反转来实现管柱的上扣或卸扣；动力钳以液压为动力，减轻了劳动强度，确保人身安全，扭矩、转数等性能参数容易控制，但使用频繁，扭矩大，齿轮开口容易变形，开口齿轮使用寿命短；而且在卡紧或松开管柱前必须先施加外力制动牙板，待开口齿轮带动坡板推动牙板卡紧(或松开)管柱后，再克服制动力继续转动，来实现管柱的上扣或卸扣，因而功率损失大。
本实用新型的目的是为在地质堪探、石油钻井、修井过程中，用来连接或拆卸管柱的动力钳提供一种新型动力钳卡紧机构。
本实用新型的目的是这样实现的：一种新型动力钳卡紧机构包括可随动力旋转的带开口槽11的开口齿轮1及管柱卡紧机构；其特征在于：至少有一组卡紧机构与开口齿轮1相连，开口齿轮1上设有一对偏心槽11，与开口齿轮1上的开口槽12中心线对称，且带有偏心倾角α，该α角为2 °～30°；卡紧机构由牙板3及顶块4组成，牙板3内侧设有带倾斜角γ的钳口，该γ角为4°～28°，外侧固接一销轴5，销轴5与开口齿轮1上的其中一偏心槽11套合，牙板3通过销轴5和开口齿轮1呈可拆卸连接；顶块4与牙板3相对应，其内侧设有一扶正管柱31坡面，其外侧固接销轴6和2，通过销轴6和2与开口齿轮1呈可拆卸连接。该动力钳卡紧机构工作原理为：开口齿轮1在动力作用下转动时，其上的偏心槽11也随之转动，卡紧机构上的牙板3所固接的销轴5和该偏心槽11套合，销轴5也随之在偏心槽11内移动和围绕销轴5转动，从而实现卡紧或松开管柱31的目的，牙板3内侧设有带倾斜角γ的钳口，在抱合管柱31时，牙板3越向中心移动钳口越小，越卡紧管柱；反之越离开中心，迅速松开管柱，顶块4在牙板3对面，其扶正管柱坡面与钳口相对，扶正管柱，使管柱中心始终与开口齿轮1同心，保证牙板3正常工作。
本实用新型的优点是：①由于偏心槽和即可移动又可转动的牙板的设置，使卡紧管柱时，大部分卡紧力(径向力和切向力)都作用在牙板上，开口齿轮所受开口张力大大减少，提高了开口齿轮的寿命。②当开口齿轮转动时，在牙板与顶块的作用下，自动卡紧(或松开)管柱，不需外力制动，不消耗功率。③牙板的内侧带有倾斜角，使卡紧或松开管柱动作快捷，提高工作效率。
以下通过附图及实施例对该实用新型加以说明：
图1、原动力钳卡紧机构示意图
图2、实施例1动力钳卡紧机构示意图主视图
图3、图2A-A剖视图
图4、实施例2动力钳卡紧机构示意图
图5、实施例3动力钳卡紧机构示意图
参看图2-3，本实施例1包括开口齿轮1及由牙板3、顶块4组成的卡紧机构，开口齿轮1上设有两个偏心槽11，带有偏心倾角α为10°，牙板3内侧设有倾斜角γ为9°，其一侧设有钳牙7，牙板3外侧固接一销轴5，其直径与偏心槽11宽呈滑动配合，套装在偏心槽11内，顶块4内侧设有扶正坡面41，与牙板3内侧相对，顶块4外侧固接销轴6和2，套装于另一偏心槽11中，当开口齿轮1在动力下顺时针旋转时，偏心槽11随之转动，使销轴5沿偏心槽11向中心移动，带动牙板3向中心移动且转动，使管柱31陷入牙板3上倾斜角γ内，达到卡紧管柱31的目的，顶块4的作用是保证管柱与开口齿轮1同心，管柱31直径不同，需更换相应规格的牙板3和顶块4。本实施例的特点：不需制动，自动卡紧(松开)，受力合理，使用寿命长。
