一种轴向加载夹具的制作方法

本实用新型涉及工具夹具，具体涉及一种轴向加载夹具。

背景技术：

在石油钻井工具水力振荡器的地面试验中，需要模拟井下钻压对水力振荡器轴向施加压力。本实用新型能够对水力振荡器的轴向施加压力，且不影响水力振荡器的自激振动，保证工具的运动自由度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了使夹具对水力振荡器等工具产生轴向推力，提供一种轴向加载夹具。

本实用新型的技术方案是提供了一种轴向加载夹具，包括底板，底板上连接有相对且平行的前护板和后护板，所述前护板和后护板上部中间均开设U形槽，所述两个U形槽正对，且两个U形槽内嵌有接头，接头上套有推力盘，推力盘位于前护板前端，所述前护板的U形槽两边各对称连接两个油缸，油缸前端能与推力盘接触，且四个油缸的作用点均匀分布在推力盘上。

所述油缸通过固定块固定，油缸前部固定于前护板上，油缸后部固定于后护板上，所述固定块通过螺栓连接于前护板和后护板。

所述油缸包括依次连接的油缸盖、缸筒和油缸头，所述缸筒内一端有弹簧活塞，另一端有液压活塞，所述弹簧活塞的柱塞穿过油缸盖，弹簧活塞柱塞的外端设有弹子滑轨，弹子滑轨外设有弹子座，弹子滑轨与弹子座之间镶嵌推力球轴承座，所述推力球轴承座能在弹子滑轨与弹子座的间隙内自由滑动，所述弹簧活塞的柱塞外侧套有弹簧，弹簧活塞上设有凸台，弹簧两端分别与油缸盖和弹簧活塞的凸台接触，所述液压活塞的柱塞外侧套有碟簧，液压活塞上设有凸台，碟簧两端分别与弹簧活塞和液压活塞的凸台接触，液压活塞与油缸头接触部分设有腔体，腔体内设有限位柱，所述油缸头上设有管道接头，能将管道与液压活塞的腔体连通。

所述底板通过螺纹连接的方头固定螺栓和方头螺帽固定，底板与前护板和后护板为垂直固定连接。

所述前护板和后护板的U形槽侧边之间通过内侧护板垂直固定连接，两个U形槽顶端不封闭，两个U形槽的底端通过内衬管固定连接，接头的直径小于内衬管直径，所述前护板和后护板的下部中间之间通过内加强板垂直固定连接，内加强板连接于内衬管底部。

所述前护板与后护板的顶端之间通过两块顶护板固定连接，两块顶护板有一侧分别与U形槽上对应的内侧护板固定连接，所述前护板和后护板的两侧上下分别通过上侧护板和下侧护板连接，所述前护板、顶护板、上侧护板三者相互垂直，所述上侧护板和下侧护板平行，顶护板、上侧护板和下侧护板都与前护板和后护板垂直固定连接。

所述后护板后侧固定连接有加强筋，且加强筋底部与底板固定连接，所述加强筋为三角形结构。

所述接头与推力盘螺纹连接，且推力盘上还设有锁紧螺母。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的这种轴向加载夹具结构稳定，操作方便，四个油缸的推力均匀作用在推力盘上，能够向水力振荡器提供轴向推力。

(2)本实用新型提供的这种轴向加载夹具使用的油缸结构简单，操作方便，能为水力振荡器提供轴向推力，且使水力振荡器工具在被本实用新型的这种可滑动压缩油缸加持时保证工具的运动自由度，通过固定块固定油缸，油缸前部固定于前护板上，油缸后部固定于后护板上，固定块通过螺栓连接于前护板和后护板，加强油缸的稳定。

(3)本实用新型提供的这种轴向加载夹具底板通过螺纹连接的方头固定螺栓和方头螺帽9固定，底板与前护板和后护板为垂直固定连接，使底板结构稳固。

(4)本实用新型提供的这种轴向加载夹具前护板和后护板的U形槽侧边之间通过内侧护板垂直固定连接，两个U形槽顶端不封闭，便于水力振荡器等工具可以从上面放入U形槽内，两个U形槽的底端通过内衬管固定连接，保证结构稳定，接头比内衬管直径小，水力振荡器等工具在油缸的推力作用下在内衬管内居中，不会对水力振荡器振动产生干涉，保证运动自由度。

(5)本实用新型提供的这种轴向加载夹具前护板和后护板的下部中间之间通过内加强板垂直固定连接，内加强板连接于内衬管底部，前护板与后护板的顶端之间通过两块顶护板固定连接，两块顶护板5有一侧分别与U形槽上对应的内侧护板固定连接，前护板和后护板的两侧上下分别通过上侧护板和下侧护板连接，前护板、顶护板、上侧护板三者相互垂直，上侧护板和下侧护板平行，顶护板、上侧护板和下侧护板都与前护板和后护板垂直固定连接，进一步加强装置的结构稳定性。

