管式抽油泵及其组件总成的组合装配线
技术领域
本发明涉及装配组合加工技术领域,具体涉及管式抽油泵及其组件总成的组合装配线。
背景技术
抽油泵是由抽油机带动把井内原油抽到地面的常用井下装置。普通抽油泵主要由泵筒、吸入阀、活塞、排除阀四大部分组成。按照抽油泵在井下的固定方式,可分为管式泵和杆式泵。
管式泵又称油管泵,特点是把泵筒、衬套和吸入阀在地面组装好并接在油管下部先下入井中,然后把装有排出阀的活塞用抽油杆通过油管下入泵中。其中衬套分为内衬和外套,内衬安装在泵筒和活塞之间起防砂防磨作用,外套安装在泵筒和抽油管之间,起密封防气作用。
管式抽油泵井下组件的组装是在地面完成的,具体来说,需要先将进油筒固定在工作泵筒的下端,然后分别将内衬和外套分别装配固定在工作泵筒的内壁和外壁上,将完成组装的组件总成及抽油管下入油井中,再进行活塞抽油杆的装配。其中,工作泵筒和进油筒处采用的是接箍螺纹连接的方式,螺纹接箍的两段内螺纹分别套接在工作泵筒和进油筒的外周壁上。
由于管式抽油泵的长度长、重量大,采用人工装配的方式不仅劳动强度大、组装效率低而且装配精度有限,不适宜大规模生产,在生产过程中已逐渐淘汰,而现有的机械式装配方式在实际应用过程中普遍存在以下几个问题:
1、装配的一体化和自动化程度低。具体来说,现有的用于抽油杆装配的机械化方式在单次组装过程中只能实现单一的部件组合,即以一个部件作为装配基体,将另外的部件逐次、单个地安装到基体部件上,这种装配方式虽然能够避免不同的部件在装配进给过程中的干涉,保证装配的有序进行,却也极大地牺牲了装配效率,增加了装配的时间成本,另外,不合理的装配次序也会极大地影响装配的进行。
2、装配过程中上下料不便。具体来说,为避免装配过程中不同组件之间的相互干扰,不同的组件往往需要注意进行上料安装,这会破坏装配的连续性,影响装配效果,而成型后的抽油泵组件的长度和重量都会增加,这也从另一方面增大了下料难度。
3、装配定位困难、装配精度低。具体来说,抽油泵组件井下部件的装配定位主要包括三个部分,分别为内衬的装配定位、外套的装配定位和螺纹接箍两段螺纹的拧装定位,其中内衬和外套的装配定位主要是滑动定位,而螺纹的拧装定位则是转动定位,而采用现有的机械化装配方式却难以实现上述三部分的精准装配定位,导致装配的精度低,难以保证装配成品质量。
综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供管式抽油泵及其组件总成的组合装配线,用以解决传统技术中的装配方式在用于管式抽油泵的组件总成安装时,存在的装配的一体化和自动化程度低导致装配效率低、装配过程中上下料不便破坏装配连续性以及装配定位难度大导致装配精度低的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
管式抽油泵及其组件总成的组合装配线,包括水平设置的装配工作台,所述装配工作台的上表面一端转动设有进油筒夹持组件,所述装配工作台的纵向侧端面上开设有摆动避让口,所述摆动避让口铰接设有摆动侧板,所述摆动侧板上设有套件推进组件,所述装配工作台下表面固接有L形支撑座,所述L形支撑座上开设有横向的滑动限位口,所述滑动限位口内滑动设有升降上料组件,所述装配工作台的上表面还开设有横向延伸的升降避让口,所述升降避让口内滑动设有泵筒拧装组件,所述装配工作台的上表面另一端固接有内衬装配组件。
作为一种优化的方案,所述进油筒夹持组件包括紧贴所述装配工作台上表面转动的圆形转盘,所述圆形转盘的上表面固接有竖向的夹持支撑板,所述夹持支撑板的外端面中心处固接有水平方柱,所述夹持支撑板上开设有若干个夹持避让口,若干个所述夹持避让口关于所述水平方柱呈中心对称设置,每个所述夹持避让口内分别设有伸缩夹持板,所述伸缩夹持板的末端穿过所述夹持避让口并延伸至其外侧,所述水平方柱的每个侧端面上分别设有夹持伸缩缸,所述夹持伸缩缸的伸缩末端固接至所述伸缩夹持板的内弧面。
