專利名稱：鉆桿臺肩修磨機的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種鉆桿臺肩修磨機，特別是關于一種可修磨不同型號鉆 桿的鉆桿密封面鉆桿臺肩修磨機。
背景技術：
在以往的石油機械生產中，對于使用過的舊鉆桿，修復臺肩的方法通 常只是將鉆桿的外圓卡在車床卡盤上，通過車削方式來修復臺肩。
但是，使用過的舊鉆桿通常外圓已沒有精度，同時鉆桿整個軸線也不 處于同一條直線上。這就使得車削出來的鉆桿臺肩不能與鉆桿螺紋軸線保 持很好的垂直度，從而不能達到使用要求，影響了正常的生產。
發明內容
本發明的目的是，提供一種鉆桿臺肩修磨機，其能使加工的鉆桿臺肩與鉆 桿螺紋軸線保持很好的垂直度。
本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現， 一種鉆桿臺肩修磨機，其 包括 一個磨削箱體，所述磨削箱體包括外框架和浮動體，所述浮動體活動連 接于外框架； 一個鉆桿工裝，所述鉆桿工裝連接于所述浮動體的一端； 一個修 磨工具，所述修磨工具可上下移動地對應設置于鉆桿工裝上方，用于修磨鉆桿 臺肩，所述修磨工具設有一個軸向進給裝置，所述修磨工具的軸線與鉆桿工裝 的軸線相互平行。
在優選的實施方式中，所述磨削箱體還包括內框架，所述內框架可上下移 動地設置在所述外框架內，所述浮動體活動連接于內框架。
在優選的實施方式中，所述浮動體的上部通過多根第一拉簧連接在所述內框架的上端，下部通過多根第二拉簧連接在內框架的兩側。
在優選的實施方式中， 一個旋轉把手軸向上固定，其上端外露于所述外框 架，下端與所述內框架螺紋連接，通過旋轉所述旋轉把手能帶動所述內框架上 下移動。
在優選的實施方式中，所述軸向進給裝置包括絲杠螺母和穿設在絲杠螺母 內的絲杠，絲杠螺母放置在所述浮動體的上方，所述絲杠螺母與所述修磨工具 固定連接；所述絲杠通過固定設置的電機的帶動而可旋轉地設置，并帶動絲杠 螺母左右移動。
在優選的實施方式中，所述修磨工具通過一個上下調節裝置來實現上下移 動，所述上下調節裝置包括一個導向軸、 一個連接件和一個操作組件；所述操 作組件上端可轉動地、軸向固定地連接于導向軸的上部，下端螺紋連接于所述 連接件；導向軸固定在上述絲杠螺母上，操作所述操作組件能使連接件沿著導 向軸上下運動；所述修磨工具可轉動地連接在所述連接件上。
在優選的實施方式中，所述操作組件包括手輪和手輪鎖緊件，手輪鎖緊件 設置在手輪的一側，通過鎖緊手輪鎖緊件能限制手輪的轉動；手輪的下端固定 連接有導桿，導桿的下端螺紋連接于所述連接件。
在優選的實施方式中，所述浮動體相對于所述鉆桿工裝的一端設有一個可 旋轉的工裝主軸，所述工裝主軸上連接有一個夾緊裝置，所述工裝主軸與所述 鉆桿工裝同軸設置。
在優選的實施方式中，所述夾緊裝置包括卡輪、彈性板、卡爪和氣動部件， 氣動部件用于控制卡爪的張開或閉合；卡輪固定連接在所述工裝主軸上，卡輪 的徑向兩側分別對應設有卡口；彈性板通過卡爪的作用可脫離地卡設于卡輪的 卡口上。
在優選的實施方式中，每個所述卡口上具有相互面對的一個斜坡面和一個 徑向平面，所述斜坡面位于順著所述鉆桿的旋緊方向的一側。 本發明的特點及優點是1、 由于不同型號的鉆桿的直徑不同，本發明可通過手輪和連接件來帶動修 磨工具的工具主軸上下移動，以調節修磨工具與鉆桿工裝的軸線之間的距離， 進而可加工直徑不同的鉆桿；
2、 由于不同型號的鉆桿直徑不同，軸線的水平高度也不相同，本發明可通 過旋轉把手來帶動內框架上下移動，進而帶動鉆桿工裝上下移動，以適應不同 鉆桿的軸線高度要求；
3、 不同鉆桿之間，以及同一根鉆桿不同端面的內螺紋與外螺紋形式都有可 能不相同，本發明可通過更換鉆桿工裝的形式來裝卡不同型號的鉆桿和同一型 號鉆桿的不同端面；
