一種巖心鑽機液壓卡盤的製作方法

2023-10-24 17:04:37 2

一種巖心鑽機液壓卡盤的製作方法
【專利摘要】一種巖心鑽機液壓卡盤，包括套裝在鑽機芯軸上的卡瓦座，在卡瓦座的上部設有夾持鑽杆的卡瓦組件，在卡瓦組件的底部與卡瓦座的底端臺階之間安裝有碟形彈簧，在卡瓦組件外套裝有卡盤油缸；所述活塞與卡盤油缸的缸體之間設有液壓油封閉腔，在液壓油封閉腔的上方設有軸用Y型密封圈，在液壓油封閉腔的下方設有孔用Y型密封圈。本實用新型利用分布在卡瓦座上的卡瓦以及設置在卡瓦上的卡瓦合金，增大了夾持面積以及作用於鑽杆的摩擦力和摩擦力力矩，從而增大了夾持鑽杆的提升能力；利用設置在在液壓油封閉腔上方的軸用Y型密封圈和設置在液壓油封閉腔下方的孔用Y型密封圈，使得密封更加可靠、穩定，保證了密封圈的受力均勻，延長了其使用壽命。
【專利說明】一種巖心鑽機液壓卡盤
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種地質鑽孔設備，特別是一種巖心鑽機液壓卡盤。
【背景技術】
[0002]液壓卡盤是地質勘探巖心鑽機的一個獨立重要部件，其主要功能是夾緊機上鑽杆，傳遞轉矩和軸向力，而其現有夾緊部件主要以大蝶簧三點夾持液壓卡盤為主，隨著近年來鑽機勘探深度的不斷加大，部分中深孔巖心鑽機對液壓卡盤夾持鑽杆、提升鑽具能力的要求越來越高，而在設計中完全靠增加蝶形彈簧的厚度，用以增大彈性力來滿足液壓卡盤夾緊力的要求已不太現實，況且蝶形彈簧的厚度過厚會使製造難度和成本訊速上升，同時在系統額定壓力未變時，平衡蝶簧彈力的增力將使油缸缸徑不斷增大，隨之卡盤外形尺寸的曾大也將直接影響旋轉體的穩定性。

