齿轮齿条式夹紧机构 【技术领域】
本发明属于工程机械技术领域，涉及一种钻机的附属设备，具体是一种齿轮齿条式夹紧机构。
背景技术
在钻机的结构中动力头是重要的部件，而位于动力头上的用于夹持钻杆的卡盘更是起着关键的作用，其夹持力的大小和动作可靠与否直接关系钻机的基本性能和施工安全，传统的卡盘大多是液压式的，即碟形弹簧压紧、油压松开，此种结构确实有其结构紧凑的优点，但由于其常态是碟簧预紧的状态，故其预紧的压力始终是作用在推力轴承上，对轴承的寿命影响很大，由于此种原因液压式卡盘在未夹持钻杆的情况下不能开车转动，否则轴承就会因高温烧毁，在操作疏忽或应用不熟练的情况下容易发生过此类误操作而损坏设备。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中卡盘不能开空车和推力轴承寿命短的缺陷，提供一种结构合理，卡盘开启行程可调，卡盘夹紧范围大，适用范围广的齿轮齿条式夹紧机构，该机构能大大提高钻机的效率和通用度。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：所述齿轮齿条式夹紧机构包括安装在卡盘座的夹紧部件、传动部件和动力部件，其特征在于：
所述动力部件为卡盘油缸，卡盘油缸安装在钻机的压梁上，其活塞杆端安装托架；
所述传动部件包括齿条座、托架、左旋带齿螺帽、右旋带齿螺帽、卡盘齿杆、定位卡、止动块和齿条，齿条座套装在卡盘座上，可在卡盘座上上下滑动；齿条座外侧套装托架，托架与齿条座之间装有轴承并通过盖封装，齿条座与托架连接并同步运动；齿条装于卡盘座外侧壁上开设的轴向的凹槽内，齿条下端安装在齿条座上，由齿条座带动上下滑动，齿条上部与卡盘齿杆中部设有的卡盘轮齿啮合；卡盘轮齿两侧安装定位卡，定位卡通过其自身的R形槽卡住卡盘齿杆；所述卡盘齿杆两端螺接左、右旋带齿螺帽；左旋带齿螺帽内端装在卡瓦座上设有的孔内，外端周壁凸设有周向轮齿，周向轮齿内侧挡住卡瓦座，左旋带齿螺帽顶端部挡住止动块，止动块安装在卡瓦座上，左旋带齿螺帽与卡瓦座、止动块连接为一体并同步运动；止动块上设有与左旋带齿螺帽外周面相对应的弧形面，弧形面上设有齿槽，左旋带齿螺帽上的周向轮齿卡在齿槽内，使得左旋带齿螺帽无法转动；所述右旋带齿螺帽的结构及连接装配方式与左旋带齿螺帽相同；
所述夹紧部件包括卡瓦、卡瓦垫块和卡瓦座，卡盘座上端侧壁上开设有两个轴向对称的槽，两个槽内都装配卡瓦，卡瓦后部与卡瓦垫块、卡瓦座连接固定，两块卡瓦座结构相同，左右对称并包覆在卡盘座外侧壁上，两块卡瓦座的两端设有孔，孔内装配所述传动部件中的左旋带齿螺帽和右旋带齿螺帽；所述卡盘座上顶部安装卡瓦罩和卡盘座上盖。
作为本发明的进一步改进，所述轴承上端顶触托架内侧，轴承上端与托架之间装有油封；轴承下端用锁母收紧，背母防松，然后用安装于托架下端的盖封装，轴承下端与盖之间也装有油封。
作为本发明的进一步改进，所述托架上端安装有油杯。
本发明结构合理，与现有技术相比，卡盘开启的行程可由油缸的行程自由调节，夹紧范围大，调节范围宽，扩大了钻机的使用范围，提升了钻机的效率和通用度；夹紧力大，并且对自身结构影响小；轴承工作环境宽松，寿命长；装拆比碟簧式卡盘容易，维护方便。
【附图说明】
图1为本发明的结构主视图。
图2为图1中的A-A向示意图。
图3为本发明中右旋带齿螺帽的结构剖视图。
图4为本发明中止动块的结构主剖视图。
图5为图4中止动块的右视图。
图6为图4中止动块的俯视图。
附图标记说明：1-卡盘座、2-卡瓦、3-卡瓦垫块、4-卡瓦座、5-卡瓦罩、6-卡盘座上盖、7-齿条座、8-油杯、9-托架、10-轴承、11-油封、12-盖、13-锁母、14-背母、15-卡盘油缸、16-右旋带齿螺帽、17-左旋带齿螺帽、18-卡盘齿杆、19-定位卡、20-止动块、21-齿条、22-卡盘轮齿、23-周向轮齿、24-齿槽。
【具体实施方式】
