石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統，包括鉆桿焊區外圓打磨機和承載鉆桿自傳的托輪機構總成，其特征是：鉆桿焊區外圓打磨機包括滑動底座，滑動底座上方中心設有立柱，立柱頂端與一個結構架的中部鉸鏈連接，結構架前方下部安裝有砂輪機，結構架后方上部安裝有電機，砂輪機的前方設有一個與立柱連接的龍門架，龍門架的一個立柱上方設有鉸接座，龍門架的上梁為直角梁，上梁一端與鉸接座連接，在另一端與龍門架的另一個立柱用T形銷鎖住或放開，上梁中部設有絲杠螺母裝置，絲杠端部在打磨時要壓住結構架前方。其優點是：自動化程度高，能機械控制打磨吃刀量，打磨后的焊區外圓尺寸精準。
【專利說明】石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種石油焊接鉆桿焊區外圓自動化打磨系統，具體涉及一種石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統，屬于石油焊接鉆桿的修磨設備領域。
【背景技術】
[0002]按照API SPECIFICATION 5DP《鉆桿規范》的要求，鉆桿管體與鉆桿接頭經過摩擦對焊，焊區最終熱處理后，焊區表面粗糙度要求達到Ra3.2 μ m，并且焊區外徑要在允許的公差范圍之內，才能滿足后續焊區無損探傷和質量的要求，所以，鉆桿焊區內、外圓表面都要進行表面打磨，外圓表面還須進行拋光。以前的焊區外圓打磨都是用角磨機靠角磨片來完成的，拋光也是靠角磨機加拋光片來完成的。2009年我公司設計開發了機械外圓打磨機，但打磨吃刀和橫向往復運動都是利用磨頭架上安裝的手柄架靠人工雙手操作來完成的。存在的缺點是:員工勞動強度太大，砂輪的吃刀深度完全靠員工的手感和經驗來完成。橫向往復運動也是全靠員工的雙手施力，通過安裝在打磨機整體下方的四個輪子在固定軌道上往復滾動來實現。由于四個輪子與導軌的自由度限制不夠，手柄壓力過大時，靠近施力手柄的兩個輪子極易翹起，嚴重時造成四輪脫軌，致使工件打磨部位軋刀，工件報廢。由于磨削進給量沒有實現定量機械化，表面粗糙度和外圓直徑也難以控制，員工為了快速完成本道工序，往往吃刀量都較大，本來經過磨削達到Ra3.2的表面粗糙度是完全能夠達到的，但實際情況就是達不到，還須后道拋光工序來完成。甚至還有外圓直徑磨小的質量事故發生。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種能夠針對石油焊接鉆桿焊區外圓表面進行打磨、打磨效率高、表面粗糙度和表面圓度都較高、外圓直徑也容易控制、可以省去后道拋光工序的石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統。
[0004]本發明的目的是由以下方式來實現的:
本發明包括鉆桿焊區外圓打磨機和承載鉆桿自傳的托輪機構總成，其特征是:鉆桿焊區外圓打磨機包括帶有導軌的固定底座，固定底座上導軌支撐著滑動底座，滑動底座上方中心設有一個立柱，立柱頂端與一個結構架的中部鉸鏈連接，結構架前方下部安裝有砂輪機，結構架后方上部安裝有電機，電機的輸出軸通過皮帶輪和皮帶與砂輪機軸上的皮帶輪連接，在立柱后方焊接一個水平板，水平板上開有圓孔，圓孔中裝有拉桿，拉桿上端與結構架后方下部鉸鏈連接，水平板下方的拉桿上裝有彈簧，砂輪機的前方設有一個與立柱連接的龍門架，龍門架的一個立柱上方設有鉸接座，龍門架的上梁為直角梁，上梁一端與鉸接座連接，在另一端與龍門架的另一個立柱用T形銷鎖住或放開，上梁中部設有絲杠螺母裝置，絲杠端部在打磨時要壓住結構架前方；上料、下料時要松開，并隨同龍門架上梁一起轉動移開；托輪機構總成包括兩組托輪機構，一組為主動托輪機構，另一組為從動托輪機構，托輪機構總成設置在鉆桿焊區外圓打磨機的一側，其軸線位于砂輪機前下方。
