鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置，該裝置包括床身、尾臺(tái)、床頭箱和托架多組托輥；托架多組托輥設(shè)置在床身的一側(cè)，床頭箱和尾臺(tái)設(shè)置在床身上，床頭箱（8）設(shè)置在靠近托架多組托輥（10）的一側(cè)；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)工件自動(dòng)上料、定位、夾緊、下料的裝置及方法，其目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)控管螺紋車(chē)床包括上下料在內(nèi)的全自動(dòng)加工過(guò)程。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于金屬切削加工領(lǐng)域，涉及管螺紋車(chē)床對(duì)已使用過(guò)的石油鉆桿、鉆鋌等長(zhǎng)管子類(lèi)工件兩端的內(nèi)、外舊螺紋進(jìn)行修復(fù)車(chē)削之前，以舊螺紋的軸心線為基準(zhǔn)的自動(dòng)定位、夾緊，以及自動(dòng)上下料的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油和地質(zhì)鉆井行業(yè)，鉆入地下幾千米深的鉆頭都是由幾百根鉆桿和鉆鋌，依靠其兩端的螺紋一根根地旋緊，并與地面鉆機(jī)相連，地面鉆機(jī)通過(guò)這些鉆桿、鉆鋌將轉(zhuǎn)矩傳遞給鉆頭。這些鉆桿、鉆鋌在完成一口井的鉆井工作后，需要一根根地卸下、回收、維修，并反復(fù)周轉(zhuǎn)使用。在鉆桿、鉆鋌的維修工作中，對(duì)其兩端的內(nèi)外錐形接頭螺紋進(jìn)行車(chē)削修復(fù)加工是最重要的工作之一，每年有大量的鉆桿接頭螺紋需要修復(fù)車(chē)削加工，在石油機(jī)械行業(yè)修復(fù)鉆桿螺紋是一項(xiàng)量大且重要的工作。
[0003]鉆桿、鉆鋌(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工件)的螺紋修復(fù)車(chē)削都是在管螺紋車(chē)床上進(jìn)行的，在整個(gè)修復(fù)過(guò)程中，要包括:上料、定位、夾緊、車(chē)削、松夾、下料等多個(gè)工步。目前，無(wú)論在數(shù)控還是機(jī)械式車(chē)床上修復(fù)螺紋，除了車(chē)削工步外，其它的輔助工步都是由手動(dòng)完成的。在進(jìn)行這些工步過(guò)程中，不但要求操作者具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，還要付出較大的體力勞動(dòng)，即便是這樣工作效率還很低，這些輔助工作要占去近一半的工作時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:發(fā)明提供一種鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置及方法，其目的是解決以往的方式所存在的工序繁瑣、工作效率低的問(wèn)題。
[0005]技術(shù)方案:發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置，其特征在于:該裝置包括床身、尾臺(tái)、床頭箱和托架多組托輥；托架多組托輥設(shè)置在床身的一側(cè)，床頭箱和尾臺(tái)設(shè)置在床身上，床頭箱設(shè)置在靠近托架多組托輥的一側(cè)；尾臺(tái)能相對(duì)于床頭箱做前后的移動(dòng)；床頭箱內(nèi)還設(shè)置有前后兩端伸出床頭箱的主軸，在主軸的前后兩端分別設(shè)置有前浮動(dòng)卡盤(pán)和后定心卡盤(pán)；主軸為內(nèi)部供工件穿過(guò)的中空結(jié)構(gòu)；在尾臺(tái)朝向床頭箱的一端還設(shè)置有螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)。
[0006]所述尾臺(tái)上螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為外螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)或內(nèi)螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)；夕卜螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為使用時(shí)通過(guò)卡爪向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，定心卡住鉆桿工件外螺紋外表面的結(jié)構(gòu)；內(nèi)螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為使用時(shí)通過(guò)卡爪向外運(yùn)動(dòng)，脹緊工件內(nèi)螺紋的內(nèi)表面或螺紋外部表面的結(jié)構(gòu)。
[0007]尾臺(tái)通過(guò)滑軌設(shè)置在床身上，尾臺(tái)的一端設(shè)置有推進(jìn)其移動(dòng)的液壓油缸。