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，本发明主要包括安装在卡盘座1上的夹紧部件、传动部件和动力部件，主要由卡盘座1、卡瓦2、卡瓦垫块3、卡瓦座4、卡瓦罩5、卡盘座上盖6、齿条座7、油杯8、托架9、轴承10、油封11、盖12、锁母13、背母14、卡盘油缸15、右旋带齿螺帽16、左旋带齿螺帽17、卡盘齿杆18、定位卡19、止动块20、齿条21及紧固件等部件组装而成；紧固件主要由螺栓、垫圈组成。
如图1所示，本发明中的动力部件为卡盘油缸15，卡盘油缸15通过螺栓、垫圈安装在钻机的压梁上，其活塞杆端通过螺母、垫圈安装托架9。
如图1、图2所示，本发明中的传动部件主要由齿条座7、油杯8、托架9、轴承10、油封11、盖12、锁母13、背母14、右旋带齿螺帽16、左旋带齿螺帽17、卡盘齿杆18、定位卡19、止动块20和齿条21组成；齿条座7套装在卡盘座1上，可在卡盘座1上上下滑动；齿条座7外侧套装托架9，托架9与齿条座7连接并同步运动；托架9与齿条座7之间装有轴承10，轴承10上端顶触托架9内侧，轴承10上端与托架9之间装有油封11；轴承10下端用锁母13收紧，背母14防松，然后用盖12封装，轴承10下端与盖12之间也装有油封11，盖12通过螺栓、垫圈安装于托架9下端；所述托架9上端还安装有油杯8，用于压注润滑油，润滑轴承10；卡盘座1外侧壁上开设有轴向的凹槽，齿条21装于凹槽内，齿条21下端安装在齿条座7上，由齿条座7带动上下滑动，齿条21上部与卡盘齿杆18中部设有的卡盘轮齿22啮合，卡盘轮齿22两侧安装定位卡19，定位卡19通过其自身的R形槽卡住卡盘齿杆18；所述卡盘齿杆18两端螺接左、右旋带齿螺帽17、16，由于左、右旋带齿螺帽17、16的结构及连接装配方式相同，故只需选择左旋带齿螺帽17加以说明，所述左旋带齿螺帽17结构如图3所示，其内端装在卡瓦座4上设有的孔内，外端周壁凸设有周向轮齿23，左旋带齿螺帽17上周向轮齿23内侧挡住卡瓦座4，左旋带齿螺帽17的顶端部挡住止动块20，止动块20结构如图4～图6所示，止动块20通过螺栓、垫圈安装在卡瓦座4上，左旋带齿螺帽17与卡瓦座4、止动块20连接为一体并同步运动；止动块20上设有与左旋带齿螺帽17外周面相对应地弧形面，弧形面上设有齿槽24，左旋带齿螺帽17上的周向轮齿23卡在齿槽24内，使得左旋带齿螺帽17无法转动。
如图1、图2所示，本发明中的夹紧部件主要由卡瓦2、卡瓦垫块3和卡瓦座4组成，卡盘座1上端侧壁上开设有两个轴向对称的槽，两个槽内都装配卡瓦2，卡瓦2前侧面为圆弧形，后侧面设有燕尾凸块，该燕尾凸块装配在卡瓦垫块3前侧壁上凹设的燕尾槽内，卡瓦垫块3后侧安装卡瓦座4，卡瓦座4、卡瓦垫块3和卡瓦2通过螺栓、垫圈固定为一体；两块卡瓦座4结构相同，左右对称并包覆在卡盘座1外侧壁上，两块卡瓦座4的两端设有孔，孔内装配所述传动部件中的左旋带齿螺帽17和右旋带齿螺帽16。
如图1所示，卡盘座1上顶部还通过螺栓、垫圈安装有卡瓦罩5和卡盘座上盖6。
具体应用时，卡盘座1下端与主机的立轴螺纹联接，一起转动。当需要夹紧时，卡盘油缸15的活塞杆缩回，拉动托架9与齿条座7一起下移，同时带动齿条21下移；齿条21与卡盘齿杆18上卡盘轮齿22啮合，齿条21下移带动卡盘齿杆18转动，螺纹装配在卡盘齿杆18两端的左、右旋带齿螺帽17、16同时内移，左、右旋带齿螺帽17、16上的周向轮齿23推动卡瓦座4内移，卡瓦座4内移进而推动卡瓦垫块3、卡瓦2内移，实现夹紧操作。
当需要松开时，卡盘油缸15的活塞杆伸出，推动托架9与齿条座7一起上移，同时带动齿条21上移；齿条21与卡盘齿杆18上卡盘轮齿22啮合，齿条21上移带动卡盘齿杆18反向转动，螺纹装配在卡盘齿杆18两端的左、右旋带齿螺帽17、16同时外移，左、右旋带齿螺帽17、16的顶端部推动止动块20，带动卡瓦座4外移，卡瓦座4外移进而带动卡瓦垫块3、卡瓦2外移动，实现打开操作。