CN208099352U - 一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，包括车床尾座、支撑架、卡盘、车床主轴箱、车床转速变频器、卧式车床床身和旋风切削组件；旋风切削组件包括旋风切削装置、旋风切削转速变频器、导轨、旋转电机、丝杠和牵引块；本实用新型在普通的卧式车床床身上进行改造，造价和加工费用低，投入小，适合大面积推广，且操作简单，加工效率和精度高，直线度≤0.02mm，粗糙度Ra≤0.8，合格率≥98%。

Description

一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置。

背景技术

众所周知，目前油田采油所用的螺杆泵，皆属于橡胶定子螺杆泵，橡胶定子与金属转子过盈配合，在油田采油过程中易发生溶胀、磨损、老化、破损等失效问题，而且由于是过盈配合，运转扭矩大，能耗高，使用寿命低。在螺杆泵采油过程中，连接转子的抽油杆在高扭矩情况下积存了大量的扭力能量，在停机检修时会释放出来，使抽油杆高速反转，易发生人身安全事故。橡胶定子材料是丁腈橡胶，耐温≤150℃，而稠油热采时需注入高温高压蒸汽，井下温度320-400℃，所以橡胶定子螺杆泵无法满足稠油热采要求。

此外，橡胶定子螺杆泵的金属转子加工流程是机械加工+表面镀铬，由于金属转子与橡胶定子过盈配合，金属转子加工精度不高，无法满足全金属螺杆式抽油泵的金属定子和金属转子高精度配合的要求。而且金属铬镀层与金属转子基体的结合力差，导致金属转子在金属定子中运转时铬镀层易脱落而失效。

而使用全金属螺杆式抽油泵就能解决上述难题，但是金属转子对加工精度的要求较高，需要借助高精度的加工设备来完成，因而造价昂贵，加工费用太高，一次性投入太大，有待于进一步改进。

实用新型内容

针对上述现有技术的现状，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种由普通的卧式车床改造而成，造价和加工费用低，投入小，且操作简单，加工效率和精度高的螺杆式抽油泵金属转子的加工装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，包括车床尾座、支撑架、旋风切削装置、卡盘、车床主轴箱、车床转速变频器、卧式车床床身和旋风切削组件，其特征在于，所述卧式车床床身上装设有旋风切削组件，所述旋风切削组件包括旋风切削装置、旋风切削转速变频器、导轨、旋转电机、丝杠和牵引块；所述卧式车床床身的上方固定有两个对称分布的导轨，两个所述导轨上套设连接有旋风切削装置，所述旋风切削装置能沿两个导轨来回移动，所述旋风切削装置的中心设置有刀盘；所述旋风切削装置的两端均设置有一个导向支撑套；所述旋风切削装置的下方固定有牵引块，所述牵引块中穿插螺接有横向分布的丝杠，所述丝杠的一端与旋转电机的转动轴相连，所述旋转电机装设在卧式车床床身的一端内部，所述旋转电机与旋风切削转速变频器相连，所述旋风切削转速变频器装设在卧式车床床身的另一端外侧侧面上并位于车床尾座的下方。

优选地，所述卧式车床床身的一端上方装设有车床主轴箱，所述车床主轴箱的外部设置有车床转速变频器，所述车床主轴箱的输出端上装设有卡盘，所述卡盘位于车床主轴箱的外部。

优选地，所述卧式车床床身的另一端上方装设有车床尾座，所述车床尾座的内侧向外形成有顶尖。

优选地，所述卧式车床床身的上方还装设有多个高度可调的支撑架，每个所述支撑架的上端均贴合在金属转子料外侧下方。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型在普通的卧式车床床身上进行改造，造价和加工费用低，投入小，适合大面积推广，且操作简单，加工效率和精度高，直线度≤0.02mm，粗糙度Ra≤0.8，合格率≥98%。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，包括车床尾座1、支撑架2、旋风切削装置3、卡盘5、车床主轴箱6、车床转速变频器7、卧式车床床身8和旋风切削组件；卧式车床床身8的一端上方装设有车床主轴箱6，车床主轴箱6的外部设置有车床转速变频器7，车床主轴箱6的输出端上装设有卡盘5，卡盘5位于车床主轴箱6的外部；卧式车床床身8的另一端上方装设有车床尾座1，车床尾座1的内侧向外形成有顶尖101；卧式车床床身8上还装设有旋风切削组件，旋风切削组件包括旋风切削装置3、旋风切削转速变频器9、导轨10、旋转电机11、丝杠12和牵引块13；卧式车床床身8的上方固定有两个对称分布的导轨10，两个导轨10上套设连接有旋风切削装置3，旋风切削装置3能沿两个导轨10来回移动，旋风切削装置3的中心设置有刀盘31；旋风切削装置3的两端均设置有一个导向支撑套31，起到了良好的导向作用；旋风切削装置3的下方固定有牵引块13，牵引块13中穿插螺接有横向分布的丝杠12，丝杠12的一端与旋转电机11的转动轴相连，旋转电机11装设在卧式车床床身8的一端内部，旋转电机11与旋风切削转速变频器9相连，旋风切削转速变频器9装设在卧式车床床身8的另一端外侧侧面上并位于车床尾座1的下方；金属转子料4的一端中心开设有定位孔，顶尖101顶紧在金属转子料4一端的定位孔中，金属转子料4的另一端穿过旋风切削装置3上的刀盘31以及两个导向支撑套32并插入固定在卡盘5中；卧式车床床身8的上方还装设有多个高度可调的支撑架2，每个支撑架2的上端均贴合在金属转子料4外侧下方，起到了良好的支撑作用，防止金属转子料4下沉弯曲；车床主轴箱6的输入端与外部配套的驱动系统相连，驱动系统与外部配套的控制系统相连，车床转速变频器7分别与驱动系统和控制系统相连，车床转速变频器7能控制车床主轴箱6的转速；旋转电机11也与外部配套的控制系统相连。