作为一种优化的方案,所述套件推进组件包括滑动设置的推进限位框,所述推进限位框的内周面上开设有若干个中心对称的伸缩收纳口,每个所述伸缩收纳口的内部末端分别固接有支撑挡板,每块所述支撑挡板的内侧端面上分别设有可伸缩的推进挡板。
作为一种优化的方案,所述泵筒拧装组件包括紧贴所述装配工作台上表面滑动的拧装底座,所述拧装底座的上表面固接有竖向的拧装限位框,所述拧装限位框内转动设有环形拧装轮,所述拧装限位框和所述环形拧装轮之间设有定位卡环,所述定位卡环固接在所述拧装限位框的内周面上,所述环形拧装轮的外周壁上对应所述定位卡环开设有环形卡槽。
作为一种优化的方案,所述拧装底座的上表面上沿纵向固接有两个对称的支撑传动电机,每个所述支撑传动电机的输出轴末端分别固接有支撑传动轮,两个所述支撑传动轮分别卡装在所述环形卡槽内,并与所述环形拧装轮抵触传动。
作为一种优化的方案,所述环形拧装轮的外侧环形端面上固接有若干块中心对称的夹持基板,每块所述夹持基板上分别开设有连通安装口,每个所述连通安装口内分别伸缩设置T形夹装板。
作为一种优化的方案,所述升降上料组件包括支撑滑座,所述支撑滑座的下部卡装在所述滑动限位口内,所述L形支撑座的侧端面上固接有滑动驱动电机,所述滑动驱动电机的输出轴穿过所述L形支撑座并延伸至所述滑动限位口内,所述滑动驱动电机的输出轴末端固接有第二螺纹杆,所述第二螺纹杆横向穿过并螺纹连接于所述支撑滑座。
作为一种优化的方案,所述升降上料组件还包括升降设于所述支撑滑座上方的接箍上料座和外套上料座,所述接箍上料座和外套上料座均为上表面内凹的方形座,所述支撑滑座的上表面对应所述接箍上料座和所述外套上料座分别设有两组升降伸缩缸,其中一组所述升降伸缩缸的上部伸缩端固接至所述接箍上料座,另一组所述升降伸缩缸的上部伸缩端固接至所述外套上料座。
作为一种优化的方案,所述内衬装配组件与所述进油筒夹持组件相对设置,所述内衬装配组件包括固接于所述装配工作台上表面的竖向安装板,所述竖向安装板靠近所述泵筒拧装组件一侧的侧端面上固接有水平的滑动半筒,所述竖向安装板的侧端面中心处固接有水平的液压伸缩缸,所述液压伸缩缸设于所述滑动半筒的上方,所述液压伸缩缸的伸缩末端固接有竖向的装配推料板。
作为一种优化的方案,所述装配工作台的下表面固接有转向驱动电机,所述转向驱动电机的输出轴末端向上穿过所述装配工作台并固接至所述圆形转盘的下表面中心处。
作为一种优化的方案,所述装配工作台纵向侧端面还开设有与所述摆动避让口相对的电机安装口,所述电机安装口内固接有摆动驱动电机,所述摆动驱动电机的输出轴末端穿过所述装配工作台并固接至所述摆动侧板靠近下部的侧端面。
作为一种优化的方案,所述摆动侧板上开设有横向的推进限位口,所述推进限位口内卡装设有推进连接块,所述推进连接块的一端向内延伸并固接至所述推进限位框的侧端面,所述推进连接块的另一端向外延伸并固接有推进驱动座,所述推进驱动座紧贴所述摆动侧板的外端面滑动设置。
作为一种优化的方案,所述摆动侧板的外端面一端固接有水平的推进驱动电机,所述推进驱动电机的输出轴末端固接有第一螺纹杆,所述第一螺纹杆穿过并螺纹连接于所述推进驱动座。
作为一种优化的方案,所述升降避让口内卡装设有滑动连接座,所述滑动连接座固接至所述拧装底座的下表面,所述滑动连接座的下端穿过所述升降避让口并延伸至所述装配工作台和所述L形支撑座之间。
作为一种优化的方案,所述装配工作台的下表面一侧固接有两个对称的步进电机,每个所述步进电机的输出轴末端分别穿过所述L形支撑座的竖直侧壁并固接有螺纹驱动杆,所述螺纹驱动杆横向穿过并螺纹连接于所述滑动连接座。
