巖心鑽機液壓卡盤的製作方法
2023-04-26 19:35:41 1
專利名稱：巖心鑽機液壓卡盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種巖心鑽機卡盤。
背景技術：
巖心鑽機工作時，其卡盤用來夾緊鑽具。傳統巖心鑽機卡盤內部為多組彈簧組合， 由彈簧力來夾緊鑽具，這種方法實現夾緊存在以下一些問題在結構上，彈簧式卡盤夾緊後整個卡盤外圈被帶動一起旋轉，使系統轉矩被浪費， 而且裸露在外的外圈高速旋轉會給施工帶來危險。在夾緊力方面，彈簧式卡盤的夾緊力取 決於彈簧，其大小不能調節。在壽命方面，由於彈簧有疲勞，長時間夾緊運行會使彈簧變形， 從而減弱了原有的夾緊力，在鑽探時會出現打滑等現象，並且夾持的鬆動會產生離心力，使 地下扭矩傳遞時產生偏斜，造成鑽孔跑偏。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種更高效節能，夾緊力可調，並且壽命長的 巖心鑽機液壓卡盤。為解決上述問題，本發明採用的技術方案是巖心鑽機液壓卡盤，包括一個中空的 心軸，心軸的外壁下部活動設置在動力頭箱蓋內，所述的心軸的外壁下部設置有凸臺，所述 的動力頭箱蓋上設置有限位塊，所述的限位塊位於凸臺的上方，心軸的外部設置有卡盤油 缸，所述的卡盤油缸的結構為包括一個外缸套，外缸套與內缸套相活動連接，外缸套與內 缸套之間形成上油腔，外缸套的下端與下端蓋相固定，所述的下端蓋與外缸套和內缸套之 間形成下油腔，所述的外缸套上設置有第一油孔和第二油孔，所述的第一油孔與上油腔相 連通，所述的第二油孔與下油腔相連通；所述的外缸套可沿著心軸的外壁上下滑動，所述的 內缸套與動力頭箱蓋相固定，外缸套與心軸之間設置有斜面套，斜面套與外缸套之間設置 有軸承組，軸承組的上方設置有上端蓋，所述的上端蓋與外缸套相固定，所述的心軸上設置 有至少三個卡瓦孔，每個卡瓦孔中分別設置有卡瓦，所述的卡瓦的外端面為斜面，並且卡瓦 的外端面與斜面套的內端面相貼合，所述的卡瓦的內端面中設置有復位彈簧槽，復位彈簧 槽中設置有復位彈簧。所述的軸承組包括上軸承組和下軸承組，所述的上軸承組從上至下依次為上深溝 球軸承、上隔套和上推力圓柱滾子軸承，所述的下軸承組從上至下依次為下推力圓柱滾子 軸承、下隔套和下深溝球軸承。所述的斜面套與心軸之間還設置有卡瓦導向套，所述的卡瓦導向套上設置有卡瓦 導向槽，所述的卡瓦卡位設置在卡瓦導向槽中。所述的心軸上沿環向均勻設置有五個卡瓦孔。所述的心軸的頂部還固定有上補心，所述的上補心上設置有鑽具導正孔。所述的上端蓋上設置有兩個油孔。本發明的有益效果是
1、液壓力無疲勞極限，不僅夾緊力比彈簧力大，而且非常穩定，不會產生鬆動。2、鑽探過程中液壓力可隨系統需要進行調節，而彈簧力不能改變。3、液壓卡盤內部結構為剛性結構，壽命長、經濟性好，而彈簧卡盤組數多且有特殊 要求，更換成本很高。4、運行時，液壓卡盤只有卡瓦的摩擦力帶動斜面套旋轉，外部結構不旋轉，使得鑽 具的對中性好，並且系統的損耗得到降低，更高效節能。
圖1是本發明巖心鑽機液壓卡盤的剖視結構示意圖；圖2是圖1中心軸的剖視結構示意圖；圖3是圖1中外缸套的剖視結構示意圖；圖4是圖1中斜面套的俯視方向的結構示意圖；圖5是圖4中A-A方向的剖視結構示意圖；圖6是圖1中卡瓦導向套的俯視方向的結構示意圖；圖7是圖6中B-B方向的剖視結構示意圖；圖8是圖1中卡瓦的結構示意圖；圖9是圖8的左視結構示意圖；圖10是圖8中C-C方向的剖視結構示意圖；圖中1、心軸，111、凸臺，2、動力頭箱蓋，211、限位塊，3、外缸套，4、內缸套，5、上油
