專利名稱：快速安全連接機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種鉆孔機具用的快速安全連接機構(gòu)，特別適用于鉆孔機、水鉆等連接鉆頭、鉆筒和加長接桿等經(jīng)常接、卸的部位。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鉆孔機具，連接鉆頭、鉆筒、加長接桿等的傳統(tǒng)方法是應(yīng)用標準絲扣配以大斜度短錐面扶正定心為特點的，這種連接方法優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、剛性好，缺點是上扣、卸扣很費時費力，工作效率太低。為探索先進實用的鉆孔機具用快速連接機構(gòu)，有很多專利申請方案，例如已放棄的專利申請?zhí)?1203777.X水鉆用快速連接機構(gòu)，它從液壓快速接頭演變過來，但它僅靠復(fù)位簧力推鋼球鍥入球坑的谷底前產(chǎn)生的有限分力拉靠公母接頭，貼緊力不足決定了它傳動剛性差，以及它完全靠鋼球傳遞扭矩，由于傳動時鋼球在球坑會產(chǎn)生巨大爬坡脹力，迫使鎖定滑套變形而失效，實踐證明沒有實用價值。本人另一項已被授權(quán)實用新型200320102987.5長錐無間隙快速連接機構(gòu)，它應(yīng)用了接近自鎖角的非自鎖的長錐體配合固定鋼球突椿在螺旋槽爬坡，增加錐面貼緊力，達到錐體與鋼球共同傳遞扭矩，實現(xiàn)連接后的剛性和快速接卸，但它由于結(jié)構(gòu)上的過于簡單，長錐母接頭內(nèi)錐面上突出的固定鋼球突樁要進入公錐體上螺旋卡扣溝槽，不得不在公錐體上的螺旋卡扣溝槽的起始端設(shè)置了鋼球進出入引槽，因此它存在倒轉(zhuǎn)時自動脫落的不足之處，它的另一個不足之處是母錐體上設(shè)置固定的鋼性突樁，對于突樁和螺旋卡扣溝槽的均布性位置精度都要求很高，事實上難以達到各鋼球突椿均勻受力。
發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是在提供一種鉆孔機具用快速安全連接機構(gòu)，達到以盡量簡單的結(jié)構(gòu)，連接機理上更合理，能快速接卸、又能安全防脫落、有良好的傳動剛性，能在所有鉆孔機具包括要求很高的手持鉆上使用等綜合先進水平。
技術(shù)方案我們的技術(shù)方案是快速安全連接機構(gòu)由公接頭、母接頭體、浮動鋼球、浮動鎖定滑套和復(fù)位壓簧等五部分組成，其公接頭中段是錐體，錐體兩端是大小園柱扶正段，在錐體靠大端均布三個沒有進出豁口的正旋向螺旋卡扣溝槽，在螺旋卡扣溝槽的爬坡起始位置界面，對應(yīng)的母接頭體上設(shè)均布三個垂直內(nèi)錐面的浮動鋼球穴孔，穴孔中放傳力鋼球，外面浮動鎖定滑套的內(nèi)錐面在復(fù)位壓簧的作用下，可以將鋼球推楔入螺旋卡扣溝槽完成連接任務(wù)。本技術(shù)方案實質(zhì)是對專利200320102987.5長錐無間隙快速連接機構(gòu)的安全上、連接機理上存在的不足之處，作全面改進。具體分析長錐無間隙快速連接機構(gòu)，它的螺旋卡扣溝槽起始點設(shè)的鋼球引出入槽是造成反向脫落不安全的根本，其次鋃死的固定鋼球突樁，爬坡時是一種滑動磨擦關(guān)系，傳動效率低，其位置精度要求又過于苛刻，影響制造成本，我們應(yīng)用改進了的液壓快速接頭鎖定滑套原理，和改革專利號200320102987.5長錐無間隙快速連接機構(gòu)的長錐結(jié)構(gòu)為中段是錐體，錐體兩端為大小園柱扶正段，在小園柱扶正段上設(shè)“O”形密封圈，并取消螺旋卡扣溝槽起始位置的鋼球樁進出入引槽，螺旋卡扣溝槽則是封閉的，并改革長錐母接頭上的固定鋼球突椿為浮動的可撤至內(nèi)錐面齊平的浮動鋼球，在母接頭體外設(shè)帶自鎖角內(nèi)錐面的