CN104919127B - 牙底冷轧装置 - Google Patents

Abstract

一种用于对物体(O)上的螺纹(T)进行牙底轧制的装置(20)，包括：本体(21)、安装成在本体通道(22)内密封滑动的蓄能器活塞(24)、螺纹连接到所述本体上的粗调螺钉(25)、在所述粗调螺钉与蓄能器活塞之间压缩的贝氏弹簧垛(26)、安装成在所述本体中的圆柱形开口(23)内密封滑动的致动器活塞(28A或28B)以及通过螺纹安装在致动器活塞上的螺纹辊(32)。微调螺钉(33)螺纹连接到本体上的第一开口中，并且与蓄能器与致动器活塞之间的流体腔室联通。所述粗调螺钉和微调螺钉的位置能选择性地调节成可控制地改变所述腔室内的流体压力。该装置能安装在机床(35)上并且当所述物体和该装置相对于彼此转动时选择性地朝向所述物体移动以对该物体上的螺纹进行牙底轧制。

Description

牙底冷轧装置

技术领域

本发明总体上涉及对(例如，石油工业中使用的管道中的)螺纹的牙底半径进行抛光的装置，更特别地，涉及一种改进的牙底冷轧装置。

背景技术

在石油工业中，各段管道通过螺纹连接在一起以形成钻柱(即一段串接管道)。然而，随着大位移钻井、多分支侧井和水平井的越来越普及，钻柱螺纹连接部上承受的应力和弯矩在增加。管道连接部数量的增加以及增加的应力导致钻柱出现井下故障的可能性增加。维修单个井下故障的成本可能超过一百万美元。

牙底冷轧是对旋转肩台连接部中新切削出的或者之前切削出的螺纹的牙底半径进行抛光的工艺。使轮廓与被抛光的螺纹类似的硬质轧辊与螺纹的牙底半径接触。施压压力以使所述硬质轧辊穿入到牙底半径的切削表面中。这样使材料变形并且对材料进行冷加工，实现对螺纹的改进的表面磨光，并且将牙底材料的晶粒压紧并移位。

业界经验已经表明，牙底冷轧相比于类似的未处理过的连接部在相同的工况下可以将螺纹连接部的疲劳寿命增加三到五倍。一些研究指出高达27倍的疲劳寿命的提高的实验结果归因于牙底冷轧工艺。例如见Journal of Strain Analysis第40卷第83-93页(2004年9月30日)Knight,M.J.,Brennan、F.P.和Dover,W.D.的“Fatigue Life Improvement ofThreaded Connections by Cold Rolling”。这些各方面的研究将疲劳寿命的增加归因于下面的一个或多个因素：

(1)牙底冷轧在螺纹的牙底区域中形成了残余压缩应力薄区。这种残余压缩应力补偿了维修中产生的张紧应力，并降低了螺纹牙底关键应力区域中的总应力。

(2)平滑硬质轧辊的抛光效应将螺纹切削操作中留下的小的划痕和棱线平整成更均匀的表面，这些划痕具有小的顶尖半径，据信这是显著应力集中的根源所在。因此，这些划痕看上去是疲劳故障的裂纹蔓延点。

(3)划痕为化学腐蚀提供了最好的位置。划痕的显微表面是非常粗糙和多孔的。这样使大的表面区域和许多分子键合位置遭受钻柱环境中的液体和气体的腐蚀作用。抛光使该表面平滑，并且减少了凸起和杂质。易于减小该表面的面积并且将其密集压紧。

(4)牙底冷轧具有对材料表面加工硬化的效果。在原子层面，据信钢晶粒结构内晶格的压缩位移使晶体结构从重复并均匀的原子结构变化到在图案中具有许多错位的结构。据信这些错位使晶体结构互锁，对进一步的变形具有更大的抵抗力。这种对进一步的变形增加的抵抗力有助于防止萌发裂纹，并有助于阻止显微裂纹生长成对接头的完整性造成威胁的结构裂缝。在实验室研究中，在冷轧接头中产生的裂纹具有显著更低的裂隙长宽比(即裂纹长度与裂纹深度的比例)。该比例30％-50％的降低意味着在冷轧接头中产生的裂纹更可能深和短，而不是长和浅。长和浅的裂纹更可能导致接头突然和完全的结构故障。部分穿过段壁的深裂纹可以经由循环钻进流体的压力下降而检测到，从而可以在接头完全结构故障之前对破坏的钻柱进行提早修复。

