CN113231832B - 一种钻杆生产用加工系统及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻杆加工技术，尤其涉及一种钻杆生产用加工系统及其加工工艺，包括上料装置、粗加工装置、焊接装置以及热处理装置，所述上料装置包括机体，所述机体上设有底板以及在底板两端相对设置的侧板，所述底板上设有钻杆箱，所述侧板上设有阶梯式上料机构，所述阶梯式上料机构包括若干上料单元，所述上料单元包括上料支撑架以及驱动所述上料支撑架沿所述侧板竖直方向移动的驱动装置。两个机架上驱动支撑板的结构相同，均包括两个相对设置的支撑框架和在中间的导向框架，支撑框架上设置链轮和链条，链条连接支撑板，链轮驱动链条从而使支撑板上下移动，将钻杆箱内的原料钢管逐级向上抬升，从而完成整个上料过程。

Description

一种钻杆生产用加工系统及其加工工艺

技术领域

本发明属于钻杆加工技术领域，尤其涉及一种钻杆生产用加工系统及其加工工艺。

背景技术

钻杆是钻井的主要工具，要求钻杆能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。钻杆的生产系统中包括上料、粗加工、焊接、回火等流程，在钻杆原料管材上料时，现有的上料方法大多还是采用人工上料的方法，劳动强度较大且效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种高效上料的钻杆生产用加工系统。

本发明的目的是这样实现的：一种钻杆生产用加工系统，包括上料装置、粗加工装置、焊接装置以及热处理装置，所述上料装置包括机体，所述机体上设有底板以及在底板两端相对设置的侧板，所述底板上设有钻杆箱，所述侧板上设有阶梯式上料机构，所述阶梯式上料机构包括若干上料单元，所述上料单元包括上料支撑架以及驱动所述上料支撑架沿所述侧板竖直方向移动的驱动装置。

通过采取上述技术方案，钻杆生产系统包括上料装置、粗加工装置、焊接装置以及热处理装置。上料装置包括机体，机体由侧板与底板构成，底板与两块侧板围成容纳钻杆箱和上料机构的空间。上料机构由若干上料单元构成，上料单元由可沿侧板竖直方向移动的上料支撑架和驱动上料支撑架移动驱动机构构成，通过多个上料单元的上料支撑架使原料钢管能够逐级抬升，从而完成上料，提高上料效率。

本发明进一步设置为：上料支撑架包括架体，所述架体包括两个高低设置的第一架体和第二架体，所述架体包括相对设置的第一固定框架和第二固定框架，第一固定框架与第二固定框架之间设有导向框架，所述导向框架上设有用于输送原料的支撑板，支撑板的上端面倾斜设置；所述第一固定框架的上端设有第一凹槽，下端设有第二凹槽，所述第二固定框架的上端设有第三凹槽，下端设有第四凹槽，所述第一凹槽内设有第一链轮，第二凹槽内设有第二链轮，第三凹槽内设有第三链轮，第四凹槽内设有第四链轮，所述第一链轮与第二链轮之间设有第一传动链条，所述第二链轮与第三链轮之间设有第二传动链条，所述第一传动链条与第二传动链条共同连接有连接器，所述连接器连接所述支撑板，所述驱动装置驱动所述第二链轮与第四链轮转动。

通过采取上述技术方案，上料支撑架由两个架体构成，分别为第一架体与第二架体，第二架体位于第一架体的后方且高度大于第一架体的高度，使第一架体与第二架体构成阶梯状结构。第一架体与第二架体整体的结构相同，均包括相对设置第一固定框架和第二固定框架，第一固定框架与第二固定框架之间设置导向框架，导向框架上设置承载原料钢管的支撑架。驱动装置驱动第二链轮和第四链轮的转动，第二链轮驱动第一传动链条移动，第四链轮驱动第二传动链条移动，第一传动链条与第二传动链条通过连接器连接支撑架，从而带动支撑架的移动，通过盖板第二链轮和第四链轮的旋转方向能够使支撑架上下移动，使当前机架的支撑架能够将原料钢管输送至后一个机架的支撑架上，完成原料的逐级输送，提高上料效率。

本发明进一步设置为：架体上设有张紧装置，所述张紧装置包括第一摆臂与第二摆臂，所述第一固定框架上设有第一转轴，所述第一摆臂的第一端连接所述第一转轴且朝向所述第一固定框架外侧延伸有第一张紧架，所述第一张紧架上设有第一张紧轮，所述第一张紧轮与所述第一传动链条啮合，所述第二固定框架上设有第二转轴，所述第二摆臂与所述第二转轴连接且朝向所述第二固定框架外侧延伸有第二张紧架，所述第二张紧架上设有第二张紧轮，所述第二张紧轮与所述第二传动链条啮合，所述第一摆臂的另一端与所述第二摆臂的另一端共同连接有第三转轴，所述导向框架上设有可使所述第三转轴上下移动的调节架。

通过采取上述技术方案，第一摆臂的一端连接第一转轴并延伸有第一张紧架，使第一摆臂与第一张紧架构成“V”字形结构，第一张紧架上设置与第一传动链条啮合的第一张紧轮，通过第一摆臂的转动能够调节第一传动链条的张紧度。第二摆臂的一端连接第二转轴并延伸有第二张紧架，使第二摆臂与第二张紧架构成“V”字形结构，第二张紧架上设置与第二传动链条啮合的第二张紧轮，通过第二摆臂的转动能够调节第二传动链条的张紧度。第一摆臂与第二摆臂的另一端共同连接有第三转轴，导向框架上设置有调节架，第三转轴连接有螺杆，螺杆通过螺母固定在调节架上，通过螺杆的移动带动第三转轴的移动，从而使第一摆臂与第二摆臂同步移动，使第一传动链条与第二传动链条的张紧度保持一致，保证链条运行的稳定。

