CN112454204B - 一种用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于石油机械工件的夹持装置，包括台座，所述台座的顶部的左侧固定连接有支撑板。本发明涉及石油机械加工设备领域。该用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法通过绑条环绕在管状工件表面绑持的效果实现了对管状工件的夹持定位，施力方向环绕管状工件表面，工件表面受力均衡，避免了管状工件变形的问题，通过绑条增强了接触面积，固定效果稳定可靠。这解决了现有石油机械领域管状的工件在加工制造以及维修过程中夹持不够稳定，常规夹持方式对工件表面施力不均，容易造成工件变形，且常规的夹持面多为弧形，其与管状工件的夹持面受其本身结构面积和弧度限制较大，管状工件直径较大的情况下，夹持效果并不理想的问题。

Description

一种用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法

技术领域

本发明涉及石油机械加工设备领域，具体为一种用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法。

背景技术

石油工业中由于石油的运输方式多为管道运输，常常会使用到管状的工件。

现有专利(公告号：CN108358048B)公开了一种石油机械用夹装提升装置,包括夹具本体和井口，所述夹具本体的顶壁上开设有夹口，且夹口与夹具本体的底侧连通，所述夹口内部的两侧壁上对称开设有两个安装口，两个所述安装口的内部均设有伺服电机。发明人在实现该方案的过程中发现现有技术中存在如下问题没有得到良好的解决：1、该装置通过两侧的夹具相向移动进行夹持，夹持受力方向主要为水平向，该装置并不能很好的对管状工件进行均衡施力，该施力效果容易导致管状工件的变形；2、该装置夹持面仅为左右两侧，其贴合接触面受弧形夹板的面积和弧度制约，并不能够对管状工件表面进行良好接触和夹持，夹持效果不够理想；3、该装置两个弧形夹板的施力难以保持相同，导致管状工件定位位置不够精确，影响加工操作的精度和质量；4、出于与其他构件连接的需要，在部分管状构件本体表面不可避免的加工有异形凸起，因此传统的弧形贴合夹持模块会被凸起阻挡无法进行有效贴合如果进行部分贴合则会引起夹持不稳。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法，解决了现有石油机械领域管状的工件在加工制造以及维修过程中夹持不够稳定，常规夹持方式对工件表面施力不均，容易造成工件变形，且常规的夹持面多为弧形，其与管状工件的夹持面受其本身结构面积和弧度限制较大，管状工件直径较大的情况下，夹持效果并不理想的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于石油机械工件的夹持装置，包括台座，所述台座的顶部的左侧固定连接有支撑板，所述支撑板的顶部固定连接有定位外框，所述定位外框的内侧固定套接有固定环。

所述支撑板的右侧固定连接有水平滑杆，所述水平滑杆的表面活动套接有滑板，所述滑板滑动连接在台座的顶面，所述滑板的左端固定连接有压簧，所述压簧的一端固定连接在支撑板的右侧，所述滑板的顶部固定连接有活动外框，所述活动外框的内侧固定连接有轴承，所述轴承的内圈固定连接有活动环，所述活动环与固定环相对一侧的端面上设置有多个插接孔，所述插接孔内活动连接有多个弹性金属材质的绑条，所述绑条沿活动外框的圆心成环形阵列设置或者成弧形阵列设置。

所述活动环的一端固定连接有传动装置，所述传动装置固定连接在滑板的顶部的右侧。

所述活动环的右侧开设有卡槽，所述卡槽的一侧活动连接有锁止装置，所述锁止装置活动连接在活动外框的侧表面。

所述绑条为具备一定弹性的金属材质，其材质为记忆钛合金。

所述卡槽为V形槽，所述卡槽成环形阵列开设在活动环的右侧。

所述传动装置包括外齿环，所述外齿环固定套接在活动环的右端外表面，所述外齿环的一侧啮合连接有驱动齿轮。

所述滑板的顶部的右侧固定连接有驱动电机，所述驱动齿轮固定套接在驱动电机的机轴上。

所述外齿环的一侧抵触连接有限位环，所述限位环固定套接在外齿环的右端。

所述锁止装置包括锁止槽，所述锁止槽的内侧旋转连接有锁止轴杆，所述锁止轴杆的表面穿套有棘爪，所述棘爪的顶端端头活动套接在卡槽的内侧并与卡槽的内壁的顶部相互抵触。

所述棘爪的表面固定连接有扭簧，所述扭簧的一端固定连接在锁止槽的内壁上。

所述锁止槽的内侧旋转连接有传动臂，所述传动臂的两端均开设有传动槽，所述棘爪的表面固定连接有传动柱头，所述传动柱头活动套接在其中一个传动槽的内侧，另一个所述传动槽的内侧活动连接有联动柱头，所述联动柱头的一端固定连接有下压块，所述下压块的一侧滑动连接在活动外框的表面。