由于前面的优点，现在通常在许多用在石油工业中的钻柱管上的新切削和重新切削的螺纹上执行牙底冷轧。其是一种省钱的工艺。其可以显著增加典型钻柱中每个旋转肩台连接部的疲劳寿命。其还可以减小修理该领域中连接部的频率，以及由于是井下故障而必须将其钓起的频率。

可以从德克萨斯州77041休斯敦5050Ashley Court的Cutting Tools公司获知一条牙底冷轧生产线。

因此，提供一种对物品上的新切削的或重新切削的螺纹进行牙底冷轧的改进装置通常是所需的。

发明内容

利用对所披露的实施方式的相应的部件、部分或表面的圆括号内的参考标记，仅为了说明而不是限定的目的，本发明提供了一种用于对诸如管道之类的物体(O)上的螺纹(T)进行牙底轧制，尤其是牙底冷轧的改进装置(20)。

在一种型式中，该改进的装置大体上包括本体(21)，该本体具有通道(22)，并且具有与所述通道联通的圆柱形开口(23)；安装在所述本体上用于在所述通道内密封滑动的蓄能器活塞(24)；通过螺纹安装在所述本体上的粗调螺钉(25)；作用在所述粗调节螺钉与所述蓄能器活塞之间的弹性构件(26)；安装在所述本体上用于在所述圆柱形开口内密封滑动的致动器活塞(28A，28B)，在所述蓄能器活塞与所述致动器活塞之间的所述通道内限定腔室(29)，所述致动器活塞具有朝向所述腔室的近端(30)，并且还具有远端(31)；邻近所述远端可转动地安装在所述致动器活塞上的螺纹辊(32)；所述本体具有与所述腔室联通的第一开口(33)；通过螺纹安装所述本体上的所述第一开口中的微调螺钉(34)；其中所述腔室(29)完全填充有液体；其中所述粗调螺钉和微调螺钉(25，34)中的至少一个相对于所述本体的位置可以选择性地调节，以便可控制地改变所述腔室的容积和所述腔室内的流体压力。该装置可以安装在机床(35)上并且当所述物体(O)和该装置(20)相对于彼此转动时选择性地朝向所述物体运动以对该物体上的螺纹进行牙底轧制。

所述本体可以具有围绕所述通道(22)的一部分的抵接表面(44)，以限制所述蓄能器活塞(24)在远离所述粗调螺钉(25)的方向上运动。

所述粗调螺钉(25)相对于所述抵接表面(44)的位置可以选择性地调节以改变由所述弹性构件(26)施加在所述蓄能器活塞(24)上的力。

所述粗调螺钉(25)相对于所述抵接表面(44)的位置可以调节成使得所述弹性构件(26)根据所述弹性构件的位移在所述蓄能器活塞(24)上施加基本恒定的力。

所述弹性构件可以包括贝氏弹簧(41)或贝氏弹簧垛。

所述本体可以具有与所述腔室(29)联通的第二开口(36)，该装置可以包括以可操作方式布置在所述第二开口中的压力计(39)以感测所述腔室中的压力。

所述本体可以具有与所述腔室(29)联通的第三开口(38)，封闭插塞(40)可以与所述本体通过螺纹接合以封闭所述第三开口。

该改进的装置可以用于对物体(O)上的内或外螺纹(T)进行牙底轧制。

该装置(20)可以安装在机床(35)上，而没有与该装置连接的任何外部流体连接部分。

因此，本发明的总体目的是提供一种用于对诸如一段管道之类的物体上的螺纹进行牙底轧制的改进装置。

另一个目的是提供一种用于对物体上的螺纹进行牙底轧制的改进装置，该装置可以安装在机床上并且相对于所述物体运动，以在所述物体和该装置相对于彼此转动时对所述物体上的螺纹进行牙底轧制，并且该装置不需要任何外部流体连接部分。

