專利名稱：一種天井鉆機用球鉸式卡盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種卡盤,尤其是涉及一種能實現(xiàn)全機械化天井掘進的天井鉆機用球鉸式卡盤。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)礦山已經(jīng)開始推廣天井鉆機這種全機械化天井掘進法，卡盤是天井鉆機的鉆桿夾持機構(gòu)，用于將鉆桿和減速箱連接起來，把破碎巖石所需的軸向壓力和回轉(zhuǎn)扭矩，以及冷卻鉆具和滅塵所需的冷卻水傳遞給鉆桿；還能在卸鉆桿時夾持鉆桿，卸松鉆桿之間的連接螺紋等；另外，卡盤還在提高鉆進精度，增加鉆機壽命等方面起著十分重要的作用。
·[0003]目前，國內(nèi)現(xiàn)有天井鉆機曾經(jīng)采用過一種手動楔形卡塊式卡盤，需通過人工借助手錘打入卡塊，利用卡塊斜面的楔緊力卡住鉆桿。這種卡盤雖然結(jié)構(gòu)簡單，但操作麻煩，人工勞動強度大，夾持穩(wěn)定性較差，卸桿速度慢，沒有設(shè)置軸向浮動機構(gòu)，上卸鉆桿時容易損壞鉆桿螺紋，使用壽命短。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種操作簡便，夾持可靠，使用壽命長的天井鉆機用球鉸式卡盤。本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種天井鉆機用球鉸式卡盤，包括球鉸卡盤本體,球鉸卡盤本體設(shè)于棘輪卡盤外罩內(nèi)部，棘輪卡盤外罩與球鉸卡盤本體呈動配合；球鉸卡盤本體上部與卡盤牙嵌蓋板之間設(shè)有形成軸向浮動機構(gòu)的軸向浮動間隙；卡盤牙嵌蓋板與棘輪卡盤外罩固定連接；球鉸卡盤本體上部設(shè)有外花鍵I，棘輪卡盤外罩上部設(shè)有能與外花鍵I套合的內(nèi)花鍵I ;棘輪卡盤外罩內(nèi)部還設(shè)有齒形圍子卡塊；齒形圍子卡塊上設(shè)有外花鍵II，棘輪卡盤外罩下部設(shè)有能與外花鍵II套合的內(nèi)花鍵II ;球鉸卡盤本體上端設(shè)有與天井鉆機的減速箱主軸旋接的主軸大螺栓；球鉸卡盤本體下部設(shè)有連接鉆桿的錐螺紋孔；球鉸卡盤本體上部開有錐臺孔，卡盤牙嵌蓋板下部設(shè)有與錐臺孔相適配的錐臺體。進一步，所述卡盤牙嵌蓋板通過蓋板連接螺栓與棘輪卡盤外罩固定連接。進一步，所述卡盤牙嵌蓋板上設(shè)有至少兩個與球鉸卡盤本體連通的油杯，以利于向球鉸卡盤本體提供潤滑劑，增加靈活性，減少磨損。進一步，所述卡盤牙嵌蓋板和棘輪卡盤外罩的外緣設(shè)有定位環(huán)，起徑向定位作用，以利于確保卡盤牙嵌蓋板和棘輪卡盤外罩同心。進一步，所述球鉸卡盤本體上部內(nèi)圓面設(shè)有與主軸大螺栓的螺帽外圓呈動配合的密封圈，以利于確保從減速箱主軸中孔輸送下來的冷卻水不外泄。進一步，所述球鉸卡盤本體上部外花鍵I的齒形為圓弧鼓形齒。進一步，所述齒形圍子卡塊由齒形卡塊公和齒形卡塊母組成，齒形卡塊公和齒形卡塊母通過銷軸鉸接。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，夾持可靠，可減緩由于偏載給鉆桿帶來的循環(huán)附加彎矩，常用于大型天井鉆機上，適用范圍廣，使用壽命更長。

