技术领域
[0001] 本
发明属于钻机卡盘领域，具体涉及一种活塞式液压卡盘。
背景技术
[0002] 卡盘是钻机的一个的重要部件,其功能是夹紧
钻杆,向钻杆传递转矩和轴向
力,驱动钻具实现回转和钻进。活塞式液压卡盘是一种较为新颖的卡盘形式，与传统胶套卡盘具有关键件寿命长、易维护等优势。
[0003] 现有活塞式液压卡盘由连接盘、前端盖、后端盖、前端盖、壳体、缸体、活塞以及弹性卡瓦等组成。其中，弹性卡瓦由高弹性
橡胶和金属爪组成。高压油从
主轴进入卡盘，先后经过经后端盖和壳体上的油道注入M腔,液压油推动活塞，活塞
挤压弹性卡瓦，橡胶收缩，弹性卡瓦的金属爪抱紧钻杆。不通油时，活塞不受压，橡胶弹性复位，弹性卡瓦的金属爪张开，松开钻杆。
[0004] 现有活塞式液压卡盘的不足:(1)由于活塞数量多，活塞圆柱面均需密封，其频繁运动较易造成
密封圈损坏，故障率较高；(2)后端盖与缸体间的油路连接处需要密封，受结构限制，安装困难，且容易受液压冲击而损坏，易造成
泄漏；(3)卡瓦数量多，且卡瓦间弹性物质为高弹橡胶，需要较大外力作用才能将其收拢成形并装入缸体中，因此需要专
门的装配工装；(4)一个卡瓦金属爪要承受多个活塞的推动，而各活塞无法同步运动，造成卡瓦受力不均，对钻杆形成倾斜夹持，同时卡瓦磨损不均匀，易造成夹紧打滑；(5)卡瓦弹性复位采用高弹橡胶制作，由于金属爪频繁的往复运动，橡胶不断被磨损，老化较快。(6)卡瓦运动时，两端面直接磨损前后端盖，造成卡瓦组轴向间隙增大，使得卡瓦在缸体内来回窜动，缩短内部零件寿命，而更换后端盖需要拆下全部零件，十分困难；(7)卡瓦金属爪间以及前后端盖磨损后的缝隙，一旦进入
煤渣，便无法清除。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种活塞式液压卡盘，能解决煤渣等杂质在卡盘内部堆积的问题，且运动部件少、维修方便，可靠性高。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007] 一种活塞式液压卡盘，包括壳体，所述壳体的一端设置有卡盘体，另一端设置有端盖；所述卡盘体内设置有用于夹紧钻杆的夹紧装置，所述夹紧装置包括多个沿卡盘体周向分布的卡瓦、多个用于压紧所述卡瓦的活塞和设置在相邻卡瓦之间用于打开卡瓦的
弹簧组，所述活塞与卡瓦一一对应设置,所述卡盘体与壳体之间设置有便于液压油推动活塞移动的高压油腔；还包括
排渣回路，所述排渣回路包括设置在卡瓦之间的容渣空腔和设置在卡盘体与端盖之间与容渣空腔连通的排渣通道。
[0008] 进一步，所述排渣通道包括设置在端盖上的环形集渣槽和多条与环形集渣槽连通的径向排渣槽，所述环形集渣槽与容渣空腔连通。
[0009] 进一步，所述活塞与卡瓦相连端设置有与卡瓦相配合的凹槽。
[0010] 进一步，所述活塞为3个，均匀分布在卡盘体的同一截面上。
[0011] 进一步，所述卡瓦的轴向两端与卡盘体和端盖之间均设置有用于防止卡盘体和端盖被所述卡瓦磨损的垫板。
[0012] 进一步，所述卡盘体上还设置有用于驱动活塞式液压卡盘旋转的主轴，所述主轴与卡盘体连接端设有出油口。
[0013] 进一步，所述主轴和卡盘体之间还设置有用于传递
扭矩的连接销和用于将卡盘固定在主轴上的连接盘。
[0014] 进一步，所述高压油腔与主轴上的出油口相通的油道设置在卡盘体上，所述油道的进油口上设置有O型密封圈Ⅰ，所述壳体与卡盘体之间设置有O型密封圈Ⅱ，所述活塞与卡盘体之间设置有Y型密封圈和O型密封圈Ⅲ。
[0015] 本发明的有益效果如下：
[0016] 1.本发明提供的活塞式液压卡盘的活塞数量大幅减少，因活塞运动而造成的液压泄漏点减少，从而提高卡盘的可靠性。
[0017] 2.本发明提供的活塞式液压卡盘将现有活塞式液压卡盘的后端盖和缸体合并为一个零件——卡盘体，减少了一处密封面，改善了端盖与壳体件的
密封性能，减小了装配难度。
[0018] 3.本发明提供的活塞式液压卡盘采用活塞、卡瓦一一对应的驱动形式，且二者
接触面积大，卡瓦受力均匀，不易形成倾斜夹持。
[0019] 4.本发明提供的活塞式液压卡盘将卡瓦间弹性复位件改为常用机械零件——弹簧，根据需求制作具备适当力学性能的弹簧，同时由于卡瓦数量大幅减少，因此该卡盘不需工装即可将夹紧装置整体取出或装入，便于卡盘维修。
[0020] 5.本发明提供的活塞式液压卡盘在卡瓦两端面加入垫板，垫板的硬度较低，卡瓦运动时将优先磨损垫板，避免了端盖和卡盘体的磨损，且垫板易于更换，从而避免了卡瓦在卡盘内部轴向窜动量过大，提高其它零部件的使用寿命。
[0021] 6.本发明提供的活塞式液压卡盘在卡盘体与端盖之间设置有与容渣空腔连通的排渣通道，利用卡盘转动的
离心力将煤渣、
