CN109338079B - 自动管端热处理装置 - Google Patents

Abstract

一种自动管端热处理装置，解决现有管端热处理作业方式存在的操作繁琐，定位精度低，管端热处理效果差，故障率高，影响产成品质量的问题。包括支撑架体，其特征在于：支撑架体的两侧分别设置有若干组升降旋转机构，主动升降旋转机构的旋转驱动端与旋转驱动装置相连；主动升降旋转机构和从动升降旋转机构的升降驱动部，分别通过升降联动杆与升降驱动装置相连；支撑架体两侧的各升降旋转机构的侧部分别设置有送料机构；相邻的升降旋转机构和送料机构之间设置的排料机构的驱动端，分别通过排料驱动转轴与排料驱动装置相连。其设计合理，结构紧凑，能够对较长管件端部进行淬火加热及冷却，自动化程度高，劳动强度低，定位精确，实用性强。

Description

自动管端热处理装置

技术领域

本发明属于油管端部热处理技术领域，具体涉及一种能够对较长管件端部进行淬火加热及冷却，自动化程度高，劳动强度低，定位精确，可有效保证产品质量，实用性强的自动管端热处理装置。

背景技术

现有的油管、抽油杆、钻杆的加工过程中，需要对长管件的端部进行淬火加热以及端部冷却，以使产品的管端达到所需的热处理性能指标。然而，目前的管端热处理作业方式，大多是依靠人工操作将长管体端部放置到淬火炉处进行局部加热；之后，再人工将长管体搬运到淬火水套处进行端部冷却。这种传统的作业方式，不但劳动强度大、人力成本高，而且，操作繁琐，管端热处理效果差。另外，一些现有管端热处理装置的结构复杂，定位准确性差、精度低，故障率高，严重影响产成品的质量。故有必要对现有技术的长管件端部的热处理装置进行改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种能够对较长管件端部进行淬火加热及冷却，自动化程度高，劳动强度低，定位精确，可有效保证产品质量，实用性强的自动管端热处理装置。

本发明所采用的技术方案是：该自动管端热处理装置包括支撑架体，其特征在于：所述支撑架体的两侧，分别设置有若干组、沿长管体轴向依次间隔布置的升降旋转机构，升降旋转机构包括主动升降旋转机构和从动升降旋转机构；主动升降旋转机构的旋转驱动端与旋转驱动装置相连，且主动升降旋转机构和从动升降旋转机构的升降驱动部，分别通过升降联动杆与升降驱动装置相连；所述支撑架体两侧的各升降旋转机构的前侧或后侧，分别相应设置有送料机构；相邻的升降旋转机构和送料机构之间分别设置有排料机构，各排料机构的驱动端，则分别通过排料驱动转轴与支撑架体上设置的排料驱动装置相连。

所述升降旋转机构侧部设置的送料机构包括送料支座，送料支座的上方设置有送料辊轮，送料辊轮中部的送料转轴通过两端的送料轴承座与送料支座的上端相连，且送料辊轮的送料转轴的驱动端与送料驱动装置相连。以通过送料支座将各个送料机构分别固定设置在支撑架体的两侧，并利用送料驱动装置驱使送料辊轮旋转，进而带动送料辊轮上的长管体沿管体轴向往复移动，便于长管体端部的热处理。

所述升降旋转机构和送料机构之间设置的排料机构，包括沿与长管体轴向相垂直的水平方向布置的排料过渡板，排料过渡板的下部设置有升降连接板；升降连接板的下部设置有竖直布置的升降齿条，升降齿条与排料过渡板下方、支撑架体上设置的排料转动齿轮相啮合，排料转动齿轮的转轴通过对轮联轴器与所述排料驱动转轴相连。以利用排料驱动装置带动排料驱动转轴旋转，进而通过随排料驱动转轴转动的排料转动齿轮与升降齿条的配合传动，驱动排料过渡板上升和下降，使长管体从装置的一侧移动到另外一侧，便于管端的热处理。

所述排料过渡板由长条状的过渡板主体构成，过渡板主体上侧的一端设置有加热侧上料斜槽，过渡板主体上侧的另一端设置有冷却侧上料斜槽，冷却侧上料斜槽的外侧还设置有下料斜槽，且加热侧上料斜槽与冷却侧上料斜槽之间布置有滑料斜面；过渡板主体的下部设置有升降板连接部。以通过升降板连接部将排料过渡板与下方的升降连接板相连，并且，在排料过渡板随升降连接板上升和下降的过程中，利用加热侧上料斜槽、滑料斜面和冷却侧上料斜槽，实现长管体的横向移动。