所述下压块的顶部固定连接有下压拨板，所述活动外框的侧表面开设有弧形的控制滑槽，所述下压块滑动连接在控制滑槽的内侧。

一种用于石油机械工件的夹持装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、首先将管状的工件沿水平向贯穿固定环和活动环；

S2、启动驱动电机，驱动电机旋转带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮旋转使得外齿环旋转并带动活动环偏转，活动环与固定环之间产生相对位置改变，并扭曲绑条；

S3、绑条受扭力驱使成螺旋状，并在绑条的中部集束，使得绑条的中部贴靠在管状工件的表面，对管状工件产生绑缚夹持效果，与此同时受扭力效果影响，绑条的两端之间水平间距变小，绑条拖拽活动环向固定环进行位置移动，拉扯滑板向左滑动，挤压压簧并积蓄弹性势能；

S4、对管状工件绑持固定后，由于棘爪的单向限位，棘爪限制活动环因绑条的弹性势能旋转复位，保持绑缚效果，实现对工件的夹持固定；

S5、向下按压下压块能够通过传动臂带动棘爪偏转并脱离卡槽，解除棘爪与活动环之间的锁止，绑条释放自身弹性势能并带动活动环偏转复位，同时绑条解除自身的集束效果，与管状工件表面相离，解除绑缚夹持状态；

其中在步骤S1之前，执行如下操作：根据待夹持工件本体表面是否有异形凸起结构，预估绑条所需要的数目，预估原则为拆除位于凸起部位附近的绑条。

有益效果

本发明提供了一种用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)该用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法通过绑条环绕在管状工件表面绑持的效果实现了对管状工件的夹持定位，该方式施力通过绑条进行传递，施力方向环绕管状工件表面，使得管状工件表面受力均衡，避免了常规局部施力的方式导致管状工件受力不均，管状工件受挤压变形的问题。

(2)该用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法通过绑条的环绕绑缚效果，有效的增强了对管状工件的接触面积，且该绑缚夹持的方式能够适应多种直径的管状工件，且受其本身结构面积影响较小，固定效果稳定可靠。

(3)该用于石油机械工件的夹持装置及其夹持方法通过活动环旋转收束的方式使得绑条能够绑缚在管状工件的表面，其施力定位更加趋近于活动活动环的圆心，便于管状工件的轴线与活动环圆心共线，其定位更加精准，避免了常规定位方式左右施力不均导致的工件错位问题，保障了加工操作的质量和精确性；

(4)在保证夹持稳定的同时，还能够使得异形凸起正常凸出于夹持机构，保持与外部连接的正常功能的发挥。

附图说明

图1为本发明结构的正剖图；

图2为本发明卡槽的侧剖图；

图3为本发明绑条和活动环的侧视图。

图中：1、台座；2、支撑板；3、定位外框；4、固定环；5、水平滑杆；6、滑板；7、压簧；8、活动外框；9、轴承；10、活动环；11、绑条；12、传动装置；1201、外齿环；1202、驱动齿轮；1203、驱动电机；13、卡槽； 14、锁止装置；1401、锁止槽；1402、锁止轴杆；1403、棘爪；1404、扭簧；1405、传动臂；1406、传动槽；1407、传动柱头；1408、联动柱头；1409、下压块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种用于石油机械工件的夹持装置，包括台座1，台座1 的顶部的左侧固定连接有支撑板2，支撑板2的顶部固定连接有定位外框3，定位外框3的内侧固定套接有固定环4。

支撑板2的右侧固定连接有水平滑杆5，水平滑杆5的表面活动套接有滑板6，滑板6滑动连接在台座1的顶面，滑板6的左端固定连接有压簧7，压簧7的一端固定连接在支撑板2的右侧，滑板6的顶部固定连接有活动外框8，活动外框8的内侧固定连接有轴承9，轴承9的内圈固定连接有活动环10，所述活动环10与固定环4相对一侧的端面上设置有多个插接孔，所述插接孔内活动连接有多个弹性金属材质的绑条11，所述绑条11沿活动外框8的圆心成环形阵列设置或者成弧形阵列设置。

活动环10的一端固定连接有传动装置12，传动装置12固定连接在滑板 6的顶部的右侧。

活动环10的右侧开设有卡槽13，卡槽13的一侧活动连接有锁止装置14，锁止装置14活动连接在活动外框8的侧表面。

本发明中，绑条11为具备一定弹性的金属材质，其材质为记忆钛合金。需要说明的是，绑条11成圆周设置在活动环10和固定环4之间，且相邻绑条11之间相互平行，当活动环10旋转并与固定环4之间产生旋转偏移量时，绑条11受活动环10的带动逐渐收束并变成麻花状，绑条11的中部收束并向活动环10内侧穿套的管状工件的外表面进行贴靠并逐渐绑缚在管状工件的表面，产生绑缚夹持效果。