圖I為本實用新型一實施例主剖視圖；圖2是圖I所示實施例俯視圖；圖3是圖I所示實施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖I所示實施例齒形圍子卡塊立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖I所示實施例在擴孔狀態(tài)下的主剖視圖；圖6是圖I所示實施例在鉆孔狀態(tài)下的主剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。參照圖1、2、3，本實施例包括球鉸卡盤本體7，球鉸卡盤本體7設(shè)于棘輪卡盤外罩6內(nèi)部,棘輪卡盤外罩6與球鉸卡盤本體7呈動配合；球鉸卡盤本體7上部與卡盤牙嵌蓋板2之間設(shè)有形成軸向浮動機構(gòu)的軸向浮動間隙H(參見圖5);卡盤牙嵌蓋板2通過蓋板連接螺栓4與棘輪卡盤外罩6固定連接；球鉸卡盤本體7上部設(shè)有外花鍵I Z1，棘輪卡盤外罩6上部設(shè)有能與外花鍵I Zl套合的內(nèi)花鍵I，以利于傳遞鉆進工作所需的回轉(zhuǎn)扭矩；棘輪卡盤外罩6內(nèi)部還設(shè)有齒形圍子卡塊9，齒形圍子卡塊9的內(nèi)廓形狀及尺寸與鉆桿的方形卡口形狀及尺寸相適配，以利于卡在鉆桿的卡口上；齒形圍子卡塊9上設(shè)有外花鍵II Z2，棘輪卡盤外罩6下部設(shè)有能與外花鍵n Z2套合的內(nèi)花鍵II ;球鉸卡盤本體7上端設(shè)有與天井鉆機的減速箱主軸旋接的主軸大螺栓I ;球鉸卡盤本體7下部設(shè)有連接鉆桿的錐螺紋孔M ;球鉸卡盤本體7上部開有錐臺孔B，卡盤牙嵌蓋板2下部設(shè)有與錐臺孔B相適配的錐臺體A。利用球鉸卡盤本體7的軸向浮動間隙H，可使齒形圍子卡塊9的外花鍵II Z2與棘輪卡盤外罩6下部的內(nèi)花鍵II套合?？ūP牙嵌蓋板2上設(shè)有兩個與球鉸卡盤本體7連通的油杯3，可向球鉸卡盤本體7提供潤滑劑，增加靈活性，減少磨損。所述卡盤牙嵌蓋板2和棘輪卡盤外罩6的外緣設(shè)有定位環(huán)5，箍于卡盤牙嵌蓋板2和棘輪卡盤外罩6的外緣上,起徑向定位作用，以利于確保卡盤牙嵌蓋板2和棘輪卡盤外罩6同心。所述球鉸卡盤本體7上部內(nèi)圓面設(shè)有與主軸大螺栓I的螺帽外圓呈動配合的密封圈8，以利于確保從減速箱主軸中孔輸送下來的冷卻水不外泄。所述球鉸卡盤本體7上部外花鍵I Zl的齒形為圓弧鼓形齒。參照圖4，所述齒形圍子卡塊9由齒形卡塊公10和齒形卡塊母12組成，齒形卡塊公10和齒形卡塊母12通過銷軸11鉸接。工作原理鉆桿在鉆導(dǎo)向孔時，鉆桿傳上來的軸向推力使球鉸卡盤本體7上升，卡盤牙嵌蓋板2下部的錐臺體A卡入球鉸卡盤本體7上部的錐臺孔B中(參見圖I)，卡盤牙嵌蓋板2和球鉸卡盤本體7鎖為一體，由此，可限制球鉸卡盤本體7的萬向自由擺動，確保球鉸卡盤本體7與鉆機回轉(zhuǎn)中心線同心，以保證鉆導(dǎo)向孔的精度。擴孔時，鉆桿傳上來的擴孔拉力將使球鉸卡盤本體7下降，球鉸卡盤本體7下部的公球面體C與棘輪卡盤外罩6的母球面體D貼合，球鉸卡盤本體7可沿著球面中心做萬向自由擺動，形成萬向自由擺角機構(gòu)，其擺動量受球鉸卡盤本體7和棘輪卡盤外罩6之間的間隙L(參見圖5)的限制。接卸鉆桿(即旋接鉆桿螺紋)時，球鉸卡盤本體7可在棘輪卡盤外罩6中自由軸向浮動，浮動量為H，以彌補由于旋接鉆桿螺紋位移速度與推進位移速度不同步而產(chǎn)生的位移差，避免旋接鉆桿可能產(chǎn)生的軸向附加力，有效地保護鉆桿螺紋，延長鉆桿的使用壽命。將齒形圍子卡塊9卡于鉆桿的方形卡口上，卡住鉆桿，利用球鉸卡盤本體7的軸向浮動間隙H,使齒形圍子卡塊9上的外花鍵II Z2與棘輪卡盤外罩6下端的內(nèi)花鍵II套合，球鉸卡盤本體7與鉆桿連接成一體，即可開始旋卸鉆桿下部的連接螺紋。 本實用新型在軸向浮動機構(gòu)的作用下，可彌補由于旋接鉆桿螺紋位移速度與推進位移速度不同步而產(chǎn)生的位移差，避免由此產(chǎn)生的軸向附加力；在萬向自由擺角機構(gòu)的作用下，可減緩由于偏載給鉆桿帶來的循環(huán)附加彎矩，可有效延長鉆桿和減速箱等機件的使用壽命。