所述排料过渡板的过渡板主体上的冷却侧上料斜槽处设置有止回机构，止回机构包括倾斜布置的转动卡块，转动卡块的中部通过转轴与过渡板主体转动连接，且转动卡块远离冷却侧上料斜槽的一端通过拉力弹簧与过渡板主体的侧壁相连。以利用转动卡块和拉力弹簧的配合，对经由滑料斜面滑移到冷却侧上料斜槽内的长管体进行卡固，有效防止长管体的回弹错位，确保冷却侧上料定位的精确性。

所述升降旋转机构包括套筒基座，套筒基座的上部滑动设置有竖直布置的升降滑柱，升降滑柱的上部设置有传动箱体，传动箱体的上端分别转动设置有主动转轮和从动转轮，主动转轮通过旋转传动链轮与传动箱体侧部设置的旋转驱动装置的输出轴相连；所述套筒基座的下部活动设置有升降拉杆，升降拉杆穿过套筒基座下部的拉杆插孔、且布置在升降滑柱插入到套筒基座内部一端的下方；升降拉杆通过升降联动杆与升降驱动装置的输出端相连。以通过升降驱动装置带动升降拉杆往复运动，从而使套筒基座内设置的升降滑柱以及滑柱上的传动箱体一同上升或下降；上升的升降滑柱将长管体托举起来后，利用随旋转驱动装置转动的主动转轮，驱使位于从动转轮和主动转轮之间的长管体连续旋转，确保管端热处理的均匀性。

所述升降拉杆由拉杆主体构成，拉杆主体的上侧设置有滑柱接触槽，滑柱接触槽的一端设置有升降斜面；拉杆主体的端部设置有联动杆铰接部。以利用往复运动的升降拉杆上侧滑柱接触槽和升降斜面，与升降滑柱下端的接触和配合，实现升降滑柱的举升和回落。

所述升降拉杆上侧的滑柱接触槽与升降滑柱下端之间，设置有接触滚轮，接触滚轮通过滚轮轴转动设置在升降滑柱的下端。以通过升降滑柱下端的接触滚轮与升降拉杆上侧滑柱接触槽和升降斜面的滚动接触，来提升升降旋转机构动作的平稳性和可靠性。

本发明的有益效果：由于本发明采用两侧分别设置有若干组、沿长管体轴向依次布置的升降旋转机构的支撑架体，升降旋转机构包括主动升降旋转机构和从动升降旋转机构；主动升降旋转机构的旋转驱动端与旋转驱动装置相连，且主动升降旋转机构和从动升降旋转机构的升降驱动部，分别通过升降联动杆与升降驱动装置相连；支撑架体两侧的各升降旋转机构的侧部，分别设置送料机构；相邻的升降旋转机构和送料机构之间分别设置排料机构，各排料机构的驱动端，分别通过排料驱动转轴与排料驱动装置相连的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，通过送料驱动装置驱使送料辊轮旋转，进而带动送料辊轮上的长管体沿管体轴向往复运动，将长管体端部向管端加热炉头和管端冷却水套方向移动；再利用升降驱动装置驱使升降拉杆往复运动，从而使升降滑柱连同其上的传动箱体一同上升、并将长管体托举起来，之后，通过旋转驱动装置驱使位于从动转轮和主动转轮之间的长管体连续旋转，确保长管体端部热处理的均匀性。该自动管端热处理装置能够适用于油田的油管、抽油杆、钻杆等长柱状金属材料端部的热处理，自动化程度高，劳动强度低，定位精确，可有效保证产品质量，节能环保，实用性强。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1沿A-A线的剖视图。

图4是图3中的排料过渡板的一种结构示意图。

图5是图3中的送料机构的一种结构示意图。

图6是图1中的主动升降旋转机构（或从动升降旋转机构）的一种结构示意图。

图7是图6的侧视图。

图8是图6中的升降拉杆的一种结构示意图。

图中序号说明：1支撑架体、2主动升降旋转机构、3排料机构、4送料机构、5从动升降旋转机构、6升降联动杆、7升降驱动装置、8排料驱动装置、9排料驱动转轴、10对轮联轴器、11管端加热炉头、12管端冷却水套、13排料过渡板、14止回机构、15长管体、16升降连接板、17升降齿条、18升降豁口、19排料转动齿轮、20过渡板主体、21滑料斜面、22加热侧上料斜槽、23冷却侧上料斜槽、24下料斜槽、25升降板连接部、26转动卡块、27拉力弹簧、28送料支座、29中部空档、30送料轴承座、31送料转轴、32送料辊轮、33送料驱动装置、34升降拉杆、35旋转驱动装置、36主动转轮、37传动箱体、38升降滑柱、39套筒基座、40拉杆插孔、41接触滚轮、42拉杆接触槽、43旋转传动链轮、44从动转轮、45拉杆主体、46滑柱接触槽、47升降斜面、48联动杆铰接部。