浮動鎖定滑套，并配上相應(yīng)復(fù)位壓簧等，這樣軸向拉動鎖定滑套，浮動鋼球可以自由外撤至儲槽內(nèi)，當公母錐體結(jié)合后釋放浮動鎖定滑套，在壓簧的作用下，自鎖的滑套內(nèi)錐面壓浮動鋼球進入螺旋卡扣溝槽起始端的谷底，由于浮動鋼球和浮動鎖定滑套能自動發(fā)揮位置補償作用而較少依賴制造精度，可以看出浮動鋼球在本處應(yīng)用，不僅各鋼球能深達卡扣溝槽谷底，有利于提高傳力能力，還由于母接頭體上設(shè)的浮動鋼球穴孔，此時起到了滾珠軸承的軸承架作用，正旋傳力時鋼球在螺旋卡扣溝槽中如同超越離合器，是一種滾動爬坡機理，傳動效率提高也減少了磨損，在大扭矩工作時，公母接頭處在近于非自鎖的自鎖狀態(tài)，卡緊力較大，拆卸時一旦手動拉不動鎖定滑套，可軸向震擊浮動鎖定滑套，鋼球爬坡力解除，即可輕松卸開，該機構(gòu)使用安全可靠，無脫落之憂。還可以反轉(zhuǎn)傳力，滿足處理卡鉆時，需要用扳手正反扭動的需要。
有益效果應(yīng)用本快速安全連接機構(gòu)的有益效果在于彌補了專利號200320102987.5長錐無間隙快速連接機構(gòu)存在的不足之處，出現(xiàn)一種完整意義上的既有較好對中效果，而且徒手瞬間插接即可工作，有良好的傳動剛性，可以正反轉(zhuǎn)動，安全無脫落機會，它傳動受力均勻，有利提高扭矩輸出能力又易以拆卸，能滿足各類鉆孔機具的配置需要，它的應(yīng)用范疇十分廣泛，它的推廣將顯著提高現(xiàn)有鉆孔機具的工作效率，有很好社會經(jīng)濟效益。


圖1是快速安全連接機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖，本圖亦是摘要附圖；圖2是快速安全連接機構(gòu)的公接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是快速安全連接機構(gòu)母接頭體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是快速安全連接機構(gòu)的浮動鎖定滑套結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是應(yīng)用快速安全連接機構(gòu)技術(shù)制成的加長接桿示意圖；如圖1所示快速安全連接機構(gòu)示意圖，將包括雙點劃線框內(nèi)連起來全貌看，它是應(yīng)用快速安全連接機構(gòu)技術(shù)制造工程鉆孔機具用快速過渡接頭的實例，它可以使現(xiàn)有傳統(tǒng)絲扣連接的鉆孔機具實現(xiàn)快速、安全接卸。圖中序號(1)是公接頭，序號(2)是母接頭體，序號(3)是浮動鋼球，序號(4)是浮動鎖定滑套，序號(5)是復(fù)位壓簧，(6)是“O”形密封圈，序號(8)是沒有鋼球出入引槽的封閉的螺旋卡扣溝槽，一般可以設(shè)均布2～3個，最好設(shè)3個，受力較好，在螺旋卡扣溝槽起始位置A-A界面對應(yīng)的母接頭體(2)上設(shè)均布三個垂直內(nèi)錐面的浮動鋼球穴孔(25)，(7)是卡簧，(14)是操作防滑槽，(15)是公錐體中心通孔，(16)是母接頭中心通孔，序號(18)示意用以和傳統(tǒng)的鉆筒等工具相連的公扣，(17)是扳手扁方，序號(19)示意用以和鉆孔機輸出軸相接的傳統(tǒng)的連接母扣，(20)是傳統(tǒng)公接頭上的扁方，序號(12)是浮動鎖定滑套上的內(nèi)錐面，(13)是存浮動鋼球(3)的儲槽，從本圖可以看出公母接頭連接狀態(tài)，浮動鎖定滑套(4)受壓簧(5)的推動而向右移，使鎖定滑套內(nèi)錐面(12)壓浮動鋼球(3)嵌入螺旋卡槽(8)的谷底，鋼球穴孔(25)及螺旋卡扣溝槽(8)的均布度有少量誤差，會得自動補償而如同三條腿的凳子都會受力一樣，而仍能達到良好的均勻受力咬合狀態(tài)，而當公接頭作正旋轉(zhuǎn)時，浮動鋼球則在螺旋卡扣溝槽中作滾動爬坡，扭力愈大公母錐體間貼合力愈大，可傳遞的扭矩也愈大，總傳遞扭矩是由錐面摩擦力和鋼球被止動共同承擔，同樣扭矩條件下，相對來說浮動鎖定滑套所受的脹力要比專利申請01203777.X中鎖定滑套受力要小許多，而當公接頭反轉(zhuǎn)時，則扭矩完全由鋼球承擔，但由于鋼球始終在卡扣溝槽谷底，傳力狀況也仍然比專利申請01203777.X水鉆用快速連接機構(gòu)要好。