[发明专利]钻具锥螺纹及台肩面激光热处理装置

摘要

本发明涉及一种石油钻具锥螺纹及台肩面激光热处理装置，属于石油钻具及输油专用管加工技术领域。由架体⑴、伺服电机⑵、长键⑶、传动轴⑷、短键⑸、固定架⑹、导向架⑺、激光头⑻、移动架⑼、固定螺套⑽、销轴A⑾、销轴B⑿、支架⒀、螺栓⒁、螺钉A⒂、螺钉B⒃、螺钉C⒄、螺钉D⒅组成；伺服电机带动轴向固位于架体立板的传动轴同步转动，与传动轴固联的固定架随之转动，固定架带动导向架及移动架绕固位于架体立板的固定螺套转动，导向架一端由销轴A固联移动架，另一端由销轴B通过导向槽固联固定架上部并安装激光头；固定架下部通过支架安装激光头。本发明通过将激光照射光斑轨迹与螺纹面吻合，提高螺纹及台肩面硬度，使其耐磨，减少粘结。

主权项

一种钻具锥螺纹及台肩面激光热处理装置，其特征在于：包括架体⑴、伺服电机⑵、长键⑶、传动轴⑷、短键⑸、固定架⑹、导向架⑺、激光头⑻、移动架⑼、固定螺套⑽、销轴A⑾、销轴B⑿、支架⒀、螺栓⒁、螺钉A⒂、螺钉B⒃、螺钉C⒄、螺钉D⒅；所述架体⑴是本装置的安装基体，用于固定安装伺服电机⑵与固定螺套⑽，其通过螺栓⒁将伺服电机⑵固位于其上，在架体⑴端部伺服电机⑵输出轴出口方向设有立板，立板上通过沿圆周均布的多个螺钉A⒂将固定螺套⑽联接固定，伺服电机⑵的输出轴伸出时从螺套⑽内穿过；立板上开有用于传动轴⑷左端轴向固位的圆形环槽；所述伺服电机⑵是本装置的动力源，由它驱动完成有关部件的运动，以实现激光头⑻的扫描轨迹；其输出轴在伸出端开有键槽，用于通过长键⑶与传动轴⑷周向固位；输出轴为空心轴，便于激光光纤导入至激光头⑻以及降低重量、减少能耗；所述长键⑶用于周向固位伺服电机⑵的输出轴与传动轴⑷，将伺服电机⑵的输出轴的回转运动同步至传动轴⑷；所述传动轴⑷用于将伺服电机⑵输出轴的回转运动，通过短键⑸传递到固定架⑹，实现固定架⑹与伺服电机⑵的输出轴同步回转；其外部形状为3段阶梯圆柱，一端用于通过固定螺套⑽以及架体⑴轴向固位，另一端用于轴向固位固定架⑹；其内开有圆形通孔，直径与伺服电机⑵的输出轴相匹配，二者为静配合，在内孔上靠近伺服电机⑵端开有键槽，用于通过长键⑶与伺服电机⑵输出轴周向固位；在其另一端外圆上开有键槽，用于通过短键⑸与固定架⑹周向固位，在外圆端面用螺钉D⒅与固定架⑹固联；所述短键⑸用于周向固位传动轴⑷与固定架⑹，将传动轴⑷的回转运动同步至固定架⑹；所述固定架⑹用于固位导向架⑺和支架⒀，其上部开有一个平行于传动轴⑷轴线的矩形通槽，槽中铰制一个横向销孔，用于放置导向架⑺，用销轴B⑿通过导向架⑺的导向槽及固定架⑹的横向销孔，将导向架⑺与固定架⑹联接；导向架⑺在固定架⑹的矩形槽内受销轴B⑿约束，但可沿导向架⑺的导向槽滑动；固定架⑹下部通过螺钉B⒃安装支架⒀，支架⒀上装有激光头⑻，用于照射钻具台肩面；其中心开有圆形通孔用于装配传动轴⑷，在内孔上开有一个轴向键槽，用于装配短键⑸，并通过短键⑸与传动轴⑷周向固位；在其端面通过螺钉D⒅与传动轴⑷固联；所述导向架⑺用于安装激光头⑻并随固定架⑹同步回转时前进或后退，以实现激光头绕待加工钻具锥螺纹旋转前进或后退照射；其中部开有与待加工钻具锥螺纹长度及锥度相匹配的导向槽，槽宽与销轴B⑿直径相匹配；其一端安装在移动架⑼的矩形槽内，通过销轴A⑾铰接，受销轴A⑾约束，但可绕销轴A⑾回转；所述激光头⑻用于照射钻具锥螺纹或台肩面；所述移动架⑼用于固位支撑导向架⑺一端，并随导向架⑺转动实现沿固定螺套⑽的轴向旋动；在其上部开有一个平行于传动轴⑷轴线的矩形通槽，槽中铰制一个横向销孔，用于放置导向架⑺，通过该矩形槽，用销轴A⑾与导向架⑺铰接；在其中心开有圆形螺孔，螺孔内螺纹与固定螺套⑽的外螺纹动配合为螺纹副；所述固定螺套⑽用于轴向固位传动轴⑷以及提供移动架⑼的移动位置支撑；其中心开有圆形通孔用于传动轴⑷穿过，该内孔与传动轴⑷外圆为动配合，固定螺套⑽的端面止口与传动轴⑷的台肩面为动配合，传动轴⑷可在固定螺套⑽的孔内转动而不能轴向移动，固定螺套⑽的外螺纹与移动架⑼内螺纹为动配合螺纹副；固定螺套⑽用圆周均布的多个螺钉A⒂固定联接在架体⑴的端部立板上；所述销轴A⑾用于铰接导向架⑺与移动架⑼；所述销轴B⑿用于联接固定架⑹与导向架⑺；所述支架⒀用于安装激光头⑻，回转时实现照射钻具台肩面；所述螺栓⒁用于联接架体⑴与伺服电机⑵；所述螺钉A⒂用于联接架体⑴与固定螺套⑽；所述螺钉B⒃用于联接固定架⑹与支架⒀；所述螺钉C⒄用于联接和调节激光头⑻；所述螺钉D⒅用于联接传动轴⑷与固定架⑹；连接关系：伺服电机⑵通过螺栓⒁固位于架体⑴上，伺服电机⑵的输出轴上键槽内置入长键⑶，传动轴⑷左端置于架体⑴端部立板环形槽内，长键⑶置于其内孔键槽内，其外套入固定螺套⑽，使用螺钉A⒂将固定螺套⑽与架体⑴端部立板固定连接，从而限制传动轴⑷沿轴向的窜动，伺服电机⑵的输出轴旋转输出时即可带动传动轴⑷转动；在固定螺套⑽外螺纹上套入移动架⑼；传动轴⑷外圆上键槽内置入短键⑸，固定架⑹套于传动轴⑷外圆上，内孔键槽内置入短键⑸，传动轴⑷与固定架⑹间通过短键⑸周向固位，固定架⑹一端通过传动轴⑷圆柱轴向固位，另一端通过螺钉D⒅与传动轴⑷轴向固位，防止固定架⑹沿传动轴⑷轴向窜动；导向架⑺一端安装在移动架⑼的矩形槽内，通过销轴A⑾铰接；另一端安装在固定架⑹的矩形槽内，通过销轴B⑿联接，受销轴B⑿约束，但可沿导向槽滑动；在其受销轴B⑿约束的端部安装激光头⑻，用于照射钻具锥螺纹；在固定架⑹下部通过螺钉B⒃安装支架⒀，在支架⒀上通过螺钉C⒄安装激光头⑻，用于照射钻具台肩面。