大扭矩钻机后夹持器及其配油总成
技术领域
本实用新型属于钻机配件的技术领域，特别是涉及一种大扭矩钻机后夹持器及其配油总成。
背景技术
矿用长孔定向千米钻机作为煤矿井下抽采瓦斯、探放水的主要设备，近年来被我国大量进口并投入使用，作为国外发展较早的一种设备，现已具备相当成熟的设计和应用经验。随着我国煤炭开采深度的逐渐增加，地质条件也愈发的复杂。为了应对此变化，长孔定向千米钻机的研发也逐渐趋向于大扭矩，从最初的4000 N·m，经历了6000 N·m、8000N·m，到现在的主流15000 N·m，目前已有钻机生产商在进行2400 N·m甚至更高扭矩钻机的研发。
扭矩的变化，使得钻机的部件结构和功能也发生了变化。针对国内煤矿生产和钻机的使用特点，一些钻机的部件逐渐朝着结构简单化，性能可靠化的方向发展。
钻机后夹持器是钻机工作状态下的重要运动部件，它主要安装在钻机的推进机构上，钻机之所以能够在煤层中钻进，主要靠的就是夹持器的夹块对钻杆施加紧固力，带动钻杆进行旋转和前后运动进入工作状态。低扭矩的钻机后夹持器在设计之初，申请人采用了三个圆周分布的夹持器油缸（CN201821135618.9新型后夹持器油缸）安装在油缸安装座上，相邻两个夹持器油缸之间的夹角为120°，液压油通过缸体底部的液压油口进入缸体内部，对活塞施加向上的力，并推动夹持块运动，对钻杆进行夹紧。这种设计的优点是总体积小，部件易拆卸，缺点是结构复杂，密封多，而且由于采用了三个各自独立的夹持器油缸，有时会出现动作不同步的现象，导致钻杆受力出现问题。当钻机扭矩增大以后，此结构的后夹持器的缺点更加明显，经常出现密封处渗漏液压油的现象，导致夹紧力不足，工作压力流失，且由于此油缸的复位是采用弹簧复位，长时间大压力工作下会导致弹簧疲劳，引起复位失效。与其配合的配油总成较为简单，是通过一个配油盘将液压油送入缸体底部，再通过油缸内部弹簧复位将液压油压回。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大扭矩钻机后夹持器，以改善背景技术中夹持器存在夹持不同步以及复位失效的技术问题及其配油总成，并提供一种与其配合的配油总成。
为实现上述目的，本实用新型提供一种大扭矩钻机后夹持器及其配油总成，包括安装在钻机齿轮箱两侧的后夹持器和配油总成；后夹持器包括夹持器外壳、液控单向阀、活塞、卡盘和夹块；夹持器外壳为中空筒状结构，内壁设置有环形的活塞槽，后端面朝向钻机齿轮箱，后端面上开设有向筒壁内延伸的插装槽、第一油路和第二油路；液控单向阀插装在插装槽内，进油口与第一油路连通，出油口与活塞槽的后端连通；第二油路与活塞槽的前端相通；活塞位于夹持器外壳内，包括活塞柱以及环绕在活塞柱外侧的活塞盘；活塞柱为中空结构，自前端面向内壁上开设有多个夹块安装槽；夹块安装槽的深度由前到后逐渐减小，侧面开设有防脱落槽；活塞盘与活塞槽密封滑动接触；卡盘从前端盖穿入活塞柱内，与活塞柱的内壁贴合，自后端面向前开设有与夹块安装槽对应的夹块卡槽；夹块位于夹块安装槽和夹块卡槽围合成的空间内，侧面的防脱落凸起插设在防脱落槽内；配油总成包括配油外壳、内衬和轴承；配油外壳为中空筒状结构，前端面朝向钻机齿轮箱，内壁设置有环形的液压油槽、密封件安装槽和轴承安装槽，筒壁上设置有液压油进口和液压油出口；液压油槽的数量两个，每个液压油槽均与对应的液压油进口和液压油出口连通；密封件安装槽位于液压油槽的两侧，安装有第一密封件；轴承安装槽位于密封件安装槽的两侧；轴承安装在轴承安装槽内；内衬为中空筒状结构，通过轴承转动安装在配油外壳内，外壁与第一密封件密封贴合，筒壁内设置有两条配油油路；两条所述配油油路的进油口均位于内衬的外壁上，分别与两个液压油槽对应，出油口均位于内衬的前端面上，且出油口与所述后夹持器的第一油路和第二油路分别通过油管连接；前油封挡盖安装在齿轮箱上。
