CN104249280B - 抽油泵阀座研磨装置及其研磨方法 - Google Patents

抽油泵阀座研磨装置及其研磨方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种抽油泵阀座研磨装置及其研磨方法，研磨装置由上磨部件和下磨部件两大部份组成。上磨部件中安装有弹簧，上磨头和阀座安装在阀座装夹套中。研磨方法是将上磨部件和下磨部件均与电机相连，带动阀座上下运动，利用弹簧在阀座与下磨部件的下磨头之间施加研磨压力，对阀座进行研磨。本发明一次至少可研磨两个阀座，每一个阀座通过一套独立的阀座研磨装置单独控制。本发明提高了阀座研磨效率，降低了操作者的劳动负荷，阀座研磨合格率高，尤其适用于石油钻采行业。

Description

抽油泵阀座研磨装置及其研磨方法
技术领域
本发明属于一种研磨装置及其研磨方法，具体涉及一种石油钻采使用的抽油泵阀座的研磨装置及其研磨方法。
背景技术
石油钻采中使用的抽油泵，其阀座需要通过研磨装置进行研磨，形成密封面，才能达到密封性能要求。
现有的阀座研磨装置由上磨部件和下磨部件两大部件组成。上磨部件中的阀座由电机带动，装夹在水平方向，且一次只能装夹一个阀座，阀座只做旋转运动；下磨部件为手工操作，既可以旋转也可以摆动，同时还施加研磨压力，即对阀座施加的研磨压力由下磨部件实施。由于是在手持下施加研磨压力，相当于手工研磨，手持下磨部件研磨给操作者带来了很大的劳动强度，手工操作造成下磨部件摆动幅度大小不一，施加的研磨压力大小也在随时变化，使下磨头不均匀消耗，阀座密封面研磨困难。
现有的阀座研磨方式主要有三种：
第一种是手工研磨，一次只能研磨一个阀座，加工效率低，操作者手持阀座，研磨使阀座整个球面受力不均，导致加工合格率不高，操作者劳动负荷大。
第二种是通过对普通车床进行改造，如：《金属加工：冷加工》，2010年第1期，第41、56页，题目为“紧急卸荷阀阀座研磨工装研制”的文章中，采用卡盘夹紧磨头，电机和减速器安装在中滑板上，将研磨装置安装在机床中滑板与卡盘之间，通过移动床鞍使阀座与研磨头接触，实现阀座自动研磨，但这种研磨方式在加工时磨头的转速在低速档的转速调整有限，且不能实现无级变速，研磨装置水平布置，研磨时阀座与磨头接触面受力不均匀，阀座装夹也不方便，加工效率和合格率不高。
第三种是通过阀座研磨机床进行研磨，如：专利号为ZL200920176485.4，名称为“抽油泵阀座研磨机床”的中国专利，其阀座位于研磨工装与支撑工装之间，支撑工装在液压装置的压力作用下使阀座紧贴研磨工装底部，电动机结合减速器带动研磨工装转动对阀座进行研磨，这种研磨方式实现了阀座和磨头的自动旋转，但这种研磨方式在加工时阀座只做旋转运动，研磨一段时间后磨头消耗严重，加工不了几件产品就要更换磨头，否则密封性就不能达到要求，且阀座和磨头的转速大小不能调节，一次也只能装夹一件产品，研磨效率不高。
综上所述，现有研磨装置及其研磨方法的缺陷在于：
1、由于手动控制研磨压力，操作者劳动负荷大；
2、阀座研磨时密封球面受力不均匀，研磨合格率较低；
3、阀座只有旋转运动没有摆动运动，磨头消耗严重，磨头更换频繁；
4、一次只能研磨一件阀座，加工效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可解决阀座研磨效率低、合格率低的问题，实现阀座自动高效研磨的抽油泵阀座研磨装置及其研磨方法。
本发明的技术方案如下：
抽油泵阀座研磨装置由上磨部件和下磨部件两大部份组成。
上磨部件包括上磨头上连接件、弹簧、上磨头下连接件、螺母、上磨头、阀座装夹套和阀座。
下磨部件包括下磨头、连杆、螺钉、下磨头上连接件、连接螺钉和下磨头下连接件。
所述上磨头上连接件为圆柱体，中部有孔，弹簧安装在上磨头上连接件的孔中；上磨头下连接件的上端具有螺钉孔和凹槽，上磨头上连接件插入上磨头下连接件的螺钉孔中，二者通过螺钉连接；上磨头的上端安装在上磨头下连接件的凹槽中，通过螺母与上磨头下连接件固定，并可在凹槽内左右滑动。上磨头在凹槽内左右滑动时产生偏心，偏心时上磨头的旋转带动阀座装夹套实现旋转和摆动。上磨头的下端安装在阀座装夹套的上端孔中；阀座装夹套的下端孔两侧有螺钉孔，阀座安装在阀座装夹套下端孔中，通过螺钉固定。由于阀座装夹在阀座装夹套内，装夹方便，无需找正。
