一种液力马达转子表面激光织构化处理设备及工艺方法与流程

1.本发明涉及激光加工领域，尤其涉及一种液力马达转子表面激光织构化处理设备及工艺方法。


背景技术：

2.随着我国许多油田进入开采后期，为满足高粘度稠油，高含砂石油等各种特殊油藏的开采要求，螺杆泵采油系统得到了越来越广泛的运用，其中的井下液力驱动式螺杆采油系统因具有结构简单、投资成本低、对动力液的处理要求低等优势，具有广阔的应用前景。
3.由于液力马达的启动阻力矩远大于正常工作阻力矩，目前，大部分液力马达的功率无法满足螺杆泵采油系统在启动时对启动力矩的要求，从而导致启动困难，需采用人工扳动或换用大驱动力矩的液力马达才能解决螺杆泵采油系统的启动问题，但是会导致设备成本大幅增加、实际工作效率低甚至会威胁操作人员的人身安全。
4.因此，设计一种液力马达转子表面激光织构化处理设备及工艺方法，提高螺杆泵采油系统启动性能，缓解液力马达螺旋副表面由于承受着来自摩擦、挤压等各种形式的复杂载荷而导致的橡胶定子的摩擦磨损问题，延长液力马达的使用寿命、增大液力马达的使用效率，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种克服液力马达启动困难、提升螺杆泵采油系统工作效率的一种液力马达转子表面激光织构化处理设备及工艺方法。
6.本发明为解决上述问题，所提供的技术方案是：一种液力马达转子表面激光织构化处理设备，包括工作台模块、活动夹具模块以及激光发射游梁模块，所述工作台模块包括支撑平台、动力座滑动导轨、游梁传动丝杠、游梁滑动导轨，所述活动夹具模块包括动力座、夹持卡盘、锁紧电磁铁、活动夹具直线滑动轴承，所述激光发射游梁模块包括游梁、激光发生器、激光发射头、丝杠、光杆、丝杠滑块、游梁直线滑动轴承，所述激光发生器通过光杆和丝杠安装于游梁上，所述活动夹具模块通过活动夹具直线滑动轴承安装于支撑平台顶部的动力座滑动导轨，所述激光发射游梁模块通过游梁直线滑动轴承和丝杠滑块安装于工作台背部的游梁滑动导轨和游梁传动丝杠上。
7.作为本发明一种液力马达转子表面激光织构化处理设备的进一步优化：所述动力座与滑动导轨间设置有锁紧电磁铁。
8.作为本发明一种液力马达转子表面激光织构化处理设备的进一步优化：所述夹持卡盘可由动力座提供动力进行旋转运动。
9.作为本发明一种液力马达转子表面激光织构化处理设备的进一步优化：所述激光发射器具有可伸缩激光发射头。
10.本发明一种液力马达转子表面激光织构化处理的工艺方法包括以下步骤：
11.步骤ss1：根据螺杆转子长度调整活动夹具模块间距装夹待处理螺杆转子；
12.步骤ss2：启动锁紧电磁铁防止动力座滑动；
13.步骤ss3：根据所述步骤ss1的螺杆转子尺寸参数和织构形貌参数定义夹持卡盘、游梁和激光发射头的运动参数；
14.步骤ss4：调整激光发射头初始焦点位置；
15.步骤ss5：运行设备进行螺杆转子激光织构化处理；
16.步骤ss6：对螺杆转子表面进行抛光、去毛刺处理。
17.本发明所达到的有益效果：本发明的一种液力马达转子表面激光织构化处理设备及工艺方法能够根据各不同待处理的螺杆转子尺寸参数和织构形貌参数调整活动夹具位置、激光发射头位置、夹持卡盘转速、活动立柱平移速度，实现沿螺杆螺旋路径的不规则表面织构化处理，优化了在螺旋表面进行激光织构化处理的工艺流程，适用范围广泛，降低了初期建设资金投入。
附图说明
18.图1是本发明的整体示意图。
19.图2是工作台模块结构示意图。
20.图3是活动夹具模块结构示意图。
21.图4是激光发射游梁模块结构示意图。
22.图中标记的含义：1.工作台模块，2.活动夹具模块，3.螺杆转子，4.激光发射游梁模块；11.支撑平台，12.动力座滑动导轨，13.游梁传动丝杠，14.游梁滑动导轨；21.锁紧电磁铁，22.夹持卡盘，23.动力座，24.活动夹具直线滑动轴承；41.激光发射头，42.激光发生器，43.丝杠，44.光杆，45.游梁，46.丝杠滑块，47.游梁直线滑动轴承。
具体实施方式
23.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
24.实施例1一种液力马达转子表面激光织构化处理设备
25.如图1所示，本发明提供一种液力马达转子表面激光织构化处理设备，包括工作台模块1、活动夹具模块2和激光发射游梁模块4.
26.所述工作台模块1以支撑平台11作为装配基础，所述支撑平台11顶部安装有动力座滑动导轨12；所述支撑平台背部