液压卡盘的工作原理及主要参数的设计

周亚军

(连云港黄海机械股份有限公司,江苏 连云港 222062)

液压卡盘是钻机的一个主要部件,其功能是夹紧钻机上的钻杆,并向钻杆传递转矩和轴向力,驱动钻具实现回转和给进,完成加减压钻进。

大碟簧卡瓦式自定心液压卡盘,具有结构简单,夹持力大,卡瓦拆装方便等诸多优点,已被我公司传统岩心钻机系列和全液压岩心钻机系列广泛应用,并取得良好效果。

本人从事技术工作多年,特别是在液压卡盘设计中积累了一点经验。现就液压卡盘的工作原理,主要参数设计以及液压卡盘在应用中目前还存在的不足和改进措施探讨如下。

1 液压卡盘的组成和工作原理

液压卡盘主要由油缸、活塞、卡圈、支承套、卡瓦座、碟形弹簧、卡瓦、保护套、防护罩、推力球轴承、密封圈等零件和标件组成,见图1。

工作时液压油从油缸进油口进入油缸,油缸与活塞构成一个封闭腔,随着压力的升高,在压力油的作用下,活塞下移,经推力球轴承推动卡圈,支承套一起下移,使碟形碟簧受到压缩,卡圈在向下移动的同时带动三个卡瓦作离开圆心的水平运动,从而达到松开钻杆的目的。

需夹紧钻杆时,操作换向阀将液控单向阀打开,卡盘封闭腔的油液经油管,液控单向阀和换向阀与油箱相通,此时封闭腔无压力,碟簧则在弹性力的作用下,自动复位,并推动支承套、卡圈、经推力球轴承与活塞向上移动,带动三卡瓦作向心水平运动,从而达到夹紧钻杆的目的。

图1 液压卡盘组件结构图