活塞式液压卡盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钻机卡盘领域，具体涉及一种活塞式液压卡盘。
【背景技术】
[0002]卡盘是钻机的一个的重要部件，其功能是夹紧钻杆，向钻杆传递转矩和轴向力，驱动钻具实现回转和钻进。
[0003]传统煤矿钻机的卡盘有以下三种结构:常开式卡盘、常闭式卡盘以及液压松紧型卡盘，其中常开式卡盘目前使用最为广泛，其余两种已较少使用。
[0004]常开型液压卡盘采用液压夹紧钻杆，弹簧松开卡瓦，卡盘不工作时处于松开状态，国产钻机上的常开型液压卡盘为胶套式液压卡盘，其结构见图1，图中，I为配油套；2为端盖；3为传扭盘；4为壳体；5为卡瓦；6为胶套；7为弹簧；8为支撑环；9为传扭销。高压油经配油套及主轴和卡盘上的小孔注入胶套中部的支撑环与胶套所形成的容腔，胶套受到径向压缩，迫使卡瓦组径向移动，从而夹紧钻杆。回油时，卡瓦组在弹簧力的作用下自动复位。
[0005]胶套式液压卡盘存在以下不足:(I)受卡盘结构以及胶套材料影响，胶套使用寿命有限，损坏较频繁；(2)煤渣经过卡瓦之间的间隙进入胶套与卡瓦的配合面，进一步缩短了胶套寿命；(3)井下环境恶劣，工具不齐，更换胶套费时费力；(4) 一旦胶套损坏失效，卡盘立即无法夹紧，钻杆仍然在卡盘中，无法拆卸卡盘更换胶套。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种活塞式液压卡盘，目的在于:解决胶套式常开液压卡盘存在的以下问题:1.胶套频繁损坏的问题；2.煤渣进入胶套与卡瓦间的运动配合面，缩短胶套、卡瓦等关键件使用寿命；3.更换胶套损坏零件的时间过长；4.胶套损坏，卡盘立即完全失效，导致无法更换胶套。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种活塞式液压卡盘，包括前端盖、后端盖以及设置在前、后端盖之间的壳体，所述壳体内设置有缸体，所述缸体内设置有用于夹紧钻杆的弹性卡瓦，所述缸体上还设置有多个沿径向向卡盘中心滑动并用于挤压弹性卡瓦的活塞，所述缸体与壳体之间还设置有便于液压油推动活塞移动的高压油腔。
[0009]进一步，所述弹性卡瓦包括多个周向分布的金属爪，所述相邻金属爪之间设置有弹性件，所述金属爪和弹性件相互咬合形成一个整体结构。
[0010]进一步，所述弹性件为高弹性的橡胶条。
[0011]进一步，所述高压油腔与外界相通的油道分别设置在壳体和后端盖上，所述油道的油口上设置有O型密封圈I，所述壳体与缸体之间设置有O型密封圈II，所述活塞与缸体之间设置有Y型密封圈和防尘圈。
[0012]进一步，所述后端盖上还设置有用于与主轴连接并传递扭矩的连接盘和连接销。
[0013]本实用新型的有益效果如下:
[0014]1.本实用新型摒弃了传统常开式液压卡盘采用胶套挤压卡瓦夹紧的原理，而采用了活塞推动卡瓦夹紧，活塞作为金属零件，其寿命明显长于橡胶类的胶套，因而避免了胶套频繁损坏的问题。
[0015]2.本实用新型的弹性卡瓦由橡胶和金属整体成形，摒弃了传统卡盘中的弹簧复位结构，整体结构简单、安装方便。
[0016]3.本实用新型的卡盘在更换内部零件时，可将缸体连同装在其上的活塞、密封圈等零件一起取出，可大幅节省现场维修时间，提高整体工作效率。
[0017]4.本实用新型的卡盘在其某一个活塞或者密封圈损坏时，尽管其夹紧力会受到一定的影响，但不会立即完全失效，仍可继续工作，可将停留在卡盘中钻杆拆下，以便拆卸卡盘，更换损坏的零件。
[0018]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研宄对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【附图说明】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0020]图1为现有的胶套式液压卡盘结构示意图；
[0021]图2为本实用新型的活塞式液压卡盘结构示意图；
[0022]图3为图2的A-A旋转剖视图。
【具体实施方式】
