CN202726676U - 仿生腕装置 - Google Patents

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王向旗
刘新平
熊海斌
马刚
冯珺
肖海燕
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Sinopec Oilfield Equipment Corp
SJ Petroleum Machinery Co
Sinopec Siji Petroleum Machinery Co Ltd
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SJ Petroleum Machinery Co
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本实用新型涉及内球面研磨加工的仿生腕装置。包括蜗轮减速机（16）、曲柄（13）、其特征在于：在车床的中拖板(17)上安装蜗轮减速机（16），仿生腕的曲柄(13)一端与蜗轮减速机(16)的输出轴相连，在曲柄(13)的中部通过紧固螺母连接一个定位套，定位套(14)中穿行星转轴(12)，行星转轴(12)的一端连接一个万向节(11)为仿生腕提供一个球铰，万向节(11)的另一端与弹簧座（8）铰接；在弹簧座（8）和夹头的空腔内装有一个弹簧（9）。该装置能在阀座内球面和研磨头之间保持一定的正压力，而且能像人的手腕一样绕动，以代替人手握持进行阀座的研磨。提高加工效率5倍左右，解决了人工操作握持研磨而存在的安全问题。

Description

仿生腕装置
所属技术领域：
本实用新型涉及内球面研磨加工的仿生腕装置。
背景技术：
2〞×105MPa紧急卸荷阀，是一种广泛应用于石油勘探开采领域的高压产品，阀内与钢球配合起密封作用阀座的密封面为一个半径为R17.46mm的内球面。
对于金属通过内、外球面密封的产品，其密封性能取决于密封球面的硬度、球面的精度和表面粗糙度。应用于石油勘探、开采领域的高压阀件产品，其内腔流体压力为105MPa时，仍能保持良好的密封性能，当紧急卸荷阀内、外球面的硬度大于HRC50、球面的半径公差不大于0.002mm，表面粗糙度不大于Ra0.2 
Figure 2012201821454100002DEST_PATH_IMAGE001
m，才能满足高压状态下的密封要求。通常钢球的外球面，在球磨机上加工，与其相配合的内球面，在车削之后就必须要进行研磨才能达到上述要求。 
长期以来，阀座内球面的研磨是操作人员握住阀座在车床上加工的。其方法是在车床上三爪夹持一个研磨头，研磨头上涂抹研磨砂，启动车床使主轴旋转，人工握住阀座在旋转的研磨头上进行研磨。这种方法存在如下问题：一是效率低，一个工作日只能研磨12~15个阀座；二是劳动强度大，手工研磨一个阀座大概需要研磨20~25分钟；三是研磨的质量差，手工研磨的球面精度及表面粗糙度都很难达到设计要求；四是还存在操作工的手臂、衣袖离旋转主轴太近很容易被卷到研磨头上的严重安全隐患。 
发明内容：
本实用新型的目的在于：提供一种机械夹持阀座装置，该装置能在阀座内球面和研磨头之间保持一定的正压力，而且能像人的手腕一样绕动，以代替人工进行阀座的研磨。
本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的：仿生腕装置包括蜗轮减速机、曲柄，其特征在于：在车床的中拖板上安装蜗轮减速机，仿生腕装置的曲柄一端与减速机的输出轴相连，在曲柄中部通过紧固螺母连接一个定位套，定位套中穿行星转轴，两者可以相对转动；行星转轴的一端连接万向节为仿生腕提供一个球铰，万向节的另一端与弹簧座铰接；弹簧座与夹头之间用一个滑动键相连，以保证弹簧座与夹头之间不能相对转动，在弹簧座和夹头的空腔内装有一个弹簧。为防止夹头与弹簧座脱落，设计了防脱螺栓，防脱螺栓穿过弹簧座中间的孔与夹头连接，保证夹头只能在弹簧座内的一定范围内移动。 
工作时，将仿生腕装置安装在车床的中拖板上，车床的主轴三爪上装夹研磨头，将待研的阀座装在仿生腕的夹头内。启动车床使主轴带动研磨头旋转，再启动仿生腕使阀座绕研磨头的球面中心作腕式绕动，使研磨头对阀座的研磨均匀。 
与现有技术相比的有益效果： 
1．由于仿生腕装置用机械装置替代了人工操作，研磨时，人工只需将产品装在夹头内，移动一次车床大拖板即可，降低人的劳动强度。
2. 由于仿生腕装置靠弹簧产生待研产品与研磨头之间的压力使得球面的接触压力均匀，研磨所需的时间缩短，平均每个阀座的研磨时间约为6分钟，提高效率5倍左右，一次通过率由不足15%提高到一次试压通过率达90%以上。 
3．采用仿生腕装置研磨，当车床和仿生腕的电机启动后，人体无须接触车床，完全避免了存在的安全问题。 
附图说明
图1 为仿生腕装置主视图。 
具体实施方式： 
参见图1，仿生腕装置是在车床的中拖板（17）上安装一个53型蜗轮减速机（16），仿生腕的曲柄（13）的一端焊接一个轴套，该轴套通过平键与减速机的输出轴相连；在仿生腕的曲柄（13）上的一定位置上通过紧固螺母（15）连接一个定位套（14），行星转轴（12）穿在定位套（14）中，两者可以相对转动；行星转轴（12）的一端连接一个万向节（11），该万向节（11）为仿生腕提供一个球铰；万向节（11）的另一端与弹簧座（8）铰接；弹簧座（8）与夹头（6）之间用一个滑动键（7）相连，以保证弹簧座（8）与夹头（6）之间不能相对转动，只能沿轴向相对移动；在弹簧座（8）和夹头（6）的空腔内装有一个弹簧（9），通过移动车床大拖板使弹簧（9）压缩，从而提供研磨头（4）与待研零件（3）之间的接触压力。为防止夹头（6）与弹簧座脱落，设计了防脱螺栓（10），防脱螺栓（10）是穿过弹簧座（8）中间的孔与夹头连接，保证夹头（6）只能在弹簧座（8）内的一定范围内移动。
研磨时，在车床主轴（1）轴端的三爪（2）上夹持一个研磨头（4），研磨头（4）在车床主轴的带动下，以一定的转速旋转。先将定位套（14）在曲柄（13）的滑槽内调整位置，以确定仿生腕绕动的球面转角。其它零件按图示连接好，在研磨头上涂抹一层研磨砂。移动车床大拖板，使待研产品（3）与研磨头（4）的内、外球面相接触，再继续移动大拖板5~10mm，压缩弹簧（9），启动机床、启动仿生腕的减速机，这时，仿生腕就像人工手握持待研产品（9）在研磨头（4）上进行研磨一样，使待研产品得到研磨。 