(6)本实用新型提供的这种轴向加载夹具后护板后侧固定连接有三角形结构的加强筋，且加强筋8底部与底板固定连接，加强筋为，加强后护板的稳定。

(7)本实用新型提供的这种轴向加载夹具采用接头与推力盘螺纹连接，便于拆卸，且推力盘上还设有锁紧螺母，当水力振荡器自激式振动时，锁紧螺母进一步将推力盘与接头锁紧，保障装置可靠运行。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型轴向加载夹具不放接头时的主视图；

图2是图1中A-A截面图示意图；

图3是本实用新型前护板的结构示意图；

图4是本实用新型轴向加载夹具的左视图；

图5是图4中B-B截面示意图；

图6是本实用新型中油缸的结构示意图。

附图标记说明：1、底板；2、后护板；3、前护板；4、固定块；5、顶护板；6、上侧护板；7、下侧护板；8、加强筋；9、方头螺帽；10、方头固定螺栓；11、内加强板；12、内侧护板；13、内衬管；14螺栓；15油缸；16接头；17推力盘；18锁紧螺母；

101、缸筒；102、液压活塞；103、弹簧活塞；104、油缸盖；105、弹子滑轨；106、弹子座；107、推力球轴承座；108、弹簧；109、油缸头；110、碟簧；111、限位柱；112、管道接头；113、耐磨环；114、通气孔；115、透气孔；116、O型圈；117、切口挡圈；118、轴向密封圈。

具体实施方式

实施例1：

为了克服，本实施例提供了一种如图1、图2、图4和图5所示的轴向加载夹具，包括底板1，底板1上连接有相对且平行的前护板3和后护板2，所述前护板3和后护板2上部中间均开设U形槽，所述两个U形槽正对，且两个U形槽内嵌有接头16，接头16上套有推力盘17，推力盘17位于前护板3前端，所述前护板3的U形槽两边各对称连接两个油缸15，油缸15前端能与推力盘17接触，且四个油缸15的作用点均匀分布在推力盘17上。

本实用新型提供的这种轴向加载夹具的工作原理如下：

水力振荡器等工具连接于接头16上，将接头16置于两个U形槽中，四个油缸15在油压作用下向前伸展，推动推力盘17，四个作用点均匀分布在推力盘17上，推力盘17与接头16螺纹连接，此时的推力盘17与接头16为刚性连接，力传递到接头16上，进而传递到水力振荡器等工具的轴向上。

本实用新型的这种轴向加载夹具结构稳定，操作方便，四个油缸的推力均匀作用在推力盘上，能够向水力振荡器提供轴向推力。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1和图3所示的轴向加载夹具，为了加强油缸的稳定，所述油缸15通过固定块4固定，油缸15前部固定于前护板3上，油缸15后部固定于后护板2上，所述固定块4通过螺栓14连接于前护板3和后护板2。

进一步的，如图6所示，所述油缸15包括依次连接的油缸盖104、缸筒101和油缸头109，所述缸筒101内一端有弹簧活塞103，另一端有液压活塞102，所述弹簧活塞103的柱塞穿过油缸盖104，弹簧活塞103柱塞的外端设有弹子滑轨105，弹子滑轨105外设有弹子座106，弹子滑轨105与弹子座106之间镶嵌推力球轴承座107，所述推力球轴承座107能在弹子滑轨105与弹子座106的间隙内自由滑动，所述弹簧活塞103的柱塞外侧套有弹簧108，弹簧活塞103上设有凸台，弹簧108两端分别与油缸盖104和弹簧活塞103的凸台接触，所述液压活塞102的柱塞外侧套有碟簧110，液压活塞102上设有凸台，碟簧110两端分别与弹簧活塞103和液压活塞102的凸台接触，液压活塞102与油缸头109接触部分设有腔体，腔体内设有限位柱111，所述油缸头109上设有管道接头112，能将管道与液压活塞102的腔体连通。

油缸15的工作原理如下：

油缸头109的管道接头112上通过螺纹连接管道，通过该管道向缸筒内注油，由于液压活塞102与油缸头109接触部分设有限位柱111，油进入液压活塞102腔体内，液压活塞102在油压的作用下向油缸头109的反向产生移动并传递推力，液压活塞102将位移与推力传递到碟簧110上，碟簧110将位移与推力传递到弹簧活塞103上，弹簧活塞103与弹子滑轨105、弹子座106、推力球轴承座107共同产生位移与推力，将推力传递给与推力球轴承座107接触的水力振荡器等工具，此时弹簧108被压缩，当注油停止后，受压缩的弹簧108在自身弹力作用下，将弹簧活塞103复位，同时推动碟簧110复位，进而推动液压活塞102复位。

本实用新型的这种轴向加载夹具中使用的油缸结构简单，操作方便，能为水力振荡器提供轴向推力，且使水力振荡器工具在被本实用新型的这种可滑动压缩油缸加持时保证工具的运动自由度。