进一步地，后夹持器还包括分别与夹持器外壳的前端面和后端面连接的前端盖和后端盖；后端盖安装在齿轮箱上，设置有分别与第一油路和第二油路对应的油孔，油孔与配油油路的出油口通过油管连接。
进一步地，后夹持器还包括由前段套筒和后段套筒组成的阶梯型的过渡套；夹持器外壳自前端面至活塞槽处设置有环形的过渡套安装槽；前段套筒位于夹持器外壳和前端盖之间；后段套筒与过渡套安装槽贴合；活塞柱的前段与过渡套的内壁贴合。
进一步地，后夹持器还包括定位套；夹持器外壳自后端面向前设置有环形的定位套安装槽；定位套安装在定位套安装槽内，内径与活塞柱的后段的外径相适应。
进一步地，活塞柱靠近后端面的内壁上设置有环形的耐磨环安装槽；耐磨环安装槽安装有耐磨环。
进一步地，夹持器外壳的内壁上、活塞盘上以及过渡套的内壁上均设置有密封圈安装槽；密封圈安装槽内均安装有密封圈；夹持器外壳上的密封圈安装槽位于定位套安装槽和活塞槽之间；过渡套上的密封圈安装槽靠近过渡套的后端。
进一步地，第一油路和第二油路上均设置有延伸至夹持器外壳外壁上的支路；支路内设置有油塞。
进一步地，配油总成还包括分别与配油外壳的前端面和后端面连接的前油封挡盖和后油封挡盖；前油封挡盖安装在齿轮箱上。
进一步地，配油总成还包括压盖；压盖安装在内衬的后端面上。
进一步地，前油封挡盖和内衬之间以及所述后油封挡盖和压盖之间均设置有第二密封件。
上述大扭矩钻机后夹持器及其配油总成的工作原理如下所述：
当需要夹紧钻杆时，通过操作台的阀门，将与第二油路对应的液压油进口和液压油出口均关闭，与第一油路对应的液压油进口开启，液压油出口关闭，外接液压油通过第一液压油槽和第一配油油路流向后夹持器，通过第一油路进入夹持器外壳，之后通过液控单向阀进入活塞盘后方的液压油容腔内，推动活塞向前运动，活塞通过夹块安装槽的斜面推动夹块向上运动，使多个夹块同时收紧，起到夹紧作用；
需要松开钻杆时，通过操作台的阀门，将与第二油路对应的液压油进口开启，液压油出口关闭，与第一油路对应的液压油进口关闭，液压油出口开启，外接液压油通过第二液压油槽和第二配油油路流向后夹持器的第二油路，进入活塞盘前方的液压油容腔内，对活塞施加向后的压力，达到液控单向阀的控制压力后，液控单向阀反向开启，活塞盘后方的液压油容腔内的液压油从液控单向阀压出，自第一油路反向流回第一配油油路和第一液压油槽，经第一液压油槽对应的液压油出口排出，同时活塞盘前方的液压油推动活塞向后运动，驱使夹块收回，松开钻杆。
本实用新型的有益效果是：
由上可知，上述大扭矩钻机后夹持器上的多个夹块能够同时夹紧和松开，改善钻杆的受力状况，通过液压复位，避免了弹簧复位存在的复位失效问题，结构更加简单，使用的密封件数量更少，便于维护，性能可靠，更加适合大扭矩钻机使用。上述配油总成与大扭矩钻机后夹持器能够完美配合，更加适合大扭矩钻机使用；配油外壳安装在齿轮箱上，更加安全，而内衬可与后夹持器一起旋转的同时能不影响后夹持器的液压油供给，使得后夹持器能在旋转的时候动态夹紧和松开。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的大扭矩钻机后夹持器及其配油总成的安装示意图；
图2为后夹持器的后视图；
图3为图2所示后夹持器A-A方向的剖视图；
图4为图2所示后夹持器B-B方向的剖视图；
图5为图2所示后夹持器C-C方向的剖视图；
图6为图2所示后夹持器中夹持器外壳的结构示意图；
图7为图6所示夹持器外壳D-D方向的剖视图；
图8为图2所示后夹持器中活塞的结构示意图；
图9为图2所示大后夹持器中卡盘的结构示意图；
图10为图2所示后夹持器中夹块的结构示意图；
图11为配油总成的立体图；
