一种钻机后夹持总成的制作方法

1.本实用新型属于钻机配件的技术领域，具体公开了一种钻机后夹持总成。


背景技术：

2.钻机后夹持总成是钻机工作状态下的重要运动部件，包括齿轮箱以及安装在齿轮箱两侧的后夹持器和配油总成，钻机后夹持总成安装在钻机的推进机构上，钻机之所以能够在煤层中钻进，主要就是依靠后夹持器的卡瓦对钻杆施加紧固力，齿轮箱带动钻杆进行旋转，推进机构带动钻杆前后运动进入工作状态，而配油总成的作用是向后夹持器提供液压油。申请人设计了一种大扭矩钻机后夹持器及其配油总成（cn202020105865.5），后夹持器采用内置式活塞，配油总成的配油外壳固定在齿轮箱上，与配油外壳通过轴承连接的内衬上设置有油路，内衬的油路与后夹持器的油口通过齿轮箱驱动轴上钻设的长孔连接，内衬随后夹持旋转。在使用过程中，存在以下问题：
3.1、后夹持器中用于保证活塞密封性的密封件属于易磨损件，需要经常拆解更换，在井下拆解后夹持器工程量很大，更换不易；
4.2、内衬与配油外壳是相对运动的，长时间旋转密封极易损坏，配油总成的故障率很高。
5.目前钻机中液压马达和制动器装配在齿轮箱的同侧，在井下制动器内的动摩擦片在长期运转状态下，容易磨损，导致制动力不足，需要定期更换，拆卸制动器时需要先拆液压马达以及液压马达所连接的管路，费事费工，效率不高。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种钻机后夹持总成，以改善背景技术中的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种钻机后夹持总成，包括齿轮箱，齿轮箱的箱体上设置有输入端和输出端，输出端上安装有驱动轴，驱动轴上设置有后夹持器，驱动轴的两侧对称设置有伸缩油缸；后夹持器包括旋转套、锥套、给进套、卡瓦和油缸支撑套；旋转套的后端与驱动轴固定连接，沿着周向等间距设置有两个以上的条形孔；锥套套设在旋转套外，小端面与旋转套的前端固定连接；给进套滑动套设在旋转套外；卡瓦与给进套的前端径向滑动配合，卡瓦位于条形孔内，卡瓦的前端位于锥套的大端面和旋转套之间；油缸支撑套转动套设在给进套外；伸缩油缸的两端分别与箱体和油缸支撑套转动连接，推动油缸支撑套和给进套沿着旋转套轴向移动。
8.进一步地，给进套的前端设置有环形槽；卡瓦包括夹持块和卡块，卡块通过径向设置的连接销安装在环形槽内，卡块的径向尺寸小于环形槽的径向尺寸。
9.进一步地，夹持块为直角梯形块，卡块设置在夹持块的斜面上，夹持块的倾角与锥套的倾角配合。
10.进一步地，给进套外套设有轴承和耐磨环，油缸支撑套通过轴承与给进套转动连接，油缸支撑套与耐磨环转动接触。
11.进一步地，齿轮箱的输入端位于箱体的后侧，箱体的前侧与输入端对应的位置设置有制动器，制动器为弹簧制动液压释放型制动器。
12.进一步地，齿轮箱的输入端包括内齿圈、行星架、中心齿轮和行星轮；内齿圈的前端固定在箱体的后侧；行星架包括轮盘套以及设置在轮盘套两侧的轴套ⅰ和轴套ⅱ，轮盘套的周向面上设置有多个通孔，轮盘套位于内齿圈内，轴套ⅰ与箱体转动连接；中心齿轮转动安装在行星架中，轮盘位于轮盘套内，轮轴位于轴套ⅱ内与输入装置连接；多个行星轮均匀啮合在中心齿轮外侧，轮轴与轮盘套转动连接，轮盘穿过通孔与内齿圈啮合；制动器通过连接套与箱体连接，包括壳体、摩擦片固定架、端盖架、摩擦片组、活塞、弹簧座和弹簧ⅰ；连接套的后端固定在箱体的前侧，前端与壳体的后端连接，连接套上设置有油孔；壳体由前到后依次设置有活塞安装孔ⅰ和活塞安