一种采用机械夹持器的钻机头的制作方法

本实用新型涉及钻探设备技术领域，具体涉及一种煤矿用坑道钻机的采用机械夹持器的钻机头，用于钻杆的夹持。

背景技术：

目前，煤矿用钻杆夹持器一般为液压驱动式，主要存在以下缺点:结构复杂，零部件较多，井下维护困难。一旦出现故障，维修非常不便，影响工作效率。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种采用机械夹持器的钻机头，采用更简单的结构，方便使用和维修，更适用于煤矿井下的环境。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种采用机械夹持器的钻机头，包括通过机械夹持器安装在桅杆总成上的钻机头，所述的机械夹持器包括内部带有通槽的滑座，滑座中装配有一个夹持滑块，在滑座的前端设置有端盖，端盖上设置有导向柱，在导向柱上沿轴向开设有穿透导向柱以及端盖的螺纹孔，在螺纹孔中装配有一端与夹持滑块活动式连接的夹紧丝杆；在滑座的后端安装有一个夹持摇臂，夹持摇臂通过定位销安装于滑座上；所述的机械夹持器使用时，将钻机头上的钻杆穿过滑座的侧面，使钻杆经过夹持滑块与夹持摇臂之间，通过夹紧丝杆调节夹持滑块的位置，使钻杆被夹持在夹持滑块与夹持摇臂之间。

进一步地，所述的桅杆总成包括副滑轨座，副滑轨座上装配有可沿副滑轨座轴向滑动的桅杆，桅杆上装配有可沿桅杆轴向滑动的回转托架，所述的钻机头安装在回转托架上；所述的副滑轨座上安装有滑移油缸，滑移油缸的输出轴与桅杆连接；在桅杆的上表面开设有滑槽，所述的回转托架装配在滑槽上；在滑槽中安装有给进油缸，给进油缸的输出轴上安装有齿轮，在回转托架底部、滑槽中均铺设有所述的齿轮配合的齿条。

进一步地，所述的滑座包括顶板以及与顶板平行的底板，顶板与底板之间通过第一侧板、第二侧板连接；在第一侧板、第二侧板的后端对称开设有销孔，所述的夹持摇臂的前端伸入到滑座内部，利用一根定位销依次穿过第一侧板上的销孔、夹持摇臂、第二侧板上的销孔以对夹持摇臂进行固定。

进一步地，所述的底板的底部沿所述的通槽的轴向开设有底槽，底槽贯穿底板的前端与后端，在底槽两侧的底板边缘上对称设置有安装板，安装板与底板平行设置，两个安装板之间的宽度大于滑座的宽度，且安装板上分布有贯穿安装板的固定孔；所述的滑座在安装时，通过通槽卡在钻机的桅杆上，然后利用固定件穿过安装板上的固定孔对滑座进行安装固定。

进一步地，所述的第一侧板上开设有第一缺口，第一缺口穿出第一侧板的后端部；第二侧板的上开设有第二缺口，第二缺口穿出第二侧板的后端，且第二缺口的宽度小于第一缺口的宽度。

进一步地，所述的第一侧板上设置有第一侧孔，第一侧孔为非闭合的圆孔，且第一侧孔与所述的第一缺口贯连；在第二侧板上开设有第二侧孔，第二侧孔为圆孔，且第二侧孔、第一侧孔同轴设置。

进一步地，所述的通槽内部在顶板、底板与第一侧板、第二侧板的连接处均沿通槽的轴向设置有方柱，方柱中开设有螺栓孔，所述的端盖通过固定螺栓和螺栓孔装配在滑座的前端；所述的顶板处的两个方柱之间、底板处的两个方柱之间形成了一对用于装配所述夹持滑块的滑槽。

进一步地，所述的夹紧丝杆为带有外螺纹的柱形结构，在夹紧丝杆的前端连接有一个四方头，夹紧丝杆的后端通过连杆连接有一个推盘，推盘的直径小于连杆的直径。

进一步地，所述的夹持滑块为矩形体结构，在夹持滑块的顶部、底部对称设置有滑台，滑台的边缘处加工为斜边；记夹持滑块的其中两个相邻的侧面分别为第一侧面、第二侧面，在第一侧面上开设有通向夹持滑块内部的卡槽，第二侧面上开设有与卡槽贯连的滑入槽，滑入槽的一端穿出第二侧面，滑入槽的另一端延伸至第二侧面的中部，且滑入槽的该端为弧面型结构；所述的滑入槽的宽度小于卡槽的宽度。

