CN102059523A - 石油钻机绞车中绞车架的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻机绞车中绞车架的加工方法，按照以下步骤实施，在底座上表面沿水平主轴孔同方向同一轴线上设置有两个工艺基准II；在单轴式绞车架主体的背板外表面上设置工艺基准I，在多轴式绞车架主体上的付背板外表面上设置工艺基准III，步骤1、主轴孔的加工；步骤2、左、右侧板上各孔的加工；步骤3、侧板与接板总成的加工；步骤4、左、右侧板的外形加工。本发明方法通过工艺基准的设置和各侧板加工方案的选择，经济有效地保证了绞车架的加工精度，最大程度地保证了质量、方便了生产，使绞车架这种结构庞大的焊接结构件的加工问题得到了解决。

Description

石油钻机绞车中绞车架的加工方法

技术领域

本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种石油钻机绞车中绞车架的加工方法。

背景技术

目前在石油钻机绞车中的绞车架加工过程中，其相应的底座上已有一些已经加工过的表面，但由于侧板在组焊后，侧板本身与这些平面存在着不可避免的位置误差，而且底座上这些已经加工过的表面在侧板焊接后不再加工，另外由于受这些表面本身的尺寸大小和分布位置的限制，致使这些平面不足以完全用来做绞车架轴孔精加工时的基准，如果勉强采用这些表面作为精基准，就使得加工后各轴孔由于此两项的累积误差，加大了各轴孔与侧板的垂直度误差，致使绞车、转盘驱动箱、动力机组等组件的并车困难，增加了装配的难度。因此，其铆焊结构及庞大的尺寸使得其加工精度一直难以保证，绞车架的加工一直是钻机生产中的难点和关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种石油钻机绞车中绞车架的加工方法，解决了现有绞车架的加工技术中由于铆焊结构及尺寸庞大，使得加工精度难以保证的问题。

本发明所采用的技术方法是，一种石油钻机绞车中绞车架的加工方法，该方法按照以下步骤实施，

在底座上表面的两个立板外侧，沿水平主轴孔同方向同一轴线上设置有两个平面参数相同的工艺块，作为工艺基准II，两个工艺基准II所在的轴线位于所要加工的轴孔轴线的正下方；在单轴式绞车架主体的背板外表面上设置工艺基准I，在多轴式绞车架主体上的付背板外表面上设置工艺基准III，

步骤1、主轴孔的加工：

1.1)先以底座上已加工过的上平面为基准，来加工水平方向上的工艺基准II找正用基面和测量用基面；利用工艺基准I或工艺基准III确定垂直面上的找正用基面和测量用基面；

1.2)绞车架各轴孔的精加工，以工艺基准I或工艺基准III、及工艺基准II上的找正用基面和测量用基面为基准，按照图纸尺寸实施，在工件不同的工位状况下，保证对应轴孔的形位公差要求；

1.3)在精镗各轴孔时，在以所设置的工艺基准I或工艺基准III、及工艺基准II来找正后，采取跑坐标加工的方法加工各轴孔；

步骤2、左、右侧板上各孔的加工：

2.1)在工件未下机床之前，将滚筒轴轴线引在工艺块上，并打洋冲，同时将滚筒轴距工艺块已铣上平面实际高度值，利用钢字打在左右两端工艺基准II上；

步骤3、侧板与接板总成的加工：

侧板与接板通过上盖板、下盖板联接，其中的接板、上盖板、下盖板连接为一体称为接板总成，

3.1)将上盖板、下盖板与接板及侧板点焊在一起，由铆焊配钻螺纹底孔，待与绞车架组焊且绞车架加工完后，由装配拆开并攻扣成、扩孔成；

3.2)将上盖板、下盖板上的螺孔设置为过孔，将接板及侧板上的过孔设置为螺孔；

3.3)侧板及接板上的相应轴孔按图纸要求留加工余量下成，待绞车架加工时将轴孔一并制成；

步骤4、左、右侧板的外形加工：

4.1)轴孔下成整圆并留加工余量，待绞车架加工完成后，多余部分由装配与相应接板配割成；

4.2)左、右侧板上的螺孔，螺纹的底孔在绞车架加工时制成，螺纹由装配攻扣成。

本发明的有益效果是，通过采用辅助支撑、辅助工艺基准等工艺手段，实现了在普通精度的落地镗床上对刚性较差、精度要求较高的大型结构件加工，有效提高并稳定了绞车架的加工精度。

