一种新型自动卡盘制造技术

本发明专利技术提供一种新型自动卡盘，属于钻机卡盘的技术领域，包括箱体、动力齿轮、调速齿轮、卡盘架、盘丝、卡爪、分别为动力齿轮和调速齿轮提供转动动力的动力源以及分别为动力齿轮和调速齿轮传递扭矩的传动齿轮；动力齿轮和调速齿轮分别转动设置在箱体内；卡盘架位于动力齿轮和调速齿轮之间，第一端面上沿着周向均匀设置有至少三个卡爪槽，第二端面上沿着内边缘设置有卡盘架凸台；盘丝转动套设在卡盘架凸台外，第一端面上设置有螺旋槽，第二端面与调速齿轮固定连接；卡爪滑动设置在卡爪槽内，朝向盘丝的侧面上设置有与盘丝的螺旋槽啮合的卡爪牙。该卡盘安装于钻机动力头之前，在接续钻杆时，无需停止钻机动力头。

A New Type of Automatic chuck

The invention provides a new type of automatic chuck, which belongs to the technical field of drilling chuck, including box body, power gear, speed regulating gear, chuck frame, disc wire, chuck claw, power source which provides rotating power for power gear and speed regulating gear respectively, and transmission gear which transmits torque for power gear and speed regulating gear respectively; power gear and speed regulating gear rotate and set in the box body respectively. The chuck rack is located between the power gear and the speed regulating gear, with at least three chuck grooves evenly arranged along the circumferential direction on the first end face and chuck rack convex bench on the second end face along the inner edge; the rotary sleeve of the disc wire is arranged outside the chuck rack convex bench, and the spiral groove is arranged on the first end face, and the second end face is fixed with the speed regulating gear; the chuck sliding is arranged in the chuck groove and faces the disc wire. A claw tooth meshing with the spiral groove of the disc wire is arranged on the side. The chuck is installed before the power head of the drilling rig, and there is no need to stop the power head of the drilling rig when connecting the drilling pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种新型自动卡盘
本专利技术涉及钻机卡盘的
，特别是涉及一种新型自动卡盘。
技术介绍
