抽油杆表麵強化強力拋丸機

摘要：抽油杆拋丸強化處理，可有效地（dì）提高其疲勞（láo）強度，通（tōng）過式強力拋丸機則是專門為這一構件表麵強化處理而研製的中小型拋丸設備。它與一（yī）般拋丸機相比，具有結構簡單、強化效果好的優點，是抽油杆生產與（yǔ）修複廠理想的專用設備。
關鍵詞：抽油杆;表麵強化;拋丸機;

拋丸強（qiáng）化是金屬構件表麵形變（biàn）強化的有（yǒu）效工藝手段（duàn）之一,它（tā）通過（guò）將無數高速運動的彈丸流射到金屬構件表麵,而使其表（biǎo）麵發生塑性變形。拋（pāo）丸強化是提高機械零件表麵高周期疲勞強度、腐蝕疲勞強度（dù）、接觸疲勞強度、微（wēi）振疲勞強度及腐蝕斷裂抗（kàng）力的行之（zhī）有（yǒu）效的一種（zhǒng）表麵強（qiáng）化工藝。
一（yī）般（bān）情況下（xià）,鋼的疲勞強度（dù）隨其抗拉強度的提高而（ér）上升;但當其達到一定強（qiáng）度（dù）水平後,疲勞強（qiáng）度反而下（xià）降。
拋丸強化處理則可避免高強度鋼出現（xiàn）疲勞下（xià）降的（de）傾向,因此（cǐ）凡在（zài）服役（yì）中受交變（biàn）載荷（hé）或在腐蝕環境中承受載荷的機（jī）械零件（jiàn）,均可通過拋丸強化延長其使用壽命。
1、抽油杆的（de）拋丸強化及所用設備
抽（chōu）油（yóu）杆（gǎn）(圖1)是采油設備主要機械構（gòu）件之一。其主要失效形式是（shì）高（gāo）周期（qī）疲（pí）勞斷裂（liè）或腐（fǔ）蝕疲勞斷裂及微振疲勞斷裂,因之提高抽油杆抗疲勞性（xìng）能是防止其失效的關鍵措施。經過多（duō）次試（shì）驗（yàn）證明,拋丸強化是提高其疲勞壽命的有效途徑。
圖1抽油杆零件結構圖 這一處理工藝可使抽油（yóu）杆表麵及表層產生殘餘壓（yā）應力場,形成塑性變形,以（yǐ）達（dá）到應力強化、組織（zhī）強化和構件表麵粗（cū）糙度值增加的綜合（hé）效果。由於拋丸強化工藝具有（yǒu）成本低、能耗少、操作簡便、生（shēng）產效率高、強化效果好等（děng）一係列優點,而被抽油杆的生產與（yǔ）修複廠家所廣泛（fàn）采用。

目前（qián）,抽油杆拋丸強化處理,普遍（biàn）采用機械進丸滑（huá）移式拋丸機。該種拋丸機的（de）拋丸器結構比較複（fù）雜,易損件多,其分丸（wán）輪和定向套是兩個“一類”易磨損（sǔn）而（ér）又不易進行機械加工的白口合金鑄鐵件。它們分別（bié）安裝在旋轉的葉輪軸（zhóu）和不動罩殼上,鑄造或裝配的形位偏差都會造成兩（liǎng）者的不同心,致使（shǐ）間隔不均,嚴重時會（huì）產生（shēng）擠丸與碎（suì）丸故障。
被（bèi）擠碎的彈丸不僅會減弱其拋射強度,而且會加（jiā）劇所有（yǒu）易損（sǔn）件的磨損。因此,機（jī）械進丸滑移式拋丸（wán）機分丸輪和定向套的尺寸公差及（jí）裝配精度（dù）有嚴格要求（qiú）。這不（bú）僅提高了設備製造維修的複雜性,也提高了製造維（wéi）修的（de）成本。
另外,這種拋丸機送進工件方（fāng）式采用一排斜輥一次（cì）3根通過清理室。由（yóu）圖1所示（shì）的抽油杆結（jié）構（gòu）圖可見（jiàn）,其杆頭直（zhí）徑大於（yú）杆體直（zhí）徑,在斜輥裝置上輸（shū）送過程（chéng）中將產生跳動,造成彈丸分布不均,在抽油杆（gǎn）表麵覆蓋率降低,達不到預定的拋（pāo）丸強（qiáng）度。