附图说明

图1是本发明方法所要加工的绞车架主体结构主视图；

图2是本发明方法所要加工的绞车架主体结构俯视图；

图3是本发明方法所要加工的多轴式绞车架侧视图；

图4是本发明方法所要加工的单轴式绞车架侧视图；

图5是图3中的绞车架加工时应记录的尺寸示意图；

图6是图4中的绞车架加工时应记录的尺寸示意图；

图7是利用本发明方法加工好的绞车架侧视图。

图中，1.底座，2.封板，3.立板，4.左上板，5.右上板，6.顶板，7.后板，8.背板，9.立撑，10.中上板，11.付背板，12.上盖板，13.下盖板，14.接板，15.侧板，16.辅助侧板，另外还包括工艺基准I、工艺基准II、工艺基准III。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1、图2、图3、图4所示，是本发明方法所要加工的绞车架主体结构图，在底座1上设置有左、右立板3，左、右立板3上端分别连接有左上板4和右上板5，左上板4和右上板5之间连接有中上板10，左、右立板3的前端开有水平主轴孔，水平主轴孔的上方设置有立撑9与中上板10连接，左、右立板3的后端与竖直的单轴式绞车架主体的背板8连接；对于多轴式绞车架主体，背板8还通过辅助支板与付背板11平行连接，付背板11上还开有多个另外的轴孔及安装孔。在底座1上表面的两个立板3外侧，沿水平主轴孔同方向同一轴线上设置有两个平面参数相同的工艺块，作为工艺基准II，(工艺基准II由两个工艺块II组成，均称为工艺基准II)，两个工艺基准II所在的轴线位于所要加工的轴孔轴线的正下方；在单轴式绞车架主体的背板8外表面上设置工艺基准I，在多轴式绞车架主体上的付背板11外表面上设置工艺基准III。

工艺基准III应在粗加工时按线留余量Δ，余量按照图纸要求设定。

本发明的方法，按照以下的步骤实施：

步骤1、主轴孔的加工分为粗、精加工两个阶段：在绞车架底座上增设工艺基准II；同时在付背板11外表面上增设工艺基准III，或在背板8外表面上增设工艺基准I；

1.1)先以底座上已加工过的上平面为基准，来加工工艺基准II上的找正用基面和测量用基面，确保基面的水平；工艺基准I、工艺基准III确定找正用基面和测量用基面，确保基面的垂直，实现粗、精基准的正确转换；

1.2)绞车架各轴孔的精加工，参照图3或图4，以工艺基准I或工艺基准III、及工艺基准II上的找正用基面和测量用基面为基准，按照图纸尺寸实施。这样就可以一方面保证了粗加工基准与精加工基准的转化，另一方面，通过此工艺基准的选用，在工件不同的工位状况下有效保证了对应轴孔的形位公差要求。

1.3)在精镗各轴孔时，在以所设置的工艺基准来找正后，采取跑坐标加工的方法加工各轴孔，并记录滚筒轴孔到这些基准面间的距离尺寸，包括孔1和孔3的轴心水平距离A、孔1和孔2的轴心水平距离B、孔3和孔4的轴心垂直距离C、孔2的轴心与底座上已加工过的上平面的垂直距离D，以及单孔绞车架的孔轴心与工艺基准II的垂直距离A1、孔轴心与工艺基准I的水平距离B1；或者是多孔绞车架的孔2的轴心与工艺基准II的垂直距离A3、孔2的轴心与工艺基准III的水平距离B3尺寸，供调头加工找正时使用。

注：如绞车架后续工艺有需加工的大平面，则工艺基准II可在此平面的上部位置设置(包括如图4所示的工艺基准II)，此时该平面应安排在粗加工时按线留余量Δ加工)。

步骤2、左、右侧板上各孔的位置度、同轴度的加工：

侧板上各孔的位置度、同轴度及各侧板端面间(各同轴线孔孔端)距离的尺寸是保证绞车运行精度的关键，为此应对各轴孔端面间的尺寸、各轴孔端面至滚筒对称中心的尺寸、及同一侧板上各轴孔端面间的距离尺寸，不仅在设计时应对其进行较为严格的控制，在工艺上也应采取相应的措施；另外，为了使装配工作更易进行，要求在各轴孔加工过程中及加工完毕后做如下记录：

在加工各轴孔端面时：要注意各孔端面相互间的尺寸关系，并且每端一次加工成，如无法保证图纸要求时，需将实际尺寸与公称尺寸的差值记录下来反馈给装配，这样就使装配时轴向调整量得到有效的控制，同时由于装配工人能预先得知各轴孔端面间轴向距离尺寸偏差，大大减轻了装配工人的工作量，节省了大量的装配时间，产品精度也易于保证。

2.1)在工件未下机床之前，将滚筒轴轴线引在工艺块上，并打洋冲，同时将滚筒轴距工艺块已铣上平面实际高度值用钢字打在左右两端工艺块上(即工艺基准II)，这样当绞车与动力机组等其他钻机部件并车时找正工作更易进行，为钻机装配工作提供了便利，同时可提高钻机整机的装配质量。

2.2)绞车架加工时，由于各种绞车架的结构形式不同，有时可能没有合适的空位供装夹用，以前遇到这种情况时，加工单位经常会感到束手无策，导致延误了工期，造成了加工过程的瓶颈问题。针对这种情况，工艺方法中做了特殊安排，要求加工单位根据实际情况在底座适当位置上开孔(将工件放在工作台上，根据工件装夹实际情况决定位置)即可，即在工艺路线及工艺卡片上注明：当无合适的装夹位置时，可在底座适当位置上开孔，待底座加工后再将此孔焊上，但要注意一定要增加一道试漏工序。