4、 只要在加工之前，將工具主軸與工裝主軸之間調節到相互平行，那么在 之后的加工過程中，工具主軸與工裝主軸之間就總是平行的，不管鉆桿的外圓 周面的精度如何，均能使鉆桿臺肩具有與主軸的軸線很好的垂直度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施 例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述 中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付 出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明的修磨機的主視示意圖2是本發明的修磨機的左視示意圖3是本發明的修磨機的部分示意圖，主要是體現其上下調節裝置；
圖4是沿著圖3的A—A線剖面示意圖5是本發明的鉆桿與皮輪連接的主視示意圖6是本發明的鉆桿與皮輪連接的側視示意圖7是本發明的手輪與手輪鎖緊件的配合示意圖8是本發明的夾緊裝置在閉合狀態的示意圖；圖9是本發明的夾緊裝置在張開狀態的示意圖。
具體實施例方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是 全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造 性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
如圖l、 2所示，本發明提出的鉆桿臺肩修磨機，包括一個磨削箱體l、 一 個鉆桿工裝2和一個修磨工具3。磨削箱體1包括外框架11和浮動體12，浮動 體12活動連接于外框架11。鉆桿工裝2連接于浮動體12的一端，其用于裝卡 鉆桿4，并可通過更換鉆桿工裝2來裝卡不同型號的鉆桿和同一型號鉆桿的不 同端面。修磨工具3可上下移動地對應設置于鉆桿工裝2的上方，用于修磨裝 卡在鉆桿工裝2上的鉆桿4的臺肩41，修磨工具與鉆桿工裝的軸線相互平行， 修磨工具3設有一個軸向進給裝置，修磨工具3借助軸向進給裝置而能沿軸向 做進給運動，完成鉆桿臺肩41磨削的深度。其中，修磨工具3可為砂輪。
本發明借助浮動體12的活動設置，可修磨不同型號的舊鉆桿的臺肩，且只 要使得修磨工具3的軸線與鉆桿工裝2的軸線平行，就能保證加工完成的鉆桿 臺肩41，其能與鉆桿4螺紋軸線保持很好的垂直度，另外，還能保證臺肩根部
的圓柱面的軸線與鉆桿的螺紋軸線重合。
磨削箱體l可左右移動，在此處可通過正反轉電機(圖中未示)使磨削箱
體1左右移動。
在較佳的實施方式中，磨削箱體1還包括內框架13，內框架13可上下移 動地設置在外框架ll內，浮動體12活動連接于內框架13。進一步而言，浮動 體12的上部通過多根第一拉簧14 (此處為四根第一拉簧)連接于內框架13的 上端，以使得浮動體12能上下運動；浮動體12的下部通過多根第二拉簧15(此 處為四根第二拉簧)連接在內框架13的兩側，以將浮動體12限制在一定的范圍內，使得浮動體12只在內框架13中輕微擺動。
內框架13可通過一個旋轉把手5，例如星形把手而上下移動，具體是，旋 轉把手5的上端外露于外框架ll，以方便旋轉該旋轉把手5;旋轉把手5的下 端與內框架13螺紋連接，旋轉把手5軸向上固定，如此當旋轉該旋轉把手5 時，能帶動內框架13沿著旋轉把手5上下移動，內框架13的上下移動帶動浮 動體12上下移動，從而帶動鉆桿工裝2上下移動，以進一步適應不同鉆桿4 的軸線高度的要求。
這里需要說明的是，如圖5、 6所示，在此處，鉆桿4是靠皮輪42托在操 縱臺上的，通過皮輪42的旋轉而帶動鉆桿4旋轉。因此，當鉆桿4的直徑不同 時，鉆桿4的軸線高度(鉆桿4的中心線與皮輪42的中心線之間的高度)也不 同；旋轉把手5的主要作用是調節因為這個原因而引起的不同鉆桿4軸線高度 不同的要求。而如果鉆桿4是通過皮帶輪和皮帶(圖中未示)帶動而旋轉的， 即皮帶將皮帶輪和鉆桿連接在一起，皮帶輪轉動，通過皮帶而帶動鉆桿4轉動， 那么就不需要調節鉆桿4的軸線高度，只需調節皮帶的長度，此時可以不設置 內框架13和旋轉把手5，將浮動體12連接在外框架11上即可。
