El roughneck de hierro es un equipo automatizado utilizado para la conexión y eliminación de herramientas de perforación. Este documento presenta el diseño de un roughneck de hierro integrado, proporcionando una introducción detallada a la estructura del cuerpo de la abrazadera, junto con un análisis de sus características estructurales y requisitos de rendimiento. El estudio profundiza en el modo de integración y las características de trabajo del mecanismo de sujeción y del mecanismo de hebilla giratoria para la estructura del cuerpo de la abrazadera superior integrada del roughneck de hierro. Además, este documento realiza un estudio teórico en profundidad sobre el mecanismo de hebilla giratoria. En primer lugar, analiza la condición de trabajo real del rodillo de la hebilla giratoria desde dos perspectivas, a saber, la teoría de contacto y la teoría de fricción rodante, determinando la forma estructural del rodillo de la hebilla giratoria. En segundo lugar, investiga el desplazamiento relativo entre el mecanismo de hebilla giratoria y la herramienta de perforación, proponiendo un método de diseño para el dispositivo flotante montado en el rodillo de la hebilla giratoria y estableciendo la ecuación cinemática del rodillo de la hebilla giratoria bajo la influencia del dispositivo flotante. Además, se establecen las ecuaciones cinemáticas del rodillo de la hebilla giratoria bajo la influencia del dispositivo flotante. Finalmente, se realiza un experimento de simulación dinámica para simular el proceso de trabajo del mecanismo de hebilla giratoria bajo condiciones de trabajo reales, analizando la dinámica y la cinemática del mecanismo de hebilla giratoria y obteniendo las curvas de parámetros relevantes del mecanismo de hebilla giratoria y las herramientas de perforación. A través de la comparación y análisis de datos, se verifica la corrección de los resultados del análisis teórico y la racionalidad del rendimiento y la estructura del mecanismo de hebilla giratoria.