一种天井钻机用球铰式卡盘制造技术

一种天井钻机用球铰式卡盘，包括球铰卡盘本体，球铰卡盘本体设于棘轮卡盘外罩内部，球铰卡盘本体上部与卡盘牙嵌盖板之间设有轴向浮动间隙；卡盘牙嵌盖板与棘轮卡盘外罩固定连接；球铰卡盘本体上部设有外花键Ⅰ，棘轮卡盘外罩上部设有内花键Ⅰ；棘轮卡盘外罩内部还设有齿形围子卡块；齿形围子卡块上设有外花键Ⅱ，棘轮卡盘外罩下部设有内花键Ⅱ；球铰卡盘本体上端设有主轴大螺栓；球铰卡盘本体下部设有锥螺纹孔；球铰卡盘本体上部开有锥台孔，卡盘牙嵌盖板下部设有锥台体。本实用新型专利技术结构紧凑，操作简便，夹持可靠，可减缓由于偏载给钻杆带来的循环附加弯矩，常用于大型天井钻机上，适用范围广，使用寿命更长。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种卡盘,尤其是涉及一种能实现全机械化天井掘进的天井钻机用球铰式卡盘。
技术介绍
目前，国内矿山已经开始推广天井钻机这种全机械化天井掘进法，卡盘是天井钻机的钻杆夹持机构，用于将钻杆和减速箱连接起来，把破碎岩石所需的轴向压力和回转扭矩，以及冷却钻具和灭尘所需的冷却水传递给钻杆；还能在卸钻杆时夹持钻杆，卸松钻杆之间的连接螺纹等；另外，卡盘还在提高钻进精度，增加钻机寿命等方面起着十分重要的作用。·目前，国内现有天井钻机曾经采用过一种手动楔形卡块式卡盘，需通过人工借助手锤打入卡块，利用卡块斜面的楔紧力卡住钻杆。这种卡盘虽然结构简单，但操作麻烦，人工劳动强度大，夹持稳定性较差，卸杆速度慢，没有设置轴向浮动机构，上卸钻杆时容易损坏钻杆螺纹，使用寿命短。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺陷，提供一种操作简便，夹持可靠，使用寿命长的天井钻机用球铰式卡盘。本技术解决其技术问题采用的技术方案是一种天井钻机用球铰式卡盘，包括球铰卡盘本体,球铰卡盘本体设于棘轮卡盘外罩内部，棘轮卡盘外罩与球铰卡盘本体呈动配合；球铰卡盘本体上部与卡盘牙嵌盖板之间设有形成轴向浮动机构的轴向浮动间隙；卡盘牙嵌盖板与棘轮卡盘外罩固定连接；球铰卡盘本体上部设有外花键I，棘轮卡盘外罩上部设有能与外花键I套合的内花键I ;棘轮卡盘外罩内部还设有齿形围子卡块；齿形围子卡块上设有外花键II，棘轮卡盘外罩下部设有能与外花键II套合的内花键II ;球铰卡盘本体上端设有与天井钻机的减速箱主轴旋接的主轴大螺栓；球铰卡盘本体下部设有连接钻杆的锥螺纹孔；球铰卡盘本体上部开有锥台孔，卡盘牙嵌盖板下部设有与锥台孔相适配的锥台体。进一步，所述卡盘牙嵌盖板通过盖板连接螺栓与棘轮卡盘外罩固定连接。进一步，所述卡盘牙嵌盖板上设有至少两个与球铰卡盘本体连通的油杯，以利于向球铰卡盘本体提供润滑剂，增加灵活性，减少磨损。进一步，所述卡盘牙嵌盖板和棘轮卡盘外罩的外缘设有定位环，起径向定位作用，以利于确保卡盘牙嵌盖板和棘轮卡盘外罩同心。进一步，所述球铰卡盘本体上部内圆面设有与主轴大螺栓的螺帽外圆呈动配合的密封圈，以利于确保从减速箱主轴中孔输送下来的冷却水不外泄。进一步，所述球铰卡盘本体上部外花键I的齿形为圆弧鼓形齿。进一步，所述齿形围子卡块由齿形卡块公和齿形卡块母组成，齿形卡块公和齿形卡块母通过销轴铰接。本技术结构紧凑，操作简便，夹持可靠，可减缓由于偏载给钻杆带来的循环附加弯矩，常用于大型天井钻机上，适用范围广，使用寿命更长。附图说明图I为本技术一实施例主剖视图；图2是图I所示实施例俯视图；图3是图I所示实施例立体结构示意图；图4是图I所示实施例齿形围子卡块立体结构示意图； 图5是图I所示实施例在扩孔状态下的主剖视图；图6是图I所示实施例在钻孔状态下的主剖视图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。参照图1、2、3，本实施例包括球铰卡盘本体7，球铰卡盘本体7设于棘轮卡盘外罩6内部,棘轮卡盘外罩6与球铰卡盘本体7呈动配合；球铰卡盘本体7上部与卡盘牙嵌盖板2之间设有形成轴向浮动机构的轴向浮动间隙H(参见图5);卡盘牙嵌盖板2通过盖板连接螺栓4与棘轮卡盘外罩6固定连接；球铰卡盘本体7上部设有外花键I Z1，棘轮卡盘外罩6上部设有能与外花键I Zl套合的内花键I，以利于传递钻进工作所需的回转扭矩；棘轮卡盘外罩6内部还设有齿形围子卡块9，齿形围子卡块9的内廓形状及尺寸与钻杆的方形卡口形状及尺寸相适配，以利于卡在钻杆的卡口上；齿形围子卡块9上设有外花键II Z2，棘轮卡盘外罩6下部设有能与外花键n Z2套合的内花键II ;球铰卡盘本体7上端设有与天井钻机的减速箱主轴旋接的主轴大螺栓I ;球铰卡盘本体7下部设有连接钻杆的锥螺纹孔M ;球铰卡盘本体7上部开有锥台孔B，卡盘牙嵌盖板2下部设有与锥台孔B相适配的锥台体A。