[0005]所述托輪機構包括底座，在底座上用導向立柱和氣缸連接一個水平的托輪架，在托輪架上安裝一組對滾輪；在主動托輪機構的托輪架上安裝有動力驅動裝置，動力驅動裝置的輸出端與對滾輪中的一個滾輪軸相連。
[0006]本發明的優點是:針對石油焊接鉆桿焊區外表面進行打磨，自動化程度高，能機械控制打磨吃刀量的多少，并能進行往復進給的自動運動，工作效率高，表面粗糙度好，外圓直徑也可以得到有效的控制，并且不用拋光就能滿足后續無損探傷表面粗糙度的要求，打磨后的焊區外圓尺寸精準，產品焊區外圓質量達到了前所未有的保證，同時大幅度地減輕了員工的勞動強度和體能消耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是圖1的右視圖；
圖3是圖1的俯視圖；
圖4是圖3的I部放大圖；
圖5是圖4的B-B向局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0008]石油焊接鉆桿是系列性產品。鉆桿直徑小到Φ60.3ΙΜ大到φ 168 mm，長度都在
9.2米到9.5米之間，共8種規格，石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統的構思首先要能全方位地覆蓋加工這8種產品，即用一套設備就能干8種不同規格型號的焊接鉆桿，同時調整設備適應性的工作量要小，調整要方便、快捷，并安全、可靠，對產品和人身都無過大傷害功能的特點。
[0009]參照附圖，本發明包括焊接鉆桿外圓焊區打磨機和承載鉆桿自傳的托輪機構總成。焊接鉆桿外圓焊區打磨機包括一個與地面連接的帶固定導軌的底座1，在固定導軌的底座I上設有滑動導軌底座2，在滑動導軌底座上方焊有一方形立柱3，在立柱3頂端的上方用鉸鏈與一個結構架4的中部鉸接相連，在結構架4下部的前方安裝有砂輪機5，砂輪機5的軸承座與結構架4固定，砂輪機5的砂輪采用價格低廉的棕剛玉磨料砂輪，規格為30χΦ350 (mm)，砂輪機5砂輪約三分之一的部分外露用于打磨工件，其余全部用防護罩6罩起，在立柱3的中腰位置分別對稱焊有兩個直角架7，直角架7的另一端，(也就是砂輪的前方)分別焊接著兩個龍門架的立柱8，兩個龍門立柱的下端是平齊的，上端是一長一短的，并有兩種不同的銜接方式，左立柱(長立柱)上端焊接著兩個帶同軸孔的平行板10，平行板10中間夾著一個龍門架上梁9，上梁9和平行板10用銷軸銜接，上梁9右端是一個向下彎折的直角立柱，上梁下端開有一銷孔，鎖緊時上梁下端一面靠在短立柱8上方定位板11上，定位板11中央開有橫向長槽，鎖緊時用一個圓柱銷12插入，圓柱銷前部設有一個垂直小銷13，后部有彈簧14，鎖緊時小銷13先順著定位板11上的橫向長槽插入，插入后將小銷旋轉90°，鎖緊實現。松開時推動圓柱銷12，使彈簧壓縮，轉動圓柱銷12使小銷13旋轉90°，從定位板11的橫向長槽中退出，實現松開。上梁9中部通過螺母設有細絲杠15，打磨時上梁9壓住結構架4砂輪上方前端，此處有一帶球型凹坑的定位板16，細絲杠15圓頭壓住定位板16的球型凹坑，旋轉細絲杠15實現磨削時的砂輪吃刀進給。龍門架兩支立柱8下部裝有防護網17。打磨完成后，旋轉上梁9使其脫離結構架4，結構架4砂輪端就會自動抬起，抬起功能是通過結構架后方的彈簧拉桿裝置來實現的，此裝置是在立柱3后部焊了一條懸臂板18,懸臂板18的另一端開有一圓孔,圓孔內穿有一拉桿19,拉桿下方鎖定有伸縮彈簧20，上方與結構架4的后方用鉸鏈連接。在結構架4上后方安裝有電機21，電機21的輸出軸通過皮帶輪22和皮帶23與砂輪機5的同軸皮帶輪24連接，實現砂輪的轉動和停止。固定導軌底座I和滑動導軌底座2上一面設有配合的V型導軌，另一面設有配合的雙矩形導軌，固定導軌底座I與地基用膨脹螺栓與混凝土地面固定，雙矩形凹形導軌外側各有三個導軌間隙調節螺栓25。調整螺栓25可以頂著導軌內的內襯板26調節導軌的間隙，在固定導軌底座右方框架上用固定法蘭27連接著一油缸28，油缸活塞桿端部也用法蘭與固定在滑動導軌底座框架上的法蘭盤29連接，油缸28與立柱3設置在同一直線位置上，滑動導軌底座左右各安裝可調節的換向觸頭30，固定導軌底座左右框架上固定有與之對應的接觸開關31，通過換向開關控制，油缸桿可以實現伸縮運動，帶動滑動導軌底座實現往復運動，實現鉆桿外焊區約200_長的往復修磨。液壓動力來自公司原有的大型液壓站。