作为一种优化的方案,所述L形支撑座的上表面中心处固接有竖向的分隔板,所述分隔板的上端向上延伸固接在所述升降避让口的相对内壁上,每根所述螺纹驱动杆的末端分别转动支撑在所述分隔板的内侧壁上。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明的设置使得抽油泵的泵筒、进油筒、内衬、外套及螺纹接箍的装配组合过程可在同一台设备上进行,具体则是通过进油筒夹持组件、套件推进组件、升降上料组件、泵筒拧装组件以及内衬装配组件等组件之间配合联动来实现的一体化装配。
本发明中设置的进油筒夹持组件既可在抽油泵各组件装配的过程中实现对于抽油筒的端部夹持定位,又能在各组件装配完成后,通过转向驱动电机的转向调节,将装配完成的部件转至侧向,从侧面进行拆卸下料过程。
本发明中摆动设置的套件推进组件可实现套装部件的推进安装,具体地,套件推进组件中设置了一个可沿横向滑动的推进限位框,同时又在推进限位框的内周面上设置了若干块可伸缩的推进挡板,在套装部件推进装配的过程中,可根据套装部件的口径大小对推进挡板的伸出长度进行调节,以增加推件的适配性,而整体摆动设置的推进限位框也则在套装部件在上料移动的过程对其进行避让;进一步地,伸缩设于推进限位框上的推进挡板还能在螺纹接箍与泵筒对接拧装的过程中对螺纹接箍的一端进行顶紧支撑,避免拧紧过程中因接箍位移而导致的拧装偏移的问题。
本发明中设置的升降上料组件一方面可实现装配过程中螺纹接箍和外套的升降上料,另一方面外套上料座和接箍上料座又能分别在外套推进装配过程中和接箍拧紧装配完成后中缩回升降避让口内,防止外套上料座与推进限位框的横向运动发生干涉,同时避免接箍上料座对卸料过程造成阻碍。
本发明中滑动设置的泵筒拧装组件可在装配前对泵筒的一端进行夹持定位,在装配时通过支撑传动电机及支撑传动轮驱动环形拧装轮转动,继而带动泵筒整体做拧装转动,而滑动设置的拧装底座则可在装配过程中驱动泵筒主动与内衬、外套及接箍等部件对接,以实现自动化组装过程。
本发明中的内衬装配组件中设置了一个用于内衬平放的滑动半筒,通过伸缩的装配推料板可将滑动半筒上放置的内衬水平推入泵筒内,从而实现内衬与泵筒的装配组合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明中的各组件在主视方向上的内部结构剖视示意图;
图2为本发明中的各组件在俯视方向上的内部结构剖视示意图;
图3为本发明中的各组件在侧视方向上的外部整体示意图;
图4为本发明中的泵筒拧装组件在侧视方向上的内部结构示意图;
图5为本发明中的套件推进组件在侧视方向上的内部结构示意图;
图6为本发明中的升降上料组件在侧视方向上的内部结构示意图;
图7为本发明在主视方向上的外部整体示意图;
图8为本发明在俯视方向上的外部整体示意图。
图中:1-装配工作台,2-摆动避让口,3-摆动侧板,4-L形支撑座,5-滑动限位口,6-升降避让口,7-圆形转盘,8-夹持支撑板,9-水平方柱,10-夹持避让口,11-伸缩夹持板,12-夹持伸缩缸,13-转向驱动电机,14-电机安装口,15-摆动驱动电机,16-推进限位框,17-伸缩收纳口,18-支撑挡板,19-推进挡板,20-推进限位口,21-推进连接块,22-推进驱动座,23-推进驱动电机,24-第一螺纹杆,25-支撑滑座,26-滑动驱动电机,27-第二螺纹杆,28-接箍上料座,29-外套上料座,30-升降伸缩缸,31-拧装底座,32-拧装限位框,33-环形拧装轮,34-定位卡环,35-环形卡槽,36-支撑传动电机,37-支撑传动轮,38-夹持基板,39-连通安装口,40-T形夹装板,41-滑动连接座,42-步进电机,43-螺纹驱动杆,44-分隔板,45-竖向安装板,46-滑动半筒,47-液压伸缩缸,48-装配推料板,49-泵筒,50-进油筒,51-内衬,52-外套,53-螺纹接箍。