本发明中，卡槽13为V形槽，卡槽13成环形阵列开设在活动环10的右侧。需要说明的是，卡槽13的开设使得活动环10的右侧形状结构类似于棘齿轮，卡槽13与棘爪1403之间相互配合，驱动电机1203转动并通过外齿环 1201和驱动齿轮1202之间的传动使得活动环10以固定环4的轴线圆心做旋转运动，卡槽13此时由于其内侧表面的斜面效果不受棘爪1403限制，但当驱动电机1203停止，绑条11释放弹性势能时，活动环10反转，在扭簧1404 的带动下，棘爪1403进入卡槽13并对卡槽13产生抵触限制效果，阻止了活动环10的反转，并锁定了当前活动环10和绑条11的状态。

本发明中，传动装置12包括外齿环1201，外齿环1201固定套接在活动环10的右端外表面，外齿环1201的一侧啮合连接有驱动齿轮1202。

滑板6的顶部的右侧固定连接有驱动电机1203，驱动齿轮1202固定套接在驱动电机1203的机轴上。

本发明中，外齿环1201的一侧抵触连接有限位环，限位环固定套接在外齿环1201的右端。

本发明中，锁止装置14包括锁止槽1401，锁止槽1401的内侧旋转连接有锁止轴杆1402，锁止轴杆1402的表面穿套有棘爪1403，棘爪1403的顶端端头活动套接在卡槽13的内侧并与卡槽13的内壁的顶部相互抵触。

棘爪1403的表面固定连接有扭簧1404，扭簧1404的一端固定连接在锁止槽1401的内壁上。

锁止槽1401的内侧旋转连接有传动臂1405，传动臂1405的两端均开设有传动槽1406，棘爪1403的表面固定连接有传动柱头1407，传动柱头1407 活动套接在其中一个传动槽1406的内侧，另一个传动槽1406的内侧活动连接有联动柱头1408，联动柱头1408的一端固定连接有下压块1409，下压块 1409的一侧滑动连接在活动外框8的表面。

本发明中，下压块1409的顶部固定连接有下压拨板，活动外框8的侧表面开设有弧形的控制滑槽，下压块1409滑动连接在控制滑槽的内侧。需要说明的是，控制滑槽为弧形，其弧度与活动外框8的弧度一致，向下压触下压拨板能够带动下压块1409在控制滑槽内向下移动，使得传动臂1405偏转摆动并牵扯棘爪1403从卡槽13内脱离，解除棘爪1403对活动环10位置的锁止。

一种用于石油机械工件的夹持装置的使用方法，包括如下步骤：

S1、首先将管状的工件沿水平向贯穿固定环4和活动环10。

S2、启动驱动电机1203，驱动电机1203旋转带动驱动齿轮1202旋转，驱动齿轮1202旋转使得外齿环1201旋转并带动活动环10偏转，活动环10 与固定环4之间产生相对位置改变，并扭曲绑条11。

S3、绑条11受扭力驱使成螺旋状，并在绑条11的中部集束，使得绑条 11的中部贴靠在管状工件的表面，对管状工件产生绑缚夹持效果，与此同时受扭力效果影响，绑条11的两端之间水平间距变小，绑条11拖拽活动环10 向固定环4进行位置移动，拉扯滑板6向左滑动，挤压压簧7并积蓄弹性势能。

S4、对管状工件绑持固定后，由于棘爪1403的单向限位，棘爪1403限制活动环10因绑条11的弹性势能旋转复位，保持绑缚效果，实现对工件的夹持固定。

S5、向下按压下压块1409能够通过传动臂1405带动棘爪1403偏转并脱离卡槽13，解除棘爪1403与活动环10之间的锁止，绑条11释放自身弹性势能并带动活动环10偏转复位，同时绑条11解除自身的集束效果，与管状工件表面相离，解除绑缚夹持状态；

其中在步骤S1之前，执行如下操作：根据待夹持工件本体表面是否有异形凸起结构，预估绑条11所需要的数目，预估原则为拆除位于凸起部位附近的绑条11，从而使得带有异形凸起的管状工件依然能够得到稳定夹持，因此本发明在保证夹持稳定的同时，还能够使得异形凸起正常凸出于夹持机构，保持与外部连接的正常功能的发挥。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于石油机械工件的夹持装置，包括台座(1)，其特征在于：所述台座(1)的顶部的左侧固定连接有支撑板(2)，所述支撑板(2)的顶部固定连接有定位外框(3)，所述定位外框(3)的内侧固定套接有固定环(4)；

