CN111853018B - 驴头销子及涨紧方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种驴头销子及涨紧方法，该驴头销子包括：主体(1)、顶丝(2)、设置于所述主体(1)内部的孔洞(5)、压紧球(7)、找正球(3)和涨紧销(4)；所述找正球(3)和所述压紧球(7)，位于所述孔洞内部(5)，所述压紧球(7)的一端与所述顶丝(2)相接触，另一端与所述找正球(3)相接触；所述涨紧销(4)设置于孔洞(5)的内壁上，一端与所述找正球(3)相接触；当所述顶丝(2)通过挤压所述压紧球(7)，挤压所述找正球(3)，从而通过力传导挤压所述涨紧销(4)时，所述涨紧销(4)的另一端挤压驴头销座(8)的内壁直至压紧。本申请可以解决驴头销子与出现近似椭圆形变形的驴头销座之间出现松动的问题。

Description

驴头销子及涨紧方法
技术领域
本申请涉及油田机械采油设备技术领域，尤其涉及一种驴头销子及涨紧方法。
背景技术
本部分旨在为本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
目前，机械采油大多采用游梁式抽油机，这种抽油机驴头和游梁上设有驴头销座，通过驴头销子把驴头和游梁连接在一起。由于驴头销子与驴头销座常年承受交变负荷作用产生磨损，驴头销座产生近似于椭圆的变形，受力后驴头销子容易窜出，使驴头和游梁之间产生振动；或者，受到风霜雨雪等天气影响，驴头销子易出现锈死现象，导致不能正常拆装。
现有型式的驴头销子或只考虑了防窜预防，如专利号为201521066158公开的“紧固防窜驴头销子”，专利号为201420690088.X公开的“驴头销子固定装置”，专利号201510176528.9公开的“防窜防脱防裂自取式驴头销子装置”，专利号201520296611.5公开的“一种新型驴头销子”；或只考虑了拆装问题，如专利号为201020580064.0公开的“抽油机可旋接式驴头销子”，专利号为201220007778.1公开的“一种新型抽油机驴头销子”，专利号201220244046.4公开的“抽油机驴头销子”，专利号201420197417.7公开的“新型抽油机驴头销子”，专利号201420673485.6公开的“一种驴头销子”，专利号201620013051.2公开的“一种游梁式抽油机驴头销子”，专利号201720216655.1公开的“新型自锁抽油机驴头销子”；或考虑了防窜和拆装，但多采用分瓣式或锥套式整体补偿，如专利号为200910133497.3公开的“胀缩式抽油机驴头销子”，专利号为201420121938.4公开的“楔入式抽油机驴头销子”，专利号为201611039652.1(201621259520.5)公开的“自锁紧驴头销子装置”，专利号为201620592266.4公开的“一种锥套式抽油机驴头销子”。
以上所公开的驴头销子都不能很好解决驴头销座近似于椭圆变形后与驴头销之间的松动问题，无法达到涨紧目的。
现有成型胀紧轴技术多采用液压或气动，需要增加动力源，存在稳压问题，如专利号为95197752.0公开的“改进的膨胀轴”，专利号为200980154988.4公开的“可膨胀的轴”；或者，采用的机械结构复杂，不能满足现有需求，如专利号为98102911.6公开的“无定形胀轴”，专利号为200810041798.9公开的“一种机械膨胀轴”，专利号为200820148554.6公开的“新型膨胀轴”，专利号为200920157338.2公开的“一种机械胀轴”。或者，只能实现三点定位，不能满足多方位补偿涨紧，对于同一零部件的不同位置产生不同方向和不同大小变形量的问题，不能有效解决，如专利号为201621238348.5公开的“一种手柄式定位锁紧销”，专利号200320112514.3公开的“盖板式钻夹具涨紧装置”。
以上公开的胀紧轴技术对于现有的机械采油中驴头销子与驴头销座之间上下不同位置出现的不同方向和不同大小的变形量的松动不能很好的补偿。三点定位不足以克服在工作中驴头与驴头销座之间产生的巨大交变载荷，无法保证设备平稳、有效、安全的运行要求，与现场实际不符。
综上可见，现有技术对于驴头销座变形后或因其他情况导致驴头销子与驴头销座之间出现松动的问题不能很好的解决。
发明内容