装孔ⅱ；摩擦片固定架设置在连接套和箱体内，包括固定套和固定轴；固定套前端开口后端封闭，周向面设置有多个开口槽，前端与壳体的后端相接围合成摩擦片安装腔；固定轴设置在固定套后端，通过轴向设置的键和键槽安装在轴套ⅰ内；端盖架包括端盖和端盖轴，端盖封闭壳体的前端；端盖轴包括花键段以及连接花键段和端盖轴的光滑段，端盖轴穿过壳体伸入固定套内，后端与固定套相接；摩擦片组包括设置在摩擦片安装腔内的多片动摩擦片和静摩擦片，动摩擦片和静摩擦片交错套设在花键段上；动摩擦片为外边缘设置有卡板的圆环形板，卡板卡入开口槽内；静摩擦片为内边缘设置有花键槽的圆环形板，花键槽与花键段配合；活塞滑动穿设在光滑段上，包括活塞头和活塞柱，活塞柱外套设有弹簧座，活塞头和弹簧座均位于活塞安装孔ⅰ内；多个弹簧ⅰ设置在弹簧座和活塞头之间，两端分别与弹簧座和活塞头连接，弹簧ⅰ对活塞施力使活塞柱穿过活塞安装孔ⅱ压紧摩擦片组。
13.进一步地，摩擦片组和壳体之间的花键段上套设有密封垫ⅰ，密封垫ⅰ的内边缘设置有与花键段配合的花键槽；密封垫ⅰ和活塞柱之间的光滑段上套设有密封垫ⅱ，壳体上设置有用于安装密封垫ⅱ的密封垫安装孔。
14.进一步地，端盖轴的后端设置有顶针孔，柔性顶针通过弹簧ⅱ与顶针孔连接，柔性顶针的后端与固定套接触。
15.进一步地，内齿圈的后端连接有输入装置连接盘，输入装置连接盘与轴套ⅱ转动连接。
16.进一步地，端盖上设置有排气孔。
17.本实用新型具有如下的有益效果：
18.1、本实用新型中，两个伸缩油缸伸出，带动油缸支撑套、给进套和卡瓦向前移动，在锥套锥形内壁的压迫下，卡瓦向旋转套内部移动，将钻杆夹紧，驱动轴带动旋转套、钻杆、卡瓦和给进套旋转；两个伸缩油缸收缩，带动油缸支撑套、给进套和卡瓦向后移动，位于下方的卡瓦在自身重力作用下向旋转套外部移动，将钻杆松开；通过外置的两个伸缩油缸控制卡瓦夹紧钻杆，省去了整个配油总成，避免了配油总成的维护，也无需在后夹持器中安装活塞及各种密封件，大大简化了后夹持器的结构，降低了检修频率，也省去了在驱动轴上打长孔的复杂加工工艺；
19.2、输入端和制动器分别设置在箱体的两侧，对制动器检修时只拆卸制动器即可，无需拆卸液压马达等输入装置；
20.3、制动器结构紧凑，制动效果好，通过制动器整体通过壳体与连接套连接，装卸方
便。
附图说明
21.图1为钻机后夹持总成的立体图；
22.图2为钻机后夹持总成的正视图；
23.图3为图2中a
‑
a方向的剖视图；
24.图4为图2中b
‑
b方向的剖视图；
25.图5为图4中a部分的放大图；
26.图6为行星架与制动器的配合图。
27.其中，附图标记对应的名称为：
[0028]1‑
箱体；2
‑
驱动轴；3
‑
伸缩油缸；4
‑
旋转套；4.1
‑
条形孔；5
‑
锥套；6
‑
给进套；6.1
‑
环形槽；7
‑
卡瓦；8
‑
油缸支撑套；9
‑
连接销；10
‑
轴承；11
‑
耐磨环；12
‑
内齿圈；13
‑
行星架；14
‑
中心齿轮；15
‑
行星轮；16
‑
连接套；16.1
‑
油孔；17
‑
壳体；18
‑
摩擦片固定架；19
‑
端盖架；19.1
‑
排气孔；20
‑
活塞；21
‑
弹簧座；22
‑
弹簧ⅰ；23
‑
动摩擦片；24
‑
静摩擦片；25
‑
密封垫ⅰ；26
‑
密封垫ⅱ；27
‑
柔性顶针；28
‑
弹簧ⅱ；29
‑
输入装置连接盘；30
‑
输入齿轮；31
‑
输出齿轮；32
‑
软性调节头。
具体实施方式
[0029]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]
