專利名稱：開閉可控型液壓膠套式卡盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卡盤，特別涉及一種用于煤礦鉆機(jī)的開閉可控型液壓膠套式卡
O
背景技術(shù)：
卡盤是機(jī)械領(lǐng)域用于加緊工件的夾持裝置。例如鉆機(jī)鉆桿就是通過卡盤加以?shī)A持 的。隨著煤礦井下用鉆機(jī)鉆進(jìn)能力的不斷提高，對(duì)卡盤的性能要求也不斷提高，目前，國(guó)內(nèi) 研制的鉆進(jìn)設(shè)備，采用液壓膠套式卡盤作為一個(gè)重要發(fā)展方向，現(xiàn)行煤礦鉆機(jī)上普遍采用 的液壓膠套式卡盤主要包括殼體、前后端蓋、膠套、卡瓦、傳扭盤、長(zhǎng)短銷、彈簧等零件組成， 它在液壓力的作用下，依靠膠套、卡瓦、彈簧等關(guān)重件共同完成卡瓦夾緊動(dòng)作。其工作原理 為高壓油經(jīng)主軸(主軸起著提供主油路與控制油路通道作用，性能上不影響油路工作)、 卡盤后端蓋注入由膠套和卡盤殼體形成的密封油腔，膠套受到徑向的壓力使卡瓦組向中心 移動(dòng)，夾緊鉆桿。現(xiàn)行液壓膠套式卡盤雖然具有結(jié)構(gòu)緊湊、夾緊力大而可靠、機(jī)械效率高等 優(yōu)點(diǎn)，但是尚存在以下不足由于卡盤是通過密封油腔內(nèi)的高壓油徑向擠壓卡瓦而完成鉆 桿的抱緊動(dòng)作，因此要保持卡瓦的持續(xù)抱緊，需要向密封油腔內(nèi)持續(xù)供油，以保證密封油腔 內(nèi)的持續(xù)高壓，因此，一旦出現(xiàn)停電或者因鉆機(jī)故障緊急停機(jī)的情況，密封油腔因泵停止工 作而損失壓力，卡盤松開，導(dǎo)致鉆桿及鉆具出現(xiàn)滑落的危險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅著操作者的安全；同 時(shí)，鉆機(jī)工作過程中，提供給卡盤動(dòng)力的小泵始終處于負(fù)載狀態(tài)，大大的降低了鉆機(jī)的功 耗，縮短了泵的使用壽命，同時(shí)還導(dǎo)致頻繁操作和液壓油的連續(xù)流動(dòng)帶來的相關(guān)液壓元器 件過熱，從而不得不增加冷卻水的流量，加重了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。針對(duì)上述不足，需探索一種新的液壓膠套式卡盤，使其在保留原有功能的基礎(chǔ)上， 改善和克服上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種開閉可控型液壓膠套式卡盤，使其能夠控制卡瓦的常 開和常閉，即使出現(xiàn)停電或者因鉆機(jī)故障緊急停機(jī)情況，密封油腔不因泵停止工作而損失 壓力，卡盤一直處于常閉狀態(tài)，鉆桿及鉆具不會(huì)有滑落的危險(xiǎn)，保證了操作者的安全；同時(shí) 可以通過液控單向閥輕松解開卡瓦，以方便拆卸鉆桿；同時(shí)，還使鉆機(jī)在工作過程中，提供 給卡盤動(dòng)力的小泵始終處于間歇性的負(fù)載狀態(tài)，大大的降低了鉆機(jī)的功耗，提高了泵的使 用壽命，避免了頻繁操作和液壓油的連續(xù)流動(dòng)導(dǎo)致的相關(guān)液壓元器件過熱，同時(shí)還減小了 冷卻水的流量，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，充分體現(xiàn)了該開閉可控型液壓膠套式卡盤在節(jié) 能降耗和安全方面優(yōu)越性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種開閉可控型液壓膠套式卡盤，包 括卡盤殼體、卡瓦、液壓腔和與液壓腔連通的液壓油路，所述液壓油路設(shè)置有液控單向閥。進(jìn)一步，還包括設(shè)置于卡瓦兩端的后端蓋和前端蓋(后端蓋是指靠近連接盤一端 的端蓋，前端蓋是與后端蓋相對(duì)一端的端蓋)，所述液控單向閥為螺紋插裝式液控單向閥，螺紋插裝式液控單向閥沿卡盤的徑向設(shè)置于后端蓋上，螺紋插裝式液控單向閥的進(jìn)油口與 主軸主油路相連通，螺紋插裝式液控單向閥的出油口與由卡盤殼體與膠套形成的密封油腔 相連通，螺紋插裝式液控單向閥的閥門控制油路與主軸控制油路相連通；進(jìn)一步，所述卡瓦上設(shè)置有復(fù)位彈簧；進(jìn)一步，所述所述卡瓦和膠套之間設(shè)置有墊板。