专利名称：一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及上卸管子螺纹的动力钳，特别是开口型动力钳背钳钳头卡紧机构。
背景技术：
现有开口型动力钳背钳钳头卡紧机构为专利申请号01101342.7，名称“一种行星爪式开口型动力钳钳头卡紧机构”中的背钳，其主要结构形式为各行星爪上、下端面设有行星齿轮，由花键轴套连接成一体，围绕行星架上的芯轴转动，行星爪上、下的行星齿轮与背钳主体内侧的上、下内齿相啮合，承担钳头扭矩传递，行星架相对于背钳主体转动一定角度，带动各行星爪转动使外曲牙板接触管柱，实现正反向卡紧任意管径不更换零件。该机构存在以下不足之处一是背钳主体内腔上下设置内齿与行星齿轮啮合，特别是下部内齿啮合，一旦有铁屑或其他坚硬杂物进入啮合副，将使啮合副被卡死，要清除杂物必须拆开钳头，费事费力；二是工作始末，行星架的上下连接板要相对于背钳主体转动一定角度，由于相关受力零件的变形不全一致及机械杂质进入相对转动缝隙，将使相对转动受阻，卡紧动作失灵；三是行星齿轮承受钳头扭矩传递，为满足强度要求，行星齿轮必须有足够的轴向尺寸，这不仅使结构复杂，而且占用了牙板高度空间，为满足牙板高度要求，就得加高背钳头轴向尺寸，过高的轴向尺寸不仅结构不紧凑，而且在钻井大钳卡接头、主钳和背钳间距受严格限制的条件下，该卡紧机构将不适用，如减少牙板高度，又会使牙板强度变差，且对管柱表面损伤加大，也将使该机构不适用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构，在该机构中，背钳主体与背钳头盖板由螺钉联接紧固成一体，之间固定有芯轴，颚板组件围绕芯轴转动卡紧管子，颚板组件由蝶形颚板、外曲牙板、花键轴套及行星齿轮组成，每组颚板组件只带一只行星齿轮，且处在蝶形颚板上部，花键轴套将蝶形颚板和行星齿轮串接紧固于一体，处在蝶形颚板上部的行星齿轮与一齿轮圈的内齿相啮合，齿轮圈的外齿与背钳传动齿轮相啮合。本实用新型克服了现有技术中行星架相对背钳主体转动所带来的遇阻遇卡隐患，克服了背钳主体内腔下部带齿轮啮合副易进机械杂质受阻现象，也克服了行星齿轮传递钳头大扭矩所要占据的过大空间尺寸(行星齿轮只驱动颚板组件转动，结构尺寸要小得多)，本实用新型实现连续正反向卡紧大范围管径不更换任何零件，结构更简单、更适用、更可靠。
本实用新型的技术方案是一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构，主要由背钳主体、背钳头盖板、蝶形颚板、外曲牙板、牙板螺钉、花键轴套、芯轴、行星齿轮、齿轮圈、挡销、旋钮轴、旋钮齿轮、手柄齿轮组成，背钳主体与背钳头盖板由螺钉联接紧固于一体，外曲牙板固定在蝶形颚板上，行星齿轮处在蝶形颚板上部，由花键轴套将行星齿轮及蝶形颚板串接在一起，花键轴套装在芯轴上能转动，各芯轴装在背钳主体及背钳头盖板的轴孔中不转动，在背钳主体上部与背钳头盖板之间装有齿轮圈，齿轮圈的内齿与各行星齿轮相啮合，齿轮圈的外齿与背钳传动齿轮相啮合，挡销装在齿轮圈上，旋钮轴装在背钳头盖板上，旋钮轴外端装旋钮齿轮与装在背钳头盖板上的手柄齿轮相啮合，搬动手柄齿轮实现钳头转向控制。
图1为本实用新型一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构，主要由背钳主体1、背钳头盖板9、蝶形颚板2、外曲牙板5、牙板螺钉7、花键轴套3、芯轴4、行星齿轮14、齿轮圈13、挡销12、旋钮轴11、旋钮齿轮10、手柄齿轮8组成，背钳主体1与背钳头盖板9由螺钉联接紧固于一体，外曲牙板5由螺钉7限位，卸去牙板螺钉7，即可更换外曲牙板5，行星齿轮14处在蝶形颚板2上部，由花键轴套3将行星齿轮14及蝶形颚板2串接在一起，花键轴套3装在芯轴4上，各芯轴4装在背钳主体1及背钳头盖板9在om、on、of、og中心线上的轴孔中不转动，各花键轴套3与芯轴4之间为动配合，在背钳主体1上部与背钳头盖板9之间装有齿轮圈13，齿轮圈13的内齿与各行星齿轮14啮合，齿轮圈13的外齿与背钳传动齿轮啮合，该传动只起带动各蝶形颚板转动的作用，由于行星齿轮14及齿轮圈13不承担传递钳头扭矩，结构尺寸较小，占用牙板高度甚少。