管接头螺纹加工夹紧压力分析

2008No 6 重型机械

管接头螺纹加工夹紧压力分析

刘茂生,刘玉文,胡德金

1,2

(1 上海交通大学,上海 200030;2 宝山钢铁股份公司,上海 201900)

摘要:夹紧压力大小对管接头螺纹加工有很大的影响。本文基于力学分析,详细推导了夹紧压力的计算公式,该公式对于现场的生产实践具有重要的指导意义,并且为夹紧机构的设计改造提供了理论依据。

关键词:管接头;夹紧压力;变形;超静定;切削中图分类号:TG506 文献标识码:A 文章编号:

1001-196X(2008)06-0047-04

Theanalysisofclampingpressureinthreadmachiningfortubejoint

LIUMao sheng,LIUYu wen,HUDe jin

(1 ShanghaiJiaotongUniversity,2 BaoshanIron&SteelCo ,

Ltd ,

1,2

Shanghai200030,China;Shanghai201900,China)

Inthispaper,

the

Abstract:Theclampingpressureisanimportantfactorinthreadmachiningfortubejoint.alsoprovidetheoreticalbasisfordesigningandalteringclampingdevices.Keywords:pipejoint;

clampingpressure;

distortion;

staticallyindeterminate;

cutting

calculatingformulaisdeducedbasedonmechanics.Theformulacangiveinstructiontopracticeonsite.Itcan

1 引言

石油油管接箍主要作用是连接石油输送管,为保证石油传输过程中不泄漏,接箍螺纹圆度要求很高。随着油田钻井深度的增加和规模的扩大,对石油套管数量和质量的需求也日益增加,尤其是对高质量的特殊扣产品需求越来越大。目前国内高质量的特殊扣油井管接箍的国产化率仅为20%~30%,大部分仍依靠进口,每年市场缺口在8~10万t。国内接箍产品合格率较低,特别是接箍的圆度超差问题严重。引起接箍圆度超差的原因有多种因素,包括材质、切削工艺、刀具、夹紧力以及加工机床本身的精度等,本文仅对接箍螺纹加工过程的夹紧力进行分析。

收稿日期:

2008-09-25;修订日期:2008-10-062 车丝机卡盘对管接头的夹紧力分析

管接头螺纹加工的卡盘夹紧原理如图1所示。对现场和加工工序进行分析可知,待加工管接头在卡盘夹紧时受到的夹紧力是由夹紧系统压力作为动力源,油液在夹紧油缸1的夹紧活塞2面上施加单位压力p,使活塞移动以带动夹紧叉板3和夹紧棒4,夹紧棒4再通过15 斜面将水平移动转化为卡盘内部夹紧机构5的垂直移动,从而实现固定在夹紧机构5上的卡爪6对管接头7施加大小相等的等效垂直作用力N,达到夹紧目的。

设夹紧油缸活塞有效作用面积为A,忽略各机构的质量和移动间的阻力,则由力的相互传递转换关系可推导出夹紧系统压力反应在卡爪上的作用力N为

cos15 /sin15 2

(1)

作者简介:刘茂生(1975-),男,上海交通大学在读硕士研究

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