图12为图11所示配油总成的后视图；
图13为图12所示配油总成E-E方向的剖视图；
图14为图12所示配油总成F-F方向的剖视图；
图15为图11所示配油总成中配油外壳的结构示意图；
图16为图15所示配油外壳的剖视图；
图17为图11所示配油总成中内衬的前视图；
图18为图17所示内衬G-G方向的剖视图。
图中：100-后夹持器；101-夹持器外壳；101.1-活塞槽；101.2-插装槽；101.3-第一油路；101.4-第二油路；101.5-过渡套安装槽；101.6-定位套安装槽；102-前端盖；103-后端盖；104-液控单向阀；105-活塞；105.1-夹块安装槽；105.2-防脱落槽；106-卡盘；106.1-夹块卡槽；107-夹块；107.1-防脱落凸；108-过渡套；109-定位套；10-耐磨环；111-密封圈安装槽；112-密封圈；113-螺栓；114-油塞；
200-配油总成；201-配油外壳；201.1-液压油槽；201.2-密封件安装槽；201.3-轴承安装槽；201.4-液压油进口；201.5-液压油出口；202-前油封挡盖；203-后油封挡盖；204-内衬；204.1-配油油路；205-轴承；206-第一密封件；207-压盖；208-螺钉；209-第二密封件；
301-钻机齿轮箱；302-操作台；303-推进机构。
具体实施方式
本实施例提供一种大扭矩钻机后夹持器及其配油总成，包括安装在钻机齿轮箱301两侧的后夹持器100和配油总成200；后夹持器100包括夹持器外壳101、前端盖102、后端盖103、液控单向阀104、活塞105、卡盘106和夹块107；夹持器外壳101为中空筒状结构，前端面和后端面分别与前端盖102和后端盖103连接，内壁设置有环形的活塞槽101.1，后端面上开设有向筒壁内延伸的插装槽101.2、第一油路101.3和第二油路101.4；后端盖103上设置有分别与第一油路101.3和第二油路101.4对应的油孔；液控单向阀104插装在插装槽101.2内，进油口与第一油路101.3连通，出油口与活塞槽101.1的后端连通；第二油路101.4与活塞槽101.1的前端相通；活塞105位于夹持器外壳101内，包括活塞柱以及环绕在活塞柱外侧的活塞盘；活塞柱为中空结构自前端面向内壁上开设有多个夹块安装槽105.1；夹块安装槽105.1的深度由前到后逐渐减小，侧面开设有防脱落槽105.2；活塞盘与活塞槽101.1密封滑动接触；卡盘106从前端盖102穿入活塞柱内，与活塞柱的内壁贴合，自后端面向前开设有与夹块安装槽105.1对应的夹块卡槽106.1；夹块107位于夹块安装槽105.1和夹块卡槽106.1围合成的空间内，侧面的防脱落凸起107.1插设在防脱落槽105.2内，实现与夹块安装槽105.1的滑动安装；
配油总成200包括配油外壳201、前油封挡盖202、后油封挡盖203、内衬204和轴承205；配油外壳201为中空筒状结构，前端面和后端面分别与前油封挡盖202和后油封挡盖203连接，内壁设置有环形的液压油槽201.1、密封件安装槽201.2和轴承安装槽201.3，筒壁上设置有液压油进口201.4和液压油出口201.5；液压油槽201.1的数量两个，每个液压油槽201.1均与对应的液压油进口201.4和液压油出口201.5连通；密封件安装槽201.2位于液压油槽201.1的两侧，安装有第一密封件206；轴承安装槽201.3位于密封件安装槽201.2的两侧；轴承205安装在轴承安装槽201.3内；内衬204为中空筒状结构，通过轴承205转动安装在配油外壳201内，外壁与第一密封件206密封贴合，筒壁内设置有两条配油油路204.1；两条所述配油油路204.1的进油口均位于内衬204的外壁上，分别与两个液压油槽201.1对应，出油口均位于内衬204的前端面上，且出油口与后夹持器100的第一油路101.3和第二油路101.4分别对应。