进一步地，所述的夹持滑块上以及夹持摇臂上对称设置有夹具，夹具包括四个夹持块，夹持块的纵向截面为直角梯形结构；夹持块在夹持滑块、夹持摇臂上均呈八字形结构设置一对，在夹持块上设置有防滑层。

进一步地，所述的夹持摇臂包括伸入滑座后端的夹持板，夹持板的上端、下端连接有相互平行的第一摇板，在两个第一摇板的后端各自连接有一个第二摇板，第二摇板之间通过握杆连接；其中，第一摇板的长度大于第二摇板的长度，两个第一摇板之间的距离与滑座的顶板、底板之间的距离相同，且两个第一摇板之间的距离大于两个第二摇板之间的距离。

本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：

1.本实用新型的夹持器采用机械式结构，较传统的液压式结构相比，其结构更加简单，因而便于维修，对于井下的检修工人来说，降低了检修复杂程度，提高了工作效率；

2.本实用新型的机械夹持器可采用手动的方式调节夹紧力度，对于井下恶劣的环境和工况来说，这种方式操作的灵活性更强，操控方式更加简单；

3.本装置结构简单，坚固耐用，方便制作生产，故障率低，可靠性更高，整个钻机构结构具有更好的稳定性，实际使用效果好。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的纵向剖视结构示意图；

图4为本实用新型的前端面结构示意图；

图5为本实用新型的整体结构示意图；

图6为本实用新型的斜俯视图(左斜俯视图)；

图7为本实用新型的后端面的结构示意图；

图8为本实用新型的斜俯视图(右斜俯视图)；

图9为夹持滑块的侧视图；

图10为夹持滑块的斜俯视图；

图中标号代表：A—机械夹持器，1—夹紧丝杆，2—端盖，3—顶板，4—夹持滑块，5—定位销，6—夹持块，7—底板，8—夹持摇臂，9—固定螺栓，10—四方头，11—底槽，12—安装板，13—导向柱，14—第一侧孔，15—第一侧板，16—固定孔，17—握杆，18—第一摇板，19—第二摇板，20—通槽，21—螺栓孔，22—销孔，23—方柱，24—滑槽，25—第一缺口，26—第二缺口，27—第二侧孔，28—滑台，29—斜边，30—卡槽，31—滑入槽，32—第二侧板，33—连杆，34—推盘，35—夹持板，36—桅杆总成，37—钻机头，38—扶正器，39—钻杆，40—副滑轨座，41—回转托架，42—滑移油缸，43—给进油缸，44—齿条。

具体实施方式

传统的钻机上的钻杆使用的夹持器为液压驱动结构，复杂、检修维护困难，在实际使用过程中带来许多问题。本实用新型则根据钻机的实际使用需求和环境，提供一种全新的采用机械夹持器的钻机头。

如图1至图10所示，一种采用机械夹持器的钻机头，包括通过机械夹持器A安装在桅杆总成36上的钻机头37，所述的机械夹持器A包括内部带有通槽20的滑座，滑座中装配有一个夹持滑块4，在滑座的前端设置有端盖2，端盖2上设置有导向柱13，在导向柱13上沿轴向开设有穿透导向柱13以及端盖2的螺纹孔，在螺纹孔中装配有一端与夹持滑块4活动式连接的夹紧丝杆1；在滑座的后端安装有一个夹持摇臂8，夹持摇臂8通过定位销5安装于滑座上；所述的机械夹持器A使用时，将钻机头37上的钻杆39穿过滑座的侧面，使钻杆经过夹持滑块4与夹持摇臂8之间，通过夹紧丝杆1调节夹持滑块4的位置，使钻杆被夹持在夹持滑块4与夹持摇臂8之间。

