专利名称：一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的方法及其工装的制作方法
技术领域：
本发明涉及齿条的安装技术领域，特别涉及一种将拼接齿条段焊
接于钻机桅杆两侧的工装；本发明还涉及一种将拼接齿条段焊接于钻
才几才危斥干两侧的方法。
背景技术：
目前，大吨位的钻机机械，比如大叱位的水平定向钻才几，由于回 拖力大、钻机的动力头行程长，因而钻机动力头的推拉多采用齿轮齿 条传动方式。
齿条 一般安装在钻机桅杆的两个侧面上，齿轮安装在动力头架上； 通过行走马达的驱动齿轮与齿条啮合传动，使得动力头在桅杆上沿滑 道前后移动，实现推拉动作。
在现有技术中，齿条在钻机桅杆上的固定方式， 一般采用的是螺 栓固定连接的方式。螺栓固定连接的方式需要在齿条和桅杆上加工定 位销孔，从而保证齿条在桅杆上的精确定位。当钻机的吨位4交大，钻 机的桅杆较长时，需要在齿条和桅杆上加工的数量较多的定位销孔， 且需要在专用加工设备上一次装卡桅杆来完成所有定位销孔的加工， 才能保证定位销孔相互间的位置精度。由于钻机的桅杆较长，因而需 要大型的专用加工设备，且加工工时多，费用高。另一方面，在齿条 上加工数量众多的定位销孔，不仅增加了加工费用，且齿条的整体强 度被破坏，热处理后易产生微小裂紋，最终导致齿条疲劳断裂。
为解决上述问题，现有技术中采用了焊接方式将齿条焊接到钻机 桅杆上。焊接固定连接的方式，结构简单，加工工时少，且费用低；
同时，齿条的整体强度也没有受到破坏，且齿条受力均匀，无应力的 过分集中，因而可靠性高。
但是，采用焊接固定连接的方式时，齿条必须分段加工，然后再 拼接成最终长度，这样就使得齿条相互间的定位精度不好控制，且存
4在桅杆同侧齿条间齿间距公差、两侧齿条间相互位置度公差难以保证
等技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供 一 种将拼接齿条段焊接于钻机 桅杆两侧的工装，该工装能够保证位于桅杆两侧的拼接齿条革殳之间的 相互位置度公差和位于桅杆同侧的拼接齿条段之间的齿间距公差，且 结构简单，操作方便，加工成本较低。此外，本发明另一个要解决的 技术问题是提供一种将拼接齿条段安装于钻机桅杆两侧的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种将拼接齿条段焊接于钻机 桅杆两侧的工装，包括两个轮齿参数值均相同的定位齿条段，两者的
轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同；两个所述定位齿条 段平行设置且其轮齿均朝向内侧，且两者之间具有适当的距离，以便 能够恰好与位于所述桅杆两侧的拼接齿条段分别啮合；两个所述定位 齿条段通过定位部件固定连接，所述定位部件分别连接于两个所述定 位齿条段的上端部的外壁。
优选地，所述定位齿条段与各所述拼接齿条段的结构尺寸均完全 相同。
优选地，所述定位部件连接所述定位齿条段的侧壁；所述定位部 件的顶壁与所述定位齿条段的顶壁平齐。
优选地，所述定位部件的数目为两个，且分别位于所述定位齿条 段的左右两侧。
优选地，所述定位部件大体为U型板，所述U型板的内壁贴于两
个所述定位齿条段的外壁并固定连接。
优选地，所述定位部件连接所述定位齿条段的顶壁。
此外，本发明还另提供一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的
方法，包括以下步骤
11) 将两个拼接齿条段置于桅杆的两侧，使两个所述拼接齿条段 背向轮齿的 一 侧与所述桅杆的两个侧面紧密贴合；
12) 将两个定位齿条段分别与上述两个拼接齿条段啮合；所述定位齿条段的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同，且两所
述定位齿条段的相对位置通过定位部件固定；将上述两个所述4并接齿 条段焊接于所述桅杆的两个侧面；
13) 抽出两所述定位齿条段以及所述定位部件；
14) 提供另外两个待焊接的拼接齿条段，重复实施所述步骤11), 使该待焊接的拼接齿条段靠近所述已焊接的拼接齿条段；
15) 重新插入两所述定位齿条段以及所述定位部件， -使所述定位 齿条段同时与已焊接的拼接齿条段和待焊接的拼接齿条段啮合；
16) 将步骤14)中提供的两个待焊接的拼接齿条段焊接于所述桅 4干的两个侧面；
17) 转向步骤18),或者根据需要重复步骤13)至步骤16)至少 一次；
18) 抽出两所述定位齿条l^以及所述定位部件。
优选地，在所述步骤17)中，根据所述桅杆以及所述拼接齿条段 的长度确定是否重复或者重复的次数。