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的開閉可控型液壓膠套式卡盤，由于在原有的液壓 膠套式卡盤的基礎(chǔ)上增設(shè)了一道控制油路，利用液控單向閥控制卡盤油路開合的原理，實(shí) 現(xiàn)了卡盤常閉和常開兩者的有機(jī)結(jié)合，并將其成功的運(yùn)用于單動(dòng)液壓系統(tǒng)鉆機(jī)中，在節(jié)能 降耗和安全方面表現(xiàn)出優(yōu)秀的性能。常規(guī)情況下，卡盤處于常開狀態(tài)，方便鉆桿裝卸；鉆機(jī) 工作時(shí)，高壓液壓油進(jìn)入密封油腔后，供油停止，液控單向閥便自動(dòng)關(guān)閉，鉆桿被夾緊，裝載 和推進(jìn)鉆桿過程不再需后續(xù)供油便能滿足鉆機(jī)鉆進(jìn)，即使出現(xiàn)停電或者因鉆機(jī)故障緊急停 機(jī)情況，密封油腔不因泵停止工作而損失壓力，卡盤一直處于常閉狀態(tài)，鉆桿及鉆具不會(huì)有 滑落的危險(xiǎn)，保證了操作者的安全；卡盤打開時(shí)，只需提供主油路壓力的1/4壓力即可將液 控單向閥解開。鉆機(jī)工作的整個(gè)過程，提供給卡盤動(dòng)力的小泵始終處于間歇性的負(fù)載狀態(tài)， 大大的降低了鉆機(jī)的功耗，提高了泵的使用壽命，避免了頻繁操作和液壓油的連續(xù)流動(dòng)導(dǎo) 致的相關(guān)液壓元器件過熱，同時(shí)還減小了冷卻水的流量，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，充分體 現(xiàn)了該開閉可控型液壓膠套式卡盤在節(jié)能降耗和安全方面優(yōu)越性；另外，該卡盤從液壓到 機(jī)械夾緊，沒有中間元件和增力機(jī)構(gòu)，而且膠套內(nèi)油壓受力面積大，具有機(jī)械效率高，夾緊 力大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述；附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖；附圖2為附圖1中沿A-A向的階梯截面具體實(shí)施例方式附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖，附圖2為附圖1中沿A向的截面圖；如圖所示，本 發(fā)明所涉及的開閉可控型液壓膠套式卡盤，一種開閉可控型液壓膠套式卡盤，包括卡盤殼 體2、卡瓦6、液壓腔和與液壓腔連通的液壓油路，所述液壓油路設(shè)置有液控單向閥10。本實(shí)施例中，還包括設(shè)置于卡瓦兩端的后端蓋1和前端蓋5，所述液控單向閥10為 螺紋插裝式液控單向閥，螺紋插裝式液控單向閥沿卡盤的徑向設(shè)置于后端蓋1上，螺紋插 裝式液控單向閥的進(jìn)油口與主軸主油路相連通，螺紋插裝式液控單向閥的出油口與由卡盤 殼體2與膠套3形成的密封油腔相連通，螺紋插裝式液控單向閥的閥門控制油路與主軸控 制油路相連通。主油路經(jīng)液控單向閥10中部主油路通孔流向卡盤殼體2和膠套3形成的 密封油腔；控制油路從液控單向閥10底部控制主油路閥門的開閉，主油路與控制油路均由 原油路回油。本實(shí)施例中，所述液控單向閥為螺紋插裝式液控單向閥，螺紋插裝式液控單向閥 沿卡盤的徑向設(shè)置于后端蓋1上。采用螺紋插裝式液控單向閥，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易控制， 拆裝方便。