步骤3、侧板15与接板总成的加工步骤是：

如图7所示，侧板15与接板14通过上盖板12、下盖板13联接(其中的接板14、上盖板12、下盖板13组合统称为接板总成)，其轴孔起支撑作用。

3.1)接板总成：将上盖板12、下盖板13与接板14本体及侧板15点焊在一起，由铆焊配钻螺纹底孔，待与绞车架组焊且绞车架加工完后，由装配拆开并攻扣成、扩孔成；

3.2)由于接板14、侧板15上的孔在组焊后由装配扩成比较困难，故将原来上盖板12、下盖板13上的螺孔改为过孔，而将接板14及侧板15上的过孔改为螺孔，使加工更易进行；

3.3)侧板15及接板14所在本体上的相应轴孔按图纸要求留加工余量下成，待绞车架加工时将轴孔一并制成。

步骤4、左、右侧板15的外形加工：

4.1)轴孔下成整圆并留加工余量，待绞车架加工完成后，实际半个轴孔以外的多余部分由装配与相应接板配割成。

4.2)左、右侧板15上的螺孔，螺纹的底孔在绞车架加工时制成，螺纹由装配攻扣成。

本发明方法，通过在工件适当部位加工艺撑，满足加工对工件的刚性要求，实现了绞车架整体加工的工艺方法，即：绞车架各侧板上的轴孔在侧板与底座组焊后进行整体加工；通过在适当位置处设置工艺基准，即设置水平、高度两个方向的对刀和找正基准，实现了调头加工各侧板上轴孔的加工方法，保证了工件的行为公差要求；通过采用不同的加工方法，实现了绞车架上各不同功能的侧板上连接孔的配套加工；通过合理设置工艺孔，有效解决了工件的装夹问题，提高了加工效率，为类似的大型高精度箱体类结构件的制造提供了理论依据和参照方法。

Claims (3)

1.一种石油钻机绞车中绞车架的加工方法，其特点在于，该方法按照以下步骤实施，

在底座(1)上表面的两个立板(3)外侧，沿水平主轴孔同方向同一轴线上设置有两个平面参数相同的工艺块，作为工艺基准II，两个工艺基准II所在的轴线位于所要加工的轴孔轴线的正下方；在单轴式绞车架主体的背板(8)外表面上设置工艺基准I，在多轴式绞车架主体上的付背板(11)外表面上设置工艺基准III，

步骤1、主轴孔的加工：

1.1)先以底座上已加工过的上平面为基准，来加工水平方向上的工艺基准II找正用基面和测量用基面；利用工艺基准I或工艺基准III确定垂直面上的找正用基面和测量用基面；

1.2)绞车架各轴孔的精加工，以工艺基准I或工艺基准III、及工艺基准II上的找正用基面和测量用基面为基准，按照图纸尺寸实施，在工件不同的工位状况下，保证对应轴孔的形位公差要求；

1.3)在精镗各轴孔时，在以所设置的工艺基准I或工艺基准III、及工艺基准II来找正后，采取跑坐标加工的方法加工各轴孔；

步骤2、左、右侧板(15)上各孔的加工：

2.1)在工件未下机床之前，将滚筒轴轴线引在工艺块上，并打洋冲，同时将滚筒轴距工艺块已铣上平面实际高度值，利用钢字打在左右两端工艺基准II上；

步骤3、侧板(15)与接板总成的加工：

侧板(15)与接板(14)通过上盖板(12)、下盖板(13)联接，其中的接板(14)、上盖板(12)、下盖板(13)连接为一体称为接板总成，

3.1)将上盖板(12)、下盖板(13)与接板(14)及侧板(15)点焊在一起，由铆焊配钻螺纹底孔，待与绞车架组焊且绞车架加工完后，由装配拆开并攻扣成、扩孔成；

3.2)将上盖板(12)、下盖板(13)上的螺孔设置为过孔，将接板(14)及侧板(15)上的过孔设置为螺孔；

3.3)侧板(15)及接板(14)上的相应轴孔按图纸要求留加工余量下成，待绞车架加工时将轴孔一并制成；

步骤4、左、右侧板(15)的外形加工：

4.1)轴孔下成整圆并留加工余量，待绞车架加工完成后，多余部分由装配与相应接板配割成；

4.2)左、右侧板(15)上的螺孔，螺纹的底孔在绞车架加工时制成，螺纹由装配攻扣成。

2.根据权利要求1所述的石油钻机绞车中绞车架的加工方法，其特点在于，所述的步骤1中的工艺基准III应在粗加工时按线留余量Δ。

3.根据权利要求1所述的石油钻机绞车中绞车架的加工方法，其特点在于，所述的步骤2中，增加步骤2.2)，即绞车架加工时，对于绞车架的结构没有合适的空位供装夹用的情况下，则在底座适当位置上开孔，待底座加工后再将此孔焊上，并增加一道试漏工序。

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