液压式外螺纹冷滚压装置制造方法及图纸

技术编号:8953948 阅读:201 留言:0更新日期:2013-07-24 19:48
本发明专利技术公开了一种液压式外螺纹冷滚压装置,它包括悬臂、液压油、压力表、销钉、叉头轴、芯轴和滚轮。所述叉头轴朝外的开口槽通过芯轴安装滚轮,中段顶部设有的轴向凹槽与开口槽同轴线,叉头轴另一端为圆柱轴,环壁外设有密封件。所述悬臂为双节联体构件,前置圆柱形缸体,后置矩形长条为夹持段。缸体内置液压油,将叉头轴有密封件的一端塞入缸体中组成液压油缸。缸体末端设有径向孔沟通压力表,缸体外壁顶部设有径向安装的销钉,旋入的销钉插入叉头轴中段外壁上的轴向凹槽中组成导向结构。本发明专利技术采用液压油缸支承滚轮,冷滚压时施力大小由压力表显示,量化施压有利于控制在同一量值条件下批量冷滚压,确保冷滚压质量一致、稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械加工用器具,具体地讲,本专利技术涉及一种用于外螺纹冷滚压>J-U装直。
技术介绍
冷滚压工艺属于非切削工艺之一,在机械加工行业中应用较广泛。在常温状态下金属构件表面被施压的滚轮辗压,迫使金属构件表面粗糙层的微观外凸金属材料产生塑性流动,多余的金属流到相邻微观凹坑中,其结果除提高金属构件表面粗糙度等级,也使金属构件的表面组织晶粒变细和纤维化,从而产生“冷作硬化”现象,达到提高金属构件的强度、表面硬度和抗疲劳能力的目的。当代石油钻井深度达数千米,石油钻具的螺纹接头除承受连接重量、钻井扭矩外,还要承受冲击力,故对所配套的石油钻具有很高强度要求。现有技术主要通过连接结构优化设计、选择优质材料和改善热处理工艺等手段来实现高强度目标。尽管现有技术有效,能够大幅度提高石油钻具强度,但石油钻井工程中仍偶尔发生钻具断裂的恶性事故。多年来经众多行业专家分析、检测和论证,石油钻具断裂几乎都发生在接头螺纹纹根部,其根本原因是切削成形的螺纹表面相对粗糙,存在较大的内应力,易产生疲劳裂纹,在特殊工况条件下钻井难免不发生石油钻具断裂的恶性事故。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术的不足,提出一种液压式外螺纹冷滚压装置,该装置结构简单、操作便捷、量化施压,滚动辗压,避免过量辗压造成金属粘结。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。液压式外螺纹冷滚压装置,它包括悬臂、液压油、压力表、销钉、叉头轴、芯轴和滚轮。其改进之处在于:所述叉头轴置有开口槽的一端朝外,滚轮通过芯轴安装在开口槽中,滚轮绕芯轴自由转动。叉头轴中段外壁顶部设有轴向凹槽,该凹槽与开口槽处在同一中心线上。叉头轴另一端为圆柱轴,环外壁设有密封件。所述悬臂为双节联体构件,前置圆柱形的缸体,后置矩形长条为夹持段,卧姿悬臂的缸体内蓄液压油,叉头轴以有密封件的一端与悬臂的缸体配合组成液压油缸。缸体未端设有朝上的径向孔沟通压力表,缸体外壁顶部设有径向安装的销钉,旋入的销钉插入叉头轴中段外壁上的轴向凹槽中组成轴向导向结构。上述结构中,滚轮的 外轮缘横向截面为角形,角形与被滚压螺纹的形状互补,滚轮整体淬硬至HRC50 55。本专利技术与现有技术相比,具有以下积极效果: 1、液压油缸结构简单,制作容易; 2、在液压条件下滚压具有减振作用,被冷滚压的部件表面平整光洁; 3、采用液压油缸支承滚轮,冷滚压时施力大小通过压力表显示,量化施压有利于控制在同一量值条件下批量冷滚压,确保冷滚压质量一致。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是图1俯视图。图3是本专利技术用于石油钻具接头外螺纹冷滚压实施例示意图。具体实施方式下面根据附图并结合实施例,对本专利技术作进一步说明。图1所示的液压式外螺纹冷滚压装置,它包括悬臂1、液压油2、压力表3、销钉4、叉头轴5、芯轴6和滚轮7。