三爪卡盤在測試儀器組裝定位中的應用

陶紅

（大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司，黑龍江 大慶 163000）

油田測試技術能為油田開發提供參考數據，是油田動態監測的重要手段。測試儀器是油田測試技術的核心組成部分，測試儀器的可靠性會影響測試資料錄取的準確率，因此減少測試儀器在組裝維修程中的損傷是測試資料錄取質量的關鍵保障。

大慶油田測試技術服務分公司（以下簡稱分公司）下屬的研發制造中心負責分公司的測試儀器研發和制造工作。目前該中心測試儀器組裝過程中大部分的裝配和拆卸工作都是在臺鉗上完成的，臺鉗在固定工件時存在工件變形和粘扣問題。通過分析發現原因在于：第一，臺鉗鉗口夾緊力太大，固定工件的同時可能會夾傷工件表面或者導致工件變形，致使儀器可靠度降低，成本增加；第二，臺鉗在固定工件時無軸向定心，通過螺紋扣連接零部件時由于旋轉時不同軸，容易產生粘扣現象。據統計2015～2017年研發制造中心平均每年儀器制造數量為240支，平均每支儀器有5處是通過螺紋連接的，工件1200件，需要的螺紋連接工序達1200次，使用臺鉗時平均年度工件損傷報廢60件，粘扣現象頻繁發生，平均年度發生粘扣現象100次，處理一次粘扣工件的費用在2000元左右，年度平均費用為20萬元，這還不包括因工件受損嚴重不能使用報廢，重新加工每支近萬元的費用。因此在測試儀器的裝配和拆卸過程中，需要一種可夾緊固定儀器，并可以定向旋轉的固定工具。為了解決這些問題，采用了三爪卡盤做為新的固定工具。

1 三爪卡盤的結構原理

三爪卡盤全稱為三爪自定心卡盤，其發明應用給機械零件的制造裝夾帶來前所未有的便捷和高效，因此在生產過程中得到廣泛應用，我們結合油田測試儀器組裝的工藝性特點，擴大了它的使用范圍，更好地保證了測試儀器的可靠性。三爪卡盤具有夾緊力大，自鎖性能好，夾持穩定可靠的特點，其夾持工件的便捷和高效，源于卡盤上三爪聯動和自定心的功能。三爪卡盤由一個大錐齒輪，三個小錐齒輪，三個卡爪組成。三個小錐齒輪和大錐齒輪咬合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結構，三個卡爪等分安裝在平面螺紋上，當用伏打扳手通過四方孔旋轉小錐齒輪時，大椎齒輪便轉動，它背面的平面螺紋同時帶動三個卡爪向中心靠近或退出，因為平面矩形螺紋的螺距相等，所以三爪運動距離相等，有自動定心的作用。在三個卡爪上換上三個反爪，可以用來安裝直徑較大的工件。

2 實際應用效果分析

2018年上半年，分公司研發制造中心使用三爪卡盤裝配測試儀器200支，工件1000個，螺紋連接工序達到1000次，工件損傷報廢4件，粘扣現象發生8次，工件損傷報廢率從5%降到0.4%，粘扣發生率從8.3%降到0.8%。裝配同樣一支儀器在不發生粘扣情況下用三爪卡盤比臺鉗要提高約20%效率，按照2015～2017統計的包含平均年度發生總粘扣處理時間算出的平均每支儀器裝配時間從20小時/支降到2018上半年的10小時/支，平均每支儀器裝配效率提高了一倍，平均年度減少損耗至少20萬元。如圖1所示。

圖1

3 結語

將三爪卡盤應用到測試儀器的組裝和維修中，首先避免了臺鉗鉗口夾緊力大造成的工件損傷和變形，提高了儀器組裝的精度，減少額外的損耗費用；其次它的自動定心技術有效地避免了在測試儀器裝配時多次螺紋連接產生的粘扣現象，提升了儀器精度和可靠度，為儀器在后期使用減少次生保養費用，提高了組裝和維修工作效率，減少人員工作強度，大幅度提高了裝配效率，最終達到工序一體化，零部件產品標準化。專用工裝對保證測試儀器的可靠性起到了至關重要的作用，三爪卡盤雖然是小工裝小應用，但卻取得高工效高質量的效果。目前分公司共有12個維修單位，預計每個單位配備2臺三爪卡盤，共計24臺，綜合測試儀器維修中的應用數據，三爪卡盤的應用每年可以為分公司的生產和維修至少節約50萬元的損耗費用。