[发明专利]无磁钻铤内孔表面压应力强化装置及强化方法

说明书

本发明涉及一种无磁钻铤内孔表面压应力强化装置及强化方法，包括装卡无磁钻铤的卡盘、支撑无磁钻铤做正向圆周低速转动的固定滚轮，在无磁钻铤内孔中装有气动打击装置，气动打击装置包括连接杆、装在连接杆头部的气缸、装在气缸内作高频率往复动作的气动打击头、与气缸相接通尾部导管、设在气缸头部的支撑在无磁钻铤内孔中的支撑轮、支撑连接杆的移动托架、靠电动机驱动移动托架匀速轴向移动的尾部移动装置，气动打击装置通过其尾部导管与高压压缩空气气源相接通，通过流量阀调整高压压缩空气流量大小，保证气动打击头在气缸内高频率往复动作，本发明具有方法简单、操作方便、生产效率较高、形成的表面强化效果显著、有效延长无磁钻铤使用寿命的优点。

技术领域

本发明属于表面冷作强化技术领域，特别涉及一种无磁钻铤内孔表面压应力强化装置及强化方法。

背景技术

因美国石油学会API SPEC7-1规范以及其它国外企业标准，要求无磁钻铤内孔表面需进行表面冷作强化处理，以使内表面形成相对致密的压应力层，有助于提高内表面的耐腐蚀性，延长无磁钻铤的使用寿命。

通常情况下，无磁钻铤内孔采用如下两种强化方法：1、用滚压头对内孔做冷滚压处理，这种方法效率低且滚压后压硬层不超过0.05mm。2、内孔喷丸处理，这种方法虽然效率高但压硬层也不超过0.30mm，且需要建立粉尘收集净化处理装置，对环保和职业健康要求很高。所以，急需发明一种新的无磁钻铤内孔表面压应力强化方法和装置是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述无磁钻铤内孔冷滚压强化和喷丸强化的缺点而提供一种无磁钻铤内孔表面压应力强化装置及强化方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种无磁钻铤内孔表面压应力强化装置，包括装卡无磁钻铤的卡盘、支撑无磁钻铤做正向圆周低速转动的固定滚轮，卡盘带动无磁钻铤在固定滚轮上做正向圆周低速转动，在无磁钻铤内孔中安装有气动打击装置，气动打击装置包括连接杆、安装在连接杆头部的气缸、安装在气缸内作高频率往复动作的气动打击头、与气缸相接通尾部导管、设置在气缸头部的支撑在无磁钻铤内孔中的支撑轮、支撑连接杆的移动托架、靠电动机驱动移动托架匀速轴向移动的尾部移动装置，气动打击装置通过其尾部导管与0.6～2.0Mpa的高压压缩空气气源相接通，并通过流量阀调整高压压缩空气流量大小，保证气动打击头在气缸内高频率往复动作。

一种利用所述无磁钻铤内孔表面压应力强化装置对无磁钻铤内孔表面压应力强化的方法，首先将无磁钻铤装卡在卡盘和固定滚轮上正向低速旋转，然后将气动打击装置接通高压压缩空气后，通过调节流量阀调整压缩空气的流量大小，使气动打击头在气缸内高频往复运动，随着电机驱动的移动托架轴向移动，气动打击头在无磁钻铤的内壁上均匀击打出密布的小凹坑，完成对无磁钻铤的整个内壁的均匀压应力强化，强化后的下压深度在0.4～0.8mm。

气动打击装置接通压缩空气后，气动打击头依靠调整压缩空气的流量来控制气动打击头的击打速度和击打力度。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：

1、方法简单、操作方便，生产效率较高。

2、形成的表面强化效果显著。

3、能有效延长无磁钻铤使用寿命。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

图2为气动打击装置示意图。

图3为内表面打击痕的分布状况。

其中图中标注为：

1—卡盘；2—固定滚轮；3—无磁钻铤；4—气动打击装置；5—连接杆；6—移动托架；7—尾部移动装置；8—尾部导管；9—气动打击头；10—支撑轮；S—打击头的直径：Φ4mm～Φ6mm；A—两点的间距：2.9mm；B—三个点的间距：5.8mm；H—打击痕的深度：0.40～0.80mm。