本发明进一步设置为：驱动装置包括驱动电机，驱动电机连接有减速机，所述减速机连接有曲轴，所述曲轴包括第一连杆轴颈和第二连杆轴颈，所述第一连杆轴颈与第二连杆轴颈错位且对称设置，所述第一连杆轴颈连接有第一连杆，第一连杆连接有第一导向杆，第一导向杆连接有第一齿条，所述第二连杆轴颈连接有第二连杆，第二连杆连接有第二导向杆，第二导向杆连接有第二齿条，所述第一架体的第二链轮上同轴设有第一齿轮，第四链轮上同轴设有第二齿轮，所述第一齿条与所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二架体的第二链轮上同轴设有第三齿轮，第二架体的第四链轮上同轴设有第四齿轮，所述第二齿条与所述第三齿轮与第四齿轮啮合。

通过采取上述技术方案，驱动电机连接减速机，减速机连接曲轴，曲轴包括第一连接轴颈和第二连杆轴颈，第一连杆轴颈与第二连杆轴颈错位对称，使第一连杆轴颈和第二连杆轴颈旋转角度相差180°，第一连杆轴颈连接第一连杆，第二连杆轴颈连接第二连杆，第一连杆连接第一导向杆，第二连杆连接第二导向杆。曲轴旋转时由于第一连杆轴颈和第二连杆轴颈旋转角度相差180°，当第一连杆后拉时第二连杆前推，使第一导向杆回缩而第二导向杆伸出，第一导向杆连接第一齿条，第二导向杆连接第二齿条，使第一齿条与第二齿条作方向相反的往复直线运动，第一齿条驱动第一机架，第二齿条驱动第二机架，使第一机架上的支撑架与第二机架上的支撑架运动方向相反，第一机架支撑架上升时第二机架支撑架下降，使第一机架支撑架与第二机架支撑架位于同一高度，通过倾斜设置的支撑架顶端使原料钢管在重力作用下从第一机架移动至第二机架，驱动装置继续驱动，曲轴继续旋转，此时方向改变，第一机架支撑架向下移动至与钻杆箱平齐，钻杆箱内的原料钢管移动至第一机架的支撑架内。第二机架的支撑架上升，后一上料单元第一机架的支撑架下降与当前上料单元第二机架的支撑架平齐，将当前单元的原料钢管输送至后一上料单元，如此循环，使原料钢管逐级输送。且第一机架与第二机架通过同一驱动电机驱动，同时通过曲轴完成方向相反的运动，第一机架支撑架向下的同时第二支撑架向上，能够得到双倍的行程，有效减小了设备整体的体积，精简了结构，降低成本。

本发明进一步设置为：还包括导向架，所述导向架上设有导向槽，所述导向槽包括第一导向槽与第二导向槽，所述第一导向杆置于所述第一导向槽内，所述第二导向杆置于所述第二导向槽内。

通过采取上述技术方案，导向架上设置第一导向槽与第二导向槽，第一导向杆设置在第一导向槽内，第二导向杆设置在第二导向槽内，能够保证导向杆的移动方向，防止导向杆移动发生偏差，防止齿条与齿轮磨损的加剧，保证使用寿命。

本发明进一步设置为：上料单元包括第一上料单元与第二上料单元，第二上料单元的位置高于第一上料单元的位置，所述第一上料单元的第一机架上设有第一压力传感器，所述第二上料单元的第一机架上设有第二压力传感器，所述第一压力传感器连接有控制单元，所述控制单元控制所述第一上料单元的驱动电机以及第二上料单元的驱动电机。

通过采取上述技术方案，上料单元包括第一上料单元与第二上料单元，第二上料单元置于第一上料单元的后方，且第二上料单元的高度大于第一上料单元的高度，使第一上料单元第二机架的支撑架上升至最高时与第二上料单元第一机架的支撑架下降至最低时平齐。同时为更长更高距离的输送，也可将更多的上料单元进行组合，组合方式与前述的相同即前一上料单元第二机架的支撑架上升至最高处时与后一上料单元第一机架的支撑架下降至最低处时平齐。第一上料单元第一机架上的支撑板上设置第一压力传感器，第二上料单元第一机架上设置第二压力传感器，通过第一压力传感器与第二压力传感器向控制单元输送信号从而控制第一上料单元的驱动电机以及第二上料单元的驱动电机，能够方便对第一上料单元与第二上料单元的控制，在没有原料输送时驱动装置能够及时停止，减少耗能，减低成本。

本发明进一步设置为：导向框架上设有嵌入腔，所述嵌入腔内设有固定杆，所述支撑架上设有滑动体设在所述固定杆上的滑动体，所述滑动体包括相对设置的上盖与下盖，所述上盖与下盖之间设有阻尼齿条，所述嵌入腔内设有与所述阻尼齿条啮合的阻尼齿轮，所述阻尼齿轮包括环形外轮，所述环形外轮的内壁上设有花键，所述环形外轮的中心设有与所述花键配合的花键轴，所述环形外轮的上下两端分别设有上密封盖与下密封盖，所述上密封盖与下密封盖构成的空腔内灌注有铅体。

通过采取上述技术方案，导向框架对支撑架的移动起到引导作用，防止支撑架的移动发生偏差。导向框架内设置嵌入腔，嵌入腔内设置固定杆，支撑架上设置滑动体设在固定杆上的滑动体，通过固定杆与滑动体的配合能够保证支撑架移动方向，同时对支撑架起到支撑作用，减小第一传动链条与第二传动链条的负担。滑动体的两侧设置阻尼齿条，嵌入腔内设置与阻尼齿轮配合的阻尼齿轮，能够减缓支撑架移动时的振动，缓冲支撑架移动方向改变时对结构的冲击，保证整体结构的稳定性。阻尼齿轮包括环形外轮和设置在环形外轮中间的花键轴构成，环形外轮的上端设置上密封盖，下端设置下密封盖，在上密封盖与下密封盖构成的腔室内填充铅体，能够保证阻尼齿轮的阻尼性能。