所述叉头轴5为直杆构件,朝外的轴端设有开口槽,滚轮7通过芯轴6安装在开口槽中,滚轮7绕芯轴6自由转动。本实施例滚压石油钻具接头的外螺纹,该螺纹为三角形,故滚轮7的外轮缘横向截面为角形,其角度等于被滚压的石油钻具接头外螺纹角度。为了提高冷滚压质量,滚轮7整体淬硬至HRC50 55。叉头轴5中段外壁顶部设有轴向凹槽,该凹槽与轴端的开口槽处在同一中心线上。叉头轴5另一端为圆柱轴,环外壁设有密封件5.1。所述悬臂I为双节联体构件,前置圆柱形的缸体,后置矩形长条为夹持段,卧姿悬臂I的缸体内蓄液压油2,将叉头轴5以有密封件5.1的一端塞入悬臂I的缸体中组成液压油缸。为了便于掌握滚压时施力大小,在悬臂I的缸体未端设有朝上的径向孔沟通压力表3,滚轮7对石油钻具接头外螺纹的作用力,通过液压油2传导使压力表3的指针产生相应偏转,直观地反映滚压时施力大小,有利于指导操作工按工艺设定值冷滚压,确保产品冷滚压质量。本专利技术为了做到滚轮7位置稳定,在悬臂I的缸体外壁顶部设有径向安装的销钉4,旋入的销钉4插入叉头轴5中段外壁上的轴向凹槽中组成轴向导向结构,同时也保持悬臂I的缸体与叉头轴5的装配关系。本专利技术应用时,先将悬臂I的夹持段固定在机床工作台上,通过机床横向传动位移到位,即滚轮7与旋转的石 油钻具接头外纹接触施压,此时机床工作台按被滚压螺纹的导程轴向移动,滚轮7在绕芯轴6转动时实施对外螺纹的冷滚压作业。冷滚压是一种利用金属在常温下有“冷作硬化”特性而设计的无切削工艺,被滚压外螺纹表层金属产生微量塑性流动,实现峰谷互补,从而使外螺纹表面粗糙值降低,表层组织冷硬和晶粒细化,形成致密的纤维状。另外,被冷滚压的外螺纹在冷作硬化过程中残留应力层。总的来说,被冷滚压的石油钻具接头外螺纹极限强度和屈服点都得到提高,其使用性能、抗疲劳强度、耐磨性和耐蚀性也都有明显的提高,大大延长石油钻具接头的使用寿命,减少失效事故的发生。本专利技术在结构不变的情况下通过置换滚轮7,可对其它轴套类构件的外壁进行冷滚压。例如,选用外轮缘横向截面为圆弧形或矩形的滚轮7,就能够作石油钻具接头的外台阶冷滚压,其应用效果同上述实施例相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压式外螺纹冷滚压装置,它包括悬臂(1)、液压油(2)、压力表(3)、销钉(4)、叉头轴(5)、芯轴(6)和滚轮(7);其特征在于:所述叉头轴(5)置有开口槽的一端朝外,滚轮(7)通过芯轴(6)安装在开口槽中,滚轮(7)绕芯轴(6)自由转动;叉头轴(5)中段外壁顶部设有轴向凹槽,该凹槽与开口槽处在同一中心线上;叉头轴(5)另一端为圆柱轴,环外壁设有密封件(5.1);所述悬臂(1)为双节联体构件,前置圆柱形的缸体,后置矩形长条为夹持段,卧姿悬臂(1)的缸体内蓄液压油(2),叉头轴(5)以有密封件(5.1)的一端与悬臂(1)的缸体配合组成液压油缸;缸体未端设有朝上的径向孔沟通压力表(3),缸体外壁顶部设有径向安装的销钉(4),旋入的销钉(4)插入叉头轴(5)中段外壁上的轴向凹槽中组成轴向导向结构。

【技术特征摘要】
1.一种液压式外螺纹冷滚压装置,它包括悬臂(I)、液压油(2)、压力表(3)、销钉(4)、叉头轴(5)、芯轴(6)和滚轮(7);其特征在于:所述叉头轴(5)置有开口槽的一端朝外,滚轮(7)通过芯轴(6)安装在开口槽中,滚轮(7)绕芯轴(6)自由转动;叉头轴(5)中段外壁顶部设有轴向凹槽,该凹槽与开口槽处在同一中心线上;叉头轴(5)另一端为圆柱轴,环外壁设有密封件(5.1);所述悬臂(I)为双节联体构件,前置圆柱形的缸体,后置矩形长条为...

【专利技术属性】
技术研发人员:张希平游志明杨爱华蒋后平
申请(专利权)人:江苏曙光石油钻采设备有限公司
类型:发明
国别省市:

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