一种单丝杠步进钢管试压装置的制作方法

本发明涉及试验设备技术领域，具体讲是一种单丝杠步进钢管试压装置。

背景技术：

钢管水压试验机采用分布在两侧的拉杆承受钢管试压时产生的轴向力，丝杠设置在拉杆上，驱动机构带动螺母驱动试压头左右移动，以适应不同管长的钢管；发表于2009年的硕士学位论文《油套管水压试验装置结构设计及力学性能研究》和申请号为201310152151.4的中国发明专利《水压试验机管长无极适应旋移装置》公开了这种钢管试压机的结构，这种结构的钢管试压机可以实现试压头的无极运动，适应能力强；但是丝杠设置在两侧的拉杆上，驱动机构带动两侧的螺母同时转动，因为加工及装配误差，两侧螺母同步性会有影响，经常会有卡滞现象发生。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种不同于现有技术方案的一种单丝杠步进钢管试压装置。能够解决丝杠螺母副之间的卡滞问题，同时降低了丝杠的加工成本。

本发明的技术方案是：一种单丝杠步进钢管试压装置，包括底座、左支架、右支架、拉杆以及左试压头和右试压头，所述左支架、右支架分别设置在底座两端，所述拉杆端部分别固定在左支架、右支架上，所述拉杆的数量不少于2个，两两平行设置，左试压头、右试压头相对设置，试压时，左试压头、右试压头分别与拉杆固定，由拉杆承受试压介质对左试压头和右试压头产生的压力；其特征在于：还包括步进小车、左试压小车、丝杠、大螺母、驱动机构，所述步进小车与拉杆连接，所述左试压头设置在左试压小车上，丝杠端部固定在左试压头、左试压小车上，所述步进小车上安装有大螺母、驱动机构，大螺母与丝杠配合，驱动机构与大螺母连接并驱动步进小车左右移。

丝杠安装在左试压小车上，由设置在步进小车上的大螺母及驱动机构驱动左试压小车移动，使钢管进入或脱出左试压头；因为只有一个螺母驱动丝杠移动，避免了因为两个丝杠螺母副同步性问题所产生的卡滞现象。丝杠的加工精度要求较高，由双丝杠改为单丝杠，减少了一个丝杠螺母副及配套机构，降低了总成本。

作为单丝杠步进钢管试压装置的一种改进，其特征在于，还包括卡紧机构，所述拉杆由若干个交错设置的直径不同的细段、粗段组成，所述卡紧机构可插入或移出拉杆细段，从而与拉杆连接或松开，所述左试压小车、步进小车上安装卡紧机构。

步进小车和左试压小车上均安装卡紧机构，向右调整试压位置时，首先锁紧步进小车上与拉杆之间的卡紧机构，驱动机构动作，通过丝杠螺母副驱动左试压小车向右移动到达设定位置后，锁紧左试压小车与拉杆之间的卡紧机构，解除步进小车上与拉杆之间的卡紧机构，驱动机构动作，通过丝杠螺母副驱动步进小车向右移动到达设定位置后，锁紧步进小车上与拉杆之间的卡紧机构，解除左试压小车上与拉杆之间的卡紧机构；向左调整试压位置反顺序操作即可；可使步进小车和左试压小车以类似于尺蠖的运动方式移动到位；调整适用于不同长度的钢管更加方便。

为方便钢管进入右试压头，还包括右试压小车、左右驱动部件，所述右试压小车上安装卡紧机构，所述卡紧机构可插入拉杆细段从而固定步进小车、右试压小车，所述左右驱动部件驱动右试压小车左右移动。

卡紧机构可以保证在试压时产生的轴向力传递到拉杆上，试压时，左右驱动部件驱动右试压小车向左移动，使钢管插入右试压头中；试压完毕后，左右驱动部件驱动右试压小车向右移动，从而使钢管脱出右试压头，将已试完钢管移出试压位置，迎接下一根钢管试压。

为适应右试压头的运动还包括滑缸，所述滑缸包括外缸和内缸，外缸套装在内缸上，内缸和外缸内腔相连通，所述内缸、外缸内腔分别与右试压头、通水口连通。所述滑缸可以保证右试压头的运动不使水路产生断路。