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至图8所示,管式抽油泵及其组件总成的组合装配线,包括水平设置的装配工作台1,装配工作台1的上表面一端转动设有进油筒夹持组件,装配工作台1的纵向侧端面上开设有摆动避让口2,摆动避让口2铰接设有摆动侧板3,摆动侧板3上设有套件推进组件,装配工作台1下表面固接有L形支撑座4,L形支撑座4上开设有横向的滑动限位口5,滑动限位口5内滑动设有升降上料组件,装配工作台1的上表面对应升降上料组件还开设有升降避让口6,升降避让口6沿横向延伸,升降避让口6内滑动设有泵筒拧装组件,装配工作台1的上表面另一端固接有内衬装配组件。
进油筒夹持组件包括紧贴装配工作台1上表面转动的圆形转盘7,圆形转盘7的上表面固接有竖向的夹持支撑板8,夹持支撑板8的外端面中心处固接有水平方柱9,夹持支撑板8上开设有若干个夹持避让口10,若干个夹持避让口10关于水平方柱9呈中心对称设置,每个夹持避让口10内分别卡装设有伸缩夹持板11,伸缩夹持板11为弧形板,伸缩夹持板11的末端穿过夹持避让口10并延伸至其外侧,水平方柱9的每个侧端面上分别设有夹持伸缩缸12,夹持伸缩缸12的伸缩末端固接至伸缩夹持板11的内弧面。
装配工作台1的下表面固接有转向驱动电机13,转向驱动电机13的输出轴末端向上穿过装配工作台1并固接至圆形转盘7的下表面中心处。
装配工作台1纵向侧端面还开设有与摆动避让口2相对的电机安装口14,电机安装口14内固接有摆动驱动电机15,摆动驱动电机15的输出轴末端穿过装配工作台1并固接至摆动侧板3靠近下部的侧端面。
套件推进组件包括推进限位框16,推进限位框16为内圆外方的竖直框,推进限位框16的内周面上开设有若干个中心对称的伸缩收纳口17,每个伸缩收纳口17的内部末端分别固接有支撑挡板18,每块支撑挡板18的内侧端面上分别设有可伸缩的推进挡板19,通过推进挡板19的伸缩可调节推件范围,以适应不同口径的套装部件的装配推进。
摆动侧板3上开设有横向的推进限位口20,推进限位口20内卡装设有推进连接块21,推进连接块21的一端向内延伸并固接至推进限位框16的侧端面,推进连接块21的另一端向外延伸并固接有推进驱动座22,推进驱动座22紧贴摆动侧板3的外端面滑动设置。
摆动侧板3的外端面一端固接有水平的推进驱动电机23,推进驱动电机23的输出轴末端固接有第一螺纹杆24,第一螺纹杆24穿过并螺纹连接于推进驱动座22。
升降上料组件包括支撑滑座25,支撑滑座25的下部卡装在滑动限位口5内,L形支撑座4的侧端面上固接有滑动驱动电机26,滑动驱动电机26的输出轴穿过L形支撑座4并延伸至滑动限位口5内,滑动驱动电机26的输出轴末端固接有第二螺纹杆27,第二螺纹杆27横向穿过并螺纹连接于支撑滑座25。
升降上料组件还包括升降设于支撑滑座25上方的接箍上料座28和外套上料座29,接箍上料座28和外套上料座29均为上表面内凹的方形座,支撑滑座25的上表面对应接箍上料座28和外套上料座29分别设有两组升降伸缩缸30,其中一组升降伸缩缸30的上部伸缩端固接至接箍上料座28,另一组升降伸缩缸30的上部伸缩端固接至外套上料座29,接箍上料座28的宽度小于螺纹接箍53的宽度,外套上料座29的宽度小于外套52的宽度。
泵筒拧装组件包括紧贴装配工作台1上表面滑动的拧装底座31,拧装底座31的上表面固接有竖向的拧装限位框32,拧装限位框32内转动设有环形拧装轮33,拧装限位框32和环形拧装轮33之间设有定位卡环34,定位卡环34为开口朝下的U形环,定位卡环34固接在拧装限位框32的内周面上,环形拧装轮33的外周壁上对应定位卡环34开设有环形卡槽35。