这些以及其他目的和优点将会从本书面说明书的前述内容、附图和所附的权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1是用于对物体上的外螺纹进行牙底冷轧的改进装置的第一种型式的右端视图。

图2是基本在图1的2-2线上获取的其局部纵向竖直截面视图，示出了与物体上的外螺纹接合的螺纹辊。

图3是用于对物体上的内螺纹进行牙底冷轧的改进装置的第二种型式的右端视图。

图4是基本在图3的4-4线上获取的其局部纵向竖直截面视图，示出了与物体上的内螺纹接合的螺纹辊。

图5是本体的局部纵向竖直截面视图，示出了蓄能器活塞和关于其分解对准的粗调螺钉。

图6是图5中的标示圆内的所述本体的一部分的局部放大视图，示出了相对于圆柱形开口分解对准的保持环。

图7是图5中的标示圆内的所述本体的另一部分的局部放大视图，示出了相对于本体第一开口分解对准的微调螺钉。

图8是图4中示出的短蓄能器活塞的轴测图。

图8A是图8中示出的短蓄能器活塞的俯视图。

图8B是图8中示出的短蓄能器活塞的左侧视图。

图8C是图8中示出的短蓄能器活塞的右端视图。

图9是图2中示出的长蓄能器活塞的轴测图。

图9A是图9中示出的长蓄能器活塞的俯视图。

图9B是图9中示出的长蓄能器活塞的左侧视图。

图9C是图9中示出的长蓄能器活塞的右端视图。

具体实施方式

一开始应该清楚理解类似的附图标记旨在确定所有几个附图中相同的结构元件、部分或表面，因为这些元件、部分或表面可以由整个书面说明书进一步描述或解释，说明书的该详细描述是整体的组成部分。除非另有指示，否则这些附图在与该说明书一起进行阅读(例如部件的剖面线、布置，比例、程度等等)，并且认为是本发明的整个书面描述的一部分。正如在下面的描述中使用的，术语“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“上”、和“下”以及它们的形容词和副词派生词(例如“水平地”、“向右”、“向上”等等)仅指的是特定的绘制图形面对读者时图示出的结构的取向。类似地，术语“向内”和“向外”一般适当地指的是表面相对于其细长轴线或转动轴线的取向。

现在参照这些图，本发明提供了一种用于对物体O上的螺纹T进行牙底轧制、更特别地是牙底冷轧的改进装置20。该物体例如可以是在其相对的边缘端部上具有内螺纹和外螺纹的一段管道。然而，这只是一个示例，本发明考虑了该改进的装置同样可以与其他类型的物体一起使用。

图1和2中示出了该改进装置的第一种型式，图3和4示出了该装置的第二种型式。该装置的第一种型式示出了以可操作方式对物体上的外螺纹进行牙底轧制，而该装置的第二种型式示出了对物体上的内螺纹进行牙底轧制。

图2和4中示出的该装置基本是相同的，除了图2中示出的该装置使用长致动器活塞28A，而图4中示出的该装置使用短致动器活塞28B之外。

另一个区别是图4中示出的该装置本体布置为图2中示出的该装置的本体的镜像，虽然其与图2中示出的完全相同。

另一个区别是在图2和4中压力计、微调螺钉和封闭插塞通过螺纹连接到不同的本体开口中，正如下文中讨论的。

除此以外，图2和4中示出的该装置是相同的。因此，在下面的描述中将使用相同的附图标记来描述该装置的两种型式中对应的结构。

现在参照图2、4和5，总体以20表示的该改进装置示出了具有水平的细长本体21，该本体21设有轴向通道22，并且具有与该通道联通的圆柱形开口23。

蓄能器活塞24安装在所述本体上用于在所述通道的右边缘端部内密封滑动。行程调节螺钉25通过螺纹安装在所述本体的右边缘端部中。总体以26表示的弹性构件作用在所述行程调节螺钉与所述蓄能器活塞之间。

