专利名称：水压试验机管长无极适应旋移装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水压试验设备技术领域，涉及一种水压试验设备，具体涉及一种用于锅炉用钢管、石油油井管、管线管等进行耐压试验所必需的管长无极适应旋移装置。
背景技术：
随着世界范围内工农业生产与服务业的增长、运输业的发展和人民生活水平的提高，人类社会对石油天然气这类能源的市场需求日益扩大。近年来石油勘探开发，特别是天然气开发对油管、套管需求量不断扩大。根据SY/T 6194 “套管和油管”的要求，石油用油、套管出厂、使用前必须通过静水压试验。由于被试钢管长度差别很大，为满足长、短管在一台设备上试压，就必须要求水压试验机的一端密封装置能够大行程前后移动。传统的密封装置大行程移动主要靠大行程液缸来满足，成本高，速度慢，同时试压过程中若主液缸推力过大会顶弯钢管，推力小主液缸退让会损坏密封圈。而且受液缸行程的限制，被试管长的变化不能太大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种水压试验机管长无极适应旋移装置，能够解决试压过程中主液缸推力过大顶弯钢管、主液缸退让损坏水压密封圈的弊端；同时由于在管长方向采用螺旋移动，可无极适应管长的变化。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种水压试验机管长无极适应旋移装置，包括承载架，承载架一端加工有安装结构，该安装结构内安装有接近开关，承载架上还安装有驱动机构，该驱动机构驱动承载架沿自身轴线往复移动。所述的安装结构包括设于承载架一端的圆柱 孔和设于承载架上的开口槽，该开口槽与圆柱孔相通，该开口槽内安装有接近开关。所述承载架安装于行走小车上，行走小车放置在两根导轨上，并可沿导轨往复移动，两根导轨上分别固接有机械限位装置，机械限位装置所处的位置为行走小车到达的后极限位置。所述的驱动机构包括设于承载架另一端的动力驱动机构和两套连接机构，每套连接机构上均设有一根丝杠，丝杠的一端穿过连接机构，丝杠的另一端穿过承载架，每根丝杠上均套装有一个螺母，螺母位于连接机构与承载架之间，该动力驱动机构驱动螺母转动，使得螺母可沿丝杠的轴线方向往复移动。所述的连接机构包括安装于承载架端面上的推环支座，推环支座的一端与承载架相连接，推环支座的另一端与推环的一端相连接，推环的另一端设有轴线与螺母轴线同轴的通孔，从螺母中伸出的丝杠的一端穿过该通孔，并伸出推环外，螺母由动力驱动机构驱动旋转。所述动力驱动机构包括安装于承载架端面的液压马达和安装于螺母外壁上的第一链轮，液压马达驱动传动轴，传动轴上安装有双排链轮，该双排链轮通过两根传动链条分别与两个第一链轮相连接。所述螺母外壁设有台阶，该台阶上安装有第一链轮。该无极适应旋移装置还包括剖分式结构的丝杠悬挂架，丝杠悬挂架由通过螺栓连接的两个卡箍组成。本发明水压试验机管长无极适应旋移装置中的液压马达通过链传动驱动丝杠螺母副带动移动密封装置前进，进而推动钢管到达规定地位置；对钢管进行静水压试验过程中高压水所产生的轴向力由丝杠螺母承担，最终传递给机架来承载。其功率不足以顶弯钢管，其刚性、自锁保证了在高压下密封装置不会退让。避免了以往试压过程中主液缸推力过大顶弯钢管、主液缸退让损坏密封圈的弊端。同时由于在管长方向采用螺旋移动，可以大范围运动无极适应钢管长度的变化。结构简单，易于控制，维护方便，设备安全可靠，适用于各种规格钢管的水压试验。
图1是本发明无极适应旋移装置的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1的左视图。图4是本发明无极适应旋移装置中承载架结构的半剖俯视图。图5是本发明无极 适应旋移装置中丝杠悬挂架的左视图。图中:1.机架大樑,2.丝杠，3.丝杠悬挂架,4.承载架,5.衬环，6.螺母,7.第一链轮，8.传动链条，9.行走小车，10.推环支座，11.推环，12.第二链轮，13.液压马达，14.轴承座，15.车轮，16.导轨，17.圆柱孔，18.机械限位装置，19.后感应块，20.U形槽，21.承载套，22.螺杆，23.前感应块，24.张紧装置，25.轴承，26.传动轴，27.第一键，28.第二键，29.涨紧轮，30.密封装置，31.架体，32.承载板，33.卡箍，34.螺栓。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图1、图2和图3所示，本发明无极适应旋移装置，包括行走小车9，行走小车9放置在两根导轨16上，行走小车9的车轮15与导轨16相接触，行走小车9可沿导轨16往复移动，两根导轨16上分别固接有机械限位装置18，机械限位装置18所处的位置为行走小车9能到达的最后极限位置；行走小车9上安装有结构如图4所示的承载架4，承载架4包括“凸”字形的架体31，架体31尺寸较大一端的端面上设有承载板32，架体31两侧均设有承载套21 ;承载板32上设有圆柱孔17，圆柱孔17的轴线与架体31的轴线同轴，架体31上设有开口朝向承载板32的U形槽20，U形槽20与圆柱孔17相通，U形槽20内安装有一个接近开关，沿承载架4的轴线方向、承载架4顶部同一侧靠近机架大樑处安装有另外两个接近开关；两个承载套21相对于架体31的轴线对称设置；架体31尺寸较小一端的端面上安装有两个推环支座10，推环支座10的一端与架体31相连接，推环支座10的另一端朝向远离架体31的方向，与推环11的一端相连接，推环11的另一端设有通孔，该通孔与承载套21的内孔同轴设置。