拧装底座31的上表面上沿纵向固接有两个对称的支撑传动电机36,每个支撑传动电机36的输出轴末端分别固接有支撑传动轮37,两个支撑传动轮37分别卡装在环形卡槽35内,并与环形拧装轮33抵触传动。
环形拧装轮33的外侧环形端面上固接有若干块中心对称的夹持基板38,每块夹持基板38上分别开设有连通安装口39,每个连通安装口39内分别伸缩设置T形夹装板40。
升降避让口6内卡装设有滑动连接座41,滑动连接座41固接至拧装底座31的下表面,滑动连接座41的下端穿过升降避让口6并延伸至装配工作台1和L形支撑座4之间。
装配工作台1的下表面一侧固接有两个对称的步进电机42,两个步进电机42与转向驱动电机13相对设置,每个步进电机42的输出轴末端分别穿过L形支撑座4的竖直侧壁并固接有螺纹驱动杆43,螺纹驱动杆43横向穿过并螺纹连接于滑动连接座41。
L形支撑座4的上表面中心处固接有竖向的分隔板44,分隔板44的上端向上延伸并固接在升降避让口6的相对内壁上,每根螺纹驱动杆43的末端分别转动支撑在分隔板44的内侧壁上。
内衬装配组件与进油筒夹持组件相对设置,内衬装配组件包括固接于装配工作台1上表面的竖向安装板45,竖向安装板45靠近泵筒拧装组件一侧的侧端面上固接有水平的滑动半筒46,竖向安装板45的侧端面中心处固接有水平的液压伸缩缸47,液压伸缩缸47设于滑动半筒46的上方,液压伸缩缸47的伸缩末端固接有竖向的装配推料板48。
本发明在使用时:首先将待装配的泵筒49、进油筒50及内衬51分别装夹到泵筒拧装组件、进油筒夹持组件进及内衬装配组件上。具体地,启动步进电机42,步进电机42带动螺纹驱动杆43转动,驱动拧装底座31左移至装夹位置,将泵筒49放置在环形拧装轮33之间,并通过伸缩设于夹持基板38上的T形夹装板40将泵筒49夹紧定位;启动转向驱动电机13,转向驱动电机13带动圆形转盘7转动,使进油筒夹持组件整体转至外侧夹持位置,将进油筒50置于若干块伸缩夹持板11之间,控制夹持伸缩缸12缩短,利用伸缩夹持板11将进油筒50夹紧,再次启动转向驱动电机13,使进油筒夹持组件转回至装配位置;将圆筒形的内衬51平放在滑动半筒46上,进行装配加工;再次启动步进电机42,驱动拧装底座31右移,直至泵筒49端面与滑动半筒46相抵,控制液压伸缩缸47伸长,利用装配推料板48将内衬51整体推入泵筒49内并使其卡装在泵筒49的内周壁上;将螺纹接箍53和外套52分别安放在接箍上料座28和外套上料座29上,并控制升降伸缩缸30伸长,使螺纹接箍53和外套52上升至装配高度;启动推进驱动电机23,推进驱动电机23驱动推进限位框16整体移至接箍上料座28和外套上料座29之间;启动摆动驱动电机15,使摆动侧板3整体摆起至竖直位置;控制装夹有泵筒49的泵筒拧装组件整体左移,直至外套52套设在泵筒49的外周壁上,控制升降伸缩缸30缩短,外套上料座29下移至升降避让口6内,再次启动推进驱动电机23,使推进限位框16整体向右移动,同时控制推进挡板19伸出至与外套52匹配的推进挡料位置,推动外套52整体沿泵筒49外壁移动至装配位置;通过控制摆动侧板3的摆动及推进驱动座22的滑动,使推进限位框16移至进油筒50和螺纹接箍53之间,并使推进限位框16上的推进挡板19与螺纹接箍53的端面相抵;控制泵筒49继续左移,同时启动支撑传动电机36,通过支撑传动轮37带动环形拧装轮33转动,从而将泵筒49拧装到螺纹接箍53上;控制升降伸缩缸30缩短,使接箍上料座28下降至升降避让口6内;启动摆动驱动电机15,使摆动侧板3摆至水平位置,泵筒49继续转动前进,将进油筒50拧装到螺纹接箍53的另一端;控制泵筒拧装组件松开对于泵筒49的夹紧,进油筒夹持组件顺时针转动90°,将装配好的抽油泵组件取下。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。