具体实施方式

根据图1～8详细说明本发明的具体结构。该自动管端热处理装置包括支撑架体1，支撑架体1的左右两侧分别设置有若干组、沿长管体15轴向依次间隔布置的升降旋转机构，升降旋转机构包括带有旋转驱动装置35的主动升降旋转机构2，和未设置旋转驱动装置35的从动升降旋转机构5。主动升降旋转机构2包括底部与支撑架体1相连的套筒基座39，套筒基座39筒腔的上部滑动插接有竖直布置的升降滑柱38；升降滑柱38的上部设置有传动箱体37，传动箱体37的上端分别转动设置有主动转轮36和从动转轮44，且主动转轮36和从动转轮44分别位于长管体15的两侧。

传动箱体37上端的主动转轮36通过旋转传动链轮43，与传动箱体37侧部设置的旋转驱动装置35的输出轴相连接。套筒基座39筒腔的下部活动设置有沿长管体15轴向布置的升降拉杆34，升降拉杆34由拉杆主体45构成，拉杆主体45的上侧设置有滑柱接触槽46，滑柱接触槽46的一端设置有升降斜面47；拉杆主体45的两端分别设置有用于与升降联动杆6相连的联动杆铰接部48。升降拉杆34的拉杆主体45穿过套筒基座39下部的拉杆插孔40、且布置在升降滑柱38插入到套筒基座39筒腔内部一端的下方。升降拉杆34的两端，通过升降联动杆6分别与相邻升降旋转机构的升降拉杆34或升降驱动装置7的输出端相连接。

为了提升升降旋转机构动作的平稳性和可靠性，升降拉杆34上侧的滑柱接触槽46与升降滑柱38下端之间，设置有接触滚轮41，接触滚轮41通过滚轮轴转动设置在升降滑柱38下端的拉杆接触槽42内。从而通过升降驱动装置7（例如：伸缩气缸）带动升降拉杆34往复运动，并利用往复移动的升降拉杆34上侧滑柱接触槽46和升降斜面47，与升降滑柱38下端接触滚轮41的滚动接触和配合，实现套筒基座39内设置的升降滑柱38以及滑柱上的传动箱体37的举升和回落。上升的升降滑柱38和传动箱体37将长管体15托举起来、使长管体15与送料机构4的送料辊轮32分离，之后，利用随旋转驱动装置35转动的主动转轮36，驱使位于从动转轮44和主动转轮36之间的长管体15连续旋转，确保管端热处理的均匀性。能够理解的是，从动升降旋转机构5与主动升降旋转机构2的结构区别在于是否设置有旋转驱动装置35。

支撑架体1两侧的各升降旋转机构的前侧或后侧，分别相应设置有用于带动长管体15沿轴向前、后移动的送料机构4。送料机构4包括与支撑架体1相连的送料支座28，送料支座28下部的中间位置，设置有便于各升降旋转机构之间的升降联动杆6穿过的中部空档29。送料支座28的上方转动设置有送料辊轮32，送料辊轮32中部的送料转轴31通过两端的送料轴承座30与送料支座28的上端相连接；并且，送料辊轮32的送料转轴31的驱动端，与送料支座28侧部的送料驱动装置33的输出端相连接；送料驱动装置33由电机和减速机构成。从而通过送料支座28将各个送料机构4分别固定设置在支撑架体1的左、右两侧，并利用送料驱动装置33驱使送料辊轮32旋转，以带动送料辊轮32上的长管体15，向布置在整个管端热处理装置一端的管端加热炉头11或管端冷却水套12方向往复移动，便于长管体15端部的热处理。

支撑架体1上相邻布置的各组升降旋转机构和送料机构4之间，分别设置有用于将长管体15从支撑架体1布置有管端加热炉头11的一侧、输送到布置有管端冷却水套12一侧的排料机构3。排料机构3由沿与长管体15轴向相垂直的水平方向布置的排料过渡板13构成，排料过渡板13包括长条状的过渡板主体20。过渡板主体20上侧的一端，设置有用于将长管体15升降放置到管端加热炉头11一侧的送料机构4上的加热侧上料斜槽22；过渡板主体20上侧的另一端，则设置有用于将长管体15升降放置到管端冷却水套12一侧的送料机构4上的冷却侧上料斜槽23；冷却侧上料斜槽23的外侧，还设置有用于将长管体15卸下的下料斜槽24。并且，排料过渡板13上侧的加热侧上料斜槽22与冷却侧上料斜槽23之间，布置有利于长管体15滑移的滑料斜面21。过渡板主体20的下部设置有升降板连接部25。