推环11与承载套之间设有螺母6，螺母6与承载套21之间设有衬环5，衬环5与承载套21固定连接；承载套21、承载板32、架体31与衬环5构成整体的承载架4，螺母6通过内螺纹与丝杠2相连接，丝杠2的一端从螺母6的一端伸出穿过推环11上的通孔伸出推环11外，丝杠2的另一端从螺母6的另一端伸出，依次穿过衬环5和承载套21伸出承载套21外，丝杠2与机架大樑I固定连接，螺母6可绕自身轴线转动，并可沿丝杠2的轴线方向往复移动，螺母6的外壁设有台阶，该台阶上安装有第一链轮7，第一链轮7和螺母6构成螺母总成；架体31尺寸较小一端的端面中部安装有轴承座14，轴承座14远离承载架4的端面上安装有液压马达13，轴承座14通过轴承25与传动轴26相连接，液压马达13的输出轴通过第一键27驱动传动轴26转动，传动轴26上套装有第二链轮12，第二链轮12为双排链轮，传动轴26通过第二键28驱动第二链轮12转动；第二链轮12通过两条传动链条8分别与两个第一链轮7相连接；行走小车9上还安装有两套张紧装置24，通过张紧装置24上的张紧轮29张紧传动链条8。所有的接近开关均与水压试验机的主控单元电连接。将本发明无极适应旋移装置安装在水压试验机的机架上，使行走小车9的运动方向与水压试验机机架的纵向中心线方向一致，使承载板32朝向水压试验机的密封装置30，使圆柱孔17与密封装置30内发讯机构的发讯杆同轴设置，承载架4的中心截面与机架I的中心截面重合。丝杠2两端均与机架大樑I固定连接，根据丝杠2伸出承载套21的长度以及丝杠2伸出推环11长度，还设置了相应数量的丝杠悬挂架3，丝杠悬挂架3与机架大樑I固定连接，丝杠悬挂架3的结构如图5所 示，包括竖直安装于机架大樑I上的螺杆22，螺杆22下端连接有由两个卡箍33组成的支撑环，两个卡箍33通过螺栓34相连接。丝杠2穿过丝杠悬挂架3上的支撑环，拧紧螺栓34，使两个卡箍33卡紧丝杠2。在与承载架4安装接近开关一侧相对应的机架大樑I上分别安装后感应块19和前感应块23，前感应块23安装在机架大樑I上承载架4到达的最前位置，后感应块19安装在机架大樑I上承载架4到达的最后位置；为了缩短本无极适应旋移装置空载运转时间，一般可根据被试验钢管批次管最长管能够打压试验的位置调整后感应块19在机架大樑I上的位置，以便提高试验效率。在钢管进行静水压试验时，主机接送料装置将钢管放置在主机试压中心后，系统主控单元通电，液压马达13通过链传动副驱动螺母6旋转，螺母6将旋转运动通过丝杠2转换成直线移动，将转矩转换成推力，通过衬环5的平面推动承载架4沿丝杠2向前直线移动，行走小车9沿导轨16随承载架4同向移动，承载架4带动移动密封装置30前进，进而推动钢管到达规定的位置，钢管停止前进；此时，承载架4带动移动密封装置30继续前进，钢管将推动移动密封装置30内发讯机构的发讯杆和发讯圆盘穿过圆柱孔17伸入到U形槽20内，直到发讯圆盘与U形槽20内的接近开关感应后，系统主控单元断电，指令液压马达13停止工作，在此过程中，液压马达13的动力主要用来克服丝杠螺母副的摩擦阻力及小车车轮15与导轨16之间的摩擦阻力并推动被试钢管移动，其功率不足以顶弯钢管；在升压、保压时，高压水所产生的轴向力直接作用于承载架4，承载架4通过衬环5将该轴向力传递给丝杠螺母副，并最终传递给机架来承载，其刚性、自锁保证在高压状况下移动的密封装置30不会退让，避免了以往试压过程中主液缸推力过大顶弯钢管、主液缸退让损坏密封圈的弊端；在保压结束并卸压后，系统主控单元反向通电，液压马达13反向旋转，通过链传动驱动螺母6反向旋转，螺母6沿丝杠2的轴线向后移动，此时，螺母6后端面推动推环11向后移动，推环11通过推环支座10拉动承载架4向后移动，直到后限位块19与承载架4上平面上接近开关感应后，系统主控单元断电，指令液压马达13停止工作，该无极适应旋移装置返回到初始位置，完成一根钢管的试压。本无极适应旋移装置以液压源为动力。在静水试压过程中，由于要适应钢管长度大范围变化，丝杠2设计的很长，导致丝杠2下垂，使用过程中与承载架4侧翼的承载套21的内孔产生蹩卡，会导致本无极适应旋移装置移动不畅通，因而在丝杠2上设置了丝杠悬挂架3，用来消除丝杠2下垂的现象，丝杠悬挂架3为剖分式结构，分上下两部分并包络在丝杠2外径周围，上部分与机架3通过螺杆22固定连接。试验过程中，本旋移装置前进时，螺母2前端面应与衬环5的端面完全贴合，螺母2后端面与推环11端面之间有间隙，才能向前移动无蹩卡，才能承受高压水所产生的轴向力。