本发明进一步设置为：固定杆与所述滑动体之间设有缓冲装置，所述缓冲装置包括置于所述滑动体内侧的第一轨道与置于所述固定杆外侧的第二轨道，所述第一轨道上设有第一滑道，所述第一滑道上设有第一限位件，所述第一限位件连接有第一缓冲件，所述第一限位件包括可转动连接的第一前限位件与第一后限位件，所述第一滑道的一端设有第一弯道，所述第一弯道的一侧设有第一限位柱，所述第一前限位件上设有可与所述第一限位柱卡位的第一卡勾，所述第二轨道上设有第二限位件，所述第二限位件连接有第二缓冲件，所述第二限位件包括可转动连接的第二前限位件与第二后限位件，所述第二滑道的一端设有第二弯道，所述第二弯道的一侧设有第二限位柱，所述第二前限位件上设有可与所述第二限位柱卡位的第二卡勾，所述第一前限位件与第一后限位件错位设置，所述第二前限位件与第二后限位件错位设置，使所述第一前限位件与所述第二后限位件可相互卡位，所述第二前限位件与所述第一后限位件相互卡位。

通过采取上述技术方案，第一缓冲件与第二缓冲件均为弹簧。第一前限位件连接第一缓冲件，第二前限位件连接第二缓冲件。滑动体向上移动时，第一前限位件与第二后限位件卡位，第一限位件整体在第一滑道上向后移动，第一前限位件拉伸弹簧进行缓冲，第一前限位件移动至第一弯道时发生偏转使第一前限位件与第二后限位件脱离接触，同时第一前限位件的第一卡勾与第一限位柱卡位，使弹簧保持拉伸，但滑动体可继续向上移动。滑动体向下移动时，第一后限位件与第二前限位件抵触，第二前限位件推动第一后限位件移动同时也带动第一前限位件与第一限位柱脱锁使第一缓冲件复位，滑动体继续向下移动，第一后限位件继续推动第二前限位件移动至第二弯道，第二缓冲件拉伸进行缓冲，同时第二前限位件发生转动使第二卡勾与第二限位柱卡勾，使滑动体可继续向下移动。

本发明还提供一种钻杆生产用加工系统的加工工艺，包括以下步骤：

S1：上料，输送原料钢管至锯床，对钢管进行切割并预留后续加工所需余量；

S2：粗加工，对切割完后的钢管进行锻造、粗车、调质、半精车、精车；

S3：一次调直，对切割完后的钢管进行直线度的第一次校准；

S4：焊接，使用摩擦焊机对粗加工完后的钢管进行焊接，焊接温度为1070-1085℃，焊接完后进行表面加工，去除焊接缝上的毛刺、飞边；

S5：热处理，对焊接后的钻杆整体通过回火炉进行回火，回火温度为600-620℃；

S6：二次调直，对热处理完后的钻杆整体进行直线度的第二次校准。

其中步骤S1中还包括以下子步骤：

S1a：将钢管放入钻杆箱内；

S1b：第一上料单元处于初始状态，第一上料单元的第一机架顶部与钻杆箱平齐，使第一上料单元第一机架的支撑板与钻杆箱平齐，钻杆箱的内钢管移动至第一上料单元第一机架的支撑板上；

S1c：第一压力传感器受到压力向控制单元输出信号，控制单元接收到第一压力传感器的信号后控制第一上料单元的驱动电机启动；

S1d：第一上料单元的驱动电机驱动第一上料单元第一机架的支撑板向上移动，同时使第一上料单元第二机架的支撑板向下移动，当第一上料单元第一机架的支撑板和第一上料单元第二机架的支撑板处于同一高度的位置时，钢管从第一上料单元的第一机架移动至第一上料单元的第二机架；

S1e：钢管不再对第一压力装置进行压迫，第一压力传感器不再向控制单元输出信号，控制单元控制第一上料单元的驱动电机使第一上料单元复位至初始位置，同时第二压力传感器受到钢管的压力向控制单元输出信号；

S1f：控制单元接收到第二压力传感器信号后控制第二上料单元的驱动电机启动，第二上料单元的驱动电机驱动第二上料单元第一机架的支撑板向上移动，第二上料单元第二机架的支撑板向下移动，当第二上料单元第一机架和的支撑板与第二上料单元第二机架的支撑板处于同一高度时，钢管从第二上料单元的第一机架移动至第二上料单元的第二机架；

S1g：钢管从第二上料单元的第一机架移动至第二上料单元的第二机架后不再对第二压力传感器施加压力，第二压力传感器停止向控制单元输出信号，第二控制单元控制第二上料单元的驱动电机使第二上料单元复位至初始状态。

本发明的有益效果是：

1.单个上料单元包括第一机架与第二机架，在初始状态下第二机架的高度高于第一机架的高度。两个机架上驱动支撑板的结构相同，均包括两个相对设置的支撑框架和在中间的导向框架，支撑框架上设置链轮和链条，链条连接支撑板，链轮驱动链条从而使支撑板上下移动，通过第一机架上支撑板与第二机架上支撑板的上下移动，能够将钻杆箱内的原料钢管逐级向上抬升，从而完成整个上料过程。

2.支撑框架上的链轮链条传动中需要设置张紧装置以保持链条的张紧度，以防止链条出现链条跳齿的现象，同时由于是双链条传动，为防止两侧链条张紧度不一致而导致支撑架发生倾斜，影响支撑架的正常升降，本发明中张紧装置由第一摆臂与第二摆臂构成，第一摆臂通过第一转轴连接有第一张紧架，第一张紧架上设置第一张紧轮，第二摆臂通过第二转轴连接有第二张紧架，第二张紧架上设置第二张紧轮，通过第一摆臂与第二摆臂通过连接第三转轴，第三转轴可在调节架上移动，通过第一摆臂与第二摆臂的共同转动能够同步调节第一传动链条与第二传动链条的张紧度，能够保证连接器两侧高度的一致性，防止支撑架出现倾斜，保证支撑架上下移动时的稳定。