致动器活塞28安装在所述本体上用于在所述圆柱形开口内密封滑动，其中后缀“A”和“B”分别指的是长致动器活塞和短致动器活塞的具体结构。因此，长致动器活塞在图2中以28A表示，短致动器活塞在图4中以28B表示。腔室29限定在所述蓄能器活塞与所述致动器活塞之间的所述通道和圆柱形开口内。所述致动器活塞具有朝向所述腔室29的近端30，并且具有远端31。

平滑工具钢螺纹抛光辊32可转动地安装在所述致动器活塞上并邻近其远端。该螺纹辊具有与被轧制的螺纹的轮廓互补的轮廓。所述本体具有与所述腔室联通的第一开口33。在图2中，微调螺钉34在所述第一开口中通过螺纹安装在所述本体上。所述腔室29完全填充有适当的液体。行程调节螺钉和微调螺钉25、34中的至少一个分别相对于所述本体的位置可以选择性地调节成可控制地改变所述腔室的容积，从而改变其中的流体压力。

该装置可以以可操作方式安装在机床上，在图2和4中以35表示出了机床的局部，该装置可以选择性地朝向所述物体运动，以在所述物体和装置相对于彼此转动时对所述物体上的螺纹进行牙底轧制。

进一步示出了该装置还具有设置在本体中的第二开口36和第三开口38以便于与所述腔室联通。所述第二和第三开口是相同的使得正如下文中描述的压力计和封闭插塞可以互换地在这些开口的任一个中与所述本体通过螺纹接合。压力计39通过螺纹安装在所述第二和第三开口中的一个中以便于监控腔室29内的压力。封闭插塞40安装在所述第二和第三开口中的另一个中以将所述腔室密封。在图2中示出的实施方式中，示出了压力计39以可操作方式安装在本体第二开口36中，示出了封闭插塞40以可操作方式安装在本体第三开口38中。图4中示出的本体是图2中示出的本体的镜像。然而，在该配置中，示出了压力计39安装在第三本体开口38中，示出了封闭插塞在第二本体开口40中。

所述弹性构件26示出为具有多个单独的贝氏弹簧的贝氏弹簧垛，它们各自以41表示。该贝氏弹簧垛布置成在行程调节螺钉与蓄能器活塞之间起作用。蓄能器活塞的左端布置成抵接本体内的抵接表面44以限制其相对于本体的向左运动。所述行程调节螺钉可以通过螺纹连接到本体通道中以选择性地改变贝氏弹簧垛的预载荷。在该优选实施方式中，所述贝氏弹簧垛在其受迫位移特征的线性部分内操作。可选地，所述贝氏弹簧垛可以预先加载使得其基本在其受迫位移特征的水平范围内，而不管其位移如何。对于所有的意图和目的这意味着当贝氏弹簧垛如此预加载时，其在蓄能器活塞上施加基本恒定的力。另外，蓄能器活塞可以抵抗贝氏弹簧垛的利用基本恒定力的推动而向右移动，而不管弹簧垛位移如何。

现在参见图5-7，更特别地示出了所述本体是特别配置的水平细长构件，具有细长轴线x-x。示出了通道22包括大直径圆筒部42，该圆筒部自其右端面43向左伸入到所述本体中，具有面向右且面向内的截头圆锥抵接表面44，具有另一个面向右且面向内的截头圆锥表面45，以及具有继续其向左延伸的小直径无开口圆筒部46。正如在图6中最佳示出的，圆柱形开口23是关于本体轴线x-x以大约85°的锐角夹角穿过本体钻出的相对大直径的孔。所述无开口通道22经由联通通道48与圆柱形开口23联通。

圆柱形端盖49定位在圆柱形开口23内并且通过保持环50保持就位，所述保持环卡入到自表面23径向延伸到本体中的环形凹槽47中。环形凹槽51径向延伸到所述保持环中以容纳并接收密封地接合圆柱形开口壁的O形环52。

