一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构制造技术

本发明专利技术公开了一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构，涉及石油工程设备领域，具体包括直角定位连接块、十字定位连接块、定位连接板、电机座定位连接组件、内六角螺钉、六角螺栓，采用本发明专利技术的一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构，焊接后留加工余量单边3mm，焊接的夹具是用已经加工的面和孔定位，焊接前用小设备加上钻模对所几百个螺孔加工完毕，焊接后一次加热失效消除焊接和加工应力，方案优势：

【技术实现步骤摘要】
一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构


[0001]本专利技术涉及石油工程设备领域，具体涉及一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构。

技术介绍

[0002]专利技术石油工程设备领域出现了两种结构非常相似的往复泵，即钻井泵和压裂泵。这两种往复泵都有一个大的机架，体积大，重量重，比如说钻井泵的机架，长2700mm
‑
2800mm，宽2000
‑
2200mm左右，高1790mm
‑
2000mm，重量6500kg
‑
8000kg。这两种往复泵的机架上要安装驱动往复泵的主电机，安装曲轴部件、连杆部件、十字头部件、阀箱部件、润滑系统部件、喷淋系统部件，几乎往复泵的所有关键部件都是通过机架连接在一起，各个部件之间的相对位置关系都靠机架来保证，往复泵摩擦副（包括连杆部件的滑动轴承摩擦副、曲轴的滚动轴承摩擦副、电机的滚动轴承摩擦副、齿轮摩擦副、动力端的十字头和滑道摩擦副、拉杆与密封摩擦副，液力端的缸套与活塞摩擦副等）要寿命长，必须提高机架的精度，可以说往复泵机架的精度高低是代表往复泵设计和制造的综合水平。但在提高机架质量的同时，还要降低机架的制造成本，分析目前机架的制造成本与机架的焊接有很大关系，目前机架焊接后出现有如下几个问题：
①
焊接后的加工余量太大，不管是平面或是孔，单边加工余量10mm，不仅仅是浪费原材料，还增加了大量的加工费用；
②
机架体积大，重量重，在机架上加工的孔太多，需要在大型数控设备上加工螺孔，大型数控设备的加工费用太高；
③
焊接后有两次加热失效处理，焊接后要消除焊接应力，把每个面加工7mm后还需要一次消除加工应力，不仅增加费用，还是机架制造周期延长；
④
焊接质量不高，虽然面和孔单边留有10mm余量，但还是出现有的地方没有加工余量，还得要补焊再加工，增加制造成本，因此研究既要提高机架焊接质量又要降低机架制造成本的一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构便成了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构。
[0004]本专利技术的技术方案如下：本专利技术实施以2200hp以上的五缸钻井泵为例。
[0005]首先分析对高精度机架焊接现状技术方案和适用新型技术方案的对比：现状技术方案：用数控切割机下料——加工零件的平面和孔，单边留余量10mm——用已经加工的面定位的焊接大夹具焊接小部件——用已经加工的面定位的焊接大夹具组对和焊接机架——拆卸掉机架上的焊接夹具，在机架上另外焊接加热失效需要的钢板——加热失效消除焊接应力——用大型数控设备加工面和孔，将现状的单边10mm余量减少到单边3mm余量——加热失效消除加工应力——用大型数控设备精加工面和孔到机架成品尺寸——用大型数控设备对成品机架钻几百个螺孔——用设备攻丝。
[0006]适用新型技术方案：用数控切割机下料——加工零件的平面和孔，单边留余量
3mm——用小设备加上钻模对小零件钻孔——设备攻丝——用已经加工的面和孔定位的焊接夹具焊接部件——用已经加工的面和孔定位的焊接小夹具组对和焊接机架——保留焊接小夹具与机架一起——加热失效消除焊接和加工应力——用大型数控设备精加工面和孔到机架成品尺寸。
[0007]两种技术方案对比如下：（1）焊接前后加工余量不同，现状技术方案焊接后留加工余量是单边10mm，适用新型技术方案焊接后留加工余量是单边3mm；（2）焊接的夹具不同，现状技术方案焊接夹具用已经加工的面定位，夹具大而笨重，适用新型技术方案的焊接夹具是用已经加工的面和孔定位，夹具是小而轻便；（3）钻孔与焊接的先后顺序不同，现状技术方案几百个螺孔加工安排在焊接后，用大型数控设备钻孔，适用新型技术方案是安排在焊接前用小设备加上钻模对几百个螺孔加工完毕；（4）焊接后安排的失效数量不同，现状技术方案焊接后有1次加热失效消除焊接应力和1次加热失效消除加工应力，适用新型技术方案将二次加热失效改为一次加热失效消除焊接和加工应力。
[0008]适用新型技术方案相对现状技术方案优势：
①
减少制造的总时间；
②
节约制造费用，现状占用大型数控设备的时间长，专利技术多用小机床，大型数控设备每小时制造费用600元，小设备是每小时制造费用60元；