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本實(shí)施例中，所述卡瓦上設(shè)置有復(fù)位彈簧9。當(dāng)密封油腔內(nèi)的高壓油回流后，復(fù)位 彈簧9擠壓卡瓦6，幫助卡瓦回位，卡瓦松開，方便拆卸鉆具。本實(shí)施例中，所述所述卡瓦6和膠套3之間設(shè)置有墊板8?？ㄍ咴陂_閉過程中，墊 板能夠防止膠套被卡瓦形成的縫隙剪切所損壞。本發(fā)明的開閉可控型液壓膠套式卡盤的工作原理是在液壓力的作用下，依靠液 控單向閥、膠套、卡瓦、彈簧等關(guān)重件共同完成卡瓦夾緊和松開動(dòng)作。夾緊鉆桿或鉆具時(shí)，高 壓油經(jīng)卡盤后端蓋1、液控單向閥10、卡盤殼體2，最后注入由卡盤殼體2和膠套3形成的 密封油腔，膠套3在高壓油的膨脹作用下，受到徑向的壓力而收縮，使卡瓦組向中心移動(dòng)， 從而夾緊鉆具，此時(shí)停止供油，液控單向閥10關(guān)閉，密封油腔內(nèi)維持高壓，在液壓力的作用 下，卡盤處于常閉式狀態(tài)；松開鉆桿或鉆具時(shí)，高壓油到達(dá)液控單項(xiàng)閥的底部，在壓力的作 用下解開閥門，密封油腔內(nèi)液壓油回流，密封油腔內(nèi)的油壓被解除，在彈簧9彈力作用下， 卡瓦6擠壓膠套3，恢復(fù)初始狀態(tài)，松開鉆桿。采用液控單向閥控制卡盤夾緊松開動(dòng)作，高壓液壓油進(jìn)入密封油腔，液控單向閥 自動(dòng)關(guān)閉，卡盤處于常閉狀態(tài)，打開時(shí)，只需提供主油路壓力的1/4壓力即可進(jìn)行解鎖，在 鉆機(jī)工作過程中，只需一次性的供油便能滿足全過程的夾緊鉆桿進(jìn)行工作，不但大大的降 低了鉆機(jī)的功耗，而且減小了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；一旦出現(xiàn)停電或者因鉆機(jī)故障緊急停機(jī) 情況，密封油腔不因泵停止工作而壓力損失，卡盤仍處于常閉狀態(tài)，鉆桿不會(huì)滑落，保證操 作者的安全；同時(shí)，該卡盤從液壓到機(jī)械夾緊，沒有中間元件和曾力機(jī)構(gòu)，而且膠套內(nèi)油壓 受力面積大，具有機(jī)械效率高，夾緊力大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種開閉可控型液壓膠套式卡盤，包括卡盤殼體(2)、卡瓦(6)、液壓腔和與液壓腔連通的液壓油路，其特征在于所述液壓油路設(shè)置有液控單向閥(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開閉可控型液壓膠套式卡盤，其特征在于還包括設(shè)置于卡 瓦兩端的后端蓋(1)和前端蓋(5)，所述液控單向閥(10)為螺紋插裝式液控單向閥，螺紋插 裝式液控單向閥沿卡盤的徑向設(shè)置于后端蓋(1)上，螺紋插裝式液控單向閥的進(jìn)油口與主 軸主油路相連通，螺紋插裝式液控單向閥的出油口與由卡盤殼體(2)與膠套(3)形成的密 封油腔相連通，螺紋插裝式液控單向閥的閥門控制油路與主軸控制油路相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開閉可控型液壓膠套式卡盤，其特征在于所述卡瓦(6)上 設(shè)置有復(fù)位彈簧(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開閉可控型液壓膠套式卡盤，其特征在于所述所述卡瓦和 膠套之間設(shè)置有墊板(8)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種開閉可控型液壓膠套式卡盤，包括卡盤殼體、卡瓦、液壓腔和與液壓腔連通的液壓油路，所述液壓油路設(shè)置有液控單向閥；本發(fā)明利用液控單向閥控制卡盤油路開合的原理，實(shí)現(xiàn)了卡盤常閉和常開兩者的有機(jī)結(jié)合，并將其成功的運(yùn)用于單動(dòng)液壓系統(tǒng)鉆機(jī)中，在節(jié)能降耗和安全方面表現(xiàn)出優(yōu)秀的性能；另外，該卡盤從液壓到機(jī)械夾緊，沒有中間元件和增力機(jī)構(gòu)，而且膠套內(nèi)油壓受力面積大，具有機(jī)械效率高，夾緊力大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B19/10GK101892814SQ201010231960
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者刁文慶, 劉衛(wèi)亮, 史春寶, 呂冰, 唐大勇, 張進(jìn), 李和祥, 潘小葉, 王志紅, 王清峰, 羅華, 閆保勇, 雷豐勵(lì), 黃麟森 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院