[0008]應(yīng)用上述的裝置進(jìn)行的鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下:將待修復(fù)的工件由托架多組托輥驅(qū)動(dòng)，從后定心卡盤(pán)穿進(jìn)機(jī)床主軸的孔內(nèi)，同時(shí)穿過(guò)前浮動(dòng)卡盤(pán)，使工件前端停在比預(yù)裝卡位置稍遠(yuǎn)處，也就是更靠近尾臺(tái)處，然后通過(guò)液壓缸推動(dòng)尾臺(tái)，尾臺(tái)前端的螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)推動(dòng)工件向床頭箱的方向移動(dòng)，到達(dá)預(yù)裝卡位置時(shí)定位停止，此時(shí)工件螺紋的軸向位置已確定，完成工件螺紋軸向定位；然后夾緊后定心卡盤(pán)(9),完成工件管體徑向定位；之后夾緊主軸前浮動(dòng)卡盤(pán)(6),此時(shí)工件的定位和夾緊工作均已完成；然后將尾臺(tái)(3)退回即可進(jìn)行工件的車(chē)削工作，待車(chē)削完成后，松開(kāi)主軸上前浮動(dòng)卡盤(pán)(6)和后定心卡盤(pán)(9)，退出工件，即完成操作。
[0009]優(yōu)點(diǎn)及效果:本發(fā)明提供一種在管螺紋車(chē)床上，能夠?qū)崿F(xiàn)工件自動(dòng)上料、定位、夾緊、下料的裝置及方法，其目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)控管螺紋車(chē)床包括上下料在內(nèi)的全自動(dòng)加工過(guò)程。
[0010]鉆桿、鉆鋌在工作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)外表面磨損不均勻的情況，這使得工件上擬修復(fù)加工的螺紋與其夾持的外表面不同軸，本發(fā)明裝置可以實(shí)現(xiàn)以擬修復(fù)的螺紋軸線定位、以與螺紋軸線呈偏心位置的外表面夾緊的自動(dòng)定位夾緊過(guò)程。
[0011]本發(fā)明管螺紋車(chē)床床頭箱上主軸的后端裝有自動(dòng)定心卡盤(pán)、前端裝有自動(dòng)浮動(dòng)卡盤(pán)，可以沿主軸軸線前后移動(dòng)的尾臺(tái)前端裝有自動(dòng)定心卡盤(pán)。三個(gè)卡盤(pán)按尾臺(tái)卡盤(pán)推動(dòng)工件后移、夾主軸后卡盤(pán)、夾尾臺(tái)卡盤(pán)、夾主軸前卡盤(pán)、松開(kāi)并退出尾臺(tái)卡盤(pán)的動(dòng)作順序依次運(yùn)動(dòng)，達(dá)到自動(dòng)定心夾緊工件前端的舊螺紋的工作目標(biāo)。安裝了本發(fā)明裝置的管螺紋車(chē)床具有自動(dòng)上料、定位、夾緊和下料功能，可明顯縮短螺紋修復(fù)加工的輔助時(shí)間、提高修復(fù)效率、減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、減少對(duì)高技能操作者的依賴程度。
[0012]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]【具體實(shí)施方式】:下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
如圖1所示，發(fā)明提供一種鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置，該裝置包括床身1、尾臺(tái)3、床頭箱8和托架多組托輥10 ;托架多組托輥10設(shè)置在床身的一側(cè)，床頭箱8和尾臺(tái)3設(shè)置在床身上，床頭箱8設(shè)置在靠近托架多組托輥10的一側(cè)；尾臺(tái)3能相對(duì)于床頭箱8做前后的移動(dòng)；床頭箱8內(nèi)還設(shè)置有前后兩端伸出床頭箱8的主軸7，在主軸7的前后兩端分別設(shè)置有前浮動(dòng)卡盤(pán)6和后定心卡盤(pán)9 ;主軸7為內(nèi)部供工件穿過(guò)的中空結(jié)構(gòu)；在尾臺(tái)3朝向床頭箱8的一端還設(shè)置有螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)4。
[0014]所述尾臺(tái)上螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)4為外螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)或內(nèi)螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)；外螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為使用時(shí)通過(guò)卡爪向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，定心卡住鉆桿工件外螺紋外表面的結(jié)構(gòu)；內(nèi)螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為使用時(shí)通過(guò)卡爪向外運(yùn)動(dòng)，脹緊工件內(nèi)螺紋的內(nèi)表面或螺紋外部表面的結(jié)構(gòu)。
[0015]尾臺(tái)3通過(guò)滑軌設(shè)置在床身上，尾臺(tái)3的一端設(shè)置有推進(jìn)其移動(dòng)的液壓油缸2。
