多功能井架通用组对工装的设计与制造应用

陈秀江

(大庆石油管理局松原机械总厂，吉林 松原 138000)

1 已有技术

修井机和捞油车井架主要由直立柱、斜方钢管、边框、辅件等组成；生产过程中根据井架尺寸将上述零件进行组焊。目前常用的组对方法是根据井架的实际尺寸，制作出组焊井架各零部件用的临时工装，将井架零部件进行组对，同时由于井架直立柱的尺寸长，需要校直，通常由焊接工人手工校直。由于修井机井架的尺寸各异，而且直立柱手工校直时，劳动强度大，经常容易造成劳动伤害，这种传统的井架组对方法效率低，尺寸精度低，同时增加了生产成本和劳动强度。

2 设计目的

多功能井架通用组对工装，应用于修井机和捞油车的生产技术领域。特征是：解决了修井机井架组对工装通用性差、操作者劳动强度大、生产效率低、尺寸精度低等缺点。该工装根据井架的关键尺寸，通过PLC控制改变工装各部件工作位置，实现了不同型号修井机井架组对的通用性，调节方便、尺寸精度高、生产效率高。

3 设计的内容

本新型工装设计解决了传统井架组对和焊接过程中的外型尺寸变形难以控制等缺点。该装置主要由两大部分组成，包括机械部分和电气控制部分。

机械部分由底座、导轨座、固定立柱、游动立柱、立柱伺服液压缸、固定支座、游动支座、支座伺服液压缸、液压夹紧装置、液压系统等组成。导轨座位于底座上；固定立柱固定于导轨座上，立柱伺服液压缸带动游动立柱在导轨座上左右移动；实现了井架直立柱间宽度尺寸的可调性；固定支座固定于游动立柱和固定立柱上，支柱伺服液压缸带动游动支座在立柱上上下移动，实现了井架直立柱的高度尺寸的可调性；在组对时液压夹紧装置直径固定井架直立柱，同时通过调节夹紧装置的压力阀来调节夹紧力，使直立柱变直，改变其扭曲的形状，提高井架的形状精度。

电气控制部分由PLC、电液伺服控制器和上位机触摸屏等组成。操作者将井架的关键尺寸输入到上位机触摸屏中，触摸屏向PLC将尺寸数据传给PLC，PLC再将数据传递给电液伺服控制系统，电液伺服控制系统根据这个数据调整立柱液压缸、支座液压缸的伸长量；实现不同尺寸井架的组对；通过旋钮电位器控制液压夹紧装置的压力阀，使直立柱变直。

4 使用的效果

在井架组对过程中，本实用新型实现了以下效果：（1）直立柱之间高度尺寸的可调性。（2）直立柱之间宽度尺寸的可调性。（3）液压夹紧装置可固定在直立柱上，并使直立柱校直，提高井架的形状精度，减少操作者的劳动强度。（4）可组对不同尺寸的井架。

5 实施例

参阅图1～5，本实用新型在组对井架时，首先将井架侧视图中尺寸K和H输入到上位机的触摸屏里，上位机将K和H数值送给PLC，PLC再将数据传给伺服控制器，伺服控制器控制液压缸，支座伺服液压缸将游动支座与固定支座的距离调整为K，立柱伺服液压缸将游动支柱与固定支柱的距离调整为H；然后将井架的4根直立柱放到游动支座和固定支座上，摆正，校准；调整压力阀旋钮，使液压夹紧装置夹紧直立柱，同时使压力阀输出的压力变大，增大夹紧力，使直立柱受力，变平直，达到校直的目的。通过在上位机触摸屏中输入不同的K和H值，从而满足不同井架直立柱之间距离的调整。

6 附图及附图的简要说明

附图及附图的简要说明见图1～5。涉及产品的领域，要画出产品的结构剖视图，不标注产品零部件的名称，而是标注序号，然后列出序号对应的零部件名称，然后说明这些零部件的作用是什么。

图1 井架结构示意图（主视图）

图2 井架结构示意图（侧视图）

图3 多功能井架通用组对工装主视图

图4 多功能井架通用组对工装侧视图

图5 PLC控制框图