3.驱动装置包括驱动电机和减速机，减速机连接曲轴，曲轴包括第一连杆轴颈和第二连杆轴颈，第一连杆轴颈与第二连杆轴颈错位且对称设置，第一连杆轴颈连接第一连杆，第二连杆轴颈连接第二连杆，第一连杆连接第一导向杆，第二连杆连接第二导向杆，使电机的圆周运动转换成第一导向杆与第二导向杆的往复直线运动，且第一导向杆与第二导向杆的运动方向相反，第一导向杆连接第一齿条，第二导向杆连接第二齿条，第一齿条驱动第一机架上支撑板的移动，第二齿条驱动第二机架上支撑板的移动，使第一机架上支撑板的运动方向与第二机架上支撑板的运动方向相反，从而使上料装置能够有双倍的行程，有效减小设备的体积，提高上料效率。

4.设置导向架，导向架上设置导向槽，第一导向杆与第二导向杆均设置在导向槽内，能够保证导向杆的移动方向，防止导向杆移动发生偏差，防止齿条与齿轮磨损的加剧，保证使用寿命。

5.导向框架内设置嵌入腔，嵌入腔内设置固定杆，支撑板上设置套设在固定杆且可在固定杆上滑动的滑动体，滑动体包括上盖与下盖，上盖与下盖之间设置阻尼齿条，嵌入腔内设置与阻尼条啮合的阻尼齿轮，能够有效增加支撑杆上下移动时的阻尼，减小移动时的振动，同时缓冲转换移动方向时的冲击，保证结构的稳定性。

6.滑动体在固定杆上移动时会产生摩擦与振动，同时在支撑架频繁的上下移动时，滑动体也会在固定杆上频繁的改变移动方向，会对整体结构产生较大的冲击，增加结构间的磨损，影响整体结构的安全性，为此本发明中滑动体与固定杆之间设置缓冲装置，缓冲装置通过设置在第一轨道内的第一缓冲件与设置在第二轨道内的第二缓冲件进行缓冲，第一缓冲件与第二缓冲件均为弹簧，通过弹簧的拉伸能够吸收滑动体移动时的振动能量，进一步缓冲支撑架转换移动方向时的冲击，减少结构间的磨损，保证结构的安全与稳定。

7.上料单元包括第一上料单元与第二上料单元，第一上料单元第一机架上的支撑板上设置第一压力传感器，第二上料单元第一机架上设置第二压力传感器，通过第一压力传感器与第二压力传感器向控制单元输送信号从而控制第一上料单元的驱动电机以及第二上料单元的驱动电机，能够方便对第一上料单元与第二上料单元的控制，提高上料效率。

附图说明

图1是第一上料单元与第二上料单元初始状态的结构示意图；

图2是原料从第一上料单元转移至第二上料单元的结构示意图；

图3是第一机架与第二机架位置关系的结构示意图；

图4是机架整体的结构示意图；

图5是驱动装置的结构示意图；

图6是嵌入腔内结构示意图；

图7是阻尼齿轮的结构示意图；

图8是阻尼齿轮截面的结构示意图；

图9是缓冲装置的结构示意图；

其中附图标记为：1、侧板；11、底板；12、钻杆箱；13、第一上料单元；131、第一压力传感器；14、第二上料单元；141、第二压力传感器；2、第一机架；21、第一链轮；22、第二链轮；23、第三链轮；24、第四链轮；25、第一齿轮；26、第二齿轮；27、第一固定框架；271、第一传动链条；28、第二固定框架；281、第二传动链条；29、导向框架；291、支撑板；3、第二机架；4、驱动电机；41、减速机；42、曲轴；421、第一连杆轴颈；422、第二连杆轴颈；43、第一连杆；431、第一导向杆；44、第二连杆；441、第二导向杆；45、导向架；451、第一导向槽；452、第二导向槽；46、第一齿条；47、第二齿条；5、嵌入腔；51、固定杆；511、第二轨道；512、第二滑道；513、第二前限位件；514、第二后限位件；515、第二限位柱；516、第二缓冲件；517、第二卡勾；6、阻尼齿轮；61、环形外轮；611、花键；62、花键轴；63、上密封盖；64、下密封盖；65、空腔；7、滑动体；71、阻尼齿条；72、第一轨道；73、第一滑道；74、第一前限位件；75、第一后限位件；76、第一限位柱；77、第一缓冲件；78、第一卡勾；8、张紧装置；81、第一摆臂；811、第一张紧架；812、第一张紧轮；82、第二摆臂；821、第二张紧架；822、第二张紧轮；83、第一转轴；84、第二转轴；85、第三转轴；86、调节架；87、螺杆；88、螺母。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1、图2所示，一种钻杆生产用加工系统，包括上料装置、粗加工装置、焊接装置以及热处理装置，所述上料装置包括机体，所述机体上设有底板11以及在底板11两端相对设置的侧板1，所述底板11上设有钻杆箱12，所述侧板1上设有阶梯式上料机构，所述阶梯式上料机构包括若干上料单元，所述上料单元包括上料支撑架以及驱动所述上料支撑架沿所述侧板1竖直方向移动的驱动装置。钻杆生产系统包括上料装置、粗加工装置、焊接装置以及热处理装置。上料装置包括机体，机体由侧板1与底板11构成，底板11与两块侧板1围成容纳钻杆箱12和上料机构的空间。上料机构由若干上料单元构成，上料单元由可沿侧板1竖直方向移动的上料支撑架和驱动上料支撑架移动驱动机构构成，通过多个上料单元的上料支撑架使原料钢管能够逐级抬升，从而完成上料，提高上料效率。