与现有技术相比，本发明所提供的 一 种将拼接齿条段焊接于钻机 桅杆两侧的工装，包括两个轮齿参数值均相同的定位齿条段，所述轮 齿参数值并不包括单条轮齿的长度；两者的轮齿参数值与焊接到所述 桅杆两侧的拼接齿条段的轮齿参数值相同；两个所述定位齿条段平行 设置且其轮齿均朝向内侧，且两者之间具有适当的距离，以便能够恰 好与位于所述桅杆两侧的拼接齿条段分别啮合；两个所述定位齿条段 通过定位部件固定连接，所述定位部件分别连接于两个所述定位齿条 段的上端部的外壁，所述外壁既包括所述定位齿条段的顶壁和侧壁， 即所述定位部件可以位于所述定位齿条段的顶壁，也可以位于所述定 位齿条段的侧壁。
在桅杆的两侧焊接拼接齿条段的过程中，将所述工装置于桅杆的 两侧，且使得所述工装的两个定位齿条段分别与位于桅杆两侧的所述 拼接齿条段恰好啮合，从而保证了桅杆两侧的齿节线之间的距离尺寸 在要求的公差范围之内，进而保证了位于桅杆两侧的拼接齿条段之间的相互位置度公差。
在继续焊接拼接齿条段的过程中，将两个待焊接的拼接齿条段置
于桅杆的两侧，且与已焊接的拼接齿条段接触；将所述工装置于桅杆 的两侧，且使得所述工装的定位齿条段分别与已焊接的拼接齿条段和 待焊接的拼接齿条段部分啮合，此时，位于桅杆同侧的拼接齿条段之 间的齿间距公差由所述工装的同 一条定位齿条段来保证，从而保证了 位于桅杆同侧的拼接齿条段之间的齿间距公差。
本发明另提供的 一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的方法， 其技术效果与上述所述的基本相同，在此不再赘述。
图1为本发明一种实施例中将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的 工装的轴测示意图2为本发明一种实施例中将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的 工装的俯视示意图3为图2的A-A向的剖视示意图4为本发明一种实施例中，所述工装的定位齿条段分别与已焊 接的拼接齿条段和待焊接的拼接齿条段部分啮合的轴测示意图5为本发明一种实施例中，所述工装的定位齿条段分别与已焊 接的拼接齿条段和待焊接的拼接齿条段部分啮合的俯视示意图6为本发明一种实施例中，将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧 的方法的流程图。
具体实施例方式
本发明的核心是提供 一 种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的 工装，该工装在使用过程中，能够保证位于桅杆两侧的拼接齿条段之 间的相互位置度公差和位于桅杆同侧的拼接齿条段之间的齿间距公 差，且结构简单，操作方便，加工成本较低。此外，本发明另一个核 心是提供 一 种将拼接齿条段安装于钻机桅杆两侧的方法。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结 合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。图4和图5，图l为本发明一种实施例 中将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工装的轴测示意图；图2为本 发明 一 种实施例将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工装的俯视示意 图；图3为图2的A-A向的剖视示意图；图4为本发明一种实施例中， 所述工装的定位齿条段分别与已焊接的拼接齿条段和待焊接的拼接齿 条段部分啮合的轴测示意图；图5为本发明一种实施例中，所述工装 的定位齿条段分别与已焊接的拼接齿条段和待焊接的拼接齿条段部分 啮合的俯视示意图。
在第一种实施例中，如图1、图2和图3所示，本发明所提供的 一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工装，包括两个轮齿参数值 均相同的定位齿条段11，所述轮齿参数值并不包括单条轮齿的长度； 定位齿条段11的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同；两 个所述定位齿条段11平行设置且其轮齿均朝向内侧，且两者之间具有 适当的距离，以便能够恰好与位于所述桅杆两侧的拼接齿条段分别啮 合；两个定位齿条段11通过定位部件12固定连接，定位部件12分别 连接于两个定位齿条段11的上端部的外壁，所述外壁包括定位齿条段 ll的顶壁和侧壁，即定位部件12可以位于定位齿条段11的顶壁，也 可以位于定位齿条l殳11的侧壁。