排料过渡板13的下部通过升降板连接部25与升降连接板16相连，升降连接板16下侧中部的升降豁口18处设置有竖直布置的升降齿条17；升降齿条17与排料过渡板13下方、支撑架体1上设置的排料转动齿轮19相啮合，且排料转动齿轮19的转轴通过对轮联轴器10与排料驱动转轴9相连接，排料驱动转轴9的驱动端与支撑架体1中部设置的排料驱动装置8的输出端相连接；排料驱动装置8由电机和减速机构成。进而利用排料驱动装置8带动排料驱动转轴9旋转，以通过随排料驱动转轴9转动的排料转动齿轮19与升降齿条17的配合传动，驱使排料过渡板13上升和下降；并且，在排料过渡板13随升降连接板16上升和下降的过程中，利用排料过渡板13的加热侧上料斜槽22、滑料斜面21和冷却侧上料斜槽23，让长管体15从装置的一侧横向移动到另外一侧，便于管端的热处理。

为了有效防止长管体15的回弹错位、确保冷却侧上料定位的精确性，排料过渡板13的过渡板主体20上的冷却侧上料斜槽23处设置有止回机构14。止回机构14由倾斜布置的转动卡块26构成，转动卡块26的中部通过转轴与过渡板主体20转动连接；且转动卡块26远离冷却侧上料斜槽23的一端，通过拉力弹簧27与过渡板主体20的侧壁相连接。从而利用转动卡块26和拉力弹簧27所形成的一端高、一端低的弹性卡接结构，对经由滑料斜面21滑移到冷却侧上料斜槽23内的长管体15进行卡固。

该自动管端热处理装置使用时，首先，将待加工的长管体15放置在各组排料机构3排料过渡板13的加热侧上料斜槽22内，然后，利用排料驱动装置8带动排料驱动转轴9旋转，并通过随排料驱动转轴9转动的排料转动齿轮19与升降连接板16上的升降齿条17的配合传动，驱使排料过渡板13上升，进而将待加工的长管体15从加热侧上料斜槽22内、滑移到支撑架体1布置有管端加热炉头11一侧的送料机构4上；之后，降下排料过渡板13。管端加热炉头11一侧的各组送料机构4的送料驱动装置33分别驱使送料辊轮32旋转，以带动送料辊轮32上的长管体15，向布置在自动管端热处理装置端部的管端加热炉头11方向移动。长管体15的端部移动到位后，通过管端加热炉头11一侧的升降驱动装置7带动升降拉杆34往复运动，使升降滑柱38以及滑柱上的传动箱体37升起，进而将长管体15托举起来、让长管体15的端部与管端加热炉头11的加热部对位接触；之后，在加热炉头对长管体15端部进行加热的同时，利用旋转驱动装置35驱使位于升降旋转机构上部从动转轮44和主动转轮36之间的长管体15连续旋转，确保管端加热炉头11对长管体15端部热处理的均匀性。

长管体15端部的加热工序完成以后，升降驱动装置7降下升降滑柱38，以使升降旋转机构与长管体15分离开，且长管体15下落回送料机构4的送料辊轮32上；然后，管端加热炉头11一侧的各组送料机构4带动长管体15向远离管端加热炉头11的方向回位移动。随后，排料驱动装置8再次驱使排料过渡板13上升，进而将端部加热后的长管体15从管端加热炉头11一侧、滑移到支撑架体1布置有管端冷却水套12一侧的送料机构4上。管端冷却水套12一侧的各组送料机构4，带动长管体15向布置在自动管端热处理装置端部的管端冷却水套12方向移动；移动到位之后，通过管端冷却水套12一侧的升降驱动装置7驱使升降滑柱38升起，进而将长管体15托举起来、让长管体15的端部与管端冷却水套12的冷却部对位接触；并且，在冷却水套对加热后的长管体15端部进行喷雾正火处理的同时，利用旋转驱动装置35驱使长管体15连续旋转，以确保管端冷却水套12对长管体15端部正火处理的均匀性。长管体15端部的正火处理工序完成之后，升降驱动装置7降下升降滑柱38，管端冷却水套12一侧的各组送料机构4带动长管体15向后回位移动。最后，利用随排料驱动装置8转动而上升的排料过渡板13，将端部冷却后的长管体15从布置有管端冷却水套12的一侧卸下；完成管端的自动热处理。能够理解的是，该自动管端热处理装置同样可以用于其他长柱状金属材料（例如：圆钢等）的端部热处理。