【發明內容】

[0003]本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出一種結構簡單、拆卸方便，可提高加持能力的巖心鑽機液壓卡盤。
[0004]本實用新型要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的，一種巖心鑽機液壓卡盤，包括套裝在鑽機芯軸上的卡瓦座，在卡瓦座的上部設有夾持鑽杆的卡瓦組件，在卡瓦組件的底部與卡瓦座的底端臺階之間安裝有碟形彈簧，在卡瓦組件外套裝有卡盤油缸，卡盤油缸包括與液壓卡盤罩殼固定的缸體和沿缸體內壁上下滑動的活塞，活塞與卡瓦組件之間安裝有推力球軸承，其特點是:所述卡瓦組件包括周向均勻分布在卡瓦座上的5個卡瓦和套裝在卡瓦外的卡圈，卡瓦外側面與卡圈相接且接觸面與軸線傾斜設置形成上寬下窄的錐面，錐面與水平面之間形成的夾角為75° -85°，所述卡瓦內側面設置為與芯軸外圓面配合的內弧面，在內弧面上設有兩組豎向設置的卡瓦合金，同一卡瓦內弧面上兩組卡瓦合金的中心線與芯軸中心線的所成夾角為20° -28° ;所述活塞與卡盤油缸的缸體之間設有液壓油封閉腔，在液壓油封閉腔的上方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有軸用Y型密封圈，軸用Y型密封圈的上方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有減小摩擦阻力用的上支撐環，在液壓油封閉腔的下方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有孔用Y型密封圈，孔用Y型密封圈的下方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有減小摩擦阻力用的下支撐環。
[0005]本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，在卡盤油缸上設有與液壓油封閉腔相通的注油嘴。
[0006]與現有技術相比，本實用新型利用周向均勻分布在卡瓦座上的5個卡瓦以及設置在卡瓦內弧面上的兩組卡瓦合金，增大了夾持面積以及作用於鑽杆的摩擦力和摩擦力力矩，從而增大了夾持鑽杆的提升能力；利用設置在在液壓油封閉腔上方的軸用Y型密封圈和設置在液壓油封閉腔下方的孔用Y型密封圈，使得密封更加可靠、穩定，保證了密封圈的受力均勻，延長了其使用壽命。本實用新型結構簡單、設計合理、拆裝方便，提高了夾持鑽杆的能力，增強了鑽機的性能。【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0008]圖2為圖1的A-A向示意圖。
【具體實施方式】
[0009]一種巖心鑽機液壓卡盤，包括套裝在鑽機芯軸上的卡瓦座I，在卡瓦座I的上部設有夾持鑽杆的卡瓦組件，在卡瓦組件的底部與卡瓦座I的底端臺階之間安裝有碟形彈簧4，在卡瓦組件外套裝有卡盤油缸，卡盤油缸包括與液壓卡盤罩殼8固定的缸體2和沿缸體內壁上下滑動的活塞3，活塞3與卡瓦組件之間安裝有推力球軸承5，所述卡瓦組件包括周向均勻分布在卡瓦座I上的5個卡瓦7和套裝在卡瓦7外的卡圈6,卡瓦7外側面與卡圈6相接且接觸面與軸線傾斜設置形成上寬下窄的錐面，錐面與水平面之間形成的夾角為75° -85°，所述卡瓦內側面設置為與芯軸外圓面配合的內弧面，在內弧面上設有兩組豎向設置的卡瓦合金13，同一卡瓦內弧面上兩組卡瓦合金13的中心線與芯軸中心線的所成夾角為20° -28° ;所述活塞3與卡盤油缸的缸體2之間設有液壓油封閉腔，在液壓油封閉腔的上方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有軸用Y型密封圈10，軸用Y型密封圈10的上方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有減小摩擦阻力用的上支撐環9，在液壓油封閉腔的下方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有孔用Y型密封圈11，孔用Y型密封圈11的下方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有減小摩擦阻力用的下支撐環12。卡盤油缸上設有與液壓油封閉腔相通的注油嘴。所述卡盤油缸的缸體2材質為45鍛件，毛坯退火，粗加工後調質處理，半精、精加工成形，二臺階缸徑同軸度誤差不大於Φ0.05mm,圓柱度小於0.0lmm ;所述活塞3材質為45鍛件，毛坯退火，粗加工後調質，半精、精加工成形，兩臺階外圓同軸度誤差不大於Φ0.03_，活塞外圓表面鍍硬鉻並精磨，磨後圓柱度小於0.0lmm ;所述卡瓦座I材質為35CrMo鍛件，粗加工後調質，半精、精加工成形，加工五槽時(可考慮增加熱定形工序)，應控制槽端部縮口變形；所述卡圈6為五槽卡圈，五槽卡圈為45鍛件毛還,粗加工後調質處理,分粗、精加工成形，五處斜面槽對基準中心的尺寸應一致,槽寬對基準中心的對稱度不大於0.08mm ;所述蝶形彈簧4材質為60Si2MnA。
[0010]所述卡瓦7數設置為五個，使得水平支撐卡瓦的卡瓦座需重新設計，卡瓦槽按圓周五等分，考慮零件外圓直徑、強度等因素及卡瓦裝拆的方便，槽寬略為減小，但並不影響所裝卡瓦夾持鑽杆面積的總體增大，而夾持面積的增大意味著夾持能力將提升。卡圈作為卡瓦水平移動的作用件，當卡圈下移時，五卡瓦同時向外運動，當碟形彈簧復位推動卡圈上移時，卡瓦同時向心收縮。考慮到活塞上下移動時的導向及減小與卡盤油缸的缸體間產生的摩擦阻力，特增加耐磨、滑動性均好的材質聚四氟乙烯為上下支撐環，工作時支撐環與活塞外圓和油缸內孔接觸，一是導向性能好，二是活塞移動時摩擦阻力小，同時密封件受力均勻，使用壽命長，對該卡盤而言，密封件的穩定、可靠是性能提升的必要保證。
[0011]本實用新型的主要功能動作是:液壓鬆開，碟形彈簧夾緊。在工作時的鬆開原理是:液壓油進入液壓油封閉腔，隨著壓力的升高，向下的作用力克服碟形彈簧彈力推動活塞並帶動推力球軸承、卡圈一起向下移動，此時碟形彈簧被壓縮，卡圈在向下移動的同時帶動卡瓦作離開圓心的水平運動，從而達到鬆開鑽杆的目的；夾緊鑽杆的原理是:操作換向閥將液控單向閥打開，液壓油封閉腔的油液經油管、液控單向閥和換向閥與油箱相通，此時液壓油封閉腔卸荷，壓力為零，碟形彈簧則在彈性力的作用下，自動復位，並推動卡圈與活塞向上移動，帶動卡瓦作向心收縮的水平運動，從而達到夾緊鑽杆的目的。
【權利要求】
1.一種巖心鑽機液壓卡盤，包括套裝在鑽機芯軸上的卡瓦座，在卡瓦座的上部設有夾持鑽杆的卡瓦組件，在卡瓦組件的底部與卡瓦座的底端臺階之間安裝有碟形彈簧，在卡瓦組件外套裝有卡盤油缸，卡盤油缸包括與液壓卡盤罩殼固定的缸體和沿缸體內壁上下滑動的活塞，活塞與卡瓦組件之間安裝有推力球軸承，其特徵在於:所述卡瓦組件包括周向均勻分布在卡瓦座上的5個卡瓦和套裝在卡瓦外的卡圈，卡瓦外側面與卡圈相接且接觸面與軸線傾斜設置形成上寬下窄的錐面，錐面與水平面之間形成的夾角為75° -85°，所述卡瓦內側面設置為與芯軸外圓面配合的內弧面，在內弧面上設有兩組豎向設置的卡瓦合金，同一卡瓦內弧面上兩組卡瓦合金的中心線與芯軸中心線的所成夾角為20° -28° ;所述活塞與卡盤油缸的缸體之間設有液壓油封閉腔，在液壓油封閉腔的上方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有軸用Y型密封圈，軸用Y型密封圈的上方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有減小摩擦阻力用的上支撐環，在液壓油封閉腔的下方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有孔用Y型密封圈，孔用Y型密封圈的下方活塞與卡盤油缸的缸體之間設有減小摩擦阻力用的下支撐環。
2.根據權利要求1所述的巖心鑽機液壓卡盤，其特徵在於:在卡盤油缸上設有與液壓油封閉腔相通的注油嘴。
【文檔編號】E21B19/10GK203702032SQ201420088063
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】周亞軍 申請人:連雲港黃海機械股份有限公司