[0023]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0024]如图所示，一种活塞式液压卡盘，包括前端盖211、后端盖24以及设置在前、后端盖之间的壳体25，所述壳体内设置有缸体29，所述缸体内设置有用于夹紧钻杆的弹性卡瓦，所述缸体上还设置有多个沿径向向卡盘中心滑动并用于挤压弹性卡瓦的活塞28，所述缸体与壳体之间还设置有便于液压油推动活塞移动的高压油腔M。
[0025]本实施例中，所述弹性卡瓦包括多个周向分布的金属爪212，所述相邻金属爪之间设置有弹性件213，所述金属爪和弹性件相互咬合形成一个整体结构，本实施的弹性件为高弹性的橡胶条。本实施例的弹性卡瓦由高弹性橡胶和金属组成，当高压油挤压活塞时，活塞挤压金属爪，高弹性橡胶收缩，金属爪抱紧钻杆；活塞不受压时，橡胶复位，弹性卡瓦的金属爪张开，松开钻杆。
[0026]本实施例中，所述高压油腔与外界相通的油道分别设置在壳体和后端盖上，所述油道的油口 20上设置有O型密封圈I 22，所述壳体与缸体之间设置有O型密封圈II 210，所述活塞与缸体之间设置有Y型密封圈27和防尘圈26。本实施例的密封结构、密封效果好、同时能防止煤渣进入卡瓦内部。
[0027]本实施例中，所述后端盖上还设置有用于与主轴连接并传递扭矩的连接盘23和连接销21。通过连接盘和连接销将扭矩传递给卡盘，卡盘通过卡瓦传递给钻杆，从而带动钻杆转动。
[0028]本实施例的工作过程如下:
[0029]1.夹紧
[0030]高压液压油从油口 20进入，经过后端盖24和壳体25的油道进入由壳体25、后端盖24、前端盖211)、活塞28以及缸体29围成的腔体M，该腔体两端由O形密封圈II210密封，径向由Y形密封圈27密封。腔体M内的液压油推动活塞28沿径向向卡盘中心滑动，从而迫使弹性卡瓦克服橡胶弹性力沿径向向卡盘中心移动，即可夹紧钻杆。
[0031]2.松开
[0032]本实施例的卡盘为常开式，在无高压油进入腔体M的情况下，金属爪212在橡胶的弹性力作用下保持张开状态。
[0033]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种活塞式液压卡盘，包括前端盖、后端盖以及设置在前、后端盖之间的壳体，其特征在于:所述壳体内设置有缸体，所述缸体内设置有用于夹紧钻杆的弹性卡瓦，所述缸体上还设置有多个沿径向向卡盘中心滑动并用于挤压弹性卡瓦的活塞，所述缸体与壳体之间还设置有便于液压油推动活塞移动的高压油腔。
2.根据权利要求1所述的活塞式液压卡盘，其特征在于:所述弹性卡瓦包括多个周向分布的金属爪，所述相邻金属爪之间设置有弹性件，所述金属爪和弹性件相互咬合形成一个整体结构。
3.根据权利要求2所述的活塞式液压卡盘，其特征在于:所述弹性件为高弹性的橡胶条。
4.根据权利要求1所述的活塞式液压卡盘，其特征在于:所述高压油腔与外界相通的油道分别设置在壳体和后端盖上，所述油道的油口上设置有O型密封圈I，所述壳体与缸体之间设置有O型密封圈II，所述活塞与缸体之间设置有Y型密封圈和防尘圈。
5.根据权利要求1所述的活塞式液压卡盘，其特征在于:所述后端盖上还设置有用于与主轴连接并传递扭矩的连接盘和连接销。
【专利摘要】本实用新型公开了一种活塞式液压卡盘，包括前端盖、后端盖以及设置在前、后端盖之间的壳体，所述壳体内设置有缸体，所述缸体内设置有用于夹紧钻杆的弹性卡瓦，所述缸体上还设置有多个沿径向向卡盘中心滑动并用于挤压弹性卡瓦的活塞，所述缸体与壳体之间还设置有便于液压油推动活塞移动的高压油腔。本实用新型摒弃了传统常开式液压卡盘采用胶套挤压卡瓦夹紧的原理，而采用了活塞推动卡瓦夹紧，活塞作为金属零件，其寿命明显长于橡胶类的胶套，因而避免了胶套频繁损坏的问题。
【IPC分类】E21B19-10
【公开号】CN204419075
【申请号】CN201520041623
【发明人】辛德忠, 陶勇, 万军, 张始斋, 陈航, 刘小华, 吕晋军, 蒲剑, 杨仁强, 陈林, 何函, 刘旭, 宋玉壁, 李光
【申请人】中煤科工集团重庆研究院有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月21日