[0010]托輪機構總成包括兩組托輪機構，一組為主動托輪機構，另一組為從動托輪機構，托輪機構總成設置在鉆桿焊區外圓打磨機的一側，其軸線位于砂輪機前下方，與砂輪片軸線平行。
[0011]托輪機構包括四腿支撐的底座32，每個底座32上面用法蘭固定著四根導向柱33和兩個氣缸34，導向柱和氣缸桿上方用法蘭連接一個水平的托輪架35，氣缸使托輪架35沿著導向柱上升或下降，根據不同直徑的鉆桿確定與砂輪間的間隙，氣缸將托輪架35頂起后，根據不同規格鉆桿與砂輪片之間的距離需要，在托輪架下方墊入等高塊36支撐，在托輪架35上安裝一組對滾輪37，主動托輪機構是在托輪架35上除安裝對滾輪37外，另行安裝了一套動力驅動裝置，即電機38和減速器39，動力驅動裝置的輸出通過鏈輪40、鏈條41與對滾輪37中的一個滾輪軸上的鏈輪42連接。驅動滾輪帶動其上的鉆桿43與砂輪相向旋轉。氣缸動力源來自原有的空壓機。
[0012]簡單的講:就是焊接鉆桿焊區外圓打磨機采用導軌底座滑動結構用油缸帶動打磨機做往復運動，用龍門架上梁壓住結構架砂輪上方，用細絲杠調節實行砂輪吃刀進給.每批鉆桿打磨前，首先調整托輪架高度，也就是啟動按鈕44使氣缸頂起托輪架，在托輪架下方塾入相應的等聞塊36,關閉氣缸使托輪架落在等聞塊上，保證對滾輪的等聞和穩定，啟動托輪驅動按鈕45使鉆桿旋轉,啟動按鈕46使液壓缸28活塞桿推動打磨機在導軌上沿著鉆桿43的軸向方向勻速的往復運動，啟動打磨按鈕47使砂輪轉動，通過細絲杠15上方的手輪來調節磨削量，完成鉆桿焊區全長部位的打磨。
【權利要求】
1.一種石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統，包括鉆桿焊區外圓打磨機和承載鉆桿自傳的托輪機構總成，其特征是:鉆桿焊區外圓打磨機包括帶有導軌的固定底座，固定底座上導軌支撐著滑動底座，滑動底座上方中心設有一個立柱，立柱頂端與一個結構架的中部鉸鏈連接，結構架前方下部安裝有砂輪機，結構架后方上部安裝有電機，電機的輸出軸通過皮帶輪和皮帶與砂輪機軸上的皮帶輪連接，在立柱后方焊接一個水平板，水平板上開有圓孔，圓孔中裝有拉桿，拉桿上端與結構架后方下部鉸鏈連接，水平板下方的拉桿上裝有彈簧，砂輪機的前方設有一個與立柱連接的龍門架，龍門架的一個立柱上方設有鉸接座，龍門架的上梁為直角梁，上梁一端與鉸接座連接，在另一端與龍門架的另一個立柱用T形銷鎖住或放開，上梁中部設有絲杠螺母裝置，絲杠端部在打磨時要壓住結構架前方；托輪機構總成包括兩組托輪機構，一組為主動托輪機構，另一組為從動托輪機構，托輪機構總成設置在鉆桿焊區外圓打磨機的一側，其軸線位于砂輪機前下方。
2.根據權利要求1所述的石油焊接鉆桿焊區外圓打磨系統，其特征是:所述托輪機構包括底座，在底座上用導向立柱和氣缸連接一個水平的托輪架，在托輪架上安裝一組對滾輪；在主動托輪機構的托輪架上安裝有動力驅動裝置，動力驅動裝置的輸出端與對滾輪中的一個滾輪軸相連。
【文檔編號】B24B5/35GK103624639SQ201310702352
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】王峰, 李子俊, 謝玉芬, 賀培基 申請人:包頭市豐達石油機械有限責任公司