2強力（lì）拋丸機的特點

由東北輸油管理局鐵嶺機械（xiè）廠研製的這種通過式抽油杆強化強力拋丸（wán）機,拋（pāo）丸（wán）器采用東北大學研究的自吸式風力進丸拋丸器。
它應用氣一固兩（liǎng）相（xiàng）流原理,即高速旋轉的葉片（piàn）通過自身所產生的負壓將彈丸（wán）吸入,然後再將其高速拋射（shè）出去。
該拋丸機省去了機械進丸滑移式拋丸器的分丸（wán）輪與定向套（tào）等易損件,也省去了（le）普通風力拋（pāo）丸機的鼓風係統。這不僅使設備結構大為簡（jiǎn）化,並（bìng）使其製造、安裝、維修都很方便,而且消除（chú）了擠（jǐ）丸（wán）乃至碎丸現象發生。
該拋丸機采用（yòng）兩對雙曲線輥將（jiāng）兩根工件一次強製送進清理室。這樣保證了工件運動比較平穩;兩根比三根工件送進時彈（dàn）丸的表麵覆蓋率高。
另外,由於（yú）彈丸拋射方向與工件呈直（zhí）角布置,彈丸打擊力大,拋丸強度弧高值(A)可達0.34mm以（yǐ）上,強化效（xiào）果好。

3強力拋丸機結構及工作原理
該拋丸機主要由主機（jī）、上料與下料（liào）機構、輸料機構等部分組成(圖2)。主機由（yóu）拋丸器、清（qīng）理室、彈（dàn）丸提升機、彈丸分配裝置（zhì）組成;上料與（yǔ）下料機構包（bāo）括上料架、下料架和行程開（kāi）關;輸料機構包括輸料（liào）架、兩排托輥和兩對雙曲（qǔ）線強（qiáng）製送（sòng）件輥輪。
圖2強力拋（pāo）丸機結構示意圖
1.上料架2.3.箱料架4.下料架5.左（zuǒ）雙（shuāng）曲線輥輪6.左驅動裝置7.彈丸分（fèn）配器8.彈丸提升機9.右驅動裝置10.拋丸（wán）器11.清理室12.右（yòu）雙曲線輥輪13.托輥K,、K:、K3.行程開關
位於清理室兩端（duān）的雙（shuāng）曲線送進輥輪之下輥為主（zhǔ）。動輥（gǔn）,上輥為從動輥,兩（liǎng）者軸線交叉,上輥輪可在上（shàng）下方向移動,使抽油杆杆頭順利通過並壓緊抽油杆讓其平穩經過清理室;上輥輪的移動是由行程開關控製、左與右驅動裝置驅動實現的。圖2所示行程開關（guān）K:動作,可使右雙曲線輥輪閉合;K;動作（zuò）,可依次使左雙曲線輥輪閉合、右雙曲線輥輪張開;K:動作,可依次使左雙曲線輥輪張開、下料架動作,並卸下處理好抽油（yóu）杆件。
拋丸機不工作時,兩雙曲線輥輪都處於張開（kāi）狀態。工（gōng）作時,驅動裝置帶動雙曲線輥輪的主動輥轉動,使上料架前進向輸送（sòng）裝置送（sòng）入待（dài）拋丸強化處理的（de）抽油杆;上料架退回並觸動行程（chéng）開關K3,使右（yòu）雙曲線輥輪閉合夾持抽油杆;抽油杆邊繞自身軸線旋轉邊向前運動（dòng）進入清理室,高（gāo）速旋轉的（de）拋丸（wán）器葉輪
將鋼丸（wán）拋向抽（chōu）油杆,是實現對其強化處理的（de）目的。當抽油杆一端從清理室出口端（duān）出來觸碰行（háng）程開關（guān）Kl時,閉合的左雙曲（qǔ）線輥輪夾持抽油杆並將其從（cóng）清理室中拉出;當觸動行程開關K:時,左雙曲線輥輪張開,下料（liào）架動作,將件取出。
4結束語
這種自吸式進丸通過式強力拋丸機與目前各抽油杆生產廠（chǎng）所使用的機械進丸（wán）滑移式拋丸機相比,具（jù）有結構簡單、占地麵積小、性能可（kě）靠、製造安裝與維修方便、強化處理效果好等優點。適合抽油杆中（zhōng）小型生產與舊杆修複（fù）廠使用。

參考文獻
王仁智.疲勞失效分析.北京:機械（xiè）工業（yè）出版社,199.0
吳則中.采用噴丸強化工藝提高（gāo）抽油杆的疲（pí）芝壽命.石（shí）油（yóu）機械