下磨头胶接在连杆的上端，连杆的下端插入下磨头上连接件上端的孔中，二者通过螺钉连接；下磨头上连接件下端套在下磨头下连接件上，二者通过连接螺钉连接。
一种抽油泵阀座研磨方法，所述的研磨方法是将上磨部件和下磨部件均与电机相连；上磨头上连接件带动上磨头下连接件旋转，上磨头下连接件带动上磨头旋转；对上磨头进行偏心调节后，带动阀座装夹套与阀座旋转、摆动和上下运动；下磨头下连接件带动下磨头上连接件旋转，下磨头上连接件带动连杆与下磨头一起旋转；电机控制丝杠带动上磨头上连接件上下运动，上磨头上连接件带动阀座产生上下运动，利用安装在上磨头上连接件中的弹簧在阀座与下磨头之间施加研磨压力，并在阀座与下磨头之间添加研磨剂，对阀座进行研磨，二者通过相对运动，在阀座上产生接触圆弧，使研磨接触面形成与阀球密封配合的密封球面。
所述的研磨方法对阀座施加的研磨压力由上磨部件实施；阀座采用纵向竖直安装。
一次可研磨多个阀座，每一个阀座通过一套独立的阀座研磨装置单独控制。
与现有阀座研磨装置相比，本发明的优点在于：
1、完全采用自动研磨，降低了操作者的劳动负荷；
2、研磨压力无变化，阀座密封球面受力均匀，研磨合格率高；
3、阀座既旋转又摆动且摆动幅度一致，保证磨头均匀消耗，不用频繁更换磨头；
4、一次可研磨多件阀座，研磨加工效率高。
附图说明
图1是本发明的阀座研磨装置的结构示意图。
图2是本发明的阀座研磨装置的装配示意图。
图中：1、上磨头上连接件；2、弹簧；3、上磨头下连接件；4、螺母；5、上磨头；6、阀座装夹套；7、阀座；8、下磨头；9、连杆；10、螺钉；11、下磨头上连接件；12、连接螺钉；13、下磨头下连接件；14、横梁；15、丝杠；16、丝杠固定件；17、键槽；18、立柱；19、机身；20、操作面板
具体实施方式
下面，结合附图对本发明作进一步描述：
如图1所示，本发明的阀座研磨装置由上磨部件和下磨部件两大部份组成。
上磨部件包括：上磨头上连接件1、弹簧2、上磨头下连接件3、螺母4、上磨头5、阀座装夹套6和阀座7。
下磨部件包括：下磨头8、连杆9、螺钉10、下磨头上连接件11、连接螺钉12和下磨头下连接件13。
上磨头上连接件1为圆柱体，中部有孔，弹簧2安装在上磨头上连接件1的孔中；上磨头下连接件3的上端具有螺钉孔和凹槽，上磨头上连接件1插入上磨头下连接件3的螺钉孔中，二者通过螺钉连接；上磨头5的上端安装在上磨头下连接件3的凹槽中，通过螺母4与上磨头下连接件3固定，并可在凹槽内左右滑动。上磨头5在凹槽内左右滑动时产生偏心，偏心时上磨头5的旋转带动阀座装夹套6实现旋转和摆动。上磨头5的下端安装在阀座装夹套6的上端孔中；阀座装夹套6的下端孔两侧有螺钉孔，阀座7安装在阀座装夹套6下端孔中，通过螺钉固定。由于阀座7装夹在阀座装夹套6内，装夹方便，无需找正。
下磨头8胶接在连杆9的上端，连杆9的下端插入下磨头上连接件11上端的孔中，二者通过螺钉10连接；下磨头上连接件11下端套在下磨头下连接件13上，二者通过连接螺钉12连接。
本发明的研磨方法如下：
如图2所示，研磨时：将本发明的研磨装置安装在阀座研磨机身19上，丝杠固定件16安装在立柱18的上端，丝杠17的上端安装在丝杠固定件16上，与电机相连，另一端安装在横梁14上；横梁14安装在立柱18上，当电机驱动丝杠15转动时可带动横梁14上下移动，由于立柱18上有键槽17，可保证横梁14在上下移动时不发生摆动；上磨头上连接件1安装在横梁14上，并与电机相连，电机驱动其旋转，横梁14上下移动时可带动上磨头上连接件1上下移动。与电机相连的上磨头上连接件1带动上磨头下连接件3旋转，上磨头下连接件3带动上磨头5旋转；通过松开螺母4，手动调节上磨头5在上磨头下连接件3的凹槽内的偏心距离，调整后旋紧螺母4；上磨头5进行偏心调节后，带动阀座装夹套6与阀座7旋转和摆动，实现阀座7的旋转、摆动及上下运动。由于阀座7采用纵向竖直安装，上磨头5的上下运动可点动操作，保证在研磨过程中研磨压力无变化，上磨头5可正转、反转、停止，转速可无级变速，并显示在阀座研磨机的操作面板20上。