在較佳的實施方式中，軸向進給裝置包括絲杠螺母61和絲杠62，絲杠62 可轉動地穿設在絲杠螺母61內；絲杠螺母61放置在浮動體12的上方，即二者 間沒有固定，絲杠螺母61與修磨工具3固定連接，此處是通過修磨工具3的工 具主軸31以及電主軸32而與修磨工具3固定連接；絲杠62通過固定在浮動體 12上的電機63，例如伺服電機的帶動而可旋轉地設置，以帶動絲杠螺母61左 右移動，從而帶動修磨工具3左右移動，以實現鉆桿臺肩41需被磨削的深度。
如圖3、 4所示，修磨工具3通過一個上下調節裝置來實現上下移動，上下 調節裝置包括一個導向軸71、 一個連接件72和一個操作組件73，操作組件73 上端可轉動地、軸向固定地連接于導向軸71的上部，下端螺紋連接于所述連接 件72;導向軸71固定在絲杠螺母61上；操作該操作組件73，能使連接件72 沿著導向軸71上下運動；修磨工具3可轉動地連接于連接件72。具體是，連接件72包括相互固定連接的第一連接件721和第二連接件722;第一連接件721 上于磨削進給方向上固定有一個電主軸32，修磨工具3的工具主軸31可轉動 地連接于電主軸32，且修磨工具3能隨著第一連接件721的上下移動而移動； 第一連接件721上設有一個螺紋孔723，該螺紋孔723的軸線與導向軸71相互 平行，操作組件73的下端螺紋連接于該螺紋孔723;第二連接件722套設于導 向軸71，并能沿著導向軸71上下移動。當操作該操作組件73時，由于其軸向 固定，因此其旋轉時，能使第一連接件721和第二連接件722沿著導向軸71 上下移動，如此修磨工具3能隨著連接件72的上下運動而同步運動，使得修磨 工具3靠近或遠離鉆桿工裝2，.以調節修磨工具3與鉆桿工裝2之間的距離， 進一步適應不同型號的鉆桿4的加工要求。
進一步而言，如果不操作該操作組件73，鉆桿工裝2與修磨工具3之間的 距離保持不變，此時修磨工具3的工具主軸31與鉆桿工裝2的軸線總是相互平 行；而當操作該操作組件73時，由于導向軸71固定在絲杠螺母61上，并對連 接件72起著導向的作用，從而保證修磨工具3的工具主軸31在上升或下降過 程中仍然保持與鉆桿工裝2的軸線相互平行，也就是說，工具主軸31與鉆桿工 裝2的軸線永遠保持平行，進而保證加工的鉆桿臺肩41具有很好的與軸線的垂 直度。
進一步而言，如圖7所示，操作組件73包括手輪731和手輪鎖緊件732， 手輪鎖緊件732設置在手輪731的一側，通過鎖緊手輪鎖緊件732能限制手輪 731的轉動；具體是，手輪731包括一個旋轉軸733，手輪731在旋轉軸733 的一側具有一個螺紋孔734，手輪鎖緊件732靠近手輪731的一端具有帶外螺 紋的銷軸735，銷軸735插設于手輪的螺紋孔734中，通過旋緊手輪鎖緊件732， 使銷軸735頂住手輪的旋轉軸733，以限制手輪731的轉動。手輪731的下端 固定連接有導桿733，導桿733的下端螺紋連接于連接件72的螺紋孔723中， 如此通過旋轉手輪731，能使導桿733旋轉，進而使連接件72上下運動，當通 過連接件72的上下運動，而將修磨工具3的工具主軸31與鉆桿工裝2的軸線調到適合的軸距時,可將手輪鎖緊件732鎖緊，以實現工具主軸31的完全定位； 由于加工過程中，機床的高速震動易使工具主軸31沿著導向軸71下滑，手輪 鎖緊件732的設置可使工具主軸31不易下滑，減少意外的發生。
配合圖3所示，在較佳的實施方式中，浮動體12相對于鉆桿工裝2的一端 設有一個可旋轉的工裝主軸21，其中可將工裝主軸21貫穿于浮動體12，工裝 主軸21的兩端伸出浮動體12，其中一端用于裝設鉆桿工裝2，另一端連接有一 個夾緊裝置8，如此可保證工裝主軸21與鉆桿工裝2同軸設置，進而保證加工 的鉆桿臺肩41與軸線的垂直度。