Claims (2)

1.仿生腕装置包括蜗轮减速机（16）、曲柄（13）、仿生腕，其特征在于：在车床的中拖板(17)上安装蜗轮减速机（16），仿生腕的曲柄(13)一端与蜗轮减速机(16)的输出轴相连，在曲柄(13)的中部通过紧固螺母连接一个定位套，定位套(14)中穿行星转轴(12)，行星转轴(12)的一端连接一个万向节(11)为仿生腕提供一个球铰，万向节(11)的另一端与弹簧座（8）铰接；弹簧座(8 )与夹头之间用一个滑动键（7）相连，以保证弹簧座（8）与夹头（6）之间不能相对转动，在弹簧座（8）和夹头的空腔内装有一个弹簧（9）。
2.根据权利要求1所述的仿生腕装置，其特征在于：将防脱螺栓（10）穿过弹簧座（8）的中间小孔与夹头（6）相连，以防止夹头（6）脱离弹簧座。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104175210A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 上海雅倩机械制造有限公司 一种球头研磨机
CN104384942A (zh) * 2014-10-14 2015-03-04 丹阳市华丰精密配件厂 一种批量生产球类零部件用旋转加工装置
CN105252380A (zh) * 2015-10-16 2016-01-20 吴忠仪表有限责任公司 球芯高效研磨装置
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CN114083428A (zh) * 2021-10-19 2022-02-25 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 研磨装置及研磨设备

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Assignor: SJ PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd. SINOPEC

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Denomination of utility model: Bionic waist device

Granted publication date: 20130213

License type: Exclusive License

Record date: 20140718

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Patentee after: SJ PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd. SINOPEC

Address before: 434024 Jingzhou city of Hubei province Jingzhou district four Road No.

Patentee before: SJ Petroleum Machinery Co.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
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Effective date of registration: 20171121

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Co-patentee after: SINOPEC OILFIELD EQUIPMENT Corp.

Patentee after: SINOPEC SIJI PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd.

Address before: 434024 Jingzhou city of Hubei province Jingzhou district four Road No.

Patentee before: SJ PETROLEUM MACHINERY Co.,Ltd. SINOPEC

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Granted publication date: 20130213

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