正如在图7中最佳示出的，第一、第二和第三开口33、36、38分别延伸到本体中并且与腔室29联通。这些开口每个成型有内螺纹以容纳适当的装置，比如微调螺钉、压力计39或封闭插塞40，正如在图2和4中标示出的。螺纹孔53自其左端面54向右延伸到本体中以容纳并接收锁定螺钉55。锁定螺钉55的右突出部分容纳在设置在致动器活塞上的键槽56中。锁定螺钉55的突出部分与致动器活塞上的键槽96之间的键-键槽连接提供对致动器活塞相对于本体沿着圆柱形开口轴线y-y的运动的限制。

现在参见图5，示出了蓄能器活塞24具有环形竖直左端面58、环形竖直右端面59和外表面，该外表面依次包括：适于面向并选择性接合本体抵接表面44的面向左且面向外的截头圆锥表面60；设有环形凹槽62的水平圆柱表面61以容纳O形环，所述蓄能器活塞通过所述O形环安装成在通道圆筒部42内密封滑动；面向右的环形竖直表面63；以及自其向右延伸的水平圆柱表面64，以连接右端面59的外边缘。锥形盲孔65从右端面伸入到蓄能器活塞中。

正如在图2和4中最佳示出的，肩部螺钉66可以布置成作用在所述行程调节螺钉25与蓄能器活塞24之间。

现在关注图5，所述行程调节螺钉25是特定配置的水平细长构件，其具有环形竖直左端面67、环形竖直右端面68和外表面，所述外表面依次包括：自左端面67的外边缘向右延伸的水平圆柱表面69、面向左的环形竖直表面70、水平圆柱形表面71、适于与本体螺纹73配合的外螺纹部72、面向右的环形竖直表面74和继续向右延伸以连接右端面68的外边缘的水平圆柱形表面75。阶梯孔在轴向上穿过所述行程调节螺钉延伸。该孔示出为由自左端面67的内边缘向右延伸的面向内的水平圆柱形表面76、面向左的环形竖直表面78、短圆柱形表面79、面向右的环形竖直表面80和继续向右延伸以连接右端面68的内边缘的水平圆柱形表面81限定。

正如图7中最佳示出的，微调螺钉34是竖直细长的塞状构件，其具有下圆形表面83、上水平圆形表面84和外表面，所述外表面依次包括：自上端面84的外边缘向下延伸并适于与本体螺纹37配合的外螺纹部85、面向下并面向外的截头圆锥形表面86和继续向下延伸以连接下端面83的外边缘的竖直圆柱形表面88。环形凹槽89延伸到靠近微调螺钉的下端面的微调螺钉中以容纳并接收O形环，所述微调螺钉通过所述O形环可以密封地安装在本体上适当的本体开口中。多边形孔自微调螺钉上表面84向下延伸到微调表面中以接收并容纳适当的转动工具(例如通用扳手)，通过所述转动工具可以将微调螺钉与本体旋紧接合或脱开。

在图2中，以28A示出了长致动器活塞。在图4中，以28B示出了短致动器活塞。这两个致动器活塞基本相同，不过活塞28A比活塞28B长。在图9-9C中更全面地示出了所述长致动器活塞，在图8-8C中更全面地示出了短致动器活塞。

首先参见图8-8C，示出了短致动器活塞具有面向左的圆形竖直左端面90B和两个分别向右延伸的分叉支腿91B、92B。该活塞具有面向外的水平圆柱形表面93B，该表面设有环形凹槽94B以接收并容纳O形环。对准孔95B、95B穿过分叉支腿91B、92B延伸以接收并容纳辊销轴(未示出)。水平细长的狭槽96B自致动器活塞的表面97B延伸到致动器活塞中以接收并容纳螺钉55的突出部分。孔98B自致动器支腿92B的右端面延伸到致动器支腿92B中以容纳并接收固定螺钉(未示出)，辊轴可以通过所述固定螺钉保持到致动器销。进一步示出了致动器活塞具有平面99B。

在图9-9C中示出了长致动器活塞。该致动器活塞相对于图8-8C中示出的短活塞只是形成为细长的。因此，该长致动器活塞具有与之前关于短活塞所描述的部件相同的部件，除了这些部件用后缀“A”表示而不是“B”表示之外。