水等排出，避免煤渣在卡盘内部堆积，有效改善了卡盘工作环境，减少卡盘因煤渣堆积而产生的故障率。
[0022] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的
说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0023] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
[0024] 图1为本发明的一种活塞式液压卡盘结构示意图；
[0025] 图2为图1的A-A剖视图。
[0026] 1-主轴；2-出油口；3-O型密封圈Ⅰ；4-进油口；5-O型密封圈Ⅱ；6-壳体；7-卡盘体；8-垫板；9-端盖；10-O型密封圈Ⅲ；11-Y型密封圈；12-活塞；13-弹簧组；14-卡瓦；15-连接销；16-连接盘。
具体实施方式
[0027] 以下将参照附图，对本发明的优选
实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0028] 如图所示一种活塞式液压卡盘，包括壳体6，壳体6的一端设置有卡盘体7，另一端设置有端盖9；卡盘体7内设置有用于夹紧钻杆的夹紧装置，夹紧装置包括多个沿卡盘体7周向分布的卡瓦14、多个用于压紧所述卡瓦14的活塞12和设置在相邻卡瓦14之间用于打开卡瓦14的弹簧组13，活塞12与卡瓦14一一对应设置,卡盘体7与壳体6之间设置有便于液压油推动活塞12移动的高压油腔M；还包括排渣回路，排渣回路包括设置在卡瓦14之间的容渣空腔F和设置在卡盘体7与端盖9之间与容渣空腔连通的排渣通道。
[0029] 本实施例中，排渣通道包括设置在端盖9上的环形集渣槽C和多条与环形集渣槽连通的径向排渣槽E，环形集渣槽C与容渣空腔F连通。本实施例利用卡盘转动的离心力将煤渣通过排渣通道排出，避免煤渣在卡盘内部堆积，有效改善了卡盘工作环境，减少卡盘因煤渣堆积而产生的故障率。
[0030] 本实施例中，活塞12与卡瓦14相连端设置有与卡瓦14相配合的凹槽。本实施例的凹槽的主要作用是：第一限制卡瓦14在圆周方向的移动；第二当卡盘转动时，通过凹槽的侧面将转矩传递给卡瓦14，从而带动钻杆转动。
[0031] 本实施例中，活塞12为3个，均匀分布在卡盘体7的同一截面上。本实施例的活塞12数量少，降低了因活塞12运动而造成的液压泄漏的故障率。
[0032] 本实施例中，卡瓦14的轴向两端与卡盘体7和端盖9之间均设有用于防止卡盘体7和端盖9被所述卡瓦14磨损的垫板8。本实施例在卡瓦14与卡盘体7间设有垫板8，因为垫板8的硬度较低，在使用过程中卡瓦14先将垫板8磨损，避免卡瓦14直接磨损卡盘体7；同样在卡瓦14与端盖9间设有垫板8，避免卡瓦14直接磨损端盖9；且垫板8磨损后能及时更换，从而避免了卡瓦14在卡盘内部轴向窜动量过大，提高其它零部件的使用寿命。
[0033] 本实施例中，卡盘体7上还设置有用于驱动活塞式液压卡盘旋转的主轴1，主轴1与卡盘体7连接端设有出油口2。本实施例的液压油通过主轴1的出油口2与卡盘体7上的进油口4连通，将高压液压油注入到高压油腔M，从而推动活塞12夹紧钻杆。
[0034] 本实施例中，主轴1和卡盘体7之间还设置有用于传递扭矩的连接销15和用于将卡盘固定在主轴1上的连接盘16。本实施例的连接销15起到将扭矩从主轴1传递到卡盘和防止卡盘相对主轴1旋转的作用，从而带动卡盘旋转；连接盘16与卡盘通过
螺栓固定，连接盘16与主轴1通过
螺纹连接，通过连接销15和连接盘16的共同作用将卡盘和主轴1固定在一起。
[0035] 本实施例中，高压油腔M与主轴1上的出油口2相通的油道设置在卡盘体7上，所述油道的进油口4上设置有O型密封圈Ⅰ3，所述壳体6与卡盘体7之间设置有O型密封圈Ⅱ5，所述活塞12与卡盘体7之间设置有Y型密封圈11和O型密封圈Ⅲ10。本实施例采用卡盘体7与
现有技术相比减少了一处密封面，改善了卡盘的密封性能，减小了装配难度。
[0036] 本实施例的工作过程如下：
[0037] 1.夹紧
[0038] 高压液压油从进油口4进入，经过卡盘体7的油道进入由壳体6、卡盘体7和活塞12围成的高压油腔M，该腔体两端由O形密封圈II5密封，径向由Y形密封圈11密封。高压油腔M内的液压油推动活塞12沿径向向卡盘中心滑动，从而迫使卡瓦14克服弹簧组13的弹性力沿径向向卡盘中心移动，即可夹紧钻杆。
[0039] 2.松开
[0040] 本实施例的卡盘为常开式，在无高压油进入高压油腔M的情况下，卡瓦14在弹簧组13的弹性力作用下保持张开状态。
[0041] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