如圖8、 9所示，夾緊裝置8包括一個卡輪81、彈性板82、卡爪83和氣動 部件84，氣動部件84用于控制卡爪83的張開或閉合；卡輪81固定連接在工 裝主軸21上，卡輪81的徑向兩側分別對應設有卡口811;彈性板82通過卡爪 83的作用可脫離地卡設于卡輪81的卡口 811上。具體是，每個卡口 811上勾 設有一個彈性板82,每個彈性板82的外側通過螺栓85與卡爪83連接，卡爪 83通過氣動部件84 (例如氣控閥)的啟動可呈倒V字形張開，從而帶動彈性板 82也呈倒V字形張開，使彈性板82從卡口 811中脫離出來，如圖9所示；當 氣動部件84關閉時，彈性板82在卡爪83的作用下閉合，重新卡入卡口 811 內，如圖8所示。其中，當擰緊螺栓85，使彈性板82更緊地勾設于卡口 811 時，則需更大的外力才能將彈性板82從卡口 811中脫離出來，也就是說，鉆桿 4與鉆桿工裝2之間必須旋得更緊才能使彈性板82從卡口 811中脫離，因此， 可通過調整該螺栓85的松緊程度來調節鉆桿4與鉆桿工裝2之間的旋緊力矩， 以使鉆桿4與鉆桿工裝2之間的旋緊程度達到使用要求。
每個卡口 811上具有一個斜坡面812和一個徑向平面813;斜坡面812位 于順著鉆桿4的旋緊方向的一側，便于彈性板82滑出或滑入卡輪81;徑向平 面813與斜坡面812相對，以使彈性板82與徑向平面813相作用，并阻止卡輪 81隨鉆桿4的反向旋轉(逆著鉆桿的旋緊方向)而旋轉。本發明修磨鉆桿臺肩的實施過程如下
首先轉動旋轉把手5，以調整內框架13的高度，使得工裝主軸21與鉆桿4 的螺紋軸線相重合；
操作控制臺使鉆桿4旋轉，并通過正反轉電機使磨削箱體1慢慢向鉆桿4 靠近，當鉆桿4的螺紋與鉆桿工裝2的螺紋相接觸時，由于磨削箱體仍然向前 移動，借助螺紋的作用能使鉆桿4旋入鉆桿工裝2內；
開始旋入時，工裝主軸21末端的卡輪81由于被彈性板82卡住而保持不動， 隨著鉆桿4旋入深度的增加，鉆桿4帶動鉆桿工裝2共同旋轉，當旋緊力矩達 到一定值時，鉆桿4帶動浮動體12中的工裝主軸21轉動，進而帶動卡輪81 轉動；
卡輪81旋轉，使得彈性板82順著卡口 811的斜坡面812滑出，此時鉆桿 4與鉆桿工裝2之間的旋緊程度己經達到使用要求；
開啟控制臺上的氣動部件85，氣動部件85控制卡爪83以倒V字形張開， 使彈性板82與卡輪81脫離，如此工裝主軸21隨著鉆桿4共同旋轉；
旋轉手輪731，通過連接件72和工具主軸31調節砂輪的上下位置，使得 砂輪所能磨削的范圍恰好是鉆桿臺肩41，之后旋緊手輪鎖緊件732，使工具主 軸31 (砂輪主軸)完全定位；
控制伺服電機63啟動，通過絲杠62和絲杠螺母61帶動砂輪向前移動，完 成鉆桿臺肩41需要磨削的深度；
待鉆桿臺肩41加工完成后，進行砂輪主軸的退刀運動，即在伺服電機63
的作用下使砂輪退回到安全區域，之后使砂輪主軸停止旋轉；
控制鉆桿4反向旋轉，關閉氣動部件85，使彈性板82恢復到初始狀態， 由于卡輪81隨著鉆桿4反向旋轉，彈性板82則順著斜坡面812滑入卡口 811 內，并且與卡口 811的徑向平面813相作用，以阻止卡輪81隨著鉆桿4的反向 旋轉而旋轉；
繼續使鉆桿4反向旋轉，并操縱正反轉電機，使磨削箱體l向著遠離鉆桿4的方向運動，如此鉆桿4則從鉆桿工裝2中螺旋旋出，實現鉆桿4與磨削箱 體l的分離。
以上所述僅為本發明的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開 的可以對本發明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發明的精神和范圍。
權利要求
1、一種鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述修磨機包括一個磨削箱體，所述磨削箱體包括外框架和浮動體，所述浮動體活動連接于外框架；一個鉆桿工裝，所述鉆桿工裝連接于所述浮動體的一端；一個修磨工具，所述修磨工具可上下移動地對應設置于鉆桿工裝上方，用于修磨鉆桿臺肩，所述修磨工具設有一個軸向進給裝置，所述修磨工具的軸線與鉆桿工裝的軸線相互平行。