第一方面，本申请实施例提供一种驴头销子，用以提供多方位补偿，解决驴头销子与出现近似椭圆形变形的驴头销座之间出现松动的问题，该驴头销子包括：
主体1、顶丝2、设置于所述主体1内部的孔洞5、压紧球7、找正球3和涨紧销4；所述找正球3和所述压紧球7，位于所述孔洞内部5，所述压紧球7的一端与所述顶丝2相接触，另一端与所述找正球3相接触；所述涨紧销4设置于孔洞5的内壁上，一端与所述找正球3相接触；当所述顶丝2通过挤压所述压紧球7，挤压所述找正球3，从而通过力传导挤压所述涨紧销4时，所述涨紧销4的另一端挤压驴头销座8的内壁直至压紧。
第二方面，本申请实施例还提供一种涨紧方法，用以解决驴头销子与出现近似椭圆形变形的驴头销座之间出现松动的问题，该方法包括：
挤压顶丝2；当所述顶丝2通过挤压压紧球7，挤压所述找正球3，从而通过力传导挤压与所述找正球3接触的涨紧销4的一端时，所述涨紧销4的另一端挤压驴头销座8的内壁直至压紧。
本申请实施例中，通过在驴头销子内部加装找正球和涨紧销，利用找正球体自由滚动来推动涨紧销沿不同方向移动，这样当驴头销子与驴头销座之间出现松动后，挤压顶丝即可挤压找正球，进一步挤压涨紧销，使涨紧销压紧驴头销座的内壁，达到涨紧、防窜的目的。并且，本申请实施例通过压紧球和找正球两次压紧力的方向调整，可以控制涨紧销分别沿各自的受力方向移动，可以实现多点位涨紧作用，避免了现有技术中形成三点定位，不能全方位补偿的弊端。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请实施例中驴头销子的侧视图；
图2(a)为本申请实施例中驴头销子的一种剖面工作原理图；
图2(b)为本申请实施例中驴头销子的另一种剖面工作原理图；
图3为本申请实施例中找正球31的受力分析示意图；
图4为本申请实施例中找正球32的受力分析示意图；
图5为本申请实施例中涨紧方法的流程图。
附图标号
1：主体 2：顶丝
3、31、32：找正球 4、41、42、43、44：涨紧销
5：孔洞 6：环套件
7：压紧球 8：驴头销座
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
本申请实施例提供了一种驴头销子，如图1所示，该驴头销子包括主体1、顶丝2、设置于主体1内部的孔洞5、压紧球7、找正球3和涨紧销4。
其中，找正球3和压紧球7，位于孔洞内部5，压紧球7的一端与顶丝2相接触，另一端与找正球3相接触。
孔洞5为圆柱形。并且，孔洞5的直径大于两个找正球3的直径之和，孔洞5的具体直径可以根据装入的找正球3的数量及直径进行设置，对于其具体直径，在此不做限定。
涨紧销4设置于孔洞5内壁上，一端与找正球3相接触。当顶丝2通过挤压压紧球7，挤压找正球3，从而通过力传导挤压涨紧销4时，涨紧销4的另一端挤压驴头销座8的内壁直至压紧。
其中，压紧球7的数量为一个，找正球3的数量为至少两个。压紧球7和该至少两个找正球3分为上下两层设置在孔洞5内。其中，压紧球7设置于上层，与顶丝2相接触；该至少两个找正球3设置于下层，与涨紧销4相接触。
需要说明的是，压紧球7和找正球3所处的上、下层为相对于顶丝2而言，靠近顶丝2的位置为上，远离顶丝2的位置为下。
在本申请实施例的一种实现方式中，为了保证涨紧销4受力的均衡性，令设置于下层的找正球3的数量与涨紧销4的数量相等；或者，设置于下层的找正球3的数量设置为涨紧销4数量的一半。如果设置于下层的找正球3的数量与涨紧销4的数量相等，则当顶丝2挤压压紧球7，从而挤压找正球3时，每个找正球3挤压一个涨紧销4。如果设置于下层的找正球3的数量为涨紧销4的数量的一半，则当顶丝2挤压压紧球7，从而挤压找正球3时，每个找正球3挤压两个涨紧销4。
在本申请实施例的一种实现方式中，涨紧销4的数量为大于等于4的偶数，对于其具体数量，在此不做限定。
此外，驴头销子包括设置于主体1两端的两个顶丝2，由于主体1的两端分别与驴头销座8相接触，为了确保该两端均与驴头销座8紧密固定，参见图1，在主体1的两端分别设置孔洞5、压紧球7、找正球3和涨紧销4，每一端的压紧球7分别与同一端的顶丝2和找正球3相接触。
在本申请实施例中，驴头销子还包括环套件6。环套件6设置于涨紧销4与主体1的接触位置，用于填充涨紧销4与主体1之间的空隙，避免在无外力作用时，涨紧销4从主体1中滑出。