将后夹持器100和配油总成200安装在钻机齿轮箱301上，配油总成200的出油口和后夹持器100的后端盖103上的油孔相接。当需要夹紧钻杆时，通过操作台302的阀门，将与第二油路101.4对应的液压油进口201.4和液压油出口201.5均关闭，与第一油路101.3对应的液压油进口201.4开启，液压油出口201.5关闭，外接液压油通过第一液压油槽和第一配油油路流向后夹持器100，通过第一油路101.3的油孔进入夹持器外壳101，之后通过液控单向阀104进入活塞盘后方的液压油容腔内，推动活塞105向前运动，活塞105通过夹块安装槽105.1的斜面推动夹块107向上运动，使多个夹块107同时收紧，起到夹紧作用。当钻杆需要松开时，通过操作台302上的换向阀，改变油路方向，将与第二油路101.4对应的液压油进口201.4开启，液压油出口201.5关闭，与第一油路101.3对应的液压油进口201.4关闭，液压油出口201.5开启，外接液压油通过第二液压油槽和第二配油油路流向后夹持器100的第二油路101.4，从第二油路101.4进入活塞盘前方的液压油容腔内，对活塞105施加向后的压力，达到液控单向阀104的控制压力后，液控单向阀104反向开启，活塞盘后方的液压油容腔内的液压油从液控单向阀4压出，自第一油路101.3反向流回第一配油油路和第一液压油槽，经第一液压油槽对应的液压油出口1.5排出，同时活塞盘前方的液压油推动活塞105向后运动，驱使夹块107收回，松开钻杆。
进一步地，上述后夹持器100还包括由前段套筒和后段套筒组成的阶梯型的过渡套108；夹持器外壳101自前端面至活塞槽101.1处设置有环形的过渡套安装槽101.5；前段套筒位于夹持器外壳101和前端盖102之间；后段套筒与过渡套安装槽101.5贴合；活塞柱的前段与过渡套108的内壁贴合。
进一步地，上述后夹持器100还包括定位套109；夹持器外壳101自后端面向前设置有环形的定位套安装槽101.6；定位套109安装在定位套安装槽101.6内，内径与活塞柱的后段的外径相适应，既能对活塞105的安装进行定位，又不会影响活塞105移动。定位套109采用铜套。
进一步地，活塞柱靠近后端面的内壁上设置有环形的耐磨环安装槽；耐磨环安装槽安装有耐磨环110。
进一步地，夹持器外壳101的内壁上、活塞盘上以及过渡套108的内壁上均设置有密封圈安装槽111；密封圈安装槽111内均安装有密封圈112，以提高整体的密封性；夹持器外壳101上的密封圈安装槽111位于定位套安装槽101.6和活塞槽101.1之间；过渡套108上的密封圈安装槽111靠近过渡套108的后端。
进一步地，前端盖102和过渡套109通过螺栓113安装在夹持器外壳101的前端，后端盖103通过螺栓113安装在夹持器外壳101的后端。
进一步地，第一油路101.3和第二油路101.4上均设置有延伸至夹持器外壳101外壁上的支路；支路内设置有油塞114。检修时，拔出可油塞114进行泄油。
进一步地，上述配油总成还包括压盖207；压盖207安装在内衬204的后端面上，以保护内衬204。
进一步地，压盖207通过螺钉208安装在内衬204上。
进一步地，前油封挡盖202和内衬204之间以及所述后油封挡盖203和压盖207之间均设置有第二密封件209，以保证整体的密封性。
进一步地，第一密封件206为由多个密封圈组成的组合密封；第二密封件209为唇型密封。
以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