腔，6、下端蓋，7、下油腔，8、第一油孔，9、第二油孔，10、斜面套，11、上深溝球軸承，12、上隔 套，13、上推力圓柱滾子軸承，14、下推力圓柱滾子軸承，15、下隔套，16、下深溝球軸承，17、 上端蓋，18、油孔，19、卡瓦孔，20、卡瓦，21、復位彈簧槽，22、復位彈簧，23、卡瓦導向套，24、 卡瓦導向槽，25、上補心，26、鑽具導正孔。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明巖心鑽機液壓卡盤作進一步的詳細描述。如圖1所示，巖心鑽機液壓卡盤，包括一個中空的心軸1，心軸1的外壁下部活動設 置在動力頭箱蓋2內，所述的心軸1的外壁下部設置有凸臺111，所述的動力頭箱蓋2上設 置有限位塊211，所述的限位塊211位於凸臺111的上方，用於心軸1與動力頭箱蓋2之間 的軸向限位，心軸1的外部設置有卡盤油缸，所述的卡盤油缸的結構為包括一個外缸套3， 外缸套3的結構如圖3所示，內缸套4活動套裝在外缸套3下端的凹腔中，外缸套3與內缸 套4之間形成上油腔5，外缸套3的下端與下端蓋6相固定，所述的下端蓋6與外缸套3和 內缸套4之間形成下油腔7，所述的外缸套3上設置有第一油孔8和第二油孔9，所述的第 一油孔8與上油腔5相連通，所述的第二油孔9與下油腔7相連通，所述的外缸套3可沿著 心軸1的外壁上下滑動，所述的內缸套4與動力頭箱蓋2相固定，外缸套3與心軸1之間設 置有斜面套10，斜面套10的結構如圖4、圖5所示，斜面套10與外缸套3之間設置有軸承 組，所述的軸承組包括上軸承組和下軸承組，所述的上軸承組從上至下依次為上深溝球軸 承11、上隔套12和上推力圓柱滾子軸承13，所述的下軸承組從上至下依次為下推力圓柱滾 子軸承14、下隔套15和下深溝球軸承16，軸承組的上方設置有上端蓋17，所述的上端蓋17與外缸套3相固定，所述的上端蓋17上設置有兩個油孔18，在工作時可以從油孔18通入循 環油，從而減少旋轉時的摩擦，進而減少系統的損耗，如圖2所示，所述的心軸1上沿環向均 勻設置有五個卡瓦孔19，每個卡瓦孔19中分別設置有卡瓦20，如圖8、圖9、圖10所示，所 述的卡瓦20的外端面為斜面，並且卡瓦20的外端面與斜面套10的內端面相貼合，所述的 卡瓦20的內端面中設置有復位彈簧槽21，復位彈簧槽21中設置有復位彈簧22，所述的復 位彈簧22為環形彈簧，其卡位設置在五個卡瓦20的復位彈簧槽21中，當卡瓦20向心軸1 的軸心方向移動收攏時，復位彈簧22處於收縮狀態並且對五個卡瓦20有一個向外的彈力。 所述的斜面套10與心軸1之間還設置有卡瓦導向套23，如圖6、圖7所示，所述的卡瓦導向 套23上設置有卡瓦導向槽M，所述的卡瓦20卡位設置在卡瓦導向槽M中，從而使卡瓦20 在移動時不會出現偏移。所述的心軸1的頂部還固定有上補心25，所述的上補心25上設置 有鑽具導正孔沈，鑽具導正孔沈的大小略大於鑽具的直徑，從而使鑽具在心軸1中不會出 現偏心。本發明的工作原理是當需夾持鑽具時，將鑽具放置在心軸1內部，第一油孔8進 液壓油，液壓油流入上油腔5，由於內缸套4與動力頭箱蓋2相固定，隨著上油腔5中油壓的 不斷上升，外缸套3和下端蓋6在油壓的作用下向上移動，從而帶動軸承組及斜面套10向 上移動，由於卡瓦20的外端面為斜面，並且卡瓦20的外端面與斜面套10的內端面相貼合， 斜面將向上的作用力轉換成橫向的作用力，從而使卡瓦20向心軸1的軸心方向移動，從而 夾緊鑽具。在此過程中，由於外缸套3和下端蓋6的上移，下油腔7的空間變小，下油腔7 中的液壓油從第二油孔9流出。當需鬆開鑽具時，第二油孔9進液壓油，液壓油流入下油腔7，由於內缸套4與動 力頭箱蓋2相固定，隨著下油腔7中油壓的不斷上升，外缸套3和下端蓋6在油壓的作用下 向下移動，從而帶動軸承組及斜面套10向下移動，由於卡瓦20的外端面為斜面，卡瓦20的 外端面與斜面套10的內端面相貼合，隨著斜面套10的下移，由於當卡瓦20向心軸1的軸 心方向移動收攏時，復位彈簧22處於收縮狀態並且對五個卡瓦20有一個向外的彈力，所以 卡瓦20會在復位彈簧22的作用下向心軸1的軸心外側方向運動，從而鬆開鑽具。