如图3、图4所示，上料支撑架包括架体，所述架体包括两个高低设置的第一架体和第二架体，所述架体包括相对设置的第一固定框架27和第二固定框架28，第一固定框架27与第二固定框架28之间设有导向框架29，所述导向框架29上设有用于输送原料的支撑板291，支撑板291的上端面倾斜设置；所述第一固定框架27的上端设有第一凹槽，下端设有第二凹槽，所述第二固定框架28的上端设有第三凹槽，下端设有第四凹槽，所述第一凹槽内设有第一链轮21，第二凹槽内设有第二链轮22，第三凹槽内设有第三链轮23，第四凹槽内设有第四链轮24，所述第一链轮21与第二链轮22之间设有第一传动链条271，所述第二链轮22与第三链轮23之间设有第二传动链条281，所述第一传动链条271与第二传动链条281共同连接有连接器，所述连接器连接所述支撑板291，所述驱动装置驱动所述第二链轮22与第四链轮24转动。上料支撑架由两个架体构成，分别为第一架体与第二架体，第二架体位于第一架体的后方且高度大于第一架体的高度，使第一架体与第二架体构成阶梯状结构。第一架体与第二架体整体的结构相同，均包括相对设置第一固定框架27和第二固定框架28，第一固定框架27与第二固定框架28之间设置导向框架29，导向框架29上设置承载原料钢管的支撑架。驱动装置驱动第二链轮22和第四链轮24的转动，第二链轮22驱动第一传动链条271移动，第四链轮24驱动第二传动链条281移动，第一传动链条271与第二传动链条281通过连接器连接支撑架，从而带动支撑架的移动，通过改变第二链轮22和第四链轮24的旋转方向能够使支撑架上下移动，使当前机架的支撑架能够将原料钢管输送至后一个机架的支撑架上，完成原料的逐级输送，提高上料效率。

如图4所示，架体上设有张紧装置，所述张紧装置包括第一摆臂81与第二摆臂82，所述第一固定框架27上设有第一转轴83，所述第一摆臂81的第一端连接所述第一转轴83且朝向所述第一固定框架27外侧延伸有第一张紧架811，所述第一张紧架811上设有第一张紧轮812，所述第一张紧轮812与所述第一传动链条271啮合，所述第二固定框架28上设有第二转轴84，所述第二摆臂82与所述第二转轴84连接且朝向所述第二固定框架28外侧延伸有第二张紧架821，所述第二张紧架821上设有第二张紧轮822，所述第二张紧轮822与所述第二传动链条281啮合，所述第一摆臂81的另一端与所述第二摆臂82的另一端共同连接有第三转轴85，所述导向框架29上设有可使所述第三转轴85上下移动的调节架86。第一摆臂81的一端连接第一转轴83并延伸有第一张紧架811，使第一摆臂81与第一张紧架811构成“V”字形结构，第一张紧架811上设置与第一传动链条271啮合的第一张紧轮812，通过第一摆臂81的转动能够调节第一传动链条271的张紧度。第二摆臂82的一端连接第二转轴84并延伸有第二张紧架821，使第二摆臂82与第二张紧架821构成“V”字形结构，第二张紧架821上设置与第二传动链条281啮合的第二张紧轮822，通过第二摆臂82的转动能够调节第二传动链条281的张紧度。第一摆臂81与第二摆臂82的另一端共同连接有第三转轴85，导向框架29上设置有调节架86，第三转轴85连接有螺杆87，螺杆87通过螺母88固定在调节架86上，通过螺杆87的移动带动第三转轴85的移动，从而使第一摆臂81与第二摆臂82同步移动，使第一传动链条271与第二传动链条281的张紧度保持一致，保证链条运行的稳定。

如图5所示，驱动装置包括驱动电机4，驱动电机4连接有减速机41，所述减速机41连接有曲轴42，所述曲轴42包括第一连杆轴颈421和第二连杆轴颈422，所述第一连杆轴颈421与第二连杆轴颈422错位且对称设置，所述第一连杆轴颈421连接有第一连杆43，第一连杆43连接有第一导向杆431，第一导向杆431连接有第一齿条46，所述第二连杆轴颈422连接有第二连杆44，第二连杆44连接有第二导向杆441，第二导向杆441连接有第二齿条47，所述第一架体的第二链轮22上同轴设有第一齿轮25，第四链轮24上同轴设有第二齿轮26，所述第一齿条46与所述第一齿轮25与第二齿轮26啮合，所述第二架体的第二链轮22上同轴设有第三齿轮，第二架体的第四链轮24上同轴设有第四齿轮，所述第二齿条47与所述第三齿轮与第四齿轮啮合。驱动电机4连接减速机41，减速机41连接曲轴42，曲轴42包括第一连杆轴颈421和第二连杆轴颈422，第一连杆轴颈421与第二连杆轴颈422错位对称，使第一连杆轴颈421和第二连杆轴颈422旋转角度相差180°，第一连杆轴颈421连接第一连杆43，第二连杆轴颈422连接第二连杆44，第一连杆43连接第一导向杆431，第二连杆44连接第二导向杆441。曲轴42旋转时由于第一连杆轴颈421和第二连杆轴颈422旋转角度相差180°，当第一连杆43后拉时第二连杆44前推，使第一导向杆431回缩而第二导向杆441伸出，第一导向杆431连接第一齿条46，第二导向杆441连接第二齿条47，使第一齿条46与第二齿条47作方向相反的往复直线运动，第一齿条46驱动第一机架2，第二齿条47驱动第二机架3，使第一机架2上的支撑架与第二机架3上的支撑架运动方向相反，第一机架2支撑架上升时第二机架3支撑架下降，使第一机架2支撑架与第二机架3支撑架位于同一高度，通过倾斜设置的支撑架顶端使原料钢管在重力作用下从第一机架2移动至第二机架3，驱动装置继续驱动，曲轴42继续旋转，此时方向改变，第一机架2支撑架向下移动至与钻杆箱12平齐，钻杆箱12内的原料钢管移动至第一机架2的支撑架内。第二机架3的支撑架上升，后一上料单元第一机架2的支撑架下降与当前上料单元第二机架3的支撑架平齐，将当前单元的原料钢管输送至后一上料单元，如此循环，使原料钢管逐级输送。且第一机架2与第二机架3通过同一驱动电机4驱动，同时通过曲轴42完成方向相反的运动，第一机架2支撑架向下的同时第二支撑架向上，能够得到双倍的行程，有效减小了设备整体的体积，精简了结构，降低成本。

如图5所示，还包括导向架45，所述导向架45上设有导向槽，所述导向槽包括第一导向槽451与第二导向槽452，所述第一导向杆431置于所述第一导向槽451内，所述第二导向杆441置于所述第二导向槽452内。导向架45上设置第一导向槽451与第二导向槽452，第一导向杆431设置在第一导向槽451内，第二导向杆441设置在第二导向槽452内，能够保证导向杆的移动方向，防止导向杆移动发生偏差，防止齿条与齿轮磨损的加剧，保证使用寿命。

