CN114905407A - 一种用于球阀加工的固定旋转转置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于球阀加工的固定旋转转置，包括横轴轴套、横轴主轴、横轴轴芯、横轴法兰、弹簧调节套、锁紧弹簧、轴芯接头、球阀胀芯、球阀胀块、止转插销、插销弹簧、滚珠、插销套、圆锥滚子轴承、轴头拼帽、尘封盘、尘封圈、胀块拼帽、气缸、垫圈、驱动轮、气缸支架、立板。球阀胀芯、球阀胀块用于固定球阀；横轴主轴为驱动轴，驱动球阀旋转，配合上方研磨盘对球阀研磨。本发明结构精简，球阀工作时固定牢靠，拆卸时方便轻松，只需配备相应规格的球阀胀芯、球阀胀块，就能适应不同规格球阀的研磨；不仅能满足环境复杂、工况恶劣的石油钻探井下工具的球阀硬密封要求，对于常规球阀的精度提升也有很大帮助。

Description

一种用于球阀加工的固定旋转转置

技术领域

本发明属于球阀研磨技术领域，特别是一种用于球阀加工的固定旋转转置。

背景技术

石油钻探行业的井下阀，其环境复杂、工况恶劣，对球阀的精度要求极高，传统球阀固定装置球阀安装和拆卸繁琐、困难、效率低，自动化程度较低，批量生产效率也低。

传统球阀固定装置适应不同规格的球阀装配较难。固定装置调节球阀松紧程度困难，很难实现柔性固定球阀的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于球阀加工的固定旋转转置，以实现球阀的轻松便捷拆装。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于球阀加工的固定旋转转置，包括

从内向外依次套接的横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套；所述横轴主轴与横轴轴套之间通过轴承支撑；

与横轴主轴一端连接的驱动部，用于带动横轴主轴的旋转；

与横轴主轴另一端连接的球阀胀芯，用于连接球阀；

与横轴轴芯一端连接的张紧调节模块，设置在横轴轴芯另一端并通过轴芯接头与横轴轴芯连接的球阀胀块；所述球阀胀块设置在球阀胀芯内，二者分布设有相配合的锥面结构；所述张紧调节模块用于调整球阀胀块与球阀胀芯的胀力大小，实现球阀胀芯对球阀的张紧；

轴向直线移动机构，用于推动横轴轴芯的轴向移动，便于球阀胀块的安装以及球阀胀块与球阀胀芯的分离；

所述横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套之间设有止转机构，所述止转机构设有三个工作位，第一工作位将横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套三者同时锁止，用于轴芯接头的安装；第二工作位将横轴主轴、横轴轴套之间锁止，用于球阀胀芯安装；第三工作位横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套同时解锁，用于旋转工作。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

利用气缸代替传统手动方式拆除球阀胀芯和球阀胀块，省时省力；可拆卸的轴芯接头、球阀胀芯，可以适应不同规格的球阀研磨；止转插销设计小巧方便，易调节工作状态，使用简便；张紧调节模块可以根据加工要求微调球阀胀块与球阀胀芯的胀力大小；尘封盘、尘封圈可以隔离清洗机构时的灰尘，延长机构使用时间。

附图说明

图1为本发明的结构俯视图。

图2为本发明球阀装夹阶段装夹轴芯接头示意图。

图3为本发明球阀装夹阶段装夹球阀胀芯示意图。

图4为本发明球阀旋转工作阶段示意图。

图5为本发明球阀拆卸阶段示意图。

图6为图1中横轴轴芯侧面的限位槽示意图。

图7为图1中横轴主轴的截面示意图。

图8为图1中球阀胀芯的示意图。

图9为图1中球阀胀块的示意图。

图10为图1中插销套示意图。

图11为图1中止转插销示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1-图11，本实施例的一种用于球阀加工的固定旋转转置，包括横轴轴套1、横轴主轴2、横轴轴芯3、横轴法兰4、弹簧调节套5、锁紧弹簧6、轴芯接头7、球阀胀芯8、球阀胀块9、止转插销10、插销弹簧11、滚珠12、插销套13、圆锥滚子轴承 14、轴头拼帽15、尘封盘16、尘封圈17、胀块拼帽18、气缸19、垫圈21、驱动轮22、气缸支架23、立板25。