本申请实施例中，通过在驴头销子内部加装找正球和涨紧销，利用找正球3的自由滚动来推动涨紧销沿不同方向移动，这样当驴头销子与驴头销座之间出现松动后，挤压顶丝即可挤压找正球，进一步挤压涨紧销，使涨紧销压紧驴头销座的内壁，达到涨紧、防窜的目的。并且，本申请实施例通过压紧球和找正球两次压紧力的方向调整，可以控制涨紧销分别沿各自的受力方向移动，可以实现多点位涨紧作用，避免了现有技术中形成三点定位，不能全方位补偿的弊端。
下面将以下层设置两个找正球31和32，以及4个涨紧销41、42、43和44为例，简述驴头销子的安装过程，并结合驴头销子的安装过程，简述驴头销子的涨紧原理。
参见图1，首先将涨紧销41、42、43、44装入主体1内，并确保主体1的外表面平齐。其次，将主体1装入驴头销座8内的预定安装位置，再次装入处于下层的找正球31和32，此时，由于涨紧销41、42、43、44占用孔洞5的部分空间，因此，找正球31和32的位置关系为一上一下，假设找正球31的位置在上，则找正球32接触孔洞5的下底面。之后装入压紧球7，由于压紧球7不与涨紧销接触，也就不向涨紧销施加压力，因此，在本申请实施例中不对压紧球7进行受力分析，且认为顶丝2直接向找正球31和找正球32施加压力。
在装入压紧球7后，将顶丝2与主体1啮合，转动顶丝2以迫使找正球31、32进一步压紧涨紧销41、42、43、44。找正球31在主体1内受顶丝2的压力、涨紧销41和42的推力作用，同时还受找正球32的推力，当找正球31受到的推力逐渐增大时，涨紧销41、42被推出主体1，推向驴头销座8的内壁；找正球32受到找正球31的推力，以及涨紧销43和44的推动作用，以及孔洞5下底面向上的支撑力，当找正球31的推力增大时，将涨紧销43和44推出主体1，推向驴头销座8的内壁。涨紧销41、42、43和44被推出主体1的长度与主体1和驴头销座8内壁之间的空隙大小相符，当涨紧销41、42、43、44各自压紧驴头销座8的内壁后，4个涨紧销均不再移动，涨紧销41、42、43、44受驴头销座8作用力反馈给找正球31、32，找正球31和32受力平衡后不再移动，驴头销子与驴头销座8完全涨紧。这样就通过找正球3和涨紧销4之间的相互作用，达到了补偿主体1与驴头销座8之间的空隙，令驴头销子和驴头销座8涨紧的目的。
示例性，参见图2(a)和图2(b)，为本申请实施例中驴头销子的两种剖面图，在两图中，驴头销座8出现近乎椭圆形的变形，涨紧销4与驴头销座8的接触位置不同。通过图2(a)和图2(b)可见，无论驴头销座8变形的大小以及变形的位置，涨紧销4都能压紧驴头销座8的内壁，补偿主体1与驴头销座8之间的空隙，达到涨紧目的。
下面将结合图2(a)、图2(b)、图3和图4，对本申请实施例提供的驴头销子中的找正球31和找正球32进行受力分析，以此来进一步说明驴头销子的涨紧原理。其中，图3为找正球31的受力分析图，图4为找正球32的受力分析图。
需要说明的是，找正球31和找正球32的受力情况复杂，本申请将其受力简化后得到如图3和图4所示的受力情况。
当顶丝2被挤压时，顶丝2与主体1啮合传动将力F1施加于找正球31，通过找正球31将力分别传递给涨紧销41(F2)、涨紧销43(F3)和找正球32(F4)；找正球32受到来自找正球31的作用力(F5)后开始移动，继续将力传递给涨紧销43(F7)和涨紧销44(F8)。对找正球31和找正球32建立受力分析模型，由于找正球31和找正球32受力分析模型相同，以下将以找正球31为例进行详细分析。
找正球31主要受垂直方向顶丝2给与的预紧力(F1)、水平方向涨紧销41(F2)和涨紧销42(F3)的推力、找正球32的作用力(F4)，F4方向与X、Y、Z三个坐标轴成夹角。将F4分解成沿X、Y、Z轴方向的力，分别为F4x、F4y、F4z，当F1增大时，推动找正球31产生移动趋势，F4随之增大，也即F4x、F4y、F4z增大。找正球31在水平方向受F2和F4x、F3和F4y两对力的限制，在垂直方向上受F1和F4z的限制。
当F1持续增大时，找正球31继续向下移动，F4随之增大，也即F4x、F4y、F4z增大，找正球32受力平衡保持不动，找正球31的受力分为如下情况：
(1)F2和F4x大小相等，即涨紧销41与驴头销座接触涨紧，F4y大于F3时，涨紧销42在找正球31的推动下开始移动，直至与驴头销座接触并涨紧，即F3和F4y大小相等，找正球31不再移动，达到受力平衡。