③
质量更高，避免现状技术方案出现焊接后加工余量不均，有些地方加工余量太多，有些地方又没有加工余量现象。适用新型技术方案实施如下：左边墙、第一纵墙、第二纵墙、第三纵墙、第四纵墙、右边墙、前墙、中墙、后墙、第一上隔板、第二上隔板、第三上隔板、第四上隔板、第五上隔板、第一挡泥墙、第二挡泥墙、第三挡泥墙、第四挡泥墙、第五挡泥墙、底板、第一下滑道座、第二下滑道座、第三下滑道座、第四下滑道座、第五下滑道座共25个零部件是确定机架各孔相互位置关系的零部件，将这些零部件焊接在一起要满足的关键技术要求是：
①
曲轴轴向定位轴承座孔、曲轴第1径向轴承座孔、曲轴第2径向轴承座孔、曲轴第3径向轴承座孔、曲轴第4径向轴承座孔、曲轴第5径向轴承座孔共6个孔，这6个孔的同轴度要满足在1mm以内；
②
第1滑道定位孔、第1挡泥盘定位孔、第1缸套定位孔共3种孔之间的同轴度要满足在1mm以内，三种孔的公共轴线与第
①
项的6个孔的公共轴线的垂直度要在1mm以内；
③
第2滑道定位孔、第2挡泥盘定位孔、第2缸套定位孔共3种孔之间的同轴度要满足在1mm以内，三种孔的共同轴线与第
①
项的6个孔的公共轴线的垂直度要在1mm以内；
④
第3滑道定位孔、第3挡泥盘定位孔、第3缸套定位孔共3种孔之间的同轴度要满足在1mm以内，三种孔的共同轴线与第
①
项的6个孔的公共轴线的垂直度要在1mm以内；
⑤
第4滑道定位孔、第4挡泥盘定位孔、第4缸套定位孔共3种孔之间的同轴度要满足在1mm以内，三种孔的共同轴线与第
①
项的6个孔的公共轴线的垂直度要在1mm以内；
⑥
第5滑道定位孔、第5挡泥盘定位孔、第5缸套定位孔共3种孔之间的同轴度要满足在1mm以内，三种孔的共同轴线与第
①
项的6个孔的公共轴线的垂直度要在1mm以内；
⑦
电机左轴承座安装孔和电机右轴承座安装孔公共轴线与第
①
项的6个孔的公共轴线平行度要满足在1mm以内；
⑧
第
①
项的6个孔的公共轴线与底板定位孔的位置精度在1mm以内；
⑨
曲轴轴向定位轴承座孔，电机左轴承座安装孔，曲轴第1径向轴承座孔，曲轴第2径向轴承座孔，曲轴第3径向轴承座孔，曲轴第4径向轴承座孔，曲轴第5径向轴承座孔，电机右轴承座安装孔，第1缸套定位孔，第2缸套定位孔，第3缸套定位孔，第4缸套定位孔，第5缸套定位孔，第1挡泥盘定位孔，第2挡泥盘定位孔，第3挡泥盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种往复泵高精度机架焊接技术方案及工装结构，其特征在于，左边墙（1），第一纵墙（2），第二纵墙（3），第三纵墙（4），第四纵墙（5），右边墙（6），前墙（7），中墙（8），后墙（9），第一上隔板（10），第二上隔板（11），第三上隔板（12），第四上隔板（13），第五上隔板（14），第一挡泥墙（15），第二挡泥墙（16），第三挡泥墙（17），第四挡泥墙（18），第五挡泥墙（19），底板（20），第一下滑道座（21），第二下滑道座（22），第三下滑道座（23），第四下滑道座（24），第五下滑道座（25），A型直角定位连接块（26），B型直角定位连接块（27），十字定位连接块（28），A型上方定位连接板（29），B型上方定位连接板（30），C型上方定位连接板（31），D型上方定位连接板（32），A型下方定位连接板（33），B型下方定位连接板（34），电机座定位连接组件（35），内六角螺钉（36），六角螺栓（37）；所述电机座定位连接组件（35）把左边墙（1）和右边墙（6）定位连接在一起；用4个十字定位连接块（28）、8个内六角螺钉（36）将左边墙（1）和底板（20）定位连接，同理用4个十字定位连接块（28）、8个内六角螺钉（36）将右边墙（6）和底板（20）定位连接；用2个A型直角定位连接块（26）、4个六角螺栓（37）将左边墙（1）和前墙（7）定位连接在一起，同理用用2个A型直角定位连接块（26）、4个六角螺栓（37）将右边墙（6）和前墙（7）定位连接在一起；用2个十字定位连接块（28）、4个内六角螺钉（36）将左边墙（1）和后墙（9）定位连接在一起，同理，用2个十字定位连接块（28）、4个内六角螺钉（36）将右边墙（6）和后墙（9）定位连接在一起；所述A型上方定位连接板（29）、14个六角螺栓（37）将第一纵墙（2）、第二纵墙（3）、第三纵墙（4）、第四纵墙（5）、第一上隔板（10）、第二上隔板（11）、第三上隔板（12）、第四上隔板（13）、第五上隔板（14）定位连接在一起；用B型上方定位连接板（30)、20个六角螺栓（37）将左边墙（1）、第一纵墙（2）、第二纵墙（3）、第三纵墙（4）、第四纵墙（5）、右边墙（6）、第一上隔板（10）、第二上隔板（11）、第三上隔板（12）、第四上隔板（13）、第五上隔板（14）定位连接在一起；用D型上方定位连接板（32）、18个六角螺栓（37）将左边墙（1）、第一纵墙（2）、第二纵墙（3）、第三纵墙（4）、第四纵墙（5）、右边墙（6）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秀芳，
申请(专利权)人：黄秀芳，
类型：发明
国别省市：