所述横轴轴套1一端固定在工作台的立板25上，立板25起到固定整个旋转转置的作用。横轴轴套1通过横轴法兰4、螺栓与立板25固定。横轴主轴2置于横轴轴套1 内腔，横轴轴套1两端与横轴主轴2之间设有圆锥滚子轴承14，使得横轴主轴2能够相对横轴轴套1转动。一端的圆锥滚子轴承14通过连接在横轴主轴2上的轴头拼帽15、垫圈21进行轴向定位，另一端的圆锥滚子轴承14通过横轴轴套1和横轴主轴2之间的轴肩进行轴向定位。横轴主轴2起到固定球阀胀芯8和驱动球阀100旋转的作用。横轴轴芯3置于横轴主轴2的内腔中，两端均有螺纹，一端设有外螺纹，用于螺纹连接弹簧调节套5，横轴轴芯3一端上还套接有锁紧弹簧6，弹簧调节套5和锁紧弹簧6均位于横轴主轴2一端内，且锁紧弹簧6位于弹簧调节套5与横轴主轴2一端内壁之间。旋转弹簧调节套5调节弹簧压缩程度，通过锁紧弹簧6可调节球阀胀块9相对球阀胀芯8的张紧度。横轴轴芯3另一端设有内螺纹，用于螺纹连接轴芯接头7的一端，轴芯接头7 的另一端连接有球阀胀块9。球阀胀块9通过螺纹连接在轴芯接头7上，并设有胀块拼帽18进行螺纹锁紧。

所述横轴轴套1与横轴主轴2之间、横轴主轴2与横轴轴芯3之间分别设置尘封盘16和尘封圈17，当球阀研磨完成，吹洗清洁工作台、球阀胀芯8、球阀胀块9、胀块拼帽18等零件上残留的灰尘和研磨膏时，可以起到隔绝灰尘、杂质的作用。

所述横轴主轴2的一端上通过键连接有驱动轮22，用于驱动横轴主轴2的旋转。横轴主轴2的另一端通过螺栓连接有球阀胀芯8，所述轴芯接头7、球阀胀块9均位于球阀胀芯8内，球阀胀芯8的内壁与球阀胀块9的外壁之间设有相配合的锥面，使得二者挤压过程中，球阀胀芯8向外扩张对球阀100内腔进行张紧。横弹簧调节套5调节弹簧压缩程度，控制横轴轴芯3和轴芯接头7带动的球阀胀块施加在球阀胀芯8上的胀力大小，调节到球阀胀芯8对球阀产生的摩擦力直至张紧以满足研磨条件为止。

横轴轴套1固定有轴向直线移动机构，该轴向直线移动机构包括气缸19、气缸支架23；气缸19通过气缸支架23固定在横轴轴套1上，气缸19活塞杆正对横轴轴芯3的一端，能够推动横轴轴芯3的轴向移动。气缸19活塞杆外径略小于弹簧调节套5，正对横轴轴芯3一端，用于研磨完成卸球时，推动横轴轴芯3轴向移动，实现球阀胀块9和球阀胀芯8的分离，解除球阀胀芯8的扩张状态，方便球阀100的拆卸。气缸19活塞杆与横轴轴芯3之间设有能够配合的卡接结构，使得气缸推动横轴轴芯3时，横轴轴芯 3无法转动。

