专利名称：球卡式夹持机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球卡式夹持机构，具体地说是在小型钻机回转器上实现夹紧和松 开钻杆的装置，靠可移位钢球卡在主动钻杆上，实现钻杆旋转和上下给进，最终实现钻进施 工的机构，属于工程机械(钻机)领域。
背景技术：
回转器属于钻机上的重要部件，其功能主要是实现钻杆的夹持，带动钻杆旋转和 给进。在夹持钻杆的方式上，国内多用碟形弹簧型式，即碟簧夹紧油压松开；国外多用氮气 弹簧型式；还有齿轮齿条夹紧型式等。前两种夹紧型式最为普遍，其优点是夹持力大，适用 于中深孔钻机。在小型钻机(爆破孔钻机、浅层取样钻机)的回转器上，夹持机构的要求更多 是简单、轻便可靠、维护方便。本装置正是应这样的使用要求开发的。传统的碟簧夹紧机构会受碟簧的失效和液压系统故障的制约，碟簧的软硬和液压 系统压力的波动都会影响钻杆的夹紧和打开效果，本球卡式夹紧机构全部为机械式结构， 实现的过程简单可靠，手柄的上抬和下压就可实现钻杆的夹紧和松开，且零件之间相互制 约少，维护方便简单。在浅层取样孔和小型爆破孔钻机上，本夹紧装置非常适合，不光能覆盖钻机原有 回转器的功能，在操作和维护上深受用户和操作手欢迎。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种球卡式夹持机构，能满足小 口径钻机的钻杆夹持要求，相比大口径钻机的碟簧夹持机构，零件数量少，完全靠机构结构 实现钻杆的夹紧和松开，安全可靠、维护方便。按照本发明提供的技术方案，球卡式夹持机构主要特征是采用六方主动钻杆套 在顶套和立轴内，上下通过钢球卡在钻杆的圆弧槽内；顶套下端通过其本身的反牙螺纹和 立轴上端螺纹连接，挡圈卡在顶套的上端，0形圈套在顶套的上端，轴承盖固定在圆环上，销 轴将手柄环固定在上盖上，夹持环通过轴承固定在圆环内，上端通过挡圈轴向定位，夹持环 通过挡圈压在顶套上，一对轴承背对背安装在压梁内，上端通过隔套和顶套拧紧在立轴的 台阶上，起轴向定位；圆环螺栓和垫圈拧在手柄环上，圆环螺栓的头部位于圆环的槽内，内 六角螺栓和弹簧垫圈将上盖固定在压梁上。所述六方主动钻杆的六方表面和顶套的内六方相配合。所述轴承盖上设置有油 嘴。所述上盖内装有油封。所述手柄环上装有手柄、手柄球。本发明与已有技术相比具有以下优点
本发明结构简单、紧凑，合理；能满足小口径钻机的钻杆夹持要求，相比大口径钻机的 碟簧夹持机构，本机构结构简单，零件数量少，完全靠机械结构实现钻杆的夹紧和松开，安 全可靠、重叠少，维护十分方便；材料和成本低、制造方便，性价比高，适合在其他类似小型 钻机的回转器上推广。
图1为本发明球卡式夹持机构工作状态图示意图。图2为图1的结构俯视图。
具体实施例方式下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述
如图1 图2所示，包括六方主动钻杆1、挡圈2、顶套3、油嘴4、0形圈5、螺栓6、弹簧 垫圈7、销轴8、轴承盖9、挡圈10、轴承11、圆环12、夹持环13、钢球14、挡圈15、上盖16、 油封17、压梁18、轴承19、隔套20、立轴21、圆环螺栓22、垫圈23、内六角螺栓24、弹簧垫圈 25 手柄环26、手柄27、手柄球28。本发明主要采用六方主动钻杆1套在顶套3和立轴21内，上下通过钢球14卡在 钻杆的圆弧槽内；六方主动钻杆1的六方表面和顶套3的内六方结构相配合，顶套3下端通 过其本身的反牙螺纹和立轴21的上端螺纹连接，而立轴是转动的，这样就达到回转传动的 功能，以至最终带动六方主动钻杆1转动。挡圈2卡在顶套3的上端，起向上的限位作用。 油嘴4拧在轴承盖9上，起润滑轴承11的作用。0形圈5套在顶套3的上端，起密封作用。 螺栓6和弹垫7将轴承盖9固定在圆环12上。销轴8将手柄环26固定在上盖16上，手柄 环26可以围绕销轴8上下转动。夹持环13通过轴承11固定在圆环12内，上端通过挡圈 10轴向定位。夹持环13通过挡圈15压在顶套3上。油封17装在上盖16内，起密封下端 轴承19的作用。一对轴承19背对背安装在压梁18内，上端通过隔套20和顶套3拧紧在 立轴21的台阶上，起轴向定位。圆环螺栓22和垫圈23拧在手柄环26上，圆环螺栓22的 头部位于圆环12的槽内，手柄环26上下抬起时即可将圆环12跟着一起抬起。内六角螺栓 24和弹簧垫圈25将上盖16固定在压梁18上。手柄27、手柄球28分别拧在手柄环26上。本发明的工作原理及工作过程
