大扭矩钻机后夹持器的制作方法

本实用新型属于钻机后夹持器的技术领域，特别是涉及一种大扭矩钻机后夹持器。

背景技术：

矿用长孔定向千米钻机作为煤矿井下抽采瓦斯、探放水的主要设备，近年来被我国大量进口并投入使用，作为国外发展较早的一种设备，现已具备相当成熟的设计和应用经验。随着我国煤炭开采深度的逐渐增加，地质条件也愈发的复杂。为了应对此变化，长孔定向千米钻机的研发也逐渐趋向于大扭矩，从最初的4000n·m，经历了6000n·m、8000n·m，到现在的主流15000n·m，目前已有钻机生产商在进行2400n·m甚至更高扭矩钻机的研发。

扭矩的变化，使得钻机的部件结构和功能也发生了变化。针对国内煤矿生产和钻机的使用特点，一些钻机的部件逐渐朝着结构简单化，性能可靠化的方向发展。

钻机后夹持器是钻机工作状态下的重要运动部件，它主要安装在钻机的推进机构上，钻机之所以能够在煤层中钻进，主要靠的就是夹持器的夹块对钻杆施加紧固力，带动钻杆进行旋转和前后运动进入工作状态。低扭矩的钻机后夹持器在设计之初，申请人采用了三个圆周分布的夹持器油缸（cn201821135618.9新型后夹持器油缸）安装在油缸安装座上，相邻两个夹持器油缸之间的夹角为120°，液压油通过缸体底部的液压油口进入缸体内部，对活塞施加向上的力，并推动夹持块运动，对钻杆进行夹紧。这种设计的优点是总体积小，部件易拆卸，缺点是结构复杂，密封多，而且由于采用了三个各自独立的夹持器油缸，有时会出现动作不同步的现象，导致钻杆受力出现问题。当钻机扭矩增大以后，此结构的后夹持器的缺点更加明显，经常出现密封处渗漏液压油的现象，导致夹紧力不足，工作压力流失，且由于此油缸的复位是采用弹簧复位，长时间大压力工作下会导致弹簧疲劳，引起复位失效。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种大扭矩钻机后夹持器，以改善背景技术中夹持器存在夹持不同步以及复位失效的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种大扭矩钻机后夹持器，包括外壳、前端盖、后端盖、液控单向阀、活塞、卡盘和夹块；外壳为中空筒状结构，前端面和后端面分别与前端盖和后端盖连接，内壁设置有环形的活塞槽，后端面上开设有向筒壁内延伸的插装槽、第一油路和第二油路；后端盖上设置有分别与第一油路和第二油路对应的油孔；液控单向阀插装在插装槽内，进油口与第一油路连通，出油口与活塞槽的后端连通；第二油路与活塞槽的前端相通；活塞位于外壳内，包括活塞柱以及环绕在活塞柱外侧的活塞盘；活塞柱为中空结构，自前端面向内壁上开设有多个夹块安装槽；夹块安装槽的深度由前到后逐渐减小，侧面开设有防脱落槽；活塞盘与活塞槽密封滑动接触；卡盘从前端盖穿入活塞柱内，与活塞柱的内壁贴合，自后端面向前开设有与夹块安装槽对应的夹块卡槽；夹块位于夹块安装槽和夹块卡槽围合成的空间内，侧面的防脱落凸起插设在防脱落槽内。

进一步地，上述大扭矩钻机后夹持器，还包括由前段套筒和后段套筒组成的阶梯型的过渡套；外壳自前端面至活塞槽处设置有环形的过渡套安装槽；前段套筒位于外壳和前端盖之间；后段套筒与过渡套安装槽贴合；活塞柱的前段与过渡套的内壁贴合。

进一步地，上述大扭矩钻机后夹持器，还包括定位套；外壳自后端面向前设置有环形的定位套安装槽；定位套安装在定位套安装槽内，内径与活塞柱的后段的外径相适应。

进一步地，活塞柱靠近后端面的内壁上设置有环形的耐磨环安装槽；耐磨环安装槽安装有耐磨环。

进一步地，外壳的内壁上、活塞盘上以及过渡套的内壁上均设置有密封圈安装槽；密封圈安装槽内均安装有密封圈；外壳上的密封圈安装槽位于定位套安装槽和活塞槽之间；过渡套上的密封圈安装槽靠近过渡套的后端。

进一步地，前端盖和过渡套通过螺栓安装在外壳的前端，后端盖通过螺栓安装在外壳的后端。

进一步地，第一油路和第二油路上均设置有延伸至外壳外壁上的支路；支路内设置有油塞。

上述大扭矩钻机后夹持器的工作原理如下所述：

当需要夹紧钻杆时，通过操作台的阀门，使液压油通过第一油路的油孔进入外壳，之后通过液控单向阀进入活塞盘后方的液压油容腔内，推动活塞向前运动，活塞通过夹块安装槽的斜面推动夹块向上运动，使多个夹块同时收紧，起到夹紧作用。当钻杆需要松开时，通过操作台上的换向阀，改变油路方向，使液压油从第二油路进入活塞盘前方的液压油容腔内，对活塞施加向后的压力，达到液控单向阀的控制压力后，液控单向阀反向开启，活塞盘后方的液压油容腔内的液压油从液控单向阀压出，并推动活塞向后运动，驱使夹块收回，松开钻杆。