参看图4，实施例2适用于壁厚较小的管柱31，为防止大扭矩时损伤管壁而设计，在该结构中，把实施例1中的牙板3上的钳牙7改成可转动的牙座8，其内侧面上设有对称的钳牙7。本实施例的特点：增加钳牙7对管柱31的包角。
参看图5，实施例3是对于管柱上扣和卸扣转换比较频繁而设计的，有两组卡紧机构与开口齿轮(1)相连；其中一组卡紧机构中的牙板(3′)外侧固接的销轴(5′)与开口齿轮(1)上的一个偏心槽(11)套合，另一组卡紧机构中的牙板(3″)外侧固接的销轴(5″)与开口齿轮1上的另一个偏心槽(11)套合，皆呈可拆卸连接；顶块(4′)、(4″)分别与牙板(3′)、(3″)相对，通过自身固接的销轴分别与开口齿轮(1)呈可拆卸连接。当管柱上扣时，在开口齿轮1下方偏心槽11中装入定位销9，使下方牙板3″不能移动，无法卡紧管柱31；当管柱卸扣时，把定位销9装入开口齿轮1上方偏心槽11中，使上方牙板3′不能移动，无法卡紧管柱31，这样，在管柱上扣、卸扣转换时，只需改变定位销9的安装位置，即可实现，而不需将牙板3′和顶块4′翻转180°并交换位置。本实施例的特点：装两组卡紧机构，实现上、卸扣快捷转换。

Claims (7)

1.一种新型动力钳卡紧机构包括可随动力旋转的带开口槽的开口齿轮及管柱卡紧机构；其特征在于：至少有一组卡紧机构与开口齿轮(1)相连，开口齿轮(1)上设有一对偏心槽(11)，与开口齿轮(1)上的开口槽(12)中心线对称且带有偏心倾角α；卡紧机构由牙板(3)及顶块(4)组成；牙板(3)内侧设有带倾斜角γ的钳口，外侧设置一销轴(5)，销轴(5)与开口齿轮(1)上的其中一偏心槽(11)套合，牙板(3)通过销轴(5)和开口齿轮(1)呈可拆卸连接；顶块(4)与牙板(3)相对应，其内侧设有一扶正管柱(31)坡面，其外侧设置销轴(6)和(2)，通过销轴(6)和(2)与开口齿轮(1)呈可拆卸连接。
2.按权利要求1所述的一种新型动力钳卡紧机构，其特征在于：有一组卡紧机构与开口齿轮(1)相连；该卡紧机构中的牙板(3)上固接的销轴(5)与开口齿轮(1)上的一个偏心槽(11)套合，顶块(4)与之相对，顶块(4)外侧固接的销轴(6)与开口齿轮(1)上的另一个偏心槽(11)套合。
3.按权利要求1所述的一种新型动力钳卡紧机构，其特征在于：有两组卡紧机构与开口齿轮(1)相连；其中一组卡紧机构中的牙板(3′)外侧固接的销轴(5′)与开口齿轮(1)上的一个偏心槽(11)套合，另一组卡紧机构中的牙板(3″)外侧固接的销轴(5″)与开口齿轮1上的另一个偏心槽(11)套合，皆呈可拆卸连接；顶块(4′)、(4″)分别与牙板(3′)、(3″)相对，通过自身固接的销轴分别与开口齿轮(1)呈可拆卸连接。
4.按权利要求1所述的一种新型动力钳卡紧机构，其特征在于偏心槽(11)的偏心倾角α为2°～30°。
5.按权利要求1所述的一种新型动力钳卡紧机构，其特征在于牙板(3)内侧钳口的倾斜角γ为4°～28°。
6.按权利要求1所述的一种新型动力钳卡紧机构，其特征在于牙板(3)钳口一侧装有钳牙(7)。
7.按权利要求1所述的一种新型动力钳卡紧机构，其特征在于牙板(3)钳口一侧装有可转动的牙座(8)，其内侧面上设有对称的钳牙(7)。
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