(2)F3和F4y大小相等，即涨紧销42与驴头销座接触涨紧，F4x大于F2时，涨紧销41在找正球31的推动下开始移动，直至与驴头销座接触并涨紧，即F2和F4x大小相等，找正球31不再移动，达到受力平衡。
(3)F2小于F4x、F3小于F4y时，涨紧销41和涨紧销42在找正球31的推动下开始移动，直至涨紧销与驴头销座接触并涨紧，即F2大小等于F4x、F3大小等于F4y时，找正球31不再移动，达到受力平衡。
当继续增大F1时，找正球31继续向下移动，F4随之增大，也即F4x、F4y、F4z增大，找正球32受F4反作用力F5作用，开始移动，涨紧销43和涨紧销44移动情况同上述找正球31的受力情况类似，分为3种，不再累述。
本申请实施例还提供了一种应用于上述驴头销子的涨紧方法，如图5所示，该方法包括步骤501和步骤502：
步骤501、挤压顶丝。
步骤502、当顶丝通过挤压压紧球，挤压找正球，从而通过力传导挤压与找正球接触的涨紧销的一端时，涨紧销的另一端挤压驴头销座的内壁直至压紧。
本申请实施例中，通过在驴头销子内部加装找正球和涨紧销，利用找正球体自由滚动来推动涨紧销沿不同方向移动，这样当驴头销子与驴头销座之间出现松动后，挤压顶丝即可挤压找正球，进一步挤压涨紧销，使涨紧销压紧驴头销座的内壁，达到涨紧、防窜的目的。并且，本申请实施例通过压紧球和找正球两次压紧力的方向调整，可以控制涨紧销分别沿各自的受力方向移动，可以实现多点位涨紧作用，避免了现有技术中形成三点定位，不能全方位补偿的弊端。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种驴头销子，其特征在于，所述驴头销子包括：
主体(1)、顶丝(2)、设置于所述主体(1)内部的孔洞(5)、压紧球(7)、找正球(3)和涨紧销(4)；
所述找正球(3)和所述压紧球(7)，位于所述孔洞(5)内部，所述压紧球(7)的一端与所述顶丝(2)相接触，另一端与所述找正球(3)相接触；所述压紧球(7)的数量为一个，所述找正球(3)的数量为至少两个；所述压紧球(7)和所述至少两个找正球(3)分为上下两层设置在所述孔洞(5)内；
所述涨紧销(4)设置于孔洞(5)的内壁上，一端与所述找正球(3)相接触；当所述顶丝(2)通过挤压所述压紧球(7)，挤压所述找正球(3)，从而通过力传导挤压所述涨紧销(4)时，所述涨紧销(4)的另一端挤压驴头销座(8)的内壁直至压紧。
2.根据权利要求1所述的驴头销子，其特征在于，
压紧球(7)设置于上层，与所述顶丝(2)相接触；所述至少两个找正球(3)设置于下层，与所述涨紧销(4)相接触。
3.根据权利要求2所述的驴头销子，其特征在于，
所述找正球(3)的数量与所述涨紧销(4)的数量相等，或者，为所述涨紧销(4)数量的一半。
4.根据权利要求3所述的驴头销子，其特征在于，
如果所述找正球(3)的数量与所述涨紧销(4)的数量相等，则当所述顶丝(2)挤压所述压紧球(7)，从而挤压所述找正球(3)时，每个找正球(3)挤压一个涨紧销(4)。
5.根据权利要求3所述的驴头销子，其特征在于，
如果所述找正球(3)的数量为所述涨紧销(4)的数量的一半，则当所述顶丝(2)挤压所述压紧球(7)，从而挤压所述找正球(3)时，每个找正球(3)挤压两个涨紧销(4)。
6.根据权利要求1所述的驴头销子，其特征在于，
所述涨紧销(4)的数量为大于等于4的偶数。
7.根据权利要求1所述的驴头销子，其特征在于，所述驴头销子包括设置于主体(1)两端的两个顶丝(2)；
在所述主体(1)的两端分别设置孔洞(5)、压紧球(7)、找正球(3)和涨紧销(4)，每一端的压紧球(7)分别与同一端的顶丝(2)和找正球(3)相接触。
8.根据权利要求1所述的驴头销子，其特征在于，所述驴头销子还包括：
环套件(6)，设置于所述涨紧销(4)与所述主体(1)的接触位置，用于填充所述涨紧销(4)与所述主体(1)之间的空隙。
9.一种应用于如权利要求1至8任一项所述驴头销子的涨紧方法，其特征在于，所述方法包括：
挤压顶丝(2)；
当所述顶丝(2)通过挤压压紧球(7)，挤压所述找正球(3)，从而通过力传导挤压与所述找正球(3)接触的涨紧销(4)的一端时，所述涨紧销(4)的另一端挤压驴头销座(8)的内壁直至压紧。
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