所述驱动机构的形式为：驱动马达带动主动齿轮，与连接在大螺母上的从动齿轮啮合。采用这种方式传递动力顺畅，不易产生卡滞。还可以有其他动力传动方式，如链传动等。

卡紧机构的实现型式如下：所述卡紧机构包括卡钳和卡钳驱动部件，所述卡钳驱动部件驱动卡钳嵌入或移出拉杆细段。

所述卡钳驱动部件是卡钳驱动缸，所述卡紧机构实现方式是实现方式A和实现方式B中的一种。

实现方式A：卡钳前部是半圆形且与拉杆细段嵌合，卡钳后部与卡钳驱动缸的缸杆连接，卡钳驱动缸驱动卡钳伸出与缩回。

实现方式B：所述卡钳前部内侧是半圆形且与拉杆细段嵌合，两个卡钳相对安装，卡钳后部铰接控制连杆，控制连杆与卡钳驱动缸的缸杆铰接，卡钳驱动缸驱动卡钳闭合与打开。

为保证小车沿拉杆顺畅移动，在步进小车、左试压小车、右试压上小车上可以安装导向套，所述导向套与步进小车、左试压小车、右试压上小车固定，所述导向套套装在拉杆上。

附图说明

图1是本发明的单丝杠步进钢管试压装置仅有一根钢管试压工位的一种实施方式的主视图。

图2是图1中单丝杠步进钢管试压装置的俯视图。

图3是图1中驱动机构的放大图。

图4是图1中滑缸的结构示意图。

图5是图2中单丝杠步进钢管试压装置A-A剖视图，为对比表达明显，左侧表示的是卡钳嵌入拉杆细段时的状态，右侧是卡钳移出拉杆细段时的状态。

图6是图2中单丝杠步进钢管试压装置B-B剖视图，为对比表达明显，左侧表示的是卡钳嵌入拉杆细段时的状态，右侧是卡钳移出拉杆细段时的状态。

图7、8是图2中单丝杠步进钢管试压装置C-C剖视图。图6表示的是卡钳嵌入拉杆细段时的状态，图7表示的是卡钳移出拉杆细段时的状态。

图9是本发明的单丝杠步进钢管试压装置具有两个试压工位时的一种实施方式的俯视图。

具体实施方式

实施方式1。

结合附图1、2、3、4、5、6、7、8说明本发明单丝杠步进钢管试压装置的实施方式。

如图1所示，单丝杠步进钢管试压装置包括左支架1、底座2、拉杆3、左试压头4、右试压头5、右支架6，左支架1、右支架6分别设置在底座2两端，拉杆3端部分别固定在左支架1、右支架6上，左试压头4、右试压头5相对设置，钢管0置于左试压头4和右试压头5之间，由左试压头4、右试压头5密封钢管0端部；步进小车7、左试压小车8设置在底座上，可左右往复移动；左试压头4设置在左试压小车8上，丝杠9端部采用螺钉固定在左试压头4、左试压小车8上，步进小车7上安装有大螺母10、驱动机构11，大螺母10与丝杠9配合，驱动机构11与大螺母10连接并驱动步进小车7左右滑动。

如图2所示，拉杆03的数量为2根，水平设置，两拉杆03直接相互平行；拉杆3由若干个交错设置的直径不同的细段、粗段组成；步进小车7上设置有卡紧机构12，卡紧机构12可插入或移出拉杆3细段，从而与拉杆3连接或松开；左试压小车8上安装卡紧机构13，试压时，卡紧机构13插入拉杆3细段，从而固定左试压小车；底座2右侧设置有右试压小车14，右试压头5固定在右试压小车14上，右试压小车14设置有卡紧装置15；右试压小车14上安装左右驱动部件16，所述左右驱动部件16驱动右试压小车14左右移动。

在步进小车7、左试压小车8、右试压上小车9均安装导向套，所述导向套与步进小车7、左试压小车8、右试压上小车9固定，导向套套装在拉杆3上。

如图3所示，本实施例中，驱动机构11的形式为：驱动马达111带动主动齿轮112，与连接在大螺母上的从动齿轮113啮合。采用这种方式传递动力顺畅，不易产生卡滞。还可以有其他动力传动方式，如链传动等。

本实施例中左右驱动部件16的型式为驱动缸，驱动缸座161安装在底座2右端，驱动缸杆162安装在右试压小车14上。

如图1所示，右试压头5还与滑缸17连接；滑缸17的结构如图4所示，滑缸17包括外缸171和内缸172，外缸171套装在内缸172上，内缸172和外缸171内腔相连通，所述内缸172、外缸171内腔分别与右试压头5、通水口连通。