[0016]應(yīng)用上述的裝置進(jìn)行的鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊方法，該方法的具體步驟如下:托架多組托輥10支撐并驅(qū)動(dòng)待修復(fù)的工件5穿過(guò)主軸7的孔內(nèi)，同時(shí)使工件5穿過(guò)后定心卡盤(pán)9和前浮動(dòng)卡盤(pán)6，使其停在比預(yù)夾緊位置稍遠(yuǎn)處，也就是更靠近尾臺(tái)3處，即圖中的靠右處，然后通過(guò)液壓缸2推動(dòng)尾臺(tái)3向前移動(dòng)，螺紋定心卡盤(pán)4的前端與工件5螺紋的端面接觸，推動(dòng)工件5向左移動(dòng)并在預(yù)夾緊的位置定位停止，工件5的軸向位置已確定，先后夾緊后定心卡盤(pán)9和尾臺(tái)上的螺紋定心卡盤(pán)4,此時(shí)工件5的軸向、徑向位置均由后定心卡盤(pán)9和螺紋定心卡盤(pán)4兩個(gè)卡盤(pán)確定，再夾緊前浮動(dòng)卡盤(pán)6，即完成了工件的全部上料、定位、夾緊工作。螺紋定心卡盤(pán)4松開(kāi)后在油缸2的驅(qū)動(dòng)下退回尾臺(tái)3，機(jī)床就具備了車(chē)削螺紋的條件。螺紋車(chē)削完成后，松開(kāi)前浮動(dòng)卡盤(pán)6和后定心卡盤(pán)9，工件5在托架多組托輥10向左的力的驅(qū)動(dòng)下，卸下機(jī)床。
[0017]由此裝置和方法實(shí)現(xiàn)工件在管螺紋車(chē)床上以待加工舊螺紋中心定位的自動(dòng)上下料及定位夾緊工作。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置，其特征在于:該裝置包括床身(I)、尾臺(tái)(3)、床頭箱(8)和托架多組托輥(10);托架多組托輥(10)設(shè)置在床身(I)的一側(cè)，床頭箱(8 )和尾臺(tái)(3 )設(shè)置在床身(I)上，床頭箱(8 )設(shè)置在靠近托架多組托輥(10 )的一側(cè)；尾臺(tái)(3)能相對(duì)于床頭箱(8)做前后的移動(dòng)；床頭箱(8)內(nèi)還設(shè)置有前后兩端伸出床頭箱(8)的主軸(7)，在主軸(7)的前后兩端分別設(shè)置有前浮動(dòng)卡盤(pán)(6)和后定心卡盤(pán)(9);主軸(7)為內(nèi)部供工件穿過(guò)的中空結(jié)構(gòu)；在尾臺(tái)(3)朝向床頭箱(8)的一端還設(shè)置有螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置，其特征在于:所述尾臺(tái)上螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)(4)為外螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)或內(nèi)螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)；夕卜螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為使用時(shí)通過(guò)卡爪向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，定心卡住鉆桿工件外螺紋外表面的結(jié)構(gòu)；內(nèi)螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)為使用時(shí)通過(guò)卡爪向外運(yùn)動(dòng)，脹緊工件內(nèi)螺紋的內(nèi)表面或螺紋外部表面的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊裝置，其特征在于:尾臺(tái)(3)通過(guò)滑軌設(shè)置在床身上，尾臺(tái)(3)的一端設(shè)置有推進(jìn)其移動(dòng)的液壓油缸(2)。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行的鉆桿、鉆鋌在管螺紋車(chē)床上的自動(dòng)定位、夾緊方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下:將待修復(fù)的工件(5)由托架多組托輥(10)驅(qū)動(dòng)，從后定心卡盤(pán)(9)穿進(jìn)機(jī)床主軸(7)的孔內(nèi)，同時(shí)穿過(guò)前浮動(dòng)卡盤(pán)(6),使工件前端停在比預(yù)裝卡位置稍遠(yuǎn)處，也就是更靠近尾臺(tái)(3)處，然后通過(guò)液壓缸(2)推動(dòng)尾臺(tái)(3)，尾臺(tái)(3)前端的螺紋自動(dòng)定心卡盤(pán)(4)推動(dòng)工件(5)向床頭箱(8)的方向移動(dòng)，到達(dá)預(yù)裝卡位置時(shí)定位停止，此時(shí)工件螺紋的軸向位置已確定，完成工件螺紋軸向定位；然后夾緊后定心卡盤(pán)(9)，完成工件管體徑向定位；之后夾緊主軸前浮動(dòng)卡盤(pán)(6)，此時(shí)工件的定位和夾緊工作均已完成；然后將尾臺(tái)(3)退回即可進(jìn)行工件的車(chē)削工作，待車(chē)削完成后，松開(kāi)主軸上前浮動(dòng)卡盤(pán)(6)和后定心卡盤(pán)(9)，退出工件，即完成操作。
【文檔編號(hào)】B23B31/02GK103506636SQ201310483480
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】孫興偉, 王可 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)