目前，很多钻机在钻进过程中，当接续下一根钻杆时，采用静态接续方法，需要已钻入煤层的钻具停止转动，这主要是因为目前钻机设计采用夹持器形式，只起到固定、限位钻杆作用，并不能带动钻杆转动。导致已钻进煤层的钻具部分频繁启停，启停过程的冲击容易造成已钻成煤孔壁的坍塌，使钻具被抱死无法启动，严重时导致钻杆断裂，钻具丢失，钻孔无法使用等安全事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型自动卡盘，安装于钻机动力头之前，在接续钻杆时，无需停止钻机动力头。为实现上述目的，本专利技术提供一种新型自动卡盘，设置在钻机动力头之前，包括箱体、动力齿轮、调速齿轮、卡盘架、盘丝、卡爪、分别为动力齿轮和调速齿轮提供转动动力的动力源以及分别为动力齿轮和调速齿轮传递扭矩的传动齿轮；动力齿轮、调速齿轮、卡盘架和盘丝均为环状结构，且圆心共线；动力齿轮和调速齿轮分别转动设置在箱体内；卡盘架位于动力齿轮和调速齿轮之间，与动力齿轮固定连接的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上沿着周向均匀设置有至少三个卡爪槽，第二端面上沿着内边缘设置有卡盘架凸台；盘丝转动套设在卡盘架凸台外，朝向卡盘架第二端面的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有螺旋槽，第二端面与所述调速齿轮固定连接；卡爪滑动设置在卡爪槽内，朝向盘丝的侧面上设置有与盘丝的螺旋槽啮合的卡爪牙。进一步地，卡盘架的第二端面上设置有盘丝容纳槽；调速齿轮朝向盘丝的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有调速齿轮第一凸台；调速齿轮第一凸台转动套设在卡盘架凸台外，环形端面固定在盘丝的第二端面上。进一步地，调速齿轮第一凸台与卡盘架凸台之间以及所述盘丝与卡盘架凸台之间均设置有第一轴承。进一步地，上述新型自动卡盘，还包括固定套设在卡盘架凸台的环形端面上的卡圈。进一步地，上述新型自动卡盘，还包括套设在卡盘架凸台外且位于两个所述第一轴承之间设置有卡环。进一步地，上述新型自动卡盘，还包括外圈固定在箱体上的第二轴承；调速齿轮的第二端面上沿着内边缘设置有调速齿轮第二凸台；动力齿轮背离卡盘架圆形端面为第一端面，第一端面上沿着内边缘设置有动力齿轮凸台；调速齿轮第二凸台和动力齿轮凸台分别固定套设在第二轴承的内圈内。进一步地，上述新型自动卡盘，还包括固定在箱体外的轴承端盖。进一步地，卡爪从卡爪槽内延伸至卡爪槽外；相邻两个卡爪之间设置有垫板；垫板的厚度大于卡爪外位于卡爪槽外的部分的厚度，固定在卡盘架上。进一步地，上述卡爪槽内沿着卡盘架的径向设置有限位凸起；卡爪上设置有容纳所述限位凸起的限位槽。进一步地，箱体包括上箱体和下箱体。本专利技术的有益效果是：将上述新型自动卡盘替代目前的夹持器安装于钻机动力头之前，安装好钻杆，钻杆穿过上述新型自动卡盘，启动钻机，调节动力源的输出值，使动力齿轮、调速齿轮的转速与钻杆转速相同，动力齿轮带动卡盘架和卡爪转动，调速齿轮带动盘丝转动，卡盘架以及卡盘架上的卡爪和盘丝之间的相对速度为零，卡爪保持初始状态，在接续钻杆时，保持动力齿轮的转速不变，调节调速齿轮的转速，使盘丝和卡盘架之间产生正向速度差，盘丝相对卡盘架正向转动，与盘丝的螺旋槽啮合的卡爪向内伸出，实现对钻杆的夹紧，将待接续的钻杆接到该钻杆上，再次调节调速齿轮的转速，使盘丝和卡盘架之间产生反向速度差，盘丝相对卡盘架反向转动，与盘丝的螺旋槽啮合的卡爪向外伸出，实现对钻杆的松开，在夹紧或松开钻杆的过程中，卡盘架以及卡盘架上的卡爪仍处于与钻杆同步的转动状态，无需停止钻机动力头。附图说明图1为本专利技术实施例提供的新型自动卡盘的主视图；图2为图1所示新型自动卡盘的内部结构示意图；图3为图1所示新型自动卡盘另一方向的内部结构示意图；图4为图1所示新型自动卡盘的A-A方向的剖视图；图5为图1所示新型自动卡盘中位于箱体内部分的立体半剖视图；图6为图1所示新型自动卡盘中位于箱体内部分的半剖视图；图7为图1所示新型自动卡盘中动力齿轮的结构示意图；图8为图1所示新型自动卡盘中调速齿轮的结构示意图；图9为图1所示新型自动卡盘中卡盘架的结构示意图。图中：1-箱体；2-动力齿轮；2.1-动力齿轮凸台；3-调速齿轮；3.1-调速齿轮第一凸台；3.2-调速齿轮第二凸台；4-卡盘架；4.1-卡爪槽；4.2-卡盘架凸台；4.3-盘丝容纳槽；5-盘丝；6-卡爪；7-传动齿轮；8-第一轴承；9-卡圈；10-卡环；11-第二轴承；12-轴承端盖；13-垫板；14-液压马达；15-内六角平端紧定螺钉；16-内六角圆柱头螺钉；17-十字槽盘头螺钉；18-平垫圈；19-弹性垫圈。具体实施方式本实施例提供一种新型自动卡盘，设置在钻机动力头之前，包括箱体1、动力齿轮2、调速齿轮3、卡盘架4、盘丝5、卡爪6、分别为动力齿轮2和调速齿轮3提供转动动力的动力源以及分别为动力齿轮2和调速齿轮3传递扭矩的传动齿轮7；动力齿轮2、调速齿轮3、卡盘架4和盘丝5均为环状结构，且圆心共线；动力齿轮2和调速齿轮3分别转动设置在箱体1内；卡盘架4位于动力齿轮2和调速齿轮3之间，与动力齿轮2固定连接的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上沿着周向均匀设置有至少三个卡爪槽4.1，第二端面上沿着内边缘设置有卡盘架凸台4.2；盘丝5转动套设在卡盘架凸台4.2外，朝向卡盘架4第二端面的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有螺旋槽，第二端面与所述调速齿轮3固定连接；卡爪6滑动设置在卡爪槽4.1内，朝向盘丝5的侧面上设置有与盘丝5的螺旋槽啮合的卡爪牙。