所述横轴轴套1、横轴主轴2、横轴轴芯3之间设有止转机构，起着调节装置不同工作状态的作用。该止转机构包括止转插销10、插销弹簧11、滚珠12、插销套13，横轴轴套1的径向孔内固定有插销套13，止转插销10置于插销套13中，只可沿插销套13的轴向(横轴轴套1的径向)滑动，无法周向转动。所述横轴轴芯3上设有限位槽 31，止转插销10能够贯穿横轴轴套1、横轴主轴2与横轴轴芯3的限位槽31配合。所述插销弹簧11和滚珠12设置在止转插销10的径向通孔101内，插销套13上设有两个限位孔(131、132)，第一限位孔131靠近内侧，第二限位孔132靠近外侧。

下面以止转插销10的不同位置进一步说明球阀、固定旋转装置的技术方案。

所述止转插销10在插销套13中一共有三个位置状态：第一位置，止转插销10插入最底部(与横轴轴芯3的限位槽31配合)，其内端面凸台102与横轴轴芯3的键槽配合，此时止转机构能够将横轴轴套1、横轴主轴2、横轴轴芯3三者同时锁止；第二位置，止转插销10向外移动，止转插销10中的滚珠12卡在插销套13靠内端的第一限位孔131中，此时止转机构只能将横轴轴套1、横轴主轴2锁止；第三位置，止转插销10 中的滚珠12卡在插销套13靠外端的第二限位孔132中，止转机构处于解锁状态。

当研磨的球阀规格确定后，选择相应配套的轴芯接头7与横轴轴芯3配合，此时止转插销10位于第一位置，起到止转横轴轴芯3的作用，方便扳手拧紧轴芯接头7。轴芯接头7安装完成后，将止转插销10置于第二位置，起到止转横轴主轴2的作用，方便扳手拧紧球阀胀芯8与横轴主轴2上的螺栓。球阀胀芯8安装完成后，气缸19推动活塞杆到一定位置，使得轴芯接头7相对球阀胀芯8伸出一部分，安装球阀胀块9和胀块拼帽18。先调整球阀胀块9与球阀胀芯8之间的间隙，然后紧固胀块拼帽18。当球阀胀块9和胀块拼帽18旋转至快贴合胀芯8为止，此时止转插销10位于第一位置，起到止转横轴轴芯3的作用，方便胀块和胀块拼帽18拼紧，方便调节弹簧调节套5。最后装上球阀，退回气缸19，将插销套13置于第三位置，装置可以进入旋转工作状态。

下面根据球阀研磨的工作状态来说明发明的工作原理：本使用新型装置的工作分为三个阶段：球阀装夹阶段、球阀旋转工作阶段、球阀拆卸阶段。

首先是球阀装夹阶段，将止转插销10位于第一位置时，选择球阀配套的轴芯接头7安装；接着将止转插销10置于第二位置，选择球阀配套的球阀胀芯8安装；然后再将止转插销10置于第一位置，推动气缸19至一定位置，安装配套的球阀胀块9和胀块拼帽18；最后将球阀100置于工作位置，微调球阀胀块9、胀块拼帽18、弹簧调节套5 的位置，保证球阀100与球阀胀芯8张紧，实现同步运动。

开始球阀100的研磨，驱动轮22在外部电机、同步带的带动下旋转，配合研磨盘对球阀100进行研磨，当球阀处于旋转工作阶段，止转插销10必须处在第三位置，气缸19必须退回，保证横轴主轴2的自由旋转，带动球阀100旋转进行研磨。

当球阀研磨完成，进入球阀拆卸阶段，将止转插销10置于第一位置，推动气缸19至球阀胀芯8和球阀胀块9分离，取下球阀100并对球阀胀块9和胀块拼帽18进行拆卸；然后将止转插销10置于第二位置，拆卸球阀胀芯8；最后将止转插销10置于第一位置，拆卸轴芯接头7。若产品需要批量生产，则此阶段不需要拆卸球阀胀芯8、球阀胀块9、轴芯接头7等球阀配套零件，只需要推动气缸19，清洗工作台，更换球阀，即可进入工作阶段。