這樣結(jié)構(gòu)沒有獨立的解除操作動作是不可能脫落的，達到了安全連接目的。圖中可以看出，手抓住浮動鎖定滑套(4)向左移，壓縮壓簧(5)，鎖定滑套上的內(nèi)錐面脫離浮動鋼球(3)，使鋼球儲槽(13)達到浮動鋼球位置，勢必鋼球撤入儲槽(13)，公接頭(1)則順利從母接頭中拔出，如果因?qū)嵤┑呐ぞ剡^大，出現(xiàn)自鎖，拆卸時手力拉不動鎖定滑套，則可以用適當硬質(zhì)工具軸向向左震擊鎖定滑套，也很容易解卡，再手動卸開，由于接插時無需預(yù)應(yīng)力上緊即可開鉆使用，總體使用十分方便快捷。
如圖2所示快速安全連接機構(gòu)的公接頭(1)的結(jié)構(gòu)示意圖，本圖連同雙點劃線框中一起看，就是應(yīng)用本快速安全連接機構(gòu)技術(shù)制成的快速安全過渡接頭的公接頭，本技術(shù)區(qū)別于200320102987.5專利的要點是并非單一的長錐插接體，插接錐體(10)的兩端有(11)和(9)大小園柱扶正段，使接頭連接可以提前進入對中狀態(tài)，而且均布的螺旋卡扣溝槽(8)是封閉沒有鋼球進出引槽的，再則鋼球在卡扣溝槽中是滾動工作，螺旋卡扣溝槽不要求有自鎖功能?？蹨喜鄣纳疃纫话阋嗽诟愉撉?3)直徑的1/3至3/8之間，圖中序號(21)是防止槽邊銳口起毛而設(shè)的空槽，(22)是“O”形圈槽。螺旋卡扣溝槽如同軸承溝槽受較大擠壓應(yīng)力，公接頭宜用軸承鋼或滲炭鋼制造，錐體硬度宜在HRC55～60度左右。
如圖3所示快速安全連接機構(gòu)母接頭體的結(jié)構(gòu)示意圖，本圖連同雙點劃線框中一起看，它是應(yīng)用本快速安全連接機構(gòu)技術(shù)制成的快速安全過渡母接頭體，本技術(shù)區(qū)別于200320102987.5專利的要點是改變了它在母錐體口部均布三個從內(nèi)向外嵌入內(nèi)錐面的固定鋼球突椿為如圖所示的三個垂直于內(nèi)錐面從外向內(nèi)鉆的敞口的浮動鋼球穴孔(25)，序號(26)是示意鋼球穴孔(25)它并不鉆透留有的托球唇邊，浮動鋼球裝入后可以活動，并使鋼球可以突出內(nèi)錐面約1/3至3/8鋼球直徑，鋼球不可向內(nèi)脫出，序號(24)是卡簧槽，(17)是傳統(tǒng)公接頭部分的扳手扁方，(18)示意和鉆筒等相連接的傳統(tǒng)公接頭。序號(23)是示意母接頭體的內(nèi)錐面，(27)是母錐口部扶正段，(29)是母錐小端扶正段。
如圖4所示是快速安全連接機構(gòu)的浮動鎖定滑套結(jié)構(gòu)示意圖，圖中序號(12)是推壓浮動鋼球的內(nèi)錐面，錐面角β是自鎖角，其最佳值在5°～7°之間，序號(13)是解除連接時的鋼球儲槽，(30)是騎跨母接頭外徑的通孔，和母接頭體外徑是松動配合，序號(31)是裝壓簧(5)的止口，(14)是示意方便手動操作的防滑槽，本零件將受到較大的鋼球擠壓力，要求整體淬火特別是錐面硬度要在HRC55～60度左右。
如圖5所示是應(yīng)用快速安全連接機構(gòu)技術(shù)制成的加長接桿示意圖，它和圖1所展示的快速安全連接公母接頭結(jié)構(gòu)要點完全一致，僅是將快速安全公母接頭分別做到加長桿體(32)的兩端，(33)示意焊接縫，(20)是扳手扁方。
實施例本發(fā)明快速安全連接機構(gòu)的最佳實施例。如圖1至圖5以及圖1至圖5的

