一种夹爪机构及动力钳的制作方法

本技术涉及动力钳，特别涉及一种夹爪机构及动力钳。

背景技术：

1、油水井修井作业时，每提出或下入一根油管或抽油杆，需要对油管或抽油杆之间的丝扣进行上扣或卸扣操作。目前常用的作业方式中，作业工人将油管或抽油杆拧扣器(也称“动力钳”)拉至井口，在液压的驱动下实现上扣或卸扣。

2、比如现有技术公开的申请号为《201020642890.3》的实用新型专利，名称为《三用液压动力钳》，包括主钳、背钳，其特征是 ：主钳包括液压驱动的开口齿轮，开口齿轮上固装主钳主体，主钳主体内固装两对主钳坡板，两对主钳坡板之间呈左右对称形式，在两对主钳坡板内侧设置主钳颚板架，主钳颚板架上设置左右主钳牙座，左右主钳牙座上分别设置左右主钳颚板，左右主钳颚板上分别设置与两对主钳坡板接触的左右主钳滚轮，左右主钳牙座内侧分别固装左右主钳牙块 ；背钳包括液压驱动的背钳主体，背钳主体中固装两对背钳坡板，在两对背钳坡板内侧设置背钳颚板架，背钳颚板架上设置左右背钳牙座，左右背钳牙座上分别设置左右背颚板，左右背钳颚板上分别设置与两对背钳坡板接触的左右背钳滚轮，左右背钳牙座内侧分别固装左右背钳牙块，在背钳主体上方固装盖板，在盖板上装手拨动机构。

3、上述技术是目前最为被普遍采用的技术，这种方案最大的问题就是左右主钳牙块的伸出和缩回必须随主钳颚板架的转动才能实现，也就是左右主钳牙块夹紧或松开抽油杆是靠主钳颚板架的转动驱动的，在主钳颚板架转动的时候，往往会因为左右主钳牙块还没有完全卡住或完全松开抽油杆的四方轴而导致二者发生剧烈摩擦，使抽油杆过快磨损，降低了抽油杆使用寿命，给油田造成经济损失。

4、其次，现有动力钳的变速箱多是手动换挡的，速度慢而且不精准，不能根据油管或抽油杆丝扣的旋拧负载变化而实现自动换挡，换挡效率低，比如丝扣最后快要拧紧的时候如果速度过快会造成扭矩超标，对丝牙造成损坏，原因是速度过快会造成主钳颚板架的转动惯性过大，完全停下需要很大的反力矩；在卸扣的时候，如果没有及时切换到低速挡，会造成扭矩不足，卸不开丝扣，卸开丝扣后，不及时切换到高速挡也会浪费卸扣时间。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种夹爪机构，通过设置运动机构和升降机构以及开口环，能在缺口齿轮不转的情况下使第一夹持构件和第二夹持构件打开或关闭，也就是说二者的开闭不依赖缺口齿轮转动，拥有独立的控制机构，可以随时随地打开或关闭，这样不会导致第一夹块和第二夹块刮蹭抽油杆的四方轴，通过滑动第一夹持构件和第二夹持构件使第一夹块和第二夹块闭合或打开，使第一夹持构件和第二夹持构件在对抽油杆进行上扣或卸扣完成后，更加容易的脱离抽油杆。

2、本技术第一方面提供一种夹爪机构，包括：

3、头架，所述头架上设置有滑轨；

4、第一夹持构件，滑动安装在所述滑轨上；

5、第二夹持构件，滑动安装在所述滑轨上；所述第一夹持构件与所述第二夹持构件配合夹持工件；

6、开口环，所述头架下端安装有开口环；

7、运动机构；安装在所述头架上；由所述开口环带动所述运动机构运转；所述运动机构使所述第一夹持构件和第二夹持构件闭合或打开；

8、机身，所述机身前部设有缺口，缺口内安装有缺口齿轮；所述头架安装在所述缺口齿轮上；

9、升降机构，安装在所述机身上；所述升降机构用于推动所述开口环运动。

10、优选的，所述第一夹持构件内安装有第一夹块；所述第二夹持构件内安装有第二夹块；通过滑动第一夹持构件和第二夹持构件带动第一夹块和第二夹块闭合或打开。

11、优选的，所述运动机构包括：

12、齿轮轴；所述齿轮轴上安装有凸轮；通过所述齿轮轴带动其上凸轮转动；

13、齿条；竖向滑动设置在所述头架侧面；所述齿轮轴与所述齿条啮合；

14、所述开口环带动所述齿条运动；所述齿条带动齿轮轴转动，所述齿轮轴带动其上凸轮转动；所述凸轮带动第一夹持构件和第二夹持构件闭合或打开。

15、优选的，所述头架后部竖向安装有侧块；所述齿条滑动安装在侧块内；所述齿轮轴一端转动安装在所述侧块内；所述齿轮轴另一端转动安装在所述头架上。

16、优选的，所述凸轮具有第一凸起部和第二凸起部；所述第一夹持构件上设置有第一配合部；所述第二夹持构件上设置有第二配合部；所述开口环向上摆动时，所述第一凸起部推动第二配合部，所述第二凸起部推动所述第一配合部使所述第一夹持构件与所述第二夹持构件的前端夹持部相远离。