如图1、图2所示，上料单元包括第一上料单元13与第二上料单元14，第二上料单元14的位置高于第一上料单元13的位置，所述第一上料单元13的第一机架2上设有第一压力传感器131，所述第二上料单元14的第一机架2上设有第二压力传感器141，所述第一压力传感器131连接有控制单元，所述控制单元控制所述第一上料单元13的驱动电机4以及第二上料单元14的驱动电机4。上料单元包括第一上料单元13与第二上料单元14，第二上料单元14置于第一上料单元13的后方，且第二上料单元14的高度大于第一上料单元13的高度，使第一上料单元13第二机架3的支撑架上升至最高时与第二上料单元14第一机架2的支撑架下降至最低时平齐。同时为更长更高距离的输送，也可将更多的上料单元进行组合，组合方式与前述的相同即前一上料单元第二机架3的支撑架上升至最高处时与后一上料单元第一机架2的支撑架下降至最低处时平齐。第一上料单元13第一机架2上的支撑板291上设置第一压力传感器131，第二上料单元14第一机架2上设置第二压力传感器141，通过第一压力传感器131与第二压力传感器向控制单元输送信号从而控制第一上料单元13的驱动电机4以及第二上料单元14的驱动电机4，能够方便对第一上料单元13与第二上料单元14的控制，在没有原料输送时驱动装置能够及时停止，减少耗能，减低成本。

如图6、图7、图8所示，导向框架29上设有嵌入腔5，所述嵌入腔5内设有固定杆51，所述支撑架上设有滑动体设在所述固定杆51上的滑动体7，所述滑动体7包括相对设置的上盖与下盖，所述上盖与下盖之间设有阻尼齿条71，所述嵌入腔5内设有与所述阻尼齿条71啮合的阻尼齿轮6，所述阻尼齿轮6包括环形外轮61，所述环形外轮61的内壁上设有花键611，所述环形外轮61的中心设有与所述花键611配合的花键611轴，所述环形外轮61的上下两端分别设有上密封盖63与下密封盖64，所述上密封盖63与下密封盖64构成的空腔65内灌注有铅体。导向框架29对支撑架的移动起到引导作用，防止支撑架的移动发生偏差。导向框架29内设置嵌入腔5，嵌入腔5内设置固定杆51，支撑架上设置滑动体设在固定杆51上的滑动体，通过固定杆51与滑动体的配合能够保证支撑架移动方向，同时对支撑架起到支撑作用，减小第一传动链条271与第二传动链条281的负担。滑动体的两侧设置阻尼齿条71，嵌入腔5内设置与阻尼齿轮6配合的阻尼齿轮6，能够减缓支撑架移动时的振动，缓冲支撑架移动方向改变时对结构的冲击，保证整体结构的稳定性。阻尼齿轮6包括环形外轮61和设置在环形外轮61中间的花键611轴构成，环形外轮61的上端设置上密封盖63，下端设置下密封盖64，在上密封盖63与下密封盖64构成的腔室内填充铅体，能够保证阻尼齿轮6的阻尼性能。

如图9所示，固定杆51与所述滑动体7之间设有缓冲装置8，所述缓冲装置8包括置于所述滑动体7内侧的第一轨道72与置于所述固定杆51外侧的第二轨道511，所述第一轨道72上设有第一滑道73，所述第一滑道73上设有第一限位件，所述第一限位件连接有第一缓冲件77，所述第一限位件包括可转动连接的第一前限位件74与第一后限位件75，所述第一滑道73的一端设有第一弯道，所述第一弯道的一侧设有第一限位柱76，所述第一前限位件74上设有可与所述第一限位柱76卡位的第一卡勾78，所述第二轨道511上设有第二限位件，所述第二限位件连接有第二缓冲件516，所述第二限位件包括可转动连接的第二前限位件513与第二后限位件514，所述第二滑道512的一端设有第二弯道，所述第二弯道的一侧设有第二限位柱515，所述第二前限位件513上设有可与所述第二限位柱515卡位的第二卡勾517，所述第一前限位件74与第一后限位件75错位设置，所述第二前限位件513与第二后限位件514错位设置，使所述第一前限位件74与所述第二后限位件514可相互卡位，所述第二前限位件513与所述第一后限位件75相互卡位。第一缓冲件77与第二缓冲件516均为弹簧。第一前限位件74连接第一缓冲件77，第二前限位件513连接第二缓冲件516。滑动体向上移动时，第一前限位件74与第二后限位件514卡位，第一限位件整体在第一滑道73上向后移动，第一前限位件74拉伸弹簧进行缓冲，第一前限位件74移动至第一弯道时发生偏转使第一前限位件74与第二后限位件514脱离接触，同时第一前限位件的第一卡勾78与第一限位柱76卡位，使弹簧保持拉伸，但滑动体可继续向上移动。滑动体向下移动时，第一后限位件75与第二前限位件513抵触，第二前限位件513推动第一后限位件75移动同时也带动第一前限位件74与第一限位柱76脱锁使第一缓冲件77复位，滑动体继续向下移动，第一后限位件75继续推动第二前限位件513移动至第二弯道，第二缓冲件516拉伸进行缓冲，同时第二前限位件513发生转动使第二卡勾517与第二限位柱515卡勾，使滑动体可继续向下移动。

本发明还提供一种钻杆生产用加工系统的加工工艺，包括以下步骤：

S1：上料，输送原料钢管至锯床，对钢管进行切割并预留后续加工所需余量；

S2：粗加工，对切割完后的钢管进行锻造、粗车、调质、半精车、精车；

S3：一次调直，对切割完后的钢管进行直线度的第一次校准；

S4：焊接，使用摩擦焊机对粗加工完后的钢管进行焊接，焊接温度为1070-1085℃，焊接完后进行表面加工，去除焊接缝上的毛刺、飞边；

S5：热处理，对焊接后的钻杆整体通过回火炉进行回火，回火温度为600-620℃；

S6：二次调直，对热处理完后的钻杆整体进行直线度的第二次校准。

其中步骤S1中还包括以下子步骤：

S1a：将钢管放入钻杆箱12内；

S1b：第一上料单元13处于初始状态，第一上料单元13的第一机架2顶部与钻杆箱12平齐，使第一上料单元13第一机架2的支撑板291与钻杆箱12平齐，钻杆箱12的内钢管移动至第一上料单元13第一机架2的支撑板291上；