因此，本发明大体上提供了一种用于对物体(O)上的螺纹(T)进行牙底轧制的改进装置(20)，其包括本体(21)，该本体具有通道(22)并且具有与所述通道联通的圆柱形开口(23)；安装在所述本体上用于在所述通道内密封滑动的蓄能器活塞(24)；通过螺纹安装在所述本体上的行程调节螺钉(25)；作用在所述行程调节螺钉与蓄能器活塞之间的弹性构件(26)；以及安装在所述本体上用于在所述圆柱形开口内密封滑动的致动器活塞(28A或28B)。腔室(29)限定在所述蓄能器活塞与所述致动器活塞之间的所述通道内。所述致动器活塞具有朝向所述腔室的近端(30)，并且还具有远端(31)。螺纹辊(32)靠近致动器活塞的远端可转动地安装在致动器活塞上。所述本体具有与所述腔室联通的第一开口(33)。微调螺钉(34)通过螺纹安装在所述本体上的第一开口中。所述腔室完全填充有适当流体，比如相对不可压缩的液体。所述行程调节螺钉和微调螺钉中的至少一个相对于所述本体的位置可以选择性地调节，以便可控制地改变所述腔室内的流体压力。该装置可以安装在机床(35)上并且当所述物体和该装置相对于彼此转动时选择性地朝向所述物体移动以对该物体上的螺纹进行牙底轧制。

基于信息和意见，本发明相对于现有技术具有许多可授予专利权的区别点。这些包括：(1)自载压力发生器和蓄能器的使用，(2)独特的轧辊取向系统，(3)数字压力装置的使用，以及(4)无转换的力测量。

对于第一点，现有技术没有已知的项目使用自载压力发生装置，或自载流体蓄能器。这避免了对外部压力泵、外部蓄能器和各种软管连接部、切断配件和阀的需求。这简化了安装和使用，并且避免了机床的工作区域的相当大的杂乱。

对于第二点，没有已知的现有技术参考文献具有用于确保相对于工件上的预切削螺纹型式的正确的螺纹抛光取向的系统。工件上的螺纹型式关于垂直于工件主螺纹轴线的线是对称的。由于轧辊保持器85°的倾斜，螺纹抛光辊具有向一侧偏5°的非对称轮廓以完成和取消轧辊保持器的5°的倾斜。根据所有已知的现有装置，必须重点关注避免轧辊倒置安装。如果轧辊没有安装在正确的取向上，抛光操作将造成对螺纹的实质破坏，从而需要对工件进行重新加工或将工件废弃。根据已知的现有技术装置，这种取向仅可以在视觉上进行确认，由于小的倾斜角度而难于看清楚。

另一方面，申请人的改进的附件将非对称的轧辊保持器与轧辊本身上非对称的轮毂几何结构一起使用来确保轧辊将仅以适当的取向安装在附件上。该优选实施方式使用距离轧辊安装轴的中心线某一径向距离(r)的大约0.015英寸的轧辊安装凹口侧壁中的微小台阶。相对壁上没有这种台阶。这在图8A和9A中清楚示出。该优选实施方式使用在相对面上具有两个不同轮毂直径的轧辊。一个轮毂具有比所述径向距离(r)稍小的半径。另一个轮毂具有比所述径向距离(r)稍大的半径。当将具有这些非对称轮毂的轧辊插入到具有所述台阶的容纳凹口中时，如果较小轮毂靠近所述台阶，则所述轧辊将仅与轧辊销轴线适当对准。如果所述轧辊插入成较大轮毂靠近所述台阶，则该轮毂将在轧辊轴线与轧辊销孔轴线对准之前与所述台阶接触，从而防止轧辊销不适当插入。

虽然该优选实施方式在轧辊的相对面上使用了两个不同尺寸的轮毂，但是本领域技术人员将容易意识到其他型式可以实现相同的目的；即，防止轧辊不适当地插入到所述凹口中的目的。一些替代方式可以包括但并不局限于以不同径向距离在接收器中设置两个台阶、锥形轧辊孔与锥形轧辊轴结合使用、阶梯轧辊孔与阶梯轧辊轴结合使用、具有与轧辊上的非对称螺纹型式类似的最低限度扩大轮廓的轧辊凹口、以及类似物。