17、优选的，还包括储能部；所述储能部位于所述侧块内；当所述开口环向上摆动顶起所述齿条时，所述齿条带动所述储能部储能；当所述开口环下降后，所述储能部释放能量带动所述齿条向下运动；所述齿条带动齿轮轴转动，所述齿轮轴带动其上凸轮转动，所述凸轮使第一夹持构件和第二夹持构件的前端夹持部相靠近。

18、优选的，所述储能部包括压板；所述压板转动安装在所述侧块内；所述压板一端压在所述齿条上端；所述压板另一端下侧配合有弹簧a；当所述齿条向上滑动，所述齿条推动所述压板一端向上转动；所述压板另一端下压所述弹簧a使所述弹簧a储能并蓄力。

19、优选的，所述弹簧a位于所述侧块内；所述弹簧a上端套设有弹簧套；所述弹簧套上端与所述压板下端抵接。

20、优选的，所述升降机构包括油缸；所述机身内设置有油缸；所述油缸内安装有活塞；所述活塞上端与顶板连接；所述顶板用于推动所述开口环运动。

21、本技术第二方面提供一种动力钳，包括：

22、夹爪机构，所述夹爪机构为上述任意一项所述的夹爪机构；所述缺口齿轮上部设置有弧形安装部；所述夹爪机构的头架安装在所述弧形安装部上；

23、液压马达；所述液压马达安装在所述机身后部；

24、自动变扭矩装置；设置在所述机身上；所述液压马达驱动所述自动变扭矩装置运转；

25、中间齿轮组；设置在所述机身内部；所述自动变扭矩装置传递动力到中间齿轮组；所述中间齿轮组驱动所述缺口齿轮转动。

26、优选的，所述自动变扭矩装置包括：

27、中心轴；所述中心轴通过所述液压马达驱动；所述中心轴上部设置有驱动齿轮部；

28、行星减速构件，包括行星牙轮和行星轮架；所述行星牙轮安装在所述行星轮架上；所述行星牙轮与所述驱动齿轮部啮合；所述行星轮架带动所述中间齿轮组运转；

29、外筒；套设在所述行星减速构件外；所述外筒内设置有内轮齿；所述行星牙轮与所述内轮齿啮合；所述外筒内设置有凹槽；

30、扭力限制组件；安装在所述外筒内部；所述扭力限制组件位于所述行星减速构件上方；所述驱动齿轮部的上端部带动所述扭力限制组件转动；

31、防倒转装置；安装在所述机身上；用于限制外筒与中心轴相反旋向的转动；

32、所述中心轴在朝一个方向转动且拧工件负载比较小时，所述中心轴带动所述行星减速构件、扭力限制组件和所述外筒一起转动，自动变扭矩装置不进行降速，使行星轮架与所述中心轴同步输出；当拧工件负载持续加大，并使扭力限制组件到达预设扭矩值时，扭力限制组件和外筒发生相对转动，外筒发生反转，此时防倒转装置限制所述外筒倒转，所述中心轴带动所述行星减速构件运转，自动变扭矩装置开始减速输出并增大扭矩输出。

33、优选的，所述扭力限制组件包括滑动架；所述扭力限制组件内活动安装有活动架；所述活动架后部安装有弹簧b；所述活动架前部转动安装有滚轮；当滚轮转到凹槽处时，滚轮被弹簧b和活动架推动卡进外筒的凹槽中，当拧工件负载比较小时，滚轮不会从凹槽中脱出；当拧工件负载持续加大，并使扭力限制组件到达预设扭矩值时，滚轮能够从凹槽中脱出。

34、优选的，所述滑动架下部设置有内花键；所述驱动齿轮部上端部插入滑动架的内花键中，并能够带动滑动架转动。

35、优选的，所述第一夹块和第二夹块的夹持部位设有v型口。

36、优选的，所述活动架为两个；所述活动架为l型；两个所述活动架交叉滑动安装在所述滑动架内；所述弹簧b安装在两个所述活动架之间。

37、由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下优点：

38、本实用新型通过设置运动机构和升降机构以及开口环，能在缺口齿轮不转的情况下使第一夹持构件和第二夹持构件打开或关闭，也就是说二者的开闭不依赖缺口齿轮转动，拥有独立的控制机构，可以随时随地打开或关闭，这样不会导致第一夹块和第二夹块刮蹭抽油杆的四方轴，通过滑动第一夹持构件和第二夹持构件使第一夹块和第二夹块闭合或打开，使第一夹持构件和第二夹持构件在对抽油杆进行上扣或卸扣完成后，更加容易的脱离抽油杆。

39、在夹持工件时，凸轮转到终点后会产生自锁，也就是第一夹持构件和第二夹持构件夹持工件而产生的反作用力不能使凸轮反转，确保了夹紧的可靠性。

40、本实用新型头架上设置有安装板；安装板和侧块内均安装有轴承；齿轮轴一端安装在侧块内轴承中；齿轮轴另一端安装在安装板内轴承中；通过设置安装板和侧块能够对齿轮轴平稳支撑。

41、本实用新型还设置有自动变扭矩装置，可以根据负载变化，实现自动变速变扭。在负载比较小时，自动变扭矩装置不进行减速增扭，有利于实现快速初拧或快速卸扣；相反，在负载比较大时，自动变扭矩装置开始减速输出并增大扭矩输出，有利于实现低速终拧，防止产生高速拧紧冲击，使丝扣损坏，在卸扣时，低速大扭矩也容易将难拆的丝扣卸开。