[发明专利]内曲面滚子爬坡夹紧式液动背钳

说明书

本发明涉及油田修井作业时用来上卸油井管柱螺纹的一种液动背钳，它与液压动力钳（主钳）配套，用于承受主钳的反扭矩。

目前，修井用液压动力钳所配的背钳均为手动机械式或液动连杆式机构，如专利号为90216583·6，发明创造名称为“一种由主钳背钳组合的联动式动力钳装置”，该装置中介绍的背钳就是液动连杆式夹紧机构;通过检索美国BJ-体斯工具公司生产的动力油管钳和背钳及目前国内各动力钳厂生产的背钳都属上述结构，该背钳的不足之处在于：一是液缸容积大，冲油时间长，难以做到使主、背钳同步夹紧;二是液缸通过连杆夹紧是一种柔性夹紧，夹紧力受液力波动的影响大。

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种带内曲面坡板的新型液动背钳，它能方便可靠地实现双向夹紧和松开，并能做到与主钳的同步夹紧。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：用液压马达通过一对锥齿轮来驱动颚板架，颚板架转动一个角度时，再通过两对内曲面坡板迫使一对颚板和牙块夹紧或松开工件。为实现本发明的技术方案，本发明采用的技术构成是：它包括一个壳体、一对颚板部件、一个颚板架、两对弹簧、一只大锥齿轮块、小锥齿轮和液压马达;它还包括两对坡板，且坡板设置在主体的内侧，颚板架装配在主体和上盖围成的内腔中，大锥齿轮块固定在颚板架上，小锥齿轮套装在液压马达的输出轴上，液压马达固定在主体上。

本发明的上盖上还设有一只转向控制旋钮，用于控制和指示颚板架的转向。

本发明的壳体由主体、上盖和尾把组成，颚板部件由颚板、滚子、滚子轴和牙块组成。

由于本发明采用了液压马达驱动和内曲面滚子爬坡结构，因此可十分方便可靠地实现双向夹紧和松开工件，并能做到与主钳同步动作，所以它是目前油田修井作业中最理想的一种承受主钳反扭矩的液动机具。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的主视图;

图2为本发明的俯视图;

图3为拆除上盖后的主要零部件的俯视图，图样比例有所放大;

图4为本发明工作原理示意图;

图5为本发明液压马达与主钳液压系统联接关系示意图。

图1中，1为前支柱导杆总成;2为上盖;3为颚板架;4为大锥齿轮块;5为小锥齿轮;6为液压马达;7为尾把;8为后支柱导杆总成;9为主体。

图2中，10为滚子;11为滚子轴;12为牙块;13为颚板;14为转向控制旋钮;15为坡板;16为支座。

图3中，17为弹簧。

图4中，18为工件（油管接箍）。

图5中，19为主钳的液压系统。

如图1-5所示，本发明的壳体由主体[9]、上盖[2]和尾把[7]组成，上盖、尾把和支座[16]均固定在主体上;颚板部件由颚板[13]、滚子[10]、滚子轴[11]和牙块[12]组成，它设置在颚板架[3]的方孔中，并可在方孔中作进退滑动。由于弹簧[17]的作用，滚子[10]始终紧靠着坡板[15]的内曲面，两对坡板设置在主体[9]的内侧，大锥齿轮块[4]固定在“工”字型颚板架[3]的内周边上，大锥齿轮块约为π/2弧度，颚板架装配在主体[9]和上盖[2]围成的内腔中，且在内腔中可以转动，与大锥齿轮块啮合的小锥齿轮[5]套装在液压马达[6]的输出轴上，液压马达固定在主体[9]上;由壳体、颚板部件、颚板架[3]、大锥齿轮块[4]、小锥齿轮[5]、液压马达[6]和坡板[15]组成的本发明通过前支柱导杆总成[1]和支座[16]以及后支柱导杆总成[8]与主钳相连接，液压马达[6]的A、B两进出油口与主钳液压马达的进出口直接并联，同时受手动换向阀控制;上盖[2]上的转向控制旋钮[14]通过上盖上的一段圆弧槽来控制颚板架的转向，当转向控制旋钮[14]处于图2所示位置时，颚板架只能顺时针转动约π/4弧度;控制旋钮转过90°时，颚板架被锁住，不能转动;再转过90°时，即与图示成180°时，颚板架只能逆时针转动约π/4弧度。

使用时将主、背钳连接成的组合钳推向油井管柱，只要操纵主钳上的手动换向阀即可实现主、背钳的协调动作，如需油进管柱上扣时（设管柱为右旋螺纹），将转向控制旋钮[14]转止图2所示位置，操纵主钳的手动换向阀，此时背钳液压马达[6]在主钳液压系统[19]的控制下开始转动，液压马达再通过一对锥齿轮驱动颚板架[3]顺时针转动一个角度，滚子[10]沿坡板[15]滚动爬坡推动颚板[13]和牙块[12]夹紧油管接箍。由于背钳承受的主钳反力矩也正好使颚板架[3]相对主体[9]作顺时针转动，这样背钳是越夹越紧，不会松动，其实液压马达[6]只要提供一个起始夹紧力矩就行了;工作完毕后，操纵手动换向阀，主钳钳头及背钳颚板架反向旋转，主、背钳颚板部件同时松开工件，并同时复位。如需油井管柱卸扣时，反之亦然。由此可见，背钳所配液压马达是一种小型液压马达，其主要功能是克服摩擦阻力来驱动颚板架[3]旋转一个角度，使颚板部件产生初始夹紧动作，由于液压马达小，耗油量少，负荷也小，颚板架转动角度有限，这就保证了背钳与主钳同步夹紧和松开，显然它优于液缸通过连杆的夹紧。