在所述桅杆的两侧焊接拼接齿条段的过程中，如图5所示，将所 述工装置于所述桅杆的两侧，且使得所述工装的两个定位齿条段11 分别与位于桅杆两侧的所述拼接齿条段恰好啮合，从而保证了桅杆两 侧的齿节线之间的距离尺寸在要求的公差范围之内，进而保证了位于 桅杆两侧的拼接齿条段之间的相互位置度公差。
在继续焊接拼接齿条段的过程中，如图4所示，将两个待焊接的 拼接齿条段21置于桅杆的两侧，且与已焊接的拼接齿条段22接触； 将所述工装置于桅杆的两侧，且使得所述工装的定位齿条段11分别与 已焊接的拼接齿条段22和待焊接的拼接齿条段21部分啮合，此时， 位于桅杆同侧的已焊接的拼接齿条段22和待焊接的拼接齿条段21之 间的齿间距公差由所述工装的同一条定位齿条段11来保证，从而保证
8了位于桅杆同侧的已焊接的拼接齿条段22和待焊接的拼接齿条段21 之间的齿间距公差。
本发明的第二种实施例是在上述第 一 种实施例的基础上作的进 一步改进。
在第二种实施例中，定位齿条段11可以直接采用所述拼接齿条 段，即不仅定位齿条段11的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数 值相同，而且其结构尺寸与所述拼接齿条段的结构尺寸相同，此时， 所述"结构尺寸"仅指定位齿条段11的长度、宽度和厚度，并不涉及 轮齿的各参数值。
采用这种方式，省略了定位齿条段11的加工程序，显然，降低了 加工成本，且结构简单，操作方便。
请参考图4,本发明的第三种实施例也是在上述第二种实施例的
基础上作的进一步改进。
在第三种实施例中，定位部件12与定位齿条段11的侧壁连接； 定位部件12的顶壁与定位齿条段11的顶壁平齐。
采用这种方式，使得定位齿条段11与所述拼接齿条段在竖直方向 上具有适当的啮合长度，从而可以使得二者具有较好的啮合效果。
请参考图1，本发明的第四种实施例是在上述任一种实施例的基 础上作的进一步的改进。
在第四种实施例中，定位部件12的^t目可以进一步具体为两个， 且分别位于定位齿条^爻11的左右两侧。这种方式可以^使得两个定位齿 条段11之间的平行度得到有效地控制，从而更有利于保证位于桅杆两 侧的拼接齿条段之间的相互位置度公差。
请参考图1,本发明的第五种实施例是在上述第四种实施例的基 础上作的进一步的改进。
在第五种实施例中，定位部件12可以进一步具体为U型板，或 者类似于所述U型板的部件，所述U型板的内壁贴于两个定位齿条段 ll的外壁并固定连接。两个所述U型板可以在铣床上同时加工，因而 二者内壁之间的距离大体完成一致，且其尺寸公差可以保证在合理的范围内，从而更有效地确定两个定位齿条段11之间的距离，j呆"i正两个 定位齿条段11之间的平行度公差，进而保证位于桅杆两侧的4并接齿条 段之间的相互位置度公差。
本发明的第六种实施例是在上述第二种实施例的基础上，作的进 一步的改进。
在第六种实施例中，定位部件12位于定位齿条段11的顶壁。其
技术效果与定位部件12位于定位齿条段11的侧壁的技术效果基本相
同，在此不再赘述。
此外，本发明还另提供一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的方法。
请参考图6,图6为本发明一种实施例中，将拼接齿条段焊接于 钻机桅杆两侧的方法的流程图。
在第 一种种实施例中，所述将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的 方法，包括以下步骤
步骤Sll:将两个拼接齿条段置于桅杆的两侧，使两个所述拼接 齿条段背向轮齿的 一侧与所述桅杆的两个侧面紧密贴合；
步骤S12:将两个定位齿条段分别与上述两个拼接齿条>^啮合； 所述定位齿条段的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同， 且两所述定位齿条段的相对位置通过定位部件固定；将上述两个所述 拼接齿条段焊接于所述桅杆的两个侧面；
步骤S13:抽出两所述定位齿条段以及所述定位部件；
步骤S14:另外提供两个待焊接的拼接齿条段，重复实施所述步 骤Sll,使该待焊接的拼接齿条段靠近所述已焊接的拼接齿条段；
步骤S15:重新插入两所述定位齿条段以及所述定位部件，4吏所 合； 5 、 一，、 、 、 、 、 > 、 、 、 u
步骤S16:将步骤S14中提供的两个待焊接的拼接齿条段焊接于 所述桅杆的两个侧面；
步骤S17:转向步骤S18，或者根据需要重复步骤S13至步骤S16至少一次；
步骤S18:抽出两所述定位齿条段以及所述定位部件。
杆两侧的工装的技术效果基本相同，在此不再赘述。
在所述步骤S17中，可以作进一步的改进。可以根据所述桅杆以 及所述拼接齿条段的长度确定是否重复或者重复的次数。这种方式， 可以加工各种不同长度的桅杆用齿条，且简单方便，易于操作，成本 较低。