Claims (7)

1.一种用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，包括

从内向外依次套接的横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套；所述横轴主轴与横轴轴套之间通过轴承支撑；

与横轴主轴一端连接的驱动部，用于带动横轴主轴的旋转；

与横轴主轴另一端连接的球阀胀芯，用于连接球阀；

与横轴轴芯一端连接的张紧调节模块，设置在横轴轴芯另一端并通过轴芯接头与横轴轴芯连接的球阀胀块；所述球阀胀块设置在球阀胀芯内，二者分布设有相配合的锥面结构；所述张紧调节模块用于调整球阀胀块与球阀胀芯的胀力大小，实现球阀胀芯对球阀的张紧；

轴向直线移动机构，用于推动横轴轴芯的轴向移动，便于球阀胀块的安装以及球阀胀块与球阀胀芯的分离；

所述横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套之间设有止转机构，所述止转机构设有三个工作位，第一工作位将横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套三者同时锁止，用于轴芯接头的安装；第二工作位将横轴主轴、横轴轴套之间锁止，用于球阀胀芯安装；第三工作位横轴轴芯、横轴主轴、横轴轴套同时解锁，用于旋转工作。

2.根据权利要求1所述的用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，所述张紧调节模块包括弹簧调节套、锁紧弹簧；所述横轴轴芯一端设有外螺纹，用于连接弹簧调节套，横轴轴芯一端上套接有锁紧弹簧，弹簧调节套和锁紧弹簧均位于横轴主轴一端内，且锁紧弹簧位于弹簧调节套与横轴主轴一端内壁之间。

3.根据权利要求1或2所述的用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，所述横轴轴芯另一端与轴芯接头通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，所述止转机构包括止转插销、插销弹簧、滚珠、插销套；所述横轴轴套的径向孔内固定有插销套，止转插销置于插销套中，只能够沿插销套的轴向移动，无法周向转动；所述横轴轴芯上设有限位槽，止转插销能够贯穿横轴轴套、横轴主轴与横轴轴芯的限位槽配合；所述插销弹簧和滚珠设置在止转插销的径向通孔内，插销套上设有靠近内侧的第一限位孔和靠近外侧的第二限位孔；止转插销插入横轴轴芯的限位槽内时，止转机构处于第一工作位；滚珠卡在第一限位孔中时，止转机构处于第二工作位；滚珠卡在第二限位孔中时，止转机构处于第三工作位。

5.根据权利要求1或4所述的用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，所述轴向直线移动机构与横轴轴芯之间设有防止横轴轴旋转的芯卡合结构。

6.根据权利要求1所述的用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，所述球阀胀块通过螺纹连接在轴芯接头上，并设有胀块拼帽进行螺纹锁紧。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于球阀加工的固定旋转转置，其特征在于，其工作过程为：

首先是球阀装夹阶段，将止转机构位于第一工作位时，选择球阀配套的轴芯接头安装；接着将止转机构置于第二工作位，选择球阀配套的球阀胀芯安装；然后再将止转机构置于第一工作位，轴向直线移动机构推动横轴轴芯，安装配套的球阀胀块；最后将球阀置于工作位置，微调球阀胀块、弹簧调节套的位置，保证球阀与球阀胀芯张紧，实现同步运动；

开始球阀的研磨，轴向直线移动机构退回，止转机构必须处在第三工作位，保证横轴主轴的自由旋转；驱动部带动横轴主轴的旋转，配合研磨盘对球阀进行研磨；

当球阀研磨完成，进入球阀拆卸阶段，将止转机构置于第一工作位，轴向直线移动机构推动横轴轴芯将球阀胀芯和球阀胀块分离，取下球阀并对球阀胀块进行拆卸；然后将止转机构置于第二工作位，拆卸球阀胀芯；最后将止转机构置于第一工作位，拆卸轴芯接头。

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