賀小真田文新

(1.中國石油集團(tuán)測井有限公司 陜西西安) (2.中國石油集團(tuán)華北事業(yè)部 河北廊坊)

鉛屏蔽環(huán)在鋼絲繩上的新穎固定工藝

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(1.中國石油集團(tuán)測井有限公司 陜西西安) (2.中國石油集團(tuán)華北事業(yè)部 河北廊坊)

文章分析了采用多種工藝方法來解決鉛屏蔽環(huán)與鋼絲繩的固定問題。通過對(duì)比,擇優(yōu)篩選出壓合法工藝。對(duì)該工藝所涉及到的設(shè)計(jì)、工藝等問題,進(jìn)行了綜合性的闡述、計(jì)算、和論證。該工藝具有一定創(chuàng)新性。

鉛環(huán);鋼絲繩;屏蔽;隔離;壓合工藝;壓模設(shè)計(jì)

0 引 言

EILOG聲波系列下井儀器的機(jī)械件中,有鋼絲繩總成的組件,是在一根數(shù)米長的鋼絲繩上安裝若干鉛屏蔽環(huán),以達(dá)到漸次阻斷、隔離聲波非正常信號(hào)沿鋼繩傳輸?shù)哪康腫1]。

1 傳統(tǒng)工藝方法的不足及新工藝方案的確定

傳統(tǒng)的鉛環(huán)的固定,多是用鋼絲、銅絲、螺釘?shù)容o助件實(shí)現(xiàn),其不足是增大了鋼絲繩的直徑和體積,直接影響了鉛屏蔽環(huán)的屏蔽質(zhì)量,因此不能滿足本儀器的設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)鉛環(huán)的固定所提出的特殊要求。

查閱國內(nèi)外技術(shù)資料并市場調(diào)研,提出了以下無輔助支撐的固定方式:

①鑄造法;②熔焊法;③壓合法;④滾壓法。

對(duì)比以上四種方法,經(jīng)各方面分析,確定采用壓合法。它是將預(yù)先加工好的鉛環(huán)先穿于鋼絲繩上,定好位,在一副對(duì)壓模具的夾持下進(jìn)行冷壓,它操作簡單,幾何形狀尺寸能夠保證。

2 壓合法工藝

由鋼絲繩總成圖,及技術(shù)要求,編制鉛屏蔽環(huán)嵌壓于鋼絲繩上的加工工藝如下:

1)由澆鑄,或直接從市場上采購,得到Φ10鉛圓棒,同時(shí)采購Φ3.6鋼絲繩;

2)由鉛圓棒圖紙尺寸與技術(shù)要求計(jì)算出壓合前的尺寸,然后車成鉛屏蔽環(huán);

3)按圖紙要求截取Φ3.6鋼絲繩長度;

4)用、丙酮、酒精清洗鋼絲繩與鉛屏蔽環(huán)內(nèi)外表面,將鉛屏蔽環(huán)穿于鋼絲繩上,按圖紙尺寸用點(diǎn)狀焊錫或502快干膠進(jìn)行預(yù)定位;

5)將定好位的鉛屏蔽環(huán)安放在壓合模的芯模中,置于壓力機(jī)工作臺(tái)上;

6)上下模對(duì)準(zhǔn),加上模,壓力機(jī)壓合。

3 壓合量的計(jì)算

由鋼絲繩的受力分析,可知鋼絲繩受壓后,六股小鋼絲繩定會(huì)在A、B、C、D、E、F 點(diǎn)接觸(相切),那么 ,鉛環(huán)對(duì)鋼絲繩的壓入量,將會(huì)有如圖1、圖2中的陰影部分的面積,有最大、最小兩種情況。一般情況下,鉛物質(zhì)不可能擠入內(nèi)層,即圖2所示空白處,所以按圖2陰影部分計(jì)算出的為實(shí)際壓入量。有:

圖1 最大陰影面積

圖2 最小陰影面積

已知鉛屏蔽環(huán)外徑作為完成壓合后的最終尺寸,為Φ8.15,因此有:

4 模具設(shè)計(jì)[2、3]

根據(jù)鉛屏蔽環(huán)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與技術(shù)指標(biāo),特將本模具設(shè)計(jì)成為由內(nèi)模、外模兩部分組成。設(shè)計(jì)思想是:先將回轉(zhuǎn)體的鉛環(huán)穩(wěn)定(限制)在硬度較高的芯模(內(nèi)模)內(nèi),再通過對(duì)上模、下模(即外模)的特定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),限制鉛環(huán)在水平面內(nèi)的 X、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向上的自由度,在豎直的 Z方向上,將上、下模經(jīng)壓力機(jī)進(jìn)行對(duì)壓,實(shí)現(xiàn)鉛屏蔽環(huán)與鋼絲繩互相壓嵌抱合的工藝技術(shù)要求。

查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)后推設(shè),鉛的單位面積壓力 p=30kg/mm2

故壓合力[4]

由計(jì)算得,鉛屏蔽環(huán)的壓合力約為3.6t。

5 現(xiàn)場試生產(chǎn)實(shí)錄

對(duì)加工好的Φ8.3的鉛環(huán)試件進(jìn)行試壓,共壓6次后,測得外徑尺寸都在鉛屏蔽環(huán)圖紙所要求的公差范圍內(nèi),即Φ8+0.20+0.10。試壓報(bào)告見表1。

表1 Φ8.3鉛環(huán)試壓結(jié)果報(bào)告單

6 壓合強(qiáng)度檢測及結(jié)論

取壓成一體的鉛環(huán)鋼絲繩總成,將鉛環(huán)外圓用0.5 mm薄銅皮輕輕包住,夾于臺(tái)虎鉗上,用6kg彈簧秤鉤住鋼絲繩一端,拉至2.5kg(24.5N),保持30min。按此方法,對(duì)3個(gè)試壓好的鉛環(huán)逐個(gè)檢測,結(jié)果未見發(fā)生鉛環(huán)拉脫和破裂現(xiàn)象。

由此認(rèn)為,本文論述的鉛環(huán)與鋼絲繩的新穎壓合工藝的設(shè)計(jì),能夠滿足零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

[1] 董經(jīng)利.多極子陣列聲波測井資料處理及應(yīng)用[J].測井技術(shù),2009,33(2)

[2] 王鵬駒,成 虹.沖壓模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008

[3] 王鵬駒,殷國富.壓鑄模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008

[4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(5卷本)第一卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1979

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2009-09-22 編輯:劉雅銘)

賀小真,女,1959年生,工程師,1982年畢業(yè)于陜西省職工高等學(xué)院機(jī)械制造工藝與設(shè)備專業(yè),現(xiàn)在中國石油集團(tuán)測井有限公司測井儀器廠工藝研究中心。郵編:710061