与电机相连的下磨头下连接件13带动下磨头上连接件11旋转，下磨头上连接件11带动连杆9与下磨头8一起旋转，下磨头8同样可以正转、反转、停止，转速可无级变速，并显示在阀座研磨机的操作面板20上；电机控制丝杠带动上磨头上连接件1上下运动，上磨头上连接件1带动阀座7上下运动，利用安装在上磨头上连接件1中的弹簧2在阀座7与下磨头8之间施加研磨压力，即对阀座7施加的研磨压力由上磨部件实施。研磨时在阀座7与下磨头8之间添加研磨剂，对阀座7进行研磨；由于下磨头8是球面，在与阀座7产生相对运动后，会在阀座7上产生接触圆弧，使研磨接触面形成与阀球密封配合的密封球面。
本发明一次至少可研磨两个阀座，每一个阀座通过一套独立的阀座研磨装置进行研磨加工，即每一个工位研磨一个阀座，每一个阀座的研磨都是由一套独立的阀座研磨装置单独控制。若要研磨加工更多阀座，只需在阀座研磨机身19上多增加几个工位，将本发明的研磨装置安装在阀座研磨机身19上即可，只是整个阀座研磨机的尺寸相应变得更大一些。比如将4个阀座都安装在阀座研磨机身19上以后，同时开启4套阀座研磨装置，就可以实现4个阀座同时研磨。
本发明大大提高了研磨加工效率，无论是上磨部件还是下磨部件都全部实现自动控制，降低了操作者的劳动强度。
以上所述的实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抽油泵阀座研磨装置，由上磨部件和下磨部件两大部份组成；上磨部件包括阀座(7)；下磨部件包括下磨头(8)、连杆(9)、螺钉(10)、下磨头上连接件(11)、连接螺钉(12)和下磨头下连接件(13)；下磨头(8)胶接在连杆(9)的上端，连杆(9)的下端插入下磨头上连接件(11)上端的孔中，二者通过螺钉(10)连接；下磨头上连接件(11)下端套在下磨头下连接件(13)上，二者通过连接螺钉(12)连接；其特征在于：所述阀座研磨装置的上磨部件还包括上磨头上连接件(1)、弹簧(2)、上磨头下连接件(3)、螺母(4)、上磨头(5)和阀座装夹套(6)；上磨头上连接件(1)中安装有弹簧(2)；上磨头上连接件(1)插入上磨头下连接件(3)中；上磨头(5)的上端安装在上磨头下连接件(3)中，通过螺母(4)与上磨头下连接件(3)固定；上磨头(5)的下端安装在阀座装夹套(6)的上端孔中；阀座(7)安装在阀座装夹套(6)下端孔中。
2.按照权利要求1所述的抽油泵阀座研磨装置，其特征在于：所述的上磨头上连接件(1)为中部有孔的圆柱体，弹簧(2)安装在上磨头上连接件(1)的中；上磨头下连接件(3)的上端具有凹槽，上磨头(5)安装在上磨头下连接件(3)的凹槽中，通过螺母(4)与上磨头下连接件(3)固定。
3.一种将权利要求1所述的研磨装置应用于抽油泵阀座的研磨方法，其特征在于：所述的研磨方法是将上磨部件和下磨部件均与电机相连；上磨头上连接件(1)带动上磨头下连接件(3)旋转，上磨头下连接件(3)带动上磨头(5)旋转；对上磨头(5)进行偏心调节后，带动阀座装夹套(6)与阀座(7)旋转、摆动和上下运动；下磨头下连接件(13)带动下磨头上连接件(11)旋转，下磨头上连接件(11)带动连杆(9)与下磨头(8)一起旋转；电机控制丝杠带动上磨头上连接件(1)上下运动，上磨头上连接件(1)带动阀座(7)产生上下运动，利用安装在上磨头上连接件(1)中的弹簧(2)在阀座(7)与下磨头(8)之间施加研磨压力，并在阀座(7)与下磨头(8)之间添加研磨剂，对阀座(7)进行研磨，二者通过相对运动，在阀座(7)上产生接触圆弧，使研磨接触面形成与阀球密封配合的密封球面。
4.按照权利要求3所述的抽油泵阀座的研磨方法，其特征在于：所述的研磨方法是对阀座(7)施加的研磨压力由上磨部件实施；阀座(7)采用纵向竖直安装。
5.按照权利要求3所述的抽油泵阀座的研磨方法，其特征在于：所述的研磨方法一次至少研磨两个阀座，每一个阀座的研磨由一套独立的阀座研磨装置单独控制。
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