预览加载中，请您耐心等待几秒...

全液压钻机夹持器的设计与分析.pdf

预览
1/2
2/2

在线预览结束，喜欢就下载吧，查找使用更方便

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

2006年第5期煤炭工程设计技术 全液压钻机夹持器的设计与分析 凡东,庞海荣,姚亚峰 (煤炭科学研究总院西安分院,陕西西安710054) 摘要:文章叙述了几种常见的全液压钻机液压夹持器的类型、结构及其工作原理,并对 MK-3型全液压钻机采用的复合式液压夹持器的主要参数选择和设计计算作了详细地介绍。 关键词:夹持器;复合式;夹持力 中图分类号:TG757文献标识码:B文章编号:1671-0959(2006)05000902 全液压动力头式钻机通常都设有夹持器,其目的是用此类夹持器结构紧凑、工作可靠、夹持力取决于弹簧 于夹持孔内钻具,防止孔内钻具滑移,必要时还可与动力预紧力不受油压变化的影响。可在突然停电时实现快速、 头配合进行钻杆的自动拧卸。液压夹持器因其与系统匹配可靠地夹紧钻具,防止跑钻事故。 简单、使用安全方便、夹紧力大等特点被广泛采用。液压12常开式夹持器 夹持器的设计也就成为钻机设计的重要组成部分,其性能常开式夹持器一般采用液压夹紧、弹簧松开的方式, 的好坏将直接影响到钻机整机的性能、钻进效率以及钻孔在不工作时处于松开状态。这种夹持器结构与常闭式夹持 质量等。本文结合MK-3型全液压钻机改造项目对复器相似,不同的是弹簧和油缸使卡瓦产生的运动方向与常 合式液压夹持器进行了研究。闭式相反。 1液压夹持器的分类及特点夹持器靠油缸的推力产生夹持力,油压的下降将直接 引起夹持力的下降,一般需在油路上设置性能可靠的液压 常用的液压夹持器主要可分为常闭式、常开式和复合 锁来保持压力。 式等类型。 13复合式夹持器 11常闭式夹持器 所谓复合式夹持器就是将常闭式夹持器与液压夹紧、 常闭式夹持器靠弹簧的预紧力夹紧钻具,油压松开, 弹簧松开式夹持器巧妙地结合在一起,见图2。其工作原理 在不工作时,处于夹紧钻具状态,常用在钻进大角度倾斜 是利用压缩弹簧的预紧力来克服钻具自重,主油缸松开夹 孔的钻机上。 持器。当高压油进入主油缸,推动主油缸缸体4向右移动, 一组经过预压缩的弹簧作用在斜面(如图1卡瓦座)或杠 通过顶柱5将力传给右卡瓦座9,碟簧11被进一步压缩, 杆等增力机构上,使卡瓦座产生轴向移动,带动卡瓦径向移 右卡瓦座右移;同时,在圆柱弹簧15的作用下,左卡瓦座 动,夹紧钻具;高压油进入卡瓦座与外壳形成的油缸,进一 左移,松开钻具。弹簧的预紧力和副油缸的合力来克服钻 步压缩弹簧,使卡瓦座和卡瓦产生反向运动,松开钻具。 具自重与钻机转矩的合力。副油缸在油路上与动力头反转 相连,当钻机反转拧卸钻具时,高压油同时进入副油缸, 副油缸活塞12对右卡瓦座产生推力,与压缩的碟簧共同夹 紧钻具。 复合式夹持器开口量大、开启压力低、体积小、结构 简单、性能可靠、并且也可以实现突然断电时夹紧钻具。 2复合式夹持器的设计与分析 MK系列全液压钻机是具有通孔式结构和自动拧卸钻 杆等功能的坑道钻机,主要应用于煤矿钻进瓦斯抽放孔。 瓦斯抽放孔大多为倾角向上的钻孔,为防止停电时跑钻事 1外壳;2卡瓦座;3卡瓦;4碟形弹簧;5主轴故,通孔式钻机应设置具有常闭式结构的夹持器。为钻机 图1斜面增力常闭式夹持器自动拧卸钻杆时保证可靠的夹紧钻杆,需采用增大常闭式 收稿日期:2005-10-09 作者简介:凡东(1980-),男,湖北枣阳人,2003年毕业于中国地质大学机械设计制造及自动化专业,主要从事钻 探机具的研制开发工作。 7 设计技术煤炭工程2006年第5期 过大使得结构尺寸增大,因此必须根据需要选取合适的开 口量。 23主油缸面积及最低开启压力的确定 2 4P1P0D2 pmin=2+2 D1D1 式中D1、D2夹持器主、副油缸活塞直径,D1=110, D2=70mm; p0系统背压,p0=05MPa; P1碟形弹簧预紧力,P1=2238kN。 主油缸在油压的作用下进一步压缩碟簧,打开夹持器。 考虑到最低开启压力,主油缸选用110mm柱塞缸,最低 1螺栓;2螺母;3主油缸活塞;4主油缸缸体;5顶柱; 开启压力为256MPa。 6插销;7左卡瓦座;8卡瓦;9右卡瓦座;10碟簧套; 11碟簧;12副油缸活塞;13副油缸缸体;14导轨;24副油缸面积及最大夹持力的确定 15圆柱弹簧;16限位套在拧卸钻具时,夹持器的副油缸和碟形弹簧同时工作, 图2复合式夹持器其最大夹持力: 22 D2D1 Fmax=pmax-p0+P1 夹持器的夹紧力或增设副油缸的方式。但过大的夹紧力造44 成常闭式夹持器的结