利用球铰卡盘本体7的轴向浮动间隙H，可使齿形围子卡块9的外花键II Z2与棘轮卡盘外罩6下部的内花键II套合。卡盘牙嵌盖板2上设有两个与球铰卡盘本体7连通的油杯3，可向球铰卡盘本体7提供润滑剂，增加灵活性，减少磨损。所述卡盘牙嵌盖板2和棘轮卡盘外罩6的外缘设有定位环5，箍于卡盘牙嵌盖板2和棘轮卡盘外罩6的外缘上,起径向定位作用，以利于确保卡盘牙嵌盖板2和棘轮卡盘外罩6同心。所述球铰卡盘本体7上部内圆面设有与主轴大螺栓I的螺帽外圆呈动配合的密封圈8，以利于确保从减速箱主轴中孔输送下来的冷却水不外泄。所述球铰卡盘本体7上部外花键I Zl的齿形为圆弧鼓形齿。参照图4，所述齿形围子卡块9由齿形卡块公10和齿形卡块母12组成，齿形卡块公10和齿形卡块母12通过销轴11铰接。工作原理钻杆在钻导向孔时，钻杆传上来的轴向推力使球铰卡盘本体7上升，卡盘牙嵌盖板2下部的锥台体A卡入球铰卡盘本体7上部的锥台孔B中(参见图I)，卡盘牙嵌盖板2和球铰卡盘本体7锁为一体，由此，可限制球铰卡盘本体7的万向自由摆动，确保球铰卡盘本体7与钻机回转中心线同心，以保证钻导向孔的精度。扩孔时，钻杆传上来的扩孔拉力将使球铰卡盘本体7下降，球铰卡盘本体7下部的公球面体C与棘轮卡盘外罩6的母球面体D贴合，球铰卡盘本体7可沿着球面中心做万向自由摆动，形成万向自由摆角机构，其摆动量受球铰卡盘本体7和棘轮卡盘外罩6之间的间隙L(参见图5)的限制。接卸钻杆(即旋接钻杆螺纹)时，球铰卡盘本体7可在棘轮卡盘外罩6中自由轴向浮动，浮动量为H，以弥补由于旋接钻杆螺纹位移速度与推进位移速度不同步而产生的位移差，避免旋接钻杆可能产生的轴向附加力，有效地保护钻杆螺纹，延长钻杆的使用寿命。将齿形围子卡块9卡于钻杆的方形卡口上，卡住钻杆，利用球铰卡盘本体7的轴向浮动间隙H,使齿形围子卡块9上的外花键II Z2与棘轮卡盘外罩6下端的内花键II套合，球铰卡盘本体7与钻杆连接成一体，即可开始旋卸钻杆下部的连接螺纹。 本技术在轴向浮动机构的作用下，可弥补由于旋接钻杆螺纹位移速度与推进位移速度不同步而产生的位移差，避免由此产生的轴向附加力；在万向自由摆角机构的作用下，可减缓由于偏载给钻杆带来的循环附加弯矩，可有效延长钻杆和减速箱等机件的使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天井钻机用球铰式卡盘，其特征在于，包括球铰卡盘本体，球铰卡盘本体设于棘轮卡盘外罩内部，棘轮卡盘外罩与球铰卡盘本体呈动配合；球铰卡盘本体上部与卡盘牙嵌盖板之间设有形成轴向浮动机构的轴向浮动间隙；卡盘牙嵌盖板与棘轮卡盘外罩固定连接；球铰卡盘本体上部设有外花键Ⅰ，棘轮卡盘外罩上部设有能与外花键Ⅰ套合的内花键Ⅰ；棘轮卡盘外罩内部还设有齿形围子卡块；齿形围子卡块上设有外花键Ⅱ，棘轮卡盘外罩下部设有能与外花键Ⅱ套合的内花键Ⅱ；球铰卡盘本体上端设有与天井钻机的减速箱主轴旋接的主轴大螺栓；球铰卡盘本体下部设有连接钻杆的锥螺纹孔；球铰卡盘本体上部开有锥台孔，卡盘牙嵌盖板下部设有与锥台孔相适配的锥台体。

【技术特征摘要】
1.ー种天井钻机用球铰式卡盘，其特征在于，包括球铰卡盘本体，球铰卡盘本体设于棘轮卡盘外罩内部，棘轮卡盘外罩与球铰卡盘本体呈动配合；球铰卡盘本体上部与卡盘牙嵌盖板之间设有形成轴向浮动机构的轴向浮动间隙；卡盘牙嵌盖板与棘轮卡盘外罩固定连接；球铰卡盘本体上部设有外花键I，棘轮卡盘外罩上部设有能与外花键I套合的内花键I;棘轮卡盘外罩内部还设有齿形围子卡块；齿形围子卡块上设有外花键II，棘轮卡盘外罩下部设有能与外花键II套合的内花键II ;球铰卡盘本体上端设有与天井钻机的減速箱主轴旋接的主轴大螺栓；球铰卡盘本体下部设有连接钻杆的锥螺纹孔；球铰卡盘本体上部开有锥台孔，卡盘牙嵌盖板下部设有与锥台孔相适配的锥台体。2.根据权利要求I所述的天井钻机用球铰式卡盘，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹复辰，任巍，黄小伟，
申请(专利权)人：长沙矿山研究院有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：