铅屏蔽环在钢丝绳上的新颖固定工艺

贺小真田文新

(1.中国石油集团测井有限公司 陕西西安) (2.中国石油集团华北事业部 河北廊坊)

铅屏蔽环在钢丝绳上的新颖固定工艺

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(1.中国石油集团测井有限公司 陕西西安) (2.中国石油集团华北事业部 河北廊坊)

文章分析了采用多种工艺方法来解决铅屏蔽环与钢丝绳的固定问题。通过对比,择优筛选出压合法工艺。对该工艺所涉及到的设计、工艺等问题,进行了综合性的阐述、计算、和论证。该工艺具有一定创新性。

铅环;钢丝绳;屏蔽;隔离;压合工艺;压模设计

0 引 言

EILOG声波系列下井仪器的机械件中,有钢丝绳总成的组件,是在一根数米长的钢丝绳上安装若干铅屏蔽环,以达到渐次阻断、隔离声波非正常信号沿钢绳传输的目的[1]。

1 传统工艺方法的不足及新工艺方案的确定

传统的铅环的固定,多是用钢丝、铜丝、螺钉等辅助件实现,其不足是增大了钢丝绳的直径和体积,直接影响了铅屏蔽环的屏蔽质量,因此不能满足本仪器的设计指标对铅环的固定所提出的特殊要求。

查阅国内外技术资料并市场调研,提出了以下无辅助支撑的固定方式:

①铸造法;②熔焊法;③压合法;④滚压法。

对比以上四种方法,经各方面分析,确定采用压合法。它是将预先加工好的铅环先穿于钢丝绳上,定好位,在一副对压模具的夹持下进行冷压,它操作简单,几何形状尺寸能够保证。

2 压合法工艺

由钢丝绳总成图,及技术要求,编制铅屏蔽环嵌压于钢丝绳上的加工工艺如下:

1)由浇铸,或直接从市场上采购,得到Φ10铅圆棒,同时采购Φ3.6钢丝绳;

2)由铅圆棒图纸尺寸与技术要求计算出压合前的尺寸,然后车成铅屏蔽环;

3)按图纸要求截取Φ3.6钢丝绳长度;

4)用、丙酮、酒精清洗钢丝绳与铅屏蔽环内外表面,将铅屏蔽环穿于钢丝绳上,按图纸尺寸用点状焊锡或502快干胶进行预定位;

5)将定好位的铅屏蔽环安放在压合模的芯模中,置于压力机工作台上;

6)上下模对准,加上模,压力机压合。

3 压合量的计算

由钢丝绳的受力分析,可知钢丝绳受压后,六股小钢丝绳定会在A、B、C、D、E、F 点接触(相切),那么 ,铅环对钢丝绳的压入量,将会有如图1、图2中的阴影部分的面积,有最大、最小两种情况。一般情况下,铅物质不可能挤入内层,即图2所示空白处,所以按图2阴影部分计算出的为实际压入量。有:

图1 最大阴影面积

图2 最小阴影面积

已知铅屏蔽环外径作为完成压合后的最终尺寸,为Φ8.15,因此有:

4 模具设计[2、3]

根据铅屏蔽环的图纸设计与技术指标,特将本模具设计成为由内模、外模两部分组成。设计思想是:先将回转体的铅环稳定(限制)在硬度较高的芯模(内模)内,再通过对上模、下模(即外模)的特定结构设计,限制铅环在水平面内的 X、Y方向和旋转方向上的自由度,在竖直的 Z方向上,将上、下模经压力机进行对压,实现铅屏蔽环与钢丝绳互相压嵌抱合的工艺技术要求。

查机械设计手册后推设,铅的单位面积压力 p=30kg/mm2

故压合力[4]

由计算得,铅屏蔽环的压合力约为3.6t。

5 现场试生产实录

对加工好的Φ8.3的铅环试件进行试压,共压6次后,测得外径尺寸都在铅屏蔽环图纸所要求的公差范围内,即Φ8+0.20+0.10。试压报告见表1。

表1 Φ8.3铅环试压结果报告单

6 压合强度检测及结论

取压成一体的铅环钢丝绳总成,将铅环外圆用0.5 mm薄铜皮轻轻包住,夹于台虎钳上,用6kg弹簧秤钩住钢丝绳一端,拉至2.5kg(24.5N),保持30min。按此方法,对3个试压好的铅环逐个检测,结果未见发生铅环拉脱和破裂现象。

由此认为,本文论述的铅环与钢丝绳的新颖压合工艺的设计,能够满足零件图纸设计要求。

[1] 董经利.多极子阵列声波测井资料处理及应用[J].测井技术,2009,33(2)

[2] 王鹏驹,成 虹.冲压模具设计师手册[M].北京:机械工业出版社,2008

[3] 王鹏驹,殷国富.压铸模具设计师手册[M].北京:机械工业出版社,2008

[4] 成大先.机械设计手册(5卷本)第一卷[M].北京:化学工业出版社,1979

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1004-9134(2010)02-0017-02

2009-09-22 编辑:刘雅铭)

贺小真,女,1959年生,工程师,1982年毕业于陕西省职工高等学院机械制造工艺与设备专业,现在中国石油集团测井有限公司测井仪器厂工艺研究中心。邮编:710061