此時由 於外缸套3和下端蓋6的下移，上油腔5的空間變小，上油腔5中的液壓油從第一油孔8流 出ο運行時，將動力頭箱蓋2固定在動力頭的箱體上，將心軸1與動力頭的主軸相固 定，隨著動力頭主軸的旋轉，心軸1也隨之旋轉，從而帶動卡瓦20的旋轉，即鑽具的旋轉。與 此同時，斜面套10隨著心軸1旋轉，由於斜面套10與外缸套3之間設置有軸承組，軸承組 中的上深溝球軸承11和下深溝球軸承16使得外缸套3不會隨著斜面套10旋轉，從而使得 鑽具的對中性好，並且系統的損耗得到降低，更高效節能，軸承組中的上推力圓柱滾子軸承 13和下推力圓柱滾子軸承14承受鑽具帶來的軸向力。
權利要求
1.巖心鑽機液壓卡盤，包括一個中空的心軸，其特徵在於心軸的外壁下部活動設置 在動力頭箱蓋內，所述的心軸的外壁下部設置有凸臺，所述的動力頭箱蓋上設置有限位塊， 所述的限位塊位於凸臺的上方，心軸的外部設置有卡盤油缸，所述的卡盤油缸的結構為包 括一個外缸套，外缸套與內缸套相活動連接，外缸套與內缸套之間形成上油腔，外缸套的下 端與下端蓋相固定，所述的下端蓋與外缸套和內缸套之間形成下油腔，所述的外缸套上設 置有第一油孔和第二油孔，所述的第一油孔與上油腔相連通，所述的第二油孔與下油腔相 連通；所述的外缸套可沿著心軸的外壁上下滑動，所述的內缸套與動力頭箱蓋相固定，外缸 套與心軸之間設置有斜面套，斜面套與外缸套之間設置有軸承組，軸承組的上方設置有上 端蓋，所述的上端蓋與外缸套相固定，所述的心軸上設置有至少三個卡瓦孔，每個卡瓦孔中 分別設置有卡瓦，所述的卡瓦的外端面為斜面，並且卡瓦的外端面與斜面套的內端面相貼 合，所述的卡瓦的內端面中設置有復位彈簧槽，復位彈簧槽中設置有復位彈簧。
2.根據權利要求1所述的巖心鑽機液壓卡盤，其特徵在於所述的軸承組包括上軸承 組和下軸承組，所述的上軸承組從上至下依次為上深溝球軸承、上隔套和上推力圓柱滾子 軸承，所述的下軸承組從上至下依次為下推力圓柱滾子軸承、下隔套和下深溝球軸承。
3.根據權利要求1或2所述的巖心鑽機液壓卡盤，其特徵在於所述的斜面套與心軸 之間還設置有卡瓦導向套，所述的卡瓦導向套上設置有卡瓦導向槽，所述的卡瓦卡位設置 在卡瓦導向槽中。
4.根據權利要求1或2所述的巖心鑽機液壓卡盤，其特徵在於所述的心軸上沿環向 均勻設置有五個卡瓦孔。
5.根據權利要求1或2所述的巖心鑽機液壓卡盤，其特徵在於所述的心軸的頂部還 固定有上補心，所述的上補心上設置有鑽具導正孔。
6.根據權利要求1或2所述的巖心鑽機液壓卡盤，其特徵在於所述的上端蓋上設置 有兩個油孔。
全文摘要
本發明涉及一種巖心鑽機液壓卡盤，包括心軸，心軸的外壁下部有動力頭箱蓋，心軸的外部有卡盤油缸，卡盤油缸的結構包括外缸套和內缸套，外缸套與內缸套之間形成上油腔，外缸套的下端與下端蓋相固定，下端蓋與外缸套和內缸套之間形成下油腔，外缸套上設置有第一油孔和第二油孔，第一油孔與上油腔相連通，第二油孔與下油腔相連通；內缸套與動力頭箱蓋相固定，外缸套與心軸之間有斜面套，斜面套與外缸套之間有軸承組，軸承組的上方有上端蓋，上端蓋與外缸套相固定，心軸中有至少三個卡瓦，卡瓦的外端面為斜面，並且卡瓦的外端面與斜面套的內端面相貼合，卡瓦的內端面中有復位彈簧。本發明適用於各種形式的巖心鑽機。
文檔編號E21B19/10GK102094585SQ20101058680
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者黎毅力 申請人:張家港市國鋒探礦機械有限公司