桅杆总成36的结构如图1和图2所示。桅杆总成36包括副滑轨座40，在实际使用时，副滑轨座40安装在钻机上，通过钻机调节副滑轨座40的整体位置，再利用副滑轨座40上的机构来调节钻杆39的精确位置。副滑轨座40上装配有可沿副滑轨座40轴向滑动的桅杆，桅杆上装配有可沿桅杆轴向滑动的回转托架41，所述的钻机头37安装在回转托架41上。副滑轨座40与回转轴架连接安装，其同时为桅杆提供了一个滑动的轨道，桅杆可以在副滑轨座40上进行滑动。具体地，副滑轨座40上安装有滑移油缸42，滑移油缸42的输出轴与桅杆连接；在桅杆的上表面开设有滑槽，所述的回转托架41装配在滑槽上；在滑槽中安装有给进油缸43，给进油缸43的输出轴上安装有齿轮，在回转托架41底部、滑槽中均铺设有所述的齿轮配合的齿条44。在调节的过程中，驱动滑移油缸42，可以使桅杆相对于副滑轨座40进行滑动，而驱动给进油缸43，则在齿轮齿条44的带动下，使回转托架41可带动钻机头37部分进行移动。这样的配合方式，是一种倍速机构，可实现钻机头37位置的精细调节，也能使桅杆带动钻机头37在轴向上大范围内移动，满足不同条件下的打钻要求。桅杆总成36上还设置有扶正器38，用于限制钻杆39在工作时的位置。

本实用新型中，机械夹持器A的主要结构包括滑座、夹紧丝杆1、夹持滑块4以及夹持摇臂8。其中，滑座起到固定安装的作用，在使用的时候滑座用来固定在钻机的桅杆上。滑座中有一个可以滑动的夹持滑块4，夹持滑块4和所述的夹持摇臂8配合，共同用来对钻杆进行夹持。夹持滑块4的位置调整采用机械驱动方式，具体为，在滑座前端设置有滑盖和导向柱13，导向柱13内部有螺纹孔，利用一个带有外螺纹的夹紧丝杆1穿过螺纹孔，使夹紧丝杆1的后端与夹持滑块4活动式连接。在使用的时候，利用工具旋转夹紧丝杆1，由于螺纹配合作用，将使夹紧滑块在滑座中前后移动；而夹持摇臂8的位置是相对固定的，由此即可通过调整滑块的位置来对穿过夹持滑块4以及夹持摇臂8之间的钻杆起到有效的夹持作用，并且调整过程非常方便。夹持滑块4与夹持摇臂8间距离最小为0，最大距离为34.5，可适应钻杆直径为具有良好的通用性。

如图3、图10所示，为了保证对钻杆的夹持效果，夹持滑块4上以及夹持摇臂8上对称设置有夹具，夹具包括四个夹持块6，夹持块6的纵向截面为直角梯形结构；夹持块6在夹持滑块4、夹持摇臂8上均呈八字形结构设置一对，即将所述的梯形底面一侧固定在夹持滑块4和夹持摇臂8上，并且两个夹持块6之间间隔设置。在夹持块6上设置有防滑层。夹持滑块4和夹持摇臂8上的夹具在相互靠近时，四个夹持块6之间形成了一个类圆形的夹持孔，能适应钻杆的外部形状，从而对钻杆进行有效的夹持。这种夹具结构，与钻杆有更大的接触面，且其最显著的特点是，能适应不同外径的钻杆，具有很好的通用性。而在夹持块6上还设置有防滑层，防滑层可以是防滑纹，也可以是其他防滑结构。

如图5至图8所示，本实用新型给出了一种具体的滑座结构，滑座包括顶板3以及与顶板3平行的底板7，顶板3与底板7之间通过第一侧板15、第二侧板32连接，使滑座整体为两端通透的、纵向截面呈矩形的结构，而通透的部分即为所述的通槽20；在第一侧板15、第二侧板32的后端对称开设有销孔22，所述的夹持摇臂8的前端伸入到滑座内部，利用一根定位销5依次穿过第一侧板15上的销孔22、夹持摇臂8、第二侧板32上的销孔22以对夹持摇臂8进行固定。这种滑座结构，便于加工、安装，且结构相对简单。

如图3所示，夹持摇臂8包括伸入滑座后端的夹持板35，夹持板35的上端、下端连接有相互平行的第一摇板18，在两个第一摇板18的后端各自连接有一个第二摇板19，第二摇板19之间通过握杆17连接；其中，第一摇板18的长度大于第二摇板19的长度，两个第一摇板18之间的距离与滑座的顶板3、底板7之间的距离相同，即两个摇板能正好插入到通槽20上下端之间，不留间隙，这是为了在对钻杆进行卡止使，夹持摇臂8不上下晃动，因此需要两个第一摇板18之间的距离能正好卡入到滑座的顶板3、底板7之间；而两个第一摇板18之间的距离大于两个第二摇板19之间的距离，这是为了方便手部握持和左右晃动；本装置在使用完毕后，先卸掉钻杆，然后握住夹持摇臂8左右晃动，可协助松开本夹持器。