本发明采用六方主动钻杆1通过钢球14卡在整个装置内，由旋转的立轴带动一起旋 转，实现钻进施工。1、钻杆打开(见图1)
抬起手柄27，带动手柄环26围绕销轴8上行。拧在手柄环26上的圆环螺栓22的端部 卡在圆环12的径向槽内(见图2俯视图)，带动圆环12同步上行。圆环12通过轴承11、挡 圈10带动夹持环13上行。夹持环13上行通过其自身的内斜面和内台阶(见图2 )，让开钢 球的间隙，钢球向外让开六方主动钻杆1的圆弧槽，钻杆便可打开抽出。2、钻杆夹紧(见图1)
放下手柄27，带动手柄环26围绕销轴8下行。拧在手柄环26上的圆环螺栓22的端 部卡在圆环12的径向槽内，带动圆环12同步下行。圆环12通过轴承11、挡圈10带动夹持 环13下行。夹持环13下行通过其自身的内斜面和内台阶(见图2)，压缩钢球向内移动，钢 球向内移动卡在六方主动钻杆1的圆弧槽内，钻杆的上下位移即被固定。根据杠杆原理及 力学分析，六方主动钻杆1的反作用力，不可能通过钢球再顶开夹持环13，而手柄的常态始 终是向下的，实际上钢球和钻杆已被锁住。3、旋转功能的实现钻杆被6只钢球卡住，限制上下位移；钻杆的六方表面和顶套3的六方内孔相配合，使 径向旋转同步。六方顶套3是通过螺纹和立轴21相连接的，立轴21是旋转的，最终钻杆就 被带动进行同步转动。 本发明核心由一夹持环、六方顶套、6个钢球组成，钢球位于六方顶套的6个孔内， 靠夹持环的斜面上下运动，挤压钢球产生径向位移，卡入钻杆的圆弧槽内，以至最终夹紧钻 杆达到旋转钻进的功能。
权利要求
一种球卡式夹持机构，其特征是采用六方主动钻杆(1)套在顶套(3)和立轴(21)内，上下通过钢球(14)卡在钻杆的圆弧槽内；顶套(3)下端通过其本身的反牙螺纹和立轴(21)上端螺纹连接，挡圈(2)卡在顶套(3)的上端，O形圈(5)套在顶套(3)的上端，轴承盖(9)固定在圆环(12)上，销轴(8)将手柄环(26)固定在上盖(16)上，夹持环(13)通过轴承(11)固定在圆环(12)内，上端通过挡圈(10)轴向定位，夹持环(13)通过挡圈(15)压在顶套(3)上，一对轴承(19)背对背安装在压梁(18)内，上端通过隔套(20)和顶套(3)拧紧在立轴(21)的台阶上，起轴向定位；圆环螺栓(22)和垫圈(23)拧在手柄环(26)上，圆环螺栓(22)的头部位于圆环(12)的槽内，内六角螺栓(24)和弹簧垫圈(25)将上盖(16)固定在压梁(18)上。
2.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述六方主动钻杆(1)的六方表 面和顶套(3)的内六方相配合。
3.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述轴承盖(9)上设置有油嘴(4)。
4.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述上盖(16)内装有油封(17)。
5.如权利要求1所述的球卡式夹持机构，其特征在于所述手柄环(26)上装有手柄 (27)、手柄球(28)。
全文摘要
本发明涉及一种球卡式夹持机构，其主要采用六方主动钻杆套在顶套和立轴内，上下通过钢球卡在钻杆的圆弧槽内；顶套下端通过其本身的反牙螺纹和立轴上端螺纹连接，轴承盖固定在圆环上，销轴将手柄环固定在上盖上，夹持环通过轴承固定在圆环内，夹持环通过挡圈压在顶套上，一对轴承背对背安装在压梁内，上端通过隔套和顶套拧紧在立轴的台阶上，起轴向定位。本发明能满足小口径钻机的钻杆夹持要求，相比大口径钻机的碟簧夹持机构，本机构结构简单，零件数量少，靠机械机构实现钻杆的夹紧和松开，安全可靠、重叠少，维护十分方便；材料和成本低、制造方便，性价比高，适合在其他类似小型钻机的回转器上推广。
文档编号E21B19/00GK101915066SQ20101026927
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者刘长驰, 李瑾炜 申请人:江苏省无锡探矿机械总厂有限公司