本实施例提供一种钻机后夹持总成，包括齿轮箱，齿轮箱的箱体1上设置有输入端和输出端，输出端上安装有驱动轴2，驱动轴2上设置有后夹持器，驱动轴2的两侧对称设置有伸缩油缸3；后夹持器包括旋转套4、锥套5、给进套6、卡瓦7和油缸支撑套8；旋转套4的后端与驱动轴2固定连接，沿着周向等间距设置有两个以上的条形孔4.1；锥套5套设在旋转套4外，小端面与旋转套4的前端固定连接；给进套6滑动套设在旋转套4外；卡瓦7与给进套6的前端径向滑动配合，卡瓦7位于条形孔4.1内，卡瓦7的前端位于锥套5的大端面和旋转套4之间；油缸支撑套8转动套设在给进套6外；伸缩油缸3的两端分别与箱体1和油缸支撑套8转动连接，推动油缸支撑套8和给进套6沿着旋转套4轴向移动。
[0031]
上述钻机后夹持总成中，两个伸缩油缸3伸出，带动油缸支撑套8、给进套6和卡瓦7向前移动，在锥套5锥形内壁的压迫下，卡瓦7向旋转套4内部移动，将钻杆夹紧，驱动轴2带动旋转套4、钻杆、卡瓦7和给进套6旋转；两个伸缩油缸3收缩，带动油缸支撑套8、给进套6和卡瓦7向后移动，位于下方的卡瓦7在自身重力作用下向旋转套4外部移动，将钻杆松开；通过外置的两个伸缩油缸3控制卡瓦7夹紧钻杆，省去了整个配油总成，避免了配油总成的维护，也无需在后夹持器中安装活塞及各种密封件，大大简化了后夹持器的结构，降低了检修频率，也省去了在驱动轴2上打长孔的复杂加工工艺。卡瓦7与条形孔4.1一一对应，保证驱动轴2停止旋转后至少有一个卡瓦7能在自身重力作用下向旋转套4外部移动。本实施例中，卡瓦7与条形孔4.1的数量均为三个。
[0032]
进一步地，给进套6的前端设置有环形槽6.1；卡瓦7包括夹持块和卡块，卡块通过径向设置的连接销9安装在环形槽6.1内，卡块的径向尺寸小于环形槽6.1的径向尺寸，以保证卡瓦7能沿着连接销9径向移动。
[0033]
进一步地，夹持块为直角梯形块，卡块设置在夹持块的斜面上，夹持块的倾角与锥套5的倾角配合，以便夹持块的斜面与锥套5的锥形内壁贴合。
[0034]
进一步地，给进套6外套设有轴承10和耐磨环11，油缸支撑套8通过轴承10与给进套6转动连接；油缸支撑套8与耐磨环11转动接触而不与给进套6直接接触，避免给进套6磨损。
[0035]
进一步地，齿轮箱的输入端位于箱体1的后侧，箱体1的前侧与输入端对应的位置设置有制动器，制动器为弹簧制动液压释放型制动器。
[0036]
进一步地，齿轮箱的输入端包括内齿圈12、行星架13、中心齿轮14和行星轮15；内齿圈12的前端固定在箱体1的后侧；行星架13包括轮盘套以及设置在轮盘套两侧的轴套ⅰ和轴套ⅱ，轮盘套的周向面上设置有多个通孔，轮盘套位于内齿圈12内，轴套ⅰ与箱体1转动连接；中心齿轮14转动安装在行星架13中，轮盘位于轮盘套内，轮轴位于轴套ⅱ内与输入装置连接；多个行星轮13均匀啮合在中心齿轮14外侧，轮轴与轮盘套转动连接，轮盘穿过通孔与内齿圈12啮合；制动器通过连接套16与箱体1连接，包括壳体17、摩擦片固定架18、端盖架19、摩擦片组、活塞20、弹簧座21和弹簧ⅰ22；连接套16的后端固定在箱体1的前侧，前端与壳体17的后端连接，连接套16上设置有油孔16.1；壳体17由前到后依次设置有活塞安装孔ⅰ和活塞安装孔ⅱ；摩擦片固定架18设置在连接套16和箱体1内，包括固定套和固定轴；固定套前端开口后端封闭，周向面设置有多个开口槽，前端与壳体17的后端相接围合成摩擦片安装腔；固定轴设置在固定套后端，通过轴向设置的键和键槽