对于第三点，没有已知的现有技术使用数字压力监控装置。据信所有已知的现有装置使用具有刻度盘的模拟压力计来指示附件中的瞬时压力。为了读出压力计读数，用户需要紧密靠近压力计，一般在视线内并且通常不超过大约36英寸远。压力计仅读取当前瞬时压力。因此为了监控工作循环内的压力，正如石油工业中使用的标准调油管所需要的，用户将必须紧密靠近大的移动部件并喷射润滑油，从而将用户置于危险环境中。这可能违反OSHA安全标准。

申请人的装置使用具有最小/最大记忆功能的数字压力计，并且赋予用户远程以及从安全距离监控压力的能力。用户可以通过机器封闭窗口在背光显示器上读取已经数字控制(digitally damped)的大文本值，而不是试图确定在小的梯度之间极其波动的小针的放置位置。该改进的数字压力计装备有最小/最大记忆功能。在轧制过程中达到的压力值被记录并且在机器停止运动并且靠近附件是安全的之后可以观察到。使用可选地b无线压力传感器包，可以在机器罩外部的显示器上或者在位于制造设备之外的办公室中或者甚至在更远的位置处(比如客户的位置)经由因特网连续监控并远程记录压力。这些压力值还可以被记录并追踪到被加工的元件的序列号，以为终端用户和监管机构提供可追溯性。

对于第四点，没有现有技术以这种方式构造来避免需要将指示的压力数值转换成抛光力的磅数。控制该牙底冷轧操作的标准，具体地是T.H.Hill规范DS-1，需要对各个螺纹尺寸每个施加最小的力。然而，因为现有装置没有用于直接测量力的设备，所以它们通常测量液压压力，然后使用图表来将记录的压力转换成计算的力。在申请人的装置中，也记录压力。然而，工作活塞的尺寸成型成其表面积正好是1in²以便于压力数值也是力的磅数值，不需要比例因子或转换。1psi压力等于1磅力。这简化了操作并且消除了计算误差的潜在根源。

修改

本发明明确地预期到了可以做出许多变化和修改。例如，构造的材料不是关键的。任何部件的长度及其相对于另一部件的比例和程度不是关键的。所述通道和腔室可以通过除了示出的技术之外的其他技术形成。所述物体并不局限于是一段管道。

所述弹性构件可以是贝氏弹簧、贝氏弹簧垛、矩形弹簧、加工弹簧、波纹管或者填充有电解气(比如氮气)的气动装置。

因此，虽然示出并描述了改进的牙底轧制装置的两种型式以及讨论的其多种变化和修改，但是本领域技术人员将会容易意识到可以做出各种另外的变化和修改，而不脱离正如由下面的权利要求限定并区分的本发明的精髓。

Claims (18)

1.一种用于沿物体上的螺纹的整个长度以可控力对所述螺纹进行牙底轧制的装置，包括：

本体，该本体具有通道，并且具有与所述通道联通的圆柱形开口；

蓄能器活塞，所述蓄能器活塞安装在所述本体上，用于在所述通道内密封滑动；

粗调螺钉，所述粗调螺钉通过螺纹安装在所述本体上；

弹性构件，所述弹性构件在所述粗调螺钉与所述蓄能器活塞之间起作用；

致动器活塞，所述致动器活塞安装在所述本体上，用于在所述圆柱形开口内密封滑动，在所述蓄能器活塞与所述致动器活塞之间的所述通道内限定出腔室，所述致动器活塞具有朝向所述腔室的近端并且还具有远端；