以上对本发明所提供的 一 种将拼接齿条段安装于钻机桅杆两侧 的方法及其工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的 原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本 发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进4亍若干改 进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工装，其特征在于，包括两个轮齿参数值均相同的定位齿条段，两者的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同；两个所述定位齿条段平行设置且其轮齿均朝向内侧，且两者之间具有适当的距离，以便能够恰好与位于所述桅杆两侧的拼接齿条段分别啮合；两个所述定位齿条段通过定位部件固定连接，所述定位部件分别连接于两个所述定位齿条段的上端部的外壁。
2. 如权利要求1所述的将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工 装，其特征在于，所述定位齿条段与各所述拼接齿条段的结构尺寸均 完全相同。
3. 如权利要求2所述的将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工 装，其特征在于，所述定位部件连接所述定位齿条段的侧壁；所述定 位部件的顶壁与所述定位齿条段的顶壁平齐。
4. 如权利要求1至3任一项所述的将拼接齿条段焊接于钻机桅杆 两侧的工装，其特征在于，所述定位部件的数目为两个，且分别位于 所述定位齿条段的左右两侧。
5. 如权利要求4所述的将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工 装，其特征在于，所述定位部件大体为U型板，所述U型板的内壁贴 于两个所述定位齿条段的外壁并固定连接。
6. 如权利要求2所述的将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工 装，其特征在于，所述定位部件连接所述定位齿条段的顶壁。
7. —种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的方法，其特征在于， 包括以下步骤11) 将两个拼接齿条段置于桅杆的两侧，使两个所述拼接齿条段 背向轮齿的一侧与所述桅杆的两个侧面紧密贴合；12) 将两个定位齿条段分别与上述两个拼接齿条段啮合；所述定 位齿条段的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同，且两所 述定位齿条段的相对位置通过定位部件固定；将上述两个所述拼接齿 条段焊接于所述桅杆的两个侧面；(13 )抽出两所述定位齿条^R以及所述定位部件；(14) 另外提供两个待焊接的拼接齿条段，重复实施所述步骤11)， 使该待焊接的拼接齿条段靠近已焊接的拼接齿条段；(15) 重新插入两所述定位齿条段以及所述定位部件，使所述定位(16) 将步骤14)中提供的两个待焊接的拼接齿条段焊接于所述桅 4干的两个侧面；(17) 转向步骤18),或者根据需要重复步骤13)至步骤16)至少 一次；(18) 抽出两所述定位齿条段以及所述定位部件。
8.如权利要求7所述的将拼接齿条段焊接于于钻机的桅杆两侧 的方法，其特征在于，在所述步骤17)中，根据所述桅杆以及所述拼 接齿条段的长度确定是否重复或者重复的次数。
全文摘要
本发明公开了一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的工装，包括两个轮齿参数值均相同的定位齿条段，两者的轮齿参数值与所述拼接齿条段的轮齿参数值相同；两个所述定位齿条段平行设置且其轮齿均朝向内侧，且两者之间具有适当的距离，以便能够恰好与位于所述桅杆两侧的拼接齿条段分别啮合；两个所述定位齿条段通过定位部件固定连接，所述定位部件分别连接于两个所述定位齿条段的上端部的外壁。该工装能够保证位于桅杆两侧的拼接齿条段之间的相互位置度公差，和位于桅杆同侧的拼接齿条段之间的齿间距公差，且结构简单，操作方便，加工成本较低。此外，本发明还公开了一种将拼接齿条段焊接于钻机桅杆两侧的方法。
文档编号B23K37/04GK101596661SQ20091015876
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者宇 赵, 黎中银 申请人:北京市三一重机有限公司