将上述新型自动卡盘替代目前的夹持器安装于钻机动力头之前，安装好钻杆，钻杆穿过上述新型自动卡盘，启动钻机，调节动力源的输出值，使动力齿轮2、调速齿轮3的转速与钻杆转速相同，动力齿轮2带动卡盘架4和卡爪6转动，调速齿轮3带动盘丝5转动，卡盘架4以及卡盘架4上的卡爪6和盘丝5之间的相对速度为零，卡爪6保持初始状态，在接续钻杆时，保持动力齿轮2的转速不变，调节调速齿轮3的转速，使盘丝5和卡盘架4之间产生正向速度差，盘丝5相对卡盘架4正向转动，与盘丝5的螺旋槽啮合的卡爪6向内伸出，实现对钻杆的夹紧，将待接续的钻杆接到该钻杆上，再次调节调速齿轮3的转速，使盘丝5和卡盘架4之间产生反向速度差，盘丝5相对卡盘架4反向转动，与盘丝5的螺旋槽啮合的卡爪6向外伸出，实现对钻杆的松开，在夹紧或松开钻杆的过程中，卡盘架4以及卡盘架4上的卡爪6仍处于与钻杆同步的转动状态，无需停止钻机动力头。调速齿轮3、卡盘架4和盘丝5的具体安装方式可以如下所述：盘丝5的第一端面直接贴合在卡盘架4第二端面上，调速齿轮3的圆形端面直接贴合在盘丝5的第二端面上；或者，盘丝5的第一端面直接贴合在卡盘架4第二端面上，调速齿轮3的圆形端面上设置有连接盘丝5第二端面的连接部，如环形连接台。在本实施例中，优选地，卡盘架4的第二端面上设置有盘丝容纳槽4.3，以便安装盘丝5，同时限制盘丝5的径向窜动；调速齿轮3朝向盘丝5的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有调速齿轮第一凸台3.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型自动卡盘，其特征在于，设置在钻机动力头之前，包括箱体、动力齿轮、调速齿轮、卡盘架、盘丝、卡爪、分别为动力齿轮和调速齿轮提供转动动力的动力源以及分别为动力齿轮和调速齿轮传递扭矩的传动齿轮；所述动力齿轮、调速齿轮、卡盘架和盘丝均为环状结构，且圆心共线；所述动力齿轮和调速齿轮分别转动设置在箱体内；所述卡盘架位于动力齿轮和调速齿轮之间，与动力齿轮固定连接的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上沿着周向均匀设置有至少三个卡爪槽，第二端面上沿着内边缘设置有卡盘架凸台；所述盘丝转动套设在卡盘架凸台外，朝向卡盘架第二端面的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有螺旋槽，第二端面与所述调速齿轮固定连接；所述卡爪滑动设置在卡爪槽内，朝向盘丝的侧面上设置有与盘丝的螺旋槽啮合的卡爪牙。

【技术特征摘要】
1.一种新型自动卡盘，其特征在于，设置在钻机动力头之前，包括箱体、动力齿轮、调速齿轮、卡盘架、盘丝、卡爪、分别为动力齿轮和调速齿轮提供转动动力的动力源以及分别为动力齿轮和调速齿轮传递扭矩的传动齿轮；所述动力齿轮、调速齿轮、卡盘架和盘丝均为环状结构，且圆心共线；所述动力齿轮和调速齿轮分别转动设置在箱体内；所述卡盘架位于动力齿轮和调速齿轮之间，与动力齿轮固定连接的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上沿着周向均匀设置有至少三个卡爪槽，第二端面上沿着内边缘设置有卡盘架凸台；所述盘丝转动套设在卡盘架凸台外，朝向卡盘架第二端面的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有螺旋槽，第二端面与所述调速齿轮固定连接；所述卡爪滑动设置在卡爪槽内，朝向盘丝的侧面上设置有与盘丝的螺旋槽啮合的卡爪牙。2.根据权利要求1所述的新型自动卡盘，其特征在于，所述卡盘架的第二端面上设置有盘丝容纳槽；所述调速齿轮朝向盘丝的圆形端面为第一端面，与第一端面相对的圆形端面为第二端面，第一端面上设置有调速齿轮第一凸台；所述调速齿轮第一凸台转动套设在卡盘架凸台外，环形端面固定在盘丝的第二端面上。3.根据权利要求2所述的新型自动卡盘，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯光，宫晓琴，檀润娥，徐灵岩，郭文亮，郑进花，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14