多功能井架通用組對工裝的設(shè)計(jì)與制造應(yīng)用

陳秀江

(大慶石油管理局松原機(jī)械總廠，吉林 松原 138000)

1 已有技術(shù)

修井機(jī)和撈油車井架主要由直立柱、斜方鋼管、邊框、輔件等組成；生產(chǎn)過程中根據(jù)井架尺寸將上述零件進(jìn)行組焊。目前常用的組對方法是根據(jù)井架的實(shí)際尺寸，制作出組焊井架各零部件用的臨時(shí)工裝，將井架零部件進(jìn)行組對，同時(shí)由于井架直立柱的尺寸長，需要校直，通常由焊接工人手工校直。由于修井機(jī)井架的尺寸各異，而且直立柱手工校直時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，經(jīng)常容易造成勞動(dòng)傷害，這種傳統(tǒng)的井架組對方法效率低，尺寸精度低，同時(shí)增加了生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 設(shè)計(jì)目的

多功能井架通用組對工裝，應(yīng)用于修井機(jī)和撈油車的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。特征是：解決了修井機(jī)井架組對工裝通用性差、操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、尺寸精度低等缺點(diǎn)。該工裝根據(jù)井架的關(guān)鍵尺寸，通過PLC控制改變工裝各部件工作位置，實(shí)現(xiàn)了不同型號(hào)修井機(jī)井架組對的通用性，調(diào)節(jié)方便、尺寸精度高、生產(chǎn)效率高。

3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容

本新型工裝設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)井架組對和焊接過程中的外型尺寸變形難以控制等缺點(diǎn)。該裝置主要由兩大部分組成，包括機(jī)械部分和電氣控制部分。

機(jī)械部分由底座、導(dǎo)軌座、固定立柱、游動(dòng)立柱、立柱伺服液壓缸、固定支座、游動(dòng)支座、支座伺服液壓缸、液壓夾緊裝置、液壓系統(tǒng)等組成。導(dǎo)軌座位于底座上；固定立柱固定于導(dǎo)軌座上，立柱伺服液壓缸帶動(dòng)游動(dòng)立柱在導(dǎo)軌座上左右移動(dòng)；實(shí)現(xiàn)了井架直立柱間寬度尺寸的可調(diào)性；固定支座固定于游動(dòng)立柱和固定立柱上，支柱伺服液壓缸帶動(dòng)游動(dòng)支座在立柱上上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了井架直立柱的高度尺寸的可調(diào)性；在組對時(shí)液壓夾緊裝置直徑固定井架直立柱，同時(shí)通過調(diào)節(jié)夾緊裝置的壓力閥來調(diào)節(jié)夾緊力，使直立柱變直，改變其扭曲的形狀，提高井架的形狀精度。

電氣控制部分由PLC、電液伺服控制器和上位機(jī)觸摸屏等組成。操作者將井架的關(guān)鍵尺寸輸入到上位機(jī)觸摸屏中，觸摸屏向PLC將尺寸數(shù)據(jù)傳給PLC，PLC再將數(shù)據(jù)傳遞給電液伺服控制系統(tǒng)，電液伺服控制系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)整立柱液壓缸、支座液壓缸的伸長量；實(shí)現(xiàn)不同尺寸井架的組對；通過旋鈕電位器控制液壓夾緊裝置的壓力閥，使直立柱變直。

4 使用的效果

在井架組對過程中，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了以下效果：（1）直立柱之間高度尺寸的可調(diào)性。（2）直立柱之間寬度尺寸的可調(diào)性。（3）液壓夾緊裝置可固定在直立柱上，并使直立柱校直，提高井架的形狀精度，減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。（4）可組對不同尺寸的井架。

5 實(shí)施例

參閱圖1～5，本實(shí)用新型在組對井架時(shí)，首先將井架側(cè)視圖中尺寸K和H輸入到上位機(jī)的觸摸屏里，上位機(jī)將K和H數(shù)值送給PLC，PLC再將數(shù)據(jù)傳給伺服控制器，伺服控制器控制液壓缸，支座伺服液壓缸將游動(dòng)支座與固定支座的距離調(diào)整為K，立柱伺服液壓缸將游動(dòng)支柱與固定支柱的距離調(diào)整為H；然后將井架的4根直立柱放到游動(dòng)支座和固定支座上，擺正，校準(zhǔn)；調(diào)整壓力閥旋鈕，使液壓夾緊裝置夾緊直立柱，同時(shí)使壓力閥輸出的壓力變大，增大夾緊力，使直立柱受力，變平直，達(dá)到校直的目的。通過在上位機(jī)觸摸屏中輸入不同的K和H值，從而滿足不同井架直立柱之間距離的調(diào)整。

6 附圖及附圖的簡要說明

附圖及附圖的簡要說明見圖1～5。涉及產(chǎn)品的領(lǐng)域，要畫出產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)剖視圖，不標(biāo)注產(chǎn)品零部件的名稱，而是標(biāo)注序號(hào)，然后列出序號(hào)對應(yīng)的零部件名稱，然后說明這些零部件的作用是什么。

圖1 井架結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖）

圖2 井架結(jié)構(gòu)示意圖（側(cè)視圖）

圖3 多功能井架通用組對工裝主視圖

圖4 多功能井架通用組對工裝側(cè)視圖

圖5 PLC控制框圖