本实用新型的有益效果是：

由上可知，本实用新型提供的大扭矩钻机后夹持器上的多个夹块能够同时夹紧和松开，改善钻杆的受力状况，通过液压复位，避免了弹簧复位存在的复位失效问题，结构更加简单，使用的密封件数量更少，便于维护，性能可靠，更加适合大扭矩钻机使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的大扭矩钻机后夹持器的后视图；

图2为图1所示大扭矩钻机后夹持器a-a方向的剖视图；

图3为图1所示大扭矩钻机后夹持器b-b方向的剖视图；

图4为图1所示大扭矩钻机后夹持器c-c方向的剖视图；

图5为图1所示大扭矩钻机后夹持器中外壳的结构示意图；

图6为图5所示外壳d-d方向的剖视图；

图7为图1所示大扭矩钻机后夹持器中活塞的结构示意图；

图8为图1所示大扭矩钻机后夹持器中卡盘的结构示意图；

图9为图1所示大扭矩钻机后夹持器中夹块的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的大扭矩钻机后夹持器的安装示意图。

图中：1-外壳；1.1-活塞槽；1.2-插装槽；1.3-第一油路；1.4-第二油路；1.5-过渡套安装槽；1.6-定位套安装槽；2-前端盖；3-后端盖；4-液控单向阀；5-活塞；5.1-夹块安装槽；5.2-防脱落槽；6-卡盘；6.1-夹块卡槽；7-夹块；7.1-防脱落凸；8-过渡套；9-定位套；10-耐磨环；11-密封圈安装槽；12-密封圈；13-螺栓；14-油塞；101-大扭矩钻机后夹持器；102-推进机构；103-操作台。

具体实施方式

本实施例提供一种大扭矩钻机后夹持器，包括外壳1、前端盖2、后端盖3、液控单向阀4、活塞5、卡盘6和夹块7；外壳1为中空筒状结构，前端面和后端面分别与前端盖2和后端盖3连接，内壁设置有环形的活塞槽1.1，后端面上开设有向筒壁内延伸的插装槽1.2、第一油路1.3和第二油路1.4；后端盖3上设置有分别与第一油路1.3和第二油路1.4对应的油孔；液控单向阀4插装在插装槽1.2内，进油口与第一油路1.3连通，出油口与活塞槽1.1的后端连通；第二油路1.4与活塞槽1.1的前端相通；活塞5位于外壳内，包括活塞柱以及环绕在活塞柱外侧的活塞盘；活塞柱为中空结构，自前端面向内壁上开设有多个夹块安装槽5.1；夹块安装槽5.1的深度由前到后逐渐减小，侧面开设有防脱落槽5.2；活塞盘与活塞槽1.1密封滑动接触；卡盘6从前端盖2穿入活塞柱内，与活塞柱的内壁贴合，自后端面向前开设有与夹块安装槽5.1对应的夹块卡槽6.1；夹块7位于夹块安装槽5.1和夹块卡槽6.1围合成的空间内，侧面的防脱落凸7.1起插设在防脱落槽5.2内，实现与夹块安装槽5.1的滑动安装。

当需要夹紧钻杆时，通过操作台103的阀门，使液压油通过第一油路1.3的油孔进入外壳1，之后通过液控单向阀4进入活塞盘后方的液压油容腔内，推动活塞5向前运动，活塞5通过夹块安装槽5.1的斜面推动夹块7向上运动，使多个夹块7同时收紧，起到夹紧作用。当钻杆需要松开时，通过操作台103上的换向阀，改变油路方向，使液压油从第二油路1.4进入活塞盘前方的液压油容腔内，对活塞5施加向后的压力，达到液控单向阀4的控制压力后，液控单向阀4反向开启，活塞盘后方的液压油容腔内的液压油从液控单向阀4压出，并推动活塞5向后运动，驱使夹块7收回，松开钻杆。

进一步地，上述大扭矩钻机后夹持器，还包括由前段套筒和后段套筒组成的阶梯型的过渡套8；外壳1自前端面至活塞槽1.1处设置有环形的过渡套安装槽1.5；前段套筒位于外壳1和前端盖2之间；后段套筒与过渡套安装槽1.5贴合；活塞柱的前段与过渡套8的内壁贴合。

进一步地，上述大扭矩钻机后夹持器，还包括定位套9；外壳1自后端面向前设置有环形的定位套安装槽1.6；定位套9安装在定位套安装槽1.6内，内径与活塞柱的后段的外径相适应，既能对活塞5的安装进行定位，又不会影响活塞5移动。定位套9采用铜套。

进一步地，活塞柱靠近后端面的内壁上设置有环形的耐磨环安装槽；耐磨环安装槽安装有耐磨环10。

进一步地，外壳1的内壁上、活塞盘上以及过渡套8的内壁上均设置有密封圈安装槽11；密封圈安装槽内均安装有密封圈12，以提高整体的密封性；外壳1上的密封圈安装槽11位于定位套安装槽1.6和活塞槽1.1之间；过渡套8上的密封圈安装槽11靠近过渡套8的后端。

进一步地，前端盖2和过渡套9通过螺栓13安装在外壳1的前端，后端盖3通过螺栓13安装在外壳1的后端。

进一步地，第一油路1.3和第二油路1.4上均设置有延伸至外壳1外壁上的支路；支路内设置有油塞14。检修时，拔出可油塞14进行泄油。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。