螺纹辊，所述螺纹辊邻近所述远端可转动地安装在所述致动器活塞上；

所述本体具有与所述腔室联通的第一开口；

微调螺钉，所述微调螺钉通过螺纹安装在所述本体上、在所述第一开口中；

其中所述腔室完全填充有液体；

其中所述粗调螺钉和微调螺钉中的至少一个相对于所述本体的位置能选择性地调节，以便可控制地改变所述腔室内的流体压力；

其中，所述螺纹辊具有非对称构造；

其中，所述致动器活塞具有适于容纳所述螺纹辊的凹口；

并且其中，所述凹口具有与所述螺纹辊的非对称构造互补的非对称构造，使得所述螺纹辊仅能当所述螺纹辊相对于所述致动器活塞处于适当的取向时插入到所述凹口中；

由此，所述装置能安装在机床上，并且当所述物体和所述装置相对于彼此转动时选择性地朝向所述物体运动，以便沿所述物体上的螺纹的整个长度以可控力对该物体上的螺纹进行牙底轧制。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述本体具有围绕所述通道的一部分的抵接表面，用以限制所述蓄能器活塞在远离所述粗调螺钉的方向上的运动。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述粗调螺钉相对于所述抵接表面的位置能调节，以便改变由所述弹性构件施加在所述蓄能器活塞上的力。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述粗调螺钉相对于所述抵接表面的位置被调节，以便使得所述弹性构件根据位移在所述蓄能器活塞上施加力。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述弹性构件包括贝氏弹簧。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述本体具有与所述腔室联通的第二开口，该装置包括以可操作方式布置在所述第二开口中以感测所述腔室中的压力的压力计。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述压力计是数字式的，并且具有最小/最大记忆特性。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述压力计包括用于将指示的压力发送到远程位置的发送器。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述蓄能器活塞的大小设计成使得所述压力计将指示施加的力的磅数。

10.根据权利要求6所述的装置，其中所述本体具有与所述腔室联通的第三开口，还包括插塞，其中所述插塞通过螺纹与所述本体接合以封闭所述第三开口。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置能用于对所述物体上的内螺纹或外螺纹进行牙底轧制。

12.根据权利要求1所述的装置，其中不存在与所述装置连接的外部流体连接部分。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述本体具有与所述腔室联通的第二开口和与所述腔室联通的第三开口，并且还包括插塞，其中所述插塞通过螺纹与所述本体接合以封闭所述第二开口和第三开口中的一个，该装置还包括以可操作方式布置在所述第二开口和第三开口中的另一个中以感测所述腔室中的压力的压力计。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述螺纹辊具有带轴线的孔，所述致动器活塞具有带轴线的孔，其中在仅当所述螺纹辊相对于所述致动器活塞处于所述适当的取向时所述螺纹辊插入到所述凹口中的情况下，所述螺纹辊的孔与所述致动器活塞的孔对准。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述螺纹辊具有彼此相对的面，其中具有一直径的轮毂从所述面之一向外延伸，具有不同直径的轮毂从所述面中的另一个面向外延伸，其中所述轮毂围绕所述螺纹辊的孔的轴线形成。

16.一种适于安装在致动器活塞上的螺纹辊，所述致动器活塞用在用于对物体上的螺纹进行牙底轧制的装置中，其中，所述螺纹辊构造成仅能以适当的取向安装在所述致动器活塞上，其中所述螺纹辊具有非对称构造，其中所述致动器活塞具有适于容纳所述螺纹辊的凹口，其中所述凹口具有与所述螺纹辊的非对称构造互补的非对称构造，使得所述螺纹辊仅能当所述螺纹辊相对于所述致动器活塞处于所述适当的取向时适当地插入到所述凹口中。

17.根据权利要求16所述的螺纹辊，其中所述螺纹辊具有带轴线的孔，所述致动器活塞具有带轴线的孔，其中在仅当所述螺纹辊相对于所述致动器活塞处于所述适当的取向时所述螺纹辊适当地插入到所述凹口中的情况下，所述螺纹辊的孔与所述致动器活塞的孔对准。

18.根据权利要求16所述的螺纹辊，其中所述螺纹辊具有彼此相对的面，其中具有一直径的轮毂从所述面之一向外延伸，具有不同直径的轮毂从所述面中的另一个面向外延伸，其中所述轮毂围绕所述螺纹辊的孔的轴线形成。