Claims (4)

1.一种自动管端热处理装置，包括支撑架体（1），其特征在于：所述支撑架体（1）的两侧，分别设置有若干组、沿长管体（15）轴向依次间隔布置的升降旋转机构，升降旋转机构包括主动升降旋转机构（2）和从动升降旋转机构（5）；主动升降旋转机构（2）的旋转驱动端与旋转驱动装置（35）相连，且主动升降旋转机构（2）和从动升降旋转机构（5）的升降驱动部，分别通过升降联动杆（6）与升降驱动装置（7）相连；所述支撑架体（1）两侧的各升降旋转机构的前侧或后侧，分别相应设置有送料机构（4）；相邻的升降旋转机构和送料机构（4）之间分别设置有排料机构（3），各排料机构（3）的驱动端，则分别通过排料驱动转轴（9）与支撑架体（1）上设置的排料驱动装置（8）相连；所述升降旋转机构和送料机构（4）之间设置的排料机构（3），包括沿与长管体（15）轴向相垂直的水平方向布置的排料过渡板（13），排料过渡板（13）的下部设置有升降连接板（16）；升降连接板（16）的下部设置有竖直布置的升降齿条（17），升降齿条（17）与排料过渡板（13）下方、支撑架体（1）上设置的排料转动齿轮（19）相啮合，排料转动齿轮（19）的转轴通过对轮联轴器（10）与所述排料驱动转轴（9）相连；所述排料过渡板（13）由长条状的过渡板主体（20）构成，过渡板主体（20）上侧的一端设置有用于将长管体（15）升降放置到管端加热炉头（11）一侧的送料机构（4）上的加热侧上料斜槽（22），过渡板主体（20）上侧的另一端设置有用于将长管体（15）升降放置到管端冷却水套（12）一侧的送料机构（4）上的冷却侧上料斜槽（23），冷却侧上料斜槽（23）的外侧还设置有用于将长管体（15）卸下的下料斜槽（24），且加热侧上料斜槽（22）与冷却侧上料斜槽（23）之间布置有滑料斜面（21）；过渡板主体（20）的下部设置有升降板连接部（25）；并且，在排料过渡板（13）随升降连接板（16）上升和下降的过程中，利用排料过渡板（13）的加热侧上料斜槽（22）、滑料斜面（21）和冷却侧上料斜槽（23），让长管体（15）从装置的一侧横向移动到另外一侧；所述升降旋转机构包括套筒基座（39），套筒基座（39）的上部滑动设置有竖直布置的升降滑柱（38），升降滑柱（38）的上部设置有传动箱体（37），传动箱体（37）的上端分别转动设置有主动转轮（36）和从动转轮（44），主动升降旋转机构（2）的主动转轮（36）通过旋转传动链轮（43）与传动箱体（37）侧部设置的旋转驱动装置（35）的输出轴相连；所述套筒基座（39）的下部活动设置有升降拉杆（34），升降拉杆（34）穿过套筒基座（39）下部的拉杆插孔（40）、且布置在升降滑柱（38）插入到套筒基座（39）内部一端的下方；升降拉杆（34）通过升降联动杆（6）与升降驱动装置（7）的输出端相连；所述升降拉杆（34）由拉杆主体（45）构成，拉杆主体（45）的上侧设置有滑柱接触槽（46），滑柱接触槽（46）的一端设置有升降斜面（47）；拉杆主体（45）的端部设置有联动杆铰接部（48）。

2.根据权利要求1所述的自动管端热处理装置，其特征在于：所述升降旋转机构侧部设置的送料机构（4）包括送料支座（28），送料支座（28）的上方设置有送料辊轮（32），送料辊轮（32）中部的送料转轴（31）通过两端的送料轴承座（30）与送料支座（28）的上端相连，且送料辊轮（32）的送料转轴（31）的驱动端与送料驱动装置（33）相连。

3.根据权利要求1所述的自动管端热处理装置，其特征在于：所述排料过渡板（13）的过渡板主体（20）上的冷却侧上料斜槽（23）处设置有止回机构（14），止回机构（14）包括倾斜布置的转动卡块（26），转动卡块（26）的中部通过转轴与过渡板主体（20）转动连接，且转动卡块（26）远离冷却侧上料斜槽（23）的一端通过拉力弹簧（27）与过渡板主体（20）的侧壁相连。

4.根据权利要求1所述的自动管端热处理装置，其特征在于：所述升降拉杆（34）上侧的滑柱接触槽（46）与升降滑柱（38）下端之间，设置有接触滚轮（41），接触滚轮（41）通过滚轮轴转动设置在升降滑柱（38）的下端。