，它已經(jīng)是本快速安全連接機構(gòu)構(gòu)成實用的產(chǎn)品形態(tài)，圖1和圖5所示，都是獨立的一種產(chǎn)品，它是可以當作工具一樣重復(fù)使用的快速安全過渡接頭，和加長接桿，現(xiàn)有的各種鉆孔機具只要選用本產(chǎn)品都可以馬上實現(xiàn)安全快速接卸，提高工作效率。
具體接卸操作是左手持快速安全過渡母接頭，用兩手指向左拉動浮動鎖定滑套(4)讓浮動鋼球有了外撤的余地，此時將公接頭(1)插入母接頭體(2)，釋放浮動鎖定滑套，同時反旋公接頭，浮動鎖定滑套受壓簧的推動，其內(nèi)錐面(12)迫著浮動鋼球會迅速被擠入因反旋公接頭而迎來的螺旋卡扣溝槽起始端的谷底，順手將公接頭略作正旋以消除間隙即可開鉆施工，正常情況下向左拉動浮動鎖定滑套即可解除鎖定，卸除公接頭，十分快捷、安全、方便。
權(quán)利要求
1.一種鉆孔機具用快速安全連接機構(gòu)，其特征在于它由公接頭(1)；母接頭體(2)；浮動鋼球(3)；浮動鎖定滑套(4)；和復(fù)位壓簧(5)等五部分組成，其公接頭中段是錐體(10)，錐體兩端是大小園柱扶正段(11)和(9)，在小園柱扶正段(9)上設(shè)“O”形密封圈(6)，錐體(10)靠大端設(shè)三個沒有進出豁口的正旋向螺旋卡扣溝槽(8)，在螺旋卡扣溝槽(8)的爬坡起始位置A-A界面對應(yīng)的母接頭體(2)上設(shè)均布三個垂直內(nèi)錐面的浮動鋼球穴孔(25)，浮動鎖定滑套(4)上的內(nèi)錐面(12)的錐面角β是自鎖角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速安全連接機構(gòu)，其特征在于母接頭體(2)對應(yīng)公接頭錐體大端A-A界面上均布的三個垂直內(nèi)錐面的浮動鋼球穴孔(25)并非直通孔，它向外敞口向內(nèi)則保留有托球唇邊(26)，使鋼球可以突出內(nèi)錐面1/3至3/8直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速安全連接機構(gòu)，其特征在于浮動鎖定滑套(4)上的內(nèi)錐面角β的最佳值在5°～7°之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速安全連接機構(gòu)，其特征在于公母接頭中段的錐體錐面角α的最佳值在8°30′～10°之間。
全文摘要
本發(fā)明是一種鉆孔機具用快速安全連接機構(gòu)，其特征在于它由公接頭(1)；母接頭體(2)；浮動鋼球(3)；浮動鎖定滑套(4)；和復(fù)位壓簧(5)等五部分組成，其公接頭中段是錐體(10)，錐體兩端是大小圓柱扶正段(11)和(9)，在小圓柱扶正段(9)上設(shè)“O”形密封圈(6)，錐體(10)靠大端設(shè)三個沒有進出豁口的正旋向螺旋卡扣溝槽(8)，在螺旋卡扣溝槽(8)的爬坡起始位置A－A界面對應(yīng)的母接頭體(2)上設(shè)均布三個垂直內(nèi)錐面的浮動鋼球穴孔(25)，浮動鎖定滑套(4)上的內(nèi)錐面(12)的錐面角β是自鎖角。連接時，拉動鎖定滑套，公接頭插入母接頭并釋放鎖定滑套，同時反旋公接頭，鎖定滑套在壓簧的推動下其內(nèi)錐面迫著浮動鋼球擠入螺旋卡扣溝槽，完成連接。正旋作業(yè)浮動鋼球在螺旋卡扣溝槽中滾動爬坡，扭矩越大，公母錐體間貼緊力越大，傳遞扭矩能力越大。本快速安全連接機構(gòu)可以反相傳力，有很好的傳動剛性，非解除操作無脫落機會，拉動鎖定滑套則輕易拆卸，使用十分快捷、安全方便。
文檔編號B23B51/12GK1586776SQ20041008395
公開日2005年3月2日 申請日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月14日
發(fā)明者陳月輝 申請人:陳月輝