所述支撑板(2)的右侧固定连接有水平滑杆(5)，所述水平滑杆(5)的表面活动套接有滑板(6)，所述滑板(6)滑动连接在台座(1)的顶面，所述滑板(6)的左端固定连接有压簧(7)，所述压簧(7)的一端固定连接在支撑板(2)的右侧，所述滑板(6)的顶部固定连接有活动外框(8)，所述活动外框(8)的内侧固定连接有轴承(9)，所述轴承(9)的内圈固定连接有活动环(10)，所述活动环(10)与固定环(4)相对一侧的端面上设置有多个插接孔，所述插接孔内活动连接有多个弹性金属材质的绑条(11)，所述绑条(11)沿活动外框(8)的圆心成环形阵列设置或者成弧形阵列设置；

所述活动环(10)的一端固定连接有传动装置(12)，所述传动装置(12)固定连接在滑板(6)的顶部的右侧，所述传动装置(12)包括外齿环(1201)，所述外齿环(1201)固定套接在活动环(10)的右端外表面，所述外齿环(1201)的一侧啮合连接有驱动齿轮(1202)；所述滑板(6)的顶部的右侧固定连接有驱动电机(1203)，所述驱动齿轮(1202)固定套接在驱动电机(1203)的机轴上，所述外齿环(1201)的一侧抵触连接有限位环，所述限位环固定套接在外齿环(1201)的右端；

所述活动环(10)的左端面的右侧开设有卡槽(13)，所述卡槽(13)为V形槽，所述卡槽(13)成环形阵列开设在活动环(10)的右侧，所述卡槽(13)的一侧活动连接有锁止装置(14)，所述锁止装置(14)活动连接在活动外框(8)的侧表面，所述锁止装置(14)包括锁止槽(1401)，所述锁止槽(1401)的内侧旋转连接有锁止轴杆(1402)，所述锁止轴杆(1402)的表面穿套有棘爪(1403)，所述棘爪(1403)的顶端端头活动套接在卡槽(13)的内侧并与卡槽(13)的内壁的顶部相互抵触；

所述棘爪(1403)的表面固定连接有扭簧(1404)，所述扭簧(1404)的一端固定连接在锁止槽(1401)的内壁上；所述锁止槽(1401)的内侧旋转连接有传动臂(1405)，所述传动臂(1405)的两端均开设有传动槽(1406)，所述棘爪(1403)的表面固定连接有传动柱头(1407)，所述传动柱头(1407)活动套接在其中一个传动槽(1406)的内侧，另一个所述传动槽(1406)的内侧活动连接有联动柱头(1408)，所述联动柱头(1408)的一端固定连接有下压块(1409)，所述下压块(1409)的一侧滑动连接在活动外框(8)的表面，所述下压块(1409)的顶部固定连接有下压拨板，所述活动外框(8)的侧表面开设有弧形的控制滑槽，所述下压块(1409)滑动连接在控制滑槽的内侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于石油机械工件的夹持装置，其特征在于：所述绑条(11)为具备一定弹性的金属材质，其材质为记忆钛合金。

3.根据权利要求1所述的一种用于石油机械工件的夹持装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、首先将管状的工件沿水平向贯穿固定环(4)和活动环(10)；

S2、启动驱动电机(1203)，驱动电机(1203)旋转带动驱动齿轮(1202)旋转，驱动齿轮(1202)旋转使得外齿环(1201)旋转并带动活动环(10)偏转，活动环(10)与固定环(4)之间产生相对位置改变，并扭曲绑条(11)；

S3、绑条(11)受扭力驱使成螺旋状，并在绑条(11)的中部集束，使得绑条(11)的中部贴靠在管状工件的表面，对管状工件产生绑缚夹持效果，与此同时受扭力效果影响，绑条(11)的两端之间水平间距变小，绑条(11)拖拽活动环(10)向固定环(4)进行位置移动，拉扯滑板(6)向左滑动，挤压压簧(7)并积蓄弹性势能；

S4、对管状工件绑持固定后，由于棘爪(1403)的单向限位，棘爪(1403) 限制活动环(10)因绑条(11)的弹性势能旋转复位，保持绑缚效果，实现对工件的夹持固定；

S5、向下按压下压块(1409)能够通过传动臂(1405)带动棘爪(1403)偏转并脱离卡槽(13)，解除棘爪(1403)与活动环(10)之间的锁止，绑条(11)释放自身弹性势能并带动活动环(10)偏转复位，同时绑条(11)解除自身的集束效果，与管状工件表面相离，解除绑缚夹持状态；

其中在步骤S1之前，执行如下操作：根据待夹持工件本体表面是否有异形凸起结构，预估绑条(11)所需要的数目，预估原则为拆除位于凸起部位附近的绑条(11)。

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