2、 根據權利要求1所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述磨削箱體還 包括內框架，所述內框架可上下移動地設置在所述外框架內，所述浮動體活動 連接于內框架。
3、 根據權利要求2所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述浮動體的上 部通過多根第一拉簧連接在所述內框架的上端，下部通過多根第二拉簧連接在 內框架的兩側。
4、 根據權利要求2所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于， 一個旋轉把手軸 向上固定，其上端外露于所述外框架，下端與所述內框架螺紋連接，通過旋轉 所述旋轉把手能帶動所述內框架上下移動。
5、 根據權利要求1一4任一項所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述 軸向進給裝置包括絲杠螺母和穿設在絲杠螺母內的絲杠，絲杠螺母放置在所述 浮動體的上方，所述絲杠螺母與所述修磨工具固定連接；所述絲杠通過固定設 置的電機的帶動而可旋轉地設置，并帶動絲杠螺母左右移動。
6、 根據權利要求5所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述修磨工具通 過一個上下調節裝置來實現上下移動，所述上下調節裝置包括一個導向軸、一 個連接件和一個操作組件；所述操作組件上端可轉動地、軸向固定地連接于導 向軸的上部，下端螺紋連接于所述連接件；導向軸固定在上述絲杠螺母上，操 作所述操作組件能使連接件沿著導向軸上下運動；所述修磨工具可轉動地連接于所述連接件。
7、 根據權利要求6所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述操作組件包 括手輪和手輪鎖緊件，手輪鎖緊件設置在手輪的一側，通過鎖緊手輪鎖緊件能 限制手輪的轉動；手輪的下端固定連接有導桿，導桿的下端螺紋連接于所述連 接件。
8、 根據權利要求1一4任一項所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述 浮動體相對于所述鉆桿工裝的一端設有一個可旋轉的工裝主軸，所述工裝主軸 上連接有一個夾緊裝置，所述工裝主軸與所述鉆桿工裝同軸設置。
9、 根據權利要求8所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，所述夾緊裝置包 括卡輪、彈性板、卡爪和氣動部件，氣動部件用于控制卡爪的張開或閉合；卡 輪固定連接在所述工裝主軸上，卡輪的徑向兩側分別對應設有卡口；彈性板通 過卡爪的作用可脫離地卡設于卡輪的卡口上。
10、 根據權利要求9所述的鉆桿臺肩修磨機，其特征在于，每個所述卡口 上具有相互面對的一個斜坡面和一個徑向平面，所述斜坡面位于順著所述鉆桿的旋緊方向的一側。
全文摘要
本發明公開了一種鉆桿臺肩修磨機，其包括一個磨削箱體，所述磨削箱體包括外框架和浮動體，所述浮動體活動連接于外框架；一個鉆桿工裝，所述鉆桿工裝連接于所述浮動體的一端；一個修磨工具，所述修磨工具可上下移動地對應設置于鉆桿工裝上方，用于修磨鉆桿臺肩，所述修磨工具設有一個軸向進給裝置，所述修磨工具的軸線與鉆桿工裝的軸線相互平行。本發明由于使得修磨工具的軸線與鉆桿工裝的軸線總是相互平行，從而使加工的鉆桿臺肩與鉆桿螺紋軸線保持很好的垂直度。
文檔編號B24B7/16GK101524821SQ20091008251
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月22日 優先權日2009年4月22日
發明者丁慶新, 智 劉, 張仕民, 王兆奎, 趙宏林 申請人:中國石油大學(北京)