图5中，卡钳121前部内侧是半圆形且与拉杆3细段嵌合，两个卡钳121相对安装，卡钳121后部铰接控制连杆122，连杆122与卡钳驱动缸123的缸杆铰接，卡钳驱动缸123驱动卡钳121闭合与打开。为对比说明方便，图5左侧，卡钳驱动缸123缸杆伸出时，卡钳121前部内侧半圆形嵌入拉杆3细段；图5右侧，卡钳驱动缸123缸杆缩回时时，卡钳121张开，其前部半圆形远离拉杆细段。

图6中，卡钳131前部是半圆形且与拉杆3细段嵌合，卡钳131后部与卡钳驱动缸132的缸杆连接，卡钳驱动缸132驱动卡钳131伸出与缩回；如图6左侧所示，卡钳驱动缸132缸杆伸出时，卡钳131前部半圆形嵌入拉杆3细部；如图6右侧所示，卡钳驱动缸132缸杆缩回时，卡钳131前部半圆形远离拉杆。

图8、9显示的是通过连杆152来控制卡钳151开启与闭合的另一种形式，图中，左右两卡钳采用同一驱动缸153驱动，为使表述清晰，图8所示的是闭合状态，图9所示的是开启状态。

采用本实施例中的试压装置试压时，首先闭合步进小车7上卡钳121，松开左试压小车8上的卡钳131，松开右试压小车14上的卡钳151，驱动机构11通过丝杠螺母副驱动左试压小车8向左移动，左右驱动部件16驱动右试压小车14向右移动，让出被试钢管位置，待被试钢管进入被试压位置时，驱动机构11通过丝杠螺母副驱动左试压小车8向右移动，左右驱动部件16驱动右试压小车14向左移动，夹紧并密封钢管0两端；闭合左试压小车8上的卡钳131，闭合右试压小车14上的卡钳151，试压。试压完毕后，脱开被试钢管，松开左试压小车8上的卡钳131，松开右试压小车14上的卡钳151，驱动机构11通过丝杠螺母副驱动左试压小车8向左移动，左右驱动部件16驱动右试压小车14向右移动；完成一根钢管的试压。

左试压小车8左右移动时，因为只有一个螺母10驱动丝杠9，避免了因为两个丝杠螺母副同步性问题所产生的卡滞现象。

试压时，左试压头4、右试压头5分别与拉杆3固定，由拉杆3承受试压介质对左试压头4和右试压头5产生的压力；试压时所产生的轴向力不会传递到丝杠螺母副上，从而避免了轴向力迫使螺母压紧丝杠的螺纹面再次启动时容易卡死的问题。

左右驱动部件驱动右试压小车14向左移动，使钢管插入试压头中；试压完毕后，左右驱动部件驱动右试压小车向右移动，从而使钢管脱出试压头，将已试完钢管移出试压位置，迎接下一根钢管试压。滑缸的存在使得水路连续。

如钢管短于左右两试压头之间的距离，应向右调整左试压头4的试压位置，首先卡钳驱动缸132缸杆伸出，卡钳131前部半圆形嵌入拉杆9细段，左试压小车8上与拉杆9固定；卡钳驱动缸123缸杆缩回，卡钳121张开，其前部半圆形远离拉杆细段，步进小车7与拉杆9松开；驱动机构动作，通过丝杠螺母副驱动左试压小车8向右移动到达设定位置后，锁紧左试压小车8与拉杆9之间的卡紧机构，解除步进小车上与拉杆之间的卡紧机构，驱动马达动作，通过丝杠螺母副驱动步进小车7向右移动到达设定位置；卡钳驱动缸123缸杆伸出，卡钳121闭合，其前部半圆形靠近拉杆细段，卡钳121嵌入拉杆细段，卡钳驱动缸132缸杆缩回，卡钳131前部半圆形移出拉杆9细段，左试压小车8上与拉杆9松开；如此使步进小车和左试压小车以类似于尺蠖的运动方式移动到位；

如钢管长于左右两试压头之间的距离，按照上段描述相反顺序调整即可。

实施方式2。

图9是本发明的单丝杠步进钢管试压装置具有两个试压工位时的一种实施方式的俯视图。

与实施方式1相比，装置具有两个试压工位，可同时对两根钢管进行试压。本领域技术人员可设置更多的试压工位以适应更多的钢管试压。

除拉杆数量为3根外，本实施例的方式与实施方式1均相同。