S1c：第一压力传感器131受到压力向控制单元输出信号，控制单元接收到第一压力传感器131的信号后控制第一上料单元13的驱动电机4启动；

S1d：第一上料单元13的驱动电机4驱动第一上料单元13第一机架2的支撑板291向上移动，同时使第一上料单元13第二机架3的支撑板291向下移动，当第一上料单元13第一机架2的支撑板291和第一上料单元13第二机架3的支撑板291处于同一高度的位置时，钢管从第一上料单元13的第一机架2移动至第一上料单元13的第二机架3；

S1e：钢管不再对第一压力装置进行压迫，第一压力传感器131不再向控制单元输出信号，控制单元控制第一上料单元13的驱动电机4使第一上料单元13复位至初始位置，同时第二压力传感器141受到钢管的压力向控制单元输出信号；

S1f：控制单元接收到第二压力传感器141信号后控制第二上料单元14的驱动电机启动，第二上料单元14的驱动电机4驱动第二上料单元14第一机架2的支撑板291向上移动，第二上料单元14第二机架3的支撑板291向下移动，当第二上料单元14第一机架2和的支撑板291与第二上料单元14第二机架3的支撑板291处于同一高度时，钢管从第二上料单元14的第一机架2移动至第二上料单元14的第二机架3；

S1g：钢管从第二上料单元14的第一机架2移动至第二上料单元14的第二机架3后不再对第二压力传感器141施加压力，第二压力传感器141停止向控制单元输出信号，第二控制单元控制第二上料单元14的驱动电机4使第二上料单元14复位至初始状态。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，而不是全部实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，基于上述实施例而获得的其他实施例，都应当属于本发明保护的范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻杆生产用加工系统，包括上料装置、粗加工装置、焊接装置以及热处理装置，其特征在于，所述上料装置包括机体，所述机体上设有底板(11)以及在底板(11)两端相对设置的侧板(1)，所述底板(11)上设有钻杆箱(12)，所述侧板(1)上设有阶梯式上料机构，所述阶梯式上料机构包括若干上料单元，所述上料单元包括上料支撑架以及驱动所述上料支撑架沿所述侧板(1)竖直方向移动的驱动装置，所述上料支撑架包括架体，所述架体包括两个高低设置的第一架体和第二架体，所述架体包括相对设置的第一固定框架(27)和第二固定框架(28)，第一固定框架(27)与第二固定框架(28)之间设有导向框架(29)，所述导向框架(29)上设有用于输送原料的支撑板(291)，支撑板(291)的上端面倾斜设置，所述第一固定框架(27)的上端设有第一凹槽，下端设有第二凹槽，所述第二固定框架(28)的上端设有第三凹槽，下端设有第四凹槽，所述第一凹槽内设有第一链轮(21)，第二凹槽内设有第二链轮(22)，第三凹槽内设有第三链轮(23)，第四凹槽内设有第四链轮(24)，所述第一链轮(21)与第二链轮(22)之间设有第一传动链条(271)，所述第三链轮(23)与第四链轮(24)之间设有第二传动链条(281)，所述第一传动链条(271)与第二传动链条(281)共同连接有连接器，所述连接器连接所述支撑板(291)，所述驱动装置驱动所述第二链轮(22)与第四链轮(24)转动，所述驱动装置包括驱动电机(4)，驱动电机(4)连接有减速机(41)，所述减速机(41)连接有曲轴(42)，所述曲轴(42)包括第一连杆轴颈(421)和第二连杆轴颈(422)，所述第一连杆轴颈(421)与第二连杆轴颈(422)错位且对称设置，所述第一连杆轴颈(421)连接有第一连杆(43)，第一连杆(43)连接有第一导向杆(431)，第一导向杆(431)连接有第一齿条(46)，所述第二连杆轴颈(422)连接有第二连杆(44)，第二连杆(44)连接有第二导向杆(441)，第二导向杆(441)连接有第二齿条(47)，所述第一架体的第二链轮(22)上同轴设有第一齿轮(25)，第四链轮(24)上同轴设有第二齿轮(26)，所述第一齿条(46)与所述第一齿轮(25)与第二齿轮(26)啮合，所述第二架体的第二链轮(22)上同轴设有第三齿轮，第二架体的第四链轮(24)上同轴设有第四齿轮，所述第二齿条(47)与所述第三齿轮与第四齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆生产用加工系统，其特征在于，所述架体上设有张紧装置(8)，所述张紧装置(8)包括第一摆臂(81)与第二摆臂(82)，所述第一固定框架(27)上设有第一转轴(83)，所述第一摆臂(81)的第一端连接所述第一转轴(83)且朝向所述第一固定框架(27)外侧延伸有第一张紧架(811)，所述第一张紧架(811)上设有第一张紧轮(812)，所述第一张紧轮(812)与所述第一传动链条(271)啮合，所述第二固定框架(28)上设有第二转轴(84)，所述第二摆臂(82)与所述第二转轴(84)连接且朝向所述第二固定框架(28)外侧延伸有第二张紧架(821)，所述第二张紧架(821)上设有第二张紧轮(822)，所述第二张紧轮(822)与所述第二传动链条(281)啮合，所述第一摆臂(81)的另一端与所述第二摆臂(82)的另一端共同连接有第三转轴(85)，所述导向框架(29)上设有可使所述第三转轴(85)上下移动的调节架(86)。

3.根据权利要求1所述的一种钻杆生产用加工系统，其特征在于，还包括导向架(45)，所述导向架(45)上设有导向槽，所述导向槽包括第一导向槽(451)与第二导向槽(452)，所述第一导向杆(431)置于所述第一导向槽(451)内，所述第二导向杆(441)置于所述第二导向槽(452)内。

