可变径自动定心自由钳制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能拧卸多种直径管材的，并可自动调节拧卸受力状态的，夹紧力大而均匀，不损伤被拧卸管材的自由钳．该钳特点在于钳体板上装有一个能转动的Ｙ形卡瓦轮．通过转动卡瓦轮实现拧卸多种直径的管材，达到一钳多用的功能．另外，卡瓦体上装有一个活动卡瓦，可达到自动调节受力状态，并有自动调心对中性能，避免了应力集中，拧卸管材时，每个硬质材料块均成１２０°夹角，故三向受力均匀，避免了打滑、崩刃现象，并且不损伤被拧卸管材．（*该技术在1996年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种改进的自由钳。它能拧卸多种口径的管材，适用于地质、冶金、煤炭、建材、化工、水电等部门的钻探施工及相应管材的拧卸工序。目前，拧卸管材均使用传统自由钳，其卡瓦形式有两种(一)卡瓦直接固定在自由钳联接板上；(二)将可更换的卡瓦固定放在自由钳联接板的燕尾槽中。这两种形式的卡瓦受力时往往存在着内应力，常易发生卡瓦崩刃、打滑(位移)现象，拧卸使用七至八天后就出现钳口与管材之间打滑现象，增加了拧卸时间，甚至使拧卸工作无法正常进行。本技术的目的是提供一种改进的自由钳，(一)它能使拧卸时抱紧力大而均匀，不发生打滑(位移)现象。同时不损伤被拧卸的管材。(二)通过转动Y型卡瓦轮可使之拧卸多种口径钻杆或管材，达到一钳多用的功能。(三)利用活动的卡瓦是为了自动调节受力状态，并具有自动调心对中性能，避免了卡瓦崩刃现象。(四)当本技术作为被动钳使用时，其卡瓦轮与钳把两处着地，将管材直接架空，便于拧卸工作的进行，不需专门将管材垫起。上述目的是通过如下方式完成的本技术设计了一种活动卡瓦，该活动卡瓦安装在自由钳的卡瓦体上，活动卡瓦结构如图2所示。活动卡瓦(2)上镶有硬质材料块(如硬质合金、金刚石烧结体、合金钢材等)，卡瓦上的夹角A＜120°，而与该卡瓦夹角相配合的卡瓦体上的缺口的夹角为120°，当两者相配合时，两边均留有间隙，使卡瓦本身具有一定转动的角度，这样，活动卡瓦可避免受力不均造成的卡瓦崩刃现象。活动卡瓦夹角A最好为110°。与卡瓦体配合时，两边各留有5°的活动角度。另外，活动卡瓦上的硬质材料块(1)的工作表面(B)为一弧形面，使硬质材料块与被夹持物之间为弧形接触。这样，当硬质材料块受力不均时，可借弧形接触与活动卡瓦和卡瓦体之间的活动间隙，自动调节其对心性能，从而减小了因过大的应力集中所引起的内应力。此外，本技术还设计了一种Y型卡瓦轮，其形状与结构如图3所示。该Y型卡瓦轮为一个带有三个园弧缺口的园轮形状。这三个缺口在轮盘外缘等距分布(两缺口中心线间的夹角各为120°)。在卡瓦轮的三个缺口靠近外缘处，也分别对称镶焊两颗硬质材料块。该硬质材料块的工作表面也为弧形。两块硬质材料块相对弧长的园心角为120°(即近似为被拧卸管材周长的1／3)，这样使被拧卸管材基本处于三向均匀受力状态。Y型卡瓦轮的三个弧形缺口的园弧直径各不相同，分别根据所要拧卸管材直径尺寸来决定其大小。每个弧形缺口可对应不同直径范围的被夹管材。Y型卡瓦轮与卡瓦体通过销轴活动联接在一起，当拧卸不同直径的管材时，只要转动卡瓦轮，让相应的弧形缺口处于工作位置，就可达到变径目的。以下结合附图对本技术作进一步详细描述。图1是本技术结构图。 图2是卡瓦示意图。图3是Y型卡瓦轮示意图。 图4是本技术横向剖面图。本技术包括钳把(1)钳体板(2)，Y型卡瓦轮(3)置于上下钳体板之间，并通过销轴(9)与钳体板活动联接在一起，钳体板(2)的两端通过销轴(6)、(7)分别与钳把(1)和卡瓦体(4)活动联接在一起。活动卡瓦(5)与卡瓦体(4)也通过销轴(10)活动联接，在活动卡瓦(5)及Y型卡瓦轮每个弧形缺口(11)处镶焊硬质材料块(8)，Y型卡瓦轮每个弧形缺口处镶焊的两块硬质材料要对称分布，并靠近缺口外缘，其所夹弧长为所对的园心角的120°。本技术的工作原理如下当在钳把(1)上沿逆时针方向稍加外力时，钳口便打开，根据所要拧卸的管材的直径，转动Y型卡瓦轮，选择相适的弧形缺口，把管材放在钳口中，沿顺时针方向施加外力，使钳把以销轴(6)为中心旋转一个角度，使钳口销紧。通过杠杆作用，在钳把端部，沿被拧卸的管材切向，产生一个拨动卡瓦体沿管材切向收缩的力。当钳把上的作用力达到某一定值，活动卡瓦以及Y型卡瓦轮上的硬质材料块，对管材所产生的单位压力等于管材的屈服极限时，自由钳与被拧卸管材抱紧为一体，不发生打滑现象，当钳把上作用力继续加大时，作用在钳把上的外力，就会对被拧管材产生一个力矩，当此力矩值大于管材丝扣本身的拧紧力矩时，管材就会以其中心为轴作旋转运动，从而达到卸扣或上扣的目的。本技术适应性广，可应用在地质、冶金、煤炭、建材、化工等部门的钻探及工程施工中，通过转动卡瓦轮，可以达到拧卸多种口径的管材。由于硬质材料块对于被拧卸管材大致是120°均匀分布，因而管材受力均匀，又因Y型卡瓦轮和活动卡瓦具有自动对心的特点，因此抱紧力强，使钳口与管材牢固结合，不发生打滑、崩刃现象，并可保证不损伤被拧卸的管材。另外，本技术使用灵活方便，当该自由钳做被动钳使用时，管材不需专门垫起。本技术使用寿命较长，不易磨损，一旦损坏，Y型卡瓦轮、活动卡瓦及硬质材料块都可重新更换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个由钳把、钳体板和卡瓦体组成的自由钳。其特征在于上下钳体板之间装有一个可以转动的Ｙ型卡瓦轮和卡瓦体上安装了一个可转动一定角度的活动卡瓦。

【技术特征摘要】
1.一个由钳把、钳体板和卡瓦体组成的自由钳。其特征在于上下钳体板之间装有一个可以转动的Y型卡瓦轮和卡瓦体上安装了一个可转动一定角度的活动卡瓦。2.按权利要求1所述的自由钳，其特征在于在Y型卡瓦轮的三个弧形缺口的每个缺口上，镶焊两块对称分布的硬质材料块。3.按权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙耀范，
申请(专利权)人：冶金部第一冶金地质勘探公司探矿技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]