本旋移装置后退时，螺母2后端面应与推环11端面完全贴合，螺母2前端面与衬环5端面之间有间隙，才能向后移动无蹩卡。为了防止承载架4上平面靠近机架大樑I处两个接近开关均失效，后限位块19没有起到限位作用，会导致本旋移装置向后移动超过后极限位置而卡死，在导轨16上设置了机械限位装置18。为了防止传动链条8运转一段时间后松驰，导致链传动副无法运转，行走小车9上还设有张紧装置24，以便调整传动链条8的张驰程度。本发明水压试验机管长无极适应旋移装置在管长方向采用螺纹副传动，可以大范围运动无极适应钢管长度的变化，还由于螺纹副采用锯齿形螺纹，因而具有传动效率高、承载能力强的特点，适用于各种规 格钢管的水压试验。
权利要求
1.一种水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，包括承载架(4)，承载架(4)一端加工有安装结构，该安装结构内安装有接近开关，承载架(4)上还安装有驱动机构，该驱动机构驱动承载架(4)沿承载架(4)自身轴线往复移动。
2.如权利要求1所述的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，所述的安装结构包括设于承载架(4) 一端的圆柱孔(17)和设于承载架(4)上的开口槽，该开口槽与圆柱孔(17)相通，该开口槽内安装有接近开关。
3.如权利要求1所述的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，所述承载架(4)安装于行走小车(9)上，行走小车(9)放置在两根导轨(16)上，并可沿导轨(16)往复移动，两根导轨(16)上分别固接有机械限位装置(18)，机械限位装置(18)所处的位置为行走小车(9)到达的后极限位置。
4.如权利要求1所述的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，所述的驱动机构包括设于承载架(4)另一端的动力驱动机构和两套连接机构，每套连接机构上均套装有一根丝杠(2)，丝杠(2)的一端穿过连接机构，丝杠(2)的另一端穿过承载架(4)，每根丝杠(2)上均套装有一个螺母(6)，螺母(6)位于连接机构与承载架(4)之间，该动力驱动机构驱动螺母(6 )转动， 使得螺母(6 )可沿丝杠(2 )的轴线方向往复移动。
5.如权利要求4所述的的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，所述的连接机构包括安装于承载架(4)端面上的推环支座(10)，推环支座(10)的一端与承载架(4)相连接，推环支座(10)的另一端与推环(11)的一端相连接，推环(11)的另一端设有轴线与螺母(6)轴线同轴的通孔，从螺母(6)中伸出的丝杠(2)的一端穿过该通孔，并伸出推环(11)外,螺母(6)由动力驱动机构驱动旋转。
6.如权利要求4或5所述的的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，所述动力驱动机构包括安装于承载架(4)端面的液压马达(13)和安装于螺母(6)外壁上的第一链轮(7)，液压马达(13)驱动传动轴(16)，传动轴(16)上安装有双排链轮，该双排链轮通过两根传动链条(8)分别与两个第一链轮(7)相连接。
7.如权利要求6所述的的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，所述螺母(6 )外壁设有台阶，该台阶上安装有第一链轮(7 )。
8.如权利要求1所述的的水压试验机管长无极适应旋移装置，其特征在于，该无极适应旋移装置还包括剖分式结构的丝杠悬挂架(3)，丝杠悬挂架(3)由通过螺栓(34)连接的两个卡箍(33)组成。
全文摘要
本发明提供了一种水压试验机管长无极适应旋移装置，包括承载架，一端加工有安装结构，该安装结构内安装有接近开关，承载架上还安装有驱动机构，该驱动机构驱动承载架沿自身轴线往复移动。本无极适应旋移装置采用液压马达通过链传动驱动丝杠螺母副带动移动密封装置移动的传动方式，使试压过程中的巨大轴向水压力最终由丝杠螺母承担，其功率不足以顶弯钢管，且其刚性、自锁保证了在高压下的移动密封装置不会退让；避免了以往试压过程中主液缸推力过大顶弯钢管、主液缸退让损坏密封圈的弊端；同时在管长方向采用螺旋移动，可无极适应管长的变化。
文档编号G01N3/02GK103234811SQ20131015215
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者牛文录, 张永红, 张利国, 胡三恩, 陈明 申请人:甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司, 上海蓝滨石化设备有限责任公司, 兰州蓝亚石油化工装备工程有限公司, 机械工业兰州石油化工设备检测所有限公司