为了减少弹簧活塞103的磨损，所述弹簧活塞103与缸筒101之间设有耐磨环113。

所述液压活塞102的柱塞端有通气孔114，所述弹簧活塞103与碟簧110接触的一端设有凹槽，液压活塞102的柱塞端头位于弹簧活塞103的凹槽内，且液压活塞102的柱塞端面与弹簧活塞103的凹槽不接触。通气孔114用于油缸缸筒101内部的排气，通气孔114一直保持开通，能够防止油缸工作时憋压而影响正常运行。

进一步的，所述油缸盖104端面上有透气孔115，透气孔115可以排出弹簧活塞103一端的气体，进一步避免油缸内部憋压。

所述缸筒101与液压活塞102之间由O型圈116密封，O型圈116两端由切口挡圈117支撑，缸筒101与油缸头109之间由轴向密封圈118密封，O型圈116和轴向密封圈118的密封能够避免油进入油缸缸筒内部或者溢出，切口挡圈117的支撑，增加了 O型圈116的稳定。

进一步的，所述弹簧活塞103与弹子滑轨105通过螺丝固定。当水力振荡器等工具振动时，轴向振动力传递到推力球轴承座107上，推力球轴承座107将力传递到弹子滑轨105上，由于弹子滑轨105与弹簧活塞103的柱塞通过螺丝固定，是刚性连接，所以轴向振动力和震动位移传递到弹簧活塞103上，弹簧活塞103与液压活塞102之间设有碟簧110，轴向振动力会往复的压缩碟簧110，所以可滑动压缩油缸对水力振荡器等工具施加的推力不影响水力振荡器等工具震动自由度。

为了减少摩擦，所述弹子滑轨105表面粗糙度小于0.4，弹子滑轨105与推力球轴承座107接触面表面粗糙度小于0.4。当水力振荡器振动时，径向振动力传递到推力球轴承座107上，由于弹子滑轨105表面粗糙度小于0.4，再由于推力球轴承座107在弹子滑轨105与弹子座106的间隙内可以自由滑动，所以在径向力作用下，推力球轴承座107在弹子滑轨105与水力振荡器之间产生滚动，最大程度的降低摩擦力，避免了摩擦消耗，最大程度的保证水力振荡器的运动自由度。

为了便于拆卸，所述缸筒101与油缸盖104和油缸头109均为螺纹连接，所述弹子滑轨105与弹子座106为螺纹连接。

所述弹子座106上有孔，孔直径小于推力球轴承座107外径，推力球轴承座107露出在弹子座106的孔外1mm到5mm。

所述缸筒101与液压活塞102和弹簧活塞103之间均为间隙配合，所述液压活塞102的柱塞与弹簧活塞103之间为间隙配合，所述碟簧110与液压活塞102和弹簧活塞103之间均为间隙配，所述弹簧活塞103柱塞与油缸盖104为间隙配合，所述弹簧活塞103与弹子滑轨105为过盈配合，所述弹簧108在缸筒101与弹簧活塞103的柱塞之间，相互间间隙配合，所述柱塞与碟簧110在缸筒101与液压活塞102的柱塞之间，相互间间隙配合。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的轴向加载夹具，为了使底板结构稳固，所述底板1通过螺纹连接的方头固定螺栓10和方头螺帽9固定，底板1与前护板3和后护板2为垂直固定连接。

进一步的，为了保证结构稳定，如图2所示，所述前护板3和后护板2的U形槽侧边之间通过内侧护板12垂直固定连接，两个U形槽顶端不封闭，便于水力振荡器等工具可以从上面放入U形槽内，两个U形槽的底端通过内衬管13固定连接，接头16的直径小于内衬管13直径，两块内侧护板12与内衬管13固定连接，形成一道上端开口的通道。接头16比内衬管13直径小，水力振荡器等工具在油缸15的推力作用下在内衬管13内居中，不会对水力振荡器振动产生干涉，保证运动自由度。

如图2所示，所述前护板3和后护板2的下部中间之间通过内加强板11垂直固定连接，内加强板11连接于内衬管13底部。

如图1所示，所述前护板3与后护板2的顶端之间通过两块顶护板5固定连接，两块顶护板5有一侧分别与U形槽上对应的内侧护板12固定连接。所述前护板3和后护板2的两侧上下分别通过上侧护板6和下侧护板7连接，所述前护板3、顶护板5、上侧护板6三者相互垂直，所述上侧护板6和下侧护板7平行，顶护板5、上侧护板6和下侧护板7都与前护板3和后护板2垂直固定连接。

实施例4：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的轴向加载夹具，为了加强后护板的稳定，所述后护板2后侧固定连接有加强筋8，且加强筋8底部与底板1固定连接，所述加强筋8为三角形结构。

如图5所示，为了便于拆卸，所述接头16与推力盘17螺纹连接，且推力盘17上还设有锁紧螺母18，当水力振荡器自激式振动时，锁紧螺母18进一步将推力盘17与接头16锁紧。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。