權(quán)利要求1.ー種天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，包括球鉸卡盤本體，球鉸卡盤本體設(shè)于棘輪卡盤外罩內(nèi)部，棘輪卡盤外罩與球鉸卡盤本體呈動配合；球鉸卡盤本體上部與卡盤牙嵌蓋板之間設(shè)有形成軸向浮動機構(gòu)的軸向浮動間隙；卡盤牙嵌蓋板與棘輪卡盤外罩固定連接；球鉸卡盤本體上部設(shè)有外花鍵I，棘輪卡盤外罩上部設(shè)有能與外花鍵I套合的內(nèi)花鍵I;棘輪卡盤外罩內(nèi)部還設(shè)有齒形圍子卡塊；齒形圍子卡塊上設(shè)有外花鍵II，棘輪卡盤外罩下部設(shè)有能與外花鍵II套合的內(nèi)花鍵II ;球鉸卡盤本體上端設(shè)有與天井鉆機的減速箱主軸旋接的主軸大螺栓；球鉸卡盤本體下部設(shè)有連接鉆桿的錐螺紋孔；球鉸卡盤本體上部開有錐臺孔，卡盤牙嵌蓋板下部設(shè)有與錐臺孔相適配的錐臺體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，所述卡盤牙嵌蓋板通過蓋板連接螺栓與棘輪卡盤外罩固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，所述卡盤牙嵌蓋板上設(shè)有至少兩個與球鉸卡盤本體連通的油杯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，所述卡盤牙嵌蓋板和棘輪卡盤外罩的外緣設(shè)有定位環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，所述球鉸卡盤本體上部內(nèi)圓面設(shè)有與主軸大螺栓的螺帽外圓呈動配合的密封圏。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，所述球鉸卡盤本體上部外花鍵I的齒形為圓弧鼓形齒。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的天井鉆機用球鉸式卡盤，其特征在于，所述齒形圍子卡塊由齒形卡塊公和齒形卡塊母組成，齒形卡塊公和齒形卡塊母通過銷軸鉸接。
專利摘要一種天井鉆機用球鉸式卡盤，包括球鉸卡盤本體，球鉸卡盤本體設(shè)于棘輪卡盤外罩內(nèi)部，球鉸卡盤本體上部與卡盤牙嵌蓋板之間設(shè)有軸向浮動間隙；卡盤牙嵌蓋板與棘輪卡盤外罩固定連接；球鉸卡盤本體上部設(shè)有外花鍵Ⅰ，棘輪卡盤外罩上部設(shè)有內(nèi)花鍵Ⅰ；棘輪卡盤外罩內(nèi)部還設(shè)有齒形圍子卡塊；齒形圍子卡塊上設(shè)有外花鍵Ⅱ，棘輪卡盤外罩下部設(shè)有內(nèi)花鍵Ⅱ；球鉸卡盤本體上端設(shè)有主軸大螺栓；球鉸卡盤本體下部設(shè)有錐螺紋孔；球鉸卡盤本體上部開有錐臺孔，卡盤牙嵌蓋板下部設(shè)有錐臺體。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，夾持可靠，可減緩由于偏載給鉆桿帶來的循環(huán)附加彎矩，常用于大型天井鉆機上，適用范圍廣，使用壽命更長。
文檔編號E21B19/10GK202611625SQ20122018631
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者尹復(fù)辰, 任巍, 黃小偉 申請人:長沙礦山研究院有限責任公司