4.根据权利要求1所述的一种钻杆生产用加工系统，其特征在于，所述上料单元包括第一上料单元(13)与第二上料单元(14)，第二上料单元(14)的位置高于第一上料单元(13)的位置，所述第一上料单元(13)的第一机架(2)上设有第一压力传感器(131)，所述第二上料单元(14)的第一机架(2)上设有第二压力传感器(141)，所述第一压力传感器(131)连接有控制单元，所述控制单元控制所述第一上料单元(13)的驱动电机(4)以及第二上料单元(14)的驱动电机(4)。

5.根据权利要求1所述的一种钻杆生产用加工系统，其特征在于，所述导向框架(29)上设有嵌入腔(5)，所述嵌入腔(5)内设有固定杆(51)，所述支撑架上设有滑动套设在所述固定杆(51)上的滑动体(7)，所述滑动体(7)包括相对设置的上盖与下盖，所述上盖与下盖之间设有阻尼齿条(71)，所述嵌入腔(5)内设有与所述阻尼齿条(71)啮合的阻尼齿轮(6)，所述阻尼齿轮(6)包括环形外轮(61)，所述环形外轮(61)的内壁上设有花键(611)，所述环形外轮(61)的中心设有与所述花键(611)配合的花键轴(62)，所述环形外轮(61)的上下两端分别设有上密封盖(63)与下密封盖(64)，所述上密封盖(63)与下密封盖(64)构成的空腔(65)内灌注有铅体。

6.根据权利要求5所述的一种钻杆生产用加工系统，其特征在于，所述固定杆(51)与所述滑动体(7)之间设有缓冲装置，所述缓冲装置包括置于所述滑动体(7)内侧的第一轨道(72)与置于所述固定杆(51)外侧的第二轨道(511)，所述第一轨道(72)上设有第一滑道(73)，所述第一滑道(73)上设有第一限位件，所述第一限位件连接有第一缓冲件(77)，所述第一限位件包括可转动连接的第一前限位件(74)与第一后限位件(75)，所述第一滑道(73)的一端设有第一弯道，所述第一弯道的一侧设有第一限位柱(76)，所述第一前限位件(74)上设有可与所述第一限位柱(76)卡位的第一卡勾(78)，所述第二轨道(511)上设有第二滑道(512)，所述第二滑道(512)上设有第二限位件，所述第二限位件连接有第二缓冲件(516)，所述第二限位件包括可转动连接的第二前限位件(513)与第二后限位件(514)，所述第二滑道(512)的一端设有第二弯道，所述第二弯道的一侧设有第二限位柱(515)，所述第二前限位件(513)上设有可与所述第二限位柱(515)卡位的第二卡勾(517)，所述第一前限位件(74)与第一后限位件(75)错位设置，所述第二前限位件(513)与第二后限位件(514)错位设置，使所述第一前限位件(74)与所述第二后限位件(514)可相互卡位，所述第二前限位件(513)与所述第一后限位件(75)相互卡位。

7.一种如权利要求4所述钻杆生产用加工系统的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤，

S1：上料，输送原料钢管至锯床，对钢管进行切割并预留后续加工所需余量；

S2：粗加工，对切割完后的钢管进行锻造、粗车、调质、半精车、精车；

S3：一次调直，对切割完后的钢管进行直线度的第一次校准；

S4：焊接，使用摩擦焊机对粗加工完后的钢管进行焊接，焊接温度为1070-1085℃，焊接完后进行表面加工，去除焊接缝上的毛刺、飞边；

S5：热处理，对焊接后的钻杆整体通过回火炉进行回火，回火温度为600-620℃；

S6：二次调直，对热处理完后的钻杆整体进行直线度的第二次校准。

8.根据权利要求7所述的一种加工工艺，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：

S1a：将钢管放入钻杆箱(12)内；

S1b：第一上料单元(13)处于初始状态，第一上料单元(13)的第一机架(2)顶部与钻杆箱(12)平齐，使第一上料单元(13)第一机架(2)的支撑板(291)与钻杆箱(12)平齐，钻杆箱(12)的内钢管移动至第一上料单元(13)第一机架(2)的支撑板(291)上；

S1c：第一压力传感器(131)受到压力向控制单元输出信号，控制单元接收到第一压力传感器(131)的信号后控制第一上料单元(13)的驱动电机(4)启动；

S1d：第一上料单元(13)的驱动电机(4)驱动第一上料单元(13)第一机架(2)的支撑板(291)向上移动，同时使第一上料单元(13)第二机架(3)的支撑板(291)向下移动，当第一上料单元(13)第一机架(2)的支撑板(291)和第一上料单元(13)第二机架(3)的支撑板(291)处于同一高度的位置时，钢管从第一上料单元(13)的第一机架(2)移动至第一上料单元(13)的第二机架(3)；

S1e：钢管不再对第一压力装置进行压迫，第一压力传感器(131)不再向控制单元输出信号，控制单元控制第一上料单元(13)的驱动电机(4)使第一上料单元(13)复位至初始位置，同时第二压力传感器(141)受到钢管的压力向控制单元输出信号；

S1f：控制单元接收到第二压力传感器(141)信号后控制第二上料单元(14)的驱动电机启动，第二上料单元(14)的驱动电机(4)驱动第二上料单元(14)第一机架(2)的支撑板(291)向上移动，第二上料单元(14)第二机架(3)的支撑板(291)向下移动，当第二上料单元(14)第一机架(2)和的支撑板(291)与第二上料单元(14)第二机架(3)的支撑板(291)处于同一高度时，钢管从第二上料单元(14)的第一机架(2)移动至第二上料单元(14)的第二机架(3)；

S1g：钢管从第二上料单元(14)的第一机架(2)移动至第二上料单元(14)的第二机架(3)后不再对第二压力传感器(141)施加压力，第二压力传感器(141)停止向控制单元输出信号，第二控制单元控制第二上料单元(14)的驱动电机(4)使第二上料单元(14)复位至初始状态。

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