安装在轴套ⅰ内，使行星架13和摩擦片固定架18之间可轴向平移不能相对旋转；端盖架19包括端盖和端盖轴，端盖封闭壳体17的前端；端盖轴包括花键段以及连接花键段和端盖轴的光滑段，端盖轴穿过壳体17伸入固定套内，后端与固定套相接；摩擦片组包括设置在摩擦片安装腔内的多片动摩擦片23和静摩擦片24，动摩擦片23和静摩擦片24交错套设在花键段上；动摩擦片23为外边缘设置有卡板的圆环形板，卡板卡入开口槽内，动摩擦片23与摩擦片固定架18之间可轴向平移不能相对旋转；静摩擦片24为内边缘设置有花键槽的圆环形板，花键槽与花键段配合，静摩擦片24和端盖架19之间可轴向平移不能相对旋转；活塞20滑动穿设在光滑段上，包括活塞头和活塞柱，活塞柱外套设有弹簧座21，活塞头和弹簧座21均位于活塞安装孔ⅰ内；多个弹簧ⅰ22设置在弹簧座21和活塞头之间，两端分别与弹簧座21和活塞头连接，弹簧ⅰ22对活塞20施力使活塞柱穿过活塞安装孔ⅱ压紧摩擦片组。
[0037]
上述钻机后夹持总成中驱动轴2工作的过程如下所述：
[0038]
输入装置带动中心齿轮14转动，与中心齿轮14啮合的行星轮15转动，由于内齿圈12固定在箱体1上且与行星轮15啮合，行星轮15将会带动行星架13一起绕中心齿轮14公转，行星架13上固定有输入齿轮30，驱动轴2上固定有输出齿轮31，通过输入齿轮30和输出齿轮31的配合，达到要求的输出转速。
[0039]
上述钻机后夹持总成中制动器工作的过程如下所述：
[0040]
制动状态下，弹簧ⅰ22对活塞20施力使活塞柱穿过活塞安装孔ⅱ压紧摩擦片组，通过动摩擦片23和静摩擦片24之间的摩擦力，阻止摩擦片固定架18及与其连接的行星架13转
动；解制动状态下，液压油通过油孔16.1进入到摩擦片安装腔中，液压油对活塞20施力挤压弹簧ⅰ22，使活塞20向前移动，对摩擦片组之间的压力减小，摩擦片组沿着花键段分离，静动摩擦片之间间隙变大，充满液压油，摩擦力减小，在液压油的润滑下，动静摩擦片之间的摩擦力降为忽略不计，行星架13带动摩擦片固定架18及与其连接的动摩擦片23旋转，刹车制动力消失。
[0041]
进一步地，摩擦片组和壳体17之间的花键段上套设有密封垫ⅰ25，密封垫ⅰ25的内边缘设置有与花键段配合的花键槽；密封垫ⅰ25和活塞柱之间的光滑段上套设有密封垫ⅱ26，壳体17上设置有用于安装密封垫ⅱ26的密封垫安装孔。密封垫ⅰ25和密封垫ⅱ26一方面作为密封件，防止液压油流入壳体17，另一方面作为传递力的媒介，推动摩擦片组或活塞20。
[0042]
进一步地，端盖轴的后端设置有顶针孔，柔性顶针27通过弹簧ⅱ28与顶针孔连接，柔性顶针27的后端与固定套接触。在制动或解制动过程中，摩擦片固定架18在动摩擦片23的作用下会发生轴向偏移，通过柔性顶针27和弹簧ⅱ28实现摩擦片固定架18和端盖架19之间的柔性接触，提供摩擦片固定架18轴向偏移空间。
[0043]
轴套ⅰ的后端设置有通过弹簧与软性调节头32连接，软性调节头32与中心齿轮14的轮盘接触，防止中心齿轮14和行星架13碰撞摩擦，若软性调节头32磨损，则通过弹簧弹力持续补充压力，使软性调节头32与中心齿轮14始终接触。
[0044]
进一步地，内齿圈12的后端连接有输入装置连接盘29，输入装置连接盘29与轴套ⅱ转动连接。
[0045]
进一步地，端盖上设置有排气孔19.1，以便在活塞20移动时排出制动器内的气体。
[0046]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。