外曲牙板5的牙尖轮廓曲线由专门的计算方法求得，其曲率中心偏离芯轴4中心，在外力驱动下使外曲牙板5的牙尖接触任意管径时，管子接触点所产生的切向力与径向压力的比值为一设定常数，保证了在设定范围内正反向连续卡紧任意管径有最佳卡紧性能，不出现打滑，也不出现卡紧过度。齿轮圈13有局部内圆柱面15与背钳头盖板的局部外圆柱面配合，使背钳头盖板9承受背钳传动齿轮17对齿轮圈13的啮合推力，齿轮圈13还有外圆柱面16与背钳主体1的内圆柱面配合，使背钳主体1承受行星齿轮14对齿轮圈13的啮合推力，齿轮圈的内齿及内外圆柱配合面，都处在钳头内腔上部隐蔽处，一般不易进入机械杂质而受阻。挡销12装在齿轮圈13上，旋钮轴11装在背钳头盖板9上与挡销12处于同轴心位置，旋钮轴下端设有缺口，在背钳头盖板9的内侧以旋钮轴11对称两侧设有环槽，以满足挡销12随齿轮圈13相对于背钳头盖板9正反向转动一定角度的空间需要，由此，旋钮轴11与挡销12构成背钳转向控制机构，在旋钮轴11外端，装有旋钮齿轮10与装在背钳头盖板9上的手柄齿轮8相啮合，扳动操纵杆，在较小的角度范围内可扳转旋钮轴11正反180度，使现有技术中，视线被挡、主钳背钳间距狭窄、手扳旋钮的手动操作环境得以改善。
动力钳处于上扣工况时，扳动手柄齿轮8的操纵杆，使旋钮轴下端缺口朝向逆时针方向，启动背钳驱动机构，使齿轮圈13逆时针方向转动一定角度，带动各行星齿轮14连同蝶形颚板2逆时针方向自转，使外曲牙板5接触管柱，阻止管柱转动，保证主钳可靠地上紧管柱螺纹，上扣完毕，主钳反转对缺口，背钳传动机构驱动齿轮圈13顺时针方向转动，转到挡销12被旋钮轴11所挡，此时各蝶形颚板已回到中位，保证适应最大管径进出无阻，背钳驱动机构停止驱动，完成一次上扣操作。卸扣时，反之亦然。
权利要求1.一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构，主要由背钳主体(1)、背钳头盖板(9)、蝶形颚板(2)、外曲牙板(5)、牙板螺钉(7)、花键轴套(3)、芯轴(4)、行星齿轮(14)、齿轮圈(13)、挡销(12)、旋钮轴(11)、旋钮齿轮(10)、手柄齿轮(8)组成，外曲牙板(5)由牙板螺钉(7)限位，其特征在于背钳主体(1)与背钳头盖板(9)由螺钉连接紧固于一体，行星齿轮(14)处在蝶形颚板(2)上部，由花键轴套(3)将行星齿轮(14)及蝶形颚板(2)串接在一起，花键轴套(3)装在芯轴(4)上能转动，各芯轴(4)装在背钳主体(1)及背钳头盖板(9)的轴孔中不转动，背钳主体(1)上部与背钳头盖板(9)之间装有齿轮圈(13)，齿轮圈(13)的内齿与各行星齿轮(14)啮合，齿轮圈(13)的外齿与背钳传动齿轮(17)啮合，挡销(12)装在齿轮圈(13)上。
2.如权利要求1所述的一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构，其特征在于旋钮轴(11)外端装有旋钮齿轮(10)与装在背钳头盖板(9)上的手柄齿轮(8)相啮合。
专利摘要本实用新型涉及上卸管子螺纹的一种开口型动力钳背钳钳头卡紧机构，主要由背钳主体、背钳头盖板、蝶形颚板、外曲牙板、花键轴套、行星齿轮、芯轴、齿轮圈、挡销、旋钮轴组成。背钳主体与背钳头盖板由螺钉连接紧固于一体，各行星齿轮与蝶形颚板由花键轴套串接紧固，安装在背钳主体与背钳头盖板之间围绕芯轴转动，在背钳主体上部与背钳头盖板之间设置有齿轮圈，行星齿轮与齿轮圈啮合仅起驱动各蝶形颚板转动的作用，使外曲牙板接触管子，实施管柱卡紧。本实用新型的实施将实现动力钳背钳在大范围内正反向连续卡紧任意管径不更换任何零件，且卡紧性能好，工作效率高，社会及经济效益显著。
文档编号E21B19/00GK2656608SQ03280559
公开日2004年11月17日 申请日期2003年9月13日 优先权日2003年9月13日
发明者傅永森 申请人:傅永森