加工时，按照如下工序进行：

（1）将旋风切削装置3调整到加工起始位置，调整旋风切削装置3内部的刀盘的偏心距，将经过调质热处理和外圆加工尺寸精度达到要求的金属转子料4放到多个支撑架2上，金属转子料4的一端穿过穿过旋风切削装置3上的刀盘31以及两个导向支撑套32，由车床尾座1上顶尖11抵住金属转子4一端的定位孔，金属转子料4的另一端装卡在卡盘5上的三个卡爪中心处；

（2）调整每个支撑架2的高度，使金属转子料4的轴线水平无弯曲，安装对应地粗车刀块，调整旋风切削装置3上刀盘31中的刀具位置，确定好切削进刀量，在根据所需转子偏心距的大小确定进刀量；调整控制系统，以确定符合所加工的转子的螺距值；

（3）启动驱动系统，进而通过主轴的传动带动卡盘5转动，操作车床转速变频器7，并配合控制系统和驱动系统的联动作用，使得车床主轴箱6的转速调整到慢速，并带动卡盘5和金属转子料4正向同速旋转，接着，操作外部控制系统以启动旋转电机11，进而带动丝杠12转动，丝杠12的转动会借助螺纹连接的原理拉动牵引块13连同旋风切削装置3一起沿两个导轨10移动，移动时，可操作旋风切削转速变频器9，以调节旋风切削装置3的刀盘31的转速，旋风切削装置3在丝杠的带动下从卧式车床床身8的一端移动到另一端，直至第一次粗车完成；

（4）调整旋风切削装置3上刀盘31中的刀具位置，确定好切削进刀量，重复工序（3），以完成第二次粗车工步；根据所需转子成品的偏心距的不同，一般需进行3-5次粗车；

（5）安装精车刀块到旋风切削装置3中，并调整旋风切削装置3上刀盘31中的刀具位置，确定好切削进刀量，重复工序（3），完成第一次精车工步。根据所需转子成品的偏心距的不同，一般需进行2-3次精车，直至完成全部精车工序；

（6）完成机加工达到尺寸要求的转子，进行离子氮化，使其表面达到表面硬度580-630HV。

众所周知，目前油田采油所用的螺杆泵，皆属于橡胶定子螺杆泵，橡胶定子与金属转子过盈配合，在油田采油过程中易发生溶胀、磨损、老化、破损等失效问题，而且由于是过盈配合，运转扭矩大，能耗高，使用寿命低。在螺杆泵采油过程中，连接转子的抽油杆在高扭矩情况下积存了大量的扭力能量，在停机检修时会释放出来，使抽油杆高速反转，易发生人身安全事故。橡胶定子材料是丁腈橡胶，耐温≤150℃，而稠油热采时需注入高温高压蒸汽，井下温度320-400℃，所以橡胶定子螺杆泵无法满足稠油热采要求。

此外，橡胶定子螺杆泵的金属转子加工流程是机械加工+表面镀铬，由于金属转子与橡胶定子过盈配合，金属转子加工精度不高，无法满足全金属螺杆式抽油泵的金属定子和金属转子高精度配合的要求。而且金属铬镀层与金属转子基体的结合力差，导致金属转子在金属定子中运转时铬镀层易脱落而失效。

而使用全金属螺杆式抽油泵就能解决上述难题，但是金属转子对加工精度的要求较高，需要借助高精度的加工设备来完成，因而造价昂贵，加工费用太高，一次性投入太大；本实用新型在普通的卧式车床床身8上进行改造，造价和加工费用低，投入小，适合大面积推广，且操作简单，加工效率和精度高，直线度≤0.02mm，粗糙度Ra≤0.8，合格率≥98%。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。

Claims (4)

1.一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，包括车床尾座、支撑架、旋风切削装置、卡盘、车床主轴箱、车床转速变频器、卧式车床床身和旋风切削组件，其特征在于，所述卧式车床床身上装设有旋风切削组件，所述旋风切削组件包括旋风切削装置、旋风切削转速变频器、导轨、旋转电机、丝杠和牵引块；所述卧式车床床身的上方固定有两个对称分布的导轨，两个所述导轨上套设连接有旋风切削装置，所述旋风切削装置能沿两个导轨来回移动，所述旋风切削装置的中心设置有刀盘；所述旋风切削装置的两端均设置有一个导向支撑套；所述旋风切削装置的下方固定有牵引块，所述牵引块中穿插螺接有横向分布的丝杠，所述丝杠的一端与旋转电机的转动轴相连，所述旋转电机装设在卧式车床床身的一端内部，所述旋转电机与旋风切削转速变频器相连，所述旋风切削转速变频器装设在卧式车床床身的另一端外侧侧面上并位于车床尾座的下方。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，其特征在于，所述卧式车床床身的一端上方装设有车床主轴箱，所述车床主轴箱的外部设置有车床转速变频器，所述车床主轴箱的输出端上装设有卡盘，所述卡盘位于车床主轴箱的外部。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，其特征在于，所述卧式车床床身的另一端上方装设有车床尾座，所述车床尾座的内侧向外形成有顶尖。

4.根据权利要求1所述的一种螺杆式抽油泵金属转子的加工装置，其特征在于，所述卧式车床床身的上方还装设有多个高度可调的支撑架，每个所述支撑架的上端均贴合在金属转子料外侧下方。