如图6至图8所示，底板7的底部沿所述的通槽20的轴向(长度方向)开设有底槽11，底槽11贯穿底板7的前端与后端，在底槽11两侧的底板7边缘上对称设置有安装板12，安装板12与底板7平行设置，两个安装板12之间的宽度大于滑座的宽度，且安装板12上分布有贯穿安装板12的固定孔16；滑座的宽度是指滑座的第一侧板15、第二侧板32之间的距离；需要两个安装板12之间的距离更大一些，一是便于设置固定孔16，二是使底槽11具有足够大的空间能便于和钻机配合安装、所述的滑座在安装时，通过通槽20卡在钻机的桅杆上，然后利用固定件穿过安装板12上的固定孔16对滑座进行安装固定。固定件可以采用螺栓等。

如图5、图6和图8所示，第一侧板15上开设有第一缺口25，第一缺口25穿出第一侧板15的后端部；第二侧板32的上开设有第二缺口26，第二缺口26穿出第二侧板32的后端，且第二缺口26的宽度小于第一缺口25的宽度。第一缺口25、第二缺口26均为矩形缺口，这里所说的宽度是指平行于底板7方向上的宽度。第一缺口25、第二缺口26均穿出侧板的后端，这样钻杆可从外部进入到第一缺口25、第二缺口26中。第一侧板15上设置有第一侧孔14，第一侧孔14为非闭合的圆孔，且第一侧孔14与所述的第一缺口25贯连；在第二侧板32上开设有第二侧孔27，第二侧孔27为圆孔，且第二侧孔27、第一侧孔14同轴设置。第一缺口25和第二缺口26主要是为夹持摇臂8在安装和后期拆除钻杆时提供足够的活动空间，而第一缺口25额外的一个作用是，由于其和一个费闭合的第一侧孔14贯连，这个侧孔方便了钻杆的卡入。在使用时，先将钻杆穿过第二侧孔27，然后钻杆可通过第一缺口25进入到第一侧孔14中，方便了安装过程。钻杆通过第一侧孔14、第二侧孔27穿透滑座的侧面，两个侧孔共同对钻杆起到相对限制和固定的作用。

如图3所示，夹紧丝杆1为带有外螺纹的柱形结构，在夹紧丝杆1的前端连接有一个四方头10，四方头10方便了利用工具来旋转夹紧丝杆1，例如采用扳手；夹紧丝杆1的后端通过连杆33连接有一个推盘34，推盘34的直径小于连杆33的直径；推盘34是用来和夹持滑块4活动式安装，在夹紧丝杆1旋转时，同时沿轴向向前后运动，而推盘34则将推力传递给夹持滑块4，推动或拉动夹持滑块4运动。

更进一步地，通槽20内部在顶板3、底板7与第一侧板15、第二侧板32的连接处均沿通槽20的轴向设置有方柱23，即横截面为方形的柱体；方柱23中开设有螺栓孔21，所述的端盖2通过固定螺栓9和螺栓孔21装配在滑座的前端，以方便拆装过程。所述的顶板3处的两个方柱23之间、底板7处的两个方柱23之间形成了一对用于装配所述夹持滑块4的滑槽24，如图5、图6所示，夹持滑块4容纳在通槽20中，且通过滑槽24可以限制夹持滑块4的运动。

如图9、图10所示，夹持滑块4为矩形体结构，在夹持滑块4的顶部、底部对称设置有滑台28，滑台28的边缘处加工为斜边29；记夹持滑块4的其中两个相邻的侧面分别为第一侧面、第二侧面，在第一侧面上开设有通向夹持滑块4内部的卡槽30，第二侧面上开设有与卡槽30贯连的滑入槽31，滑入槽31的一端穿出第二侧面，滑入槽31的另一端延伸至第二侧面的中部，且滑入槽31的该端为弧面型结构；所述的滑入槽31的宽度小于卡槽30的宽度。在实际使用时，先将夹紧丝杆1的推盘34卡在卡槽30的端口处，然后使连杆33进入滑入槽31中，再将夹紧丝杆1整体向夹持滑块4中部推动，使连杆33到达滑入槽31的端头处，然后再将夹持滑块4卡入到滑座的通槽20中，再装上端盖2。这种夹持滑块4结构，能方便配合与夹紧丝杆1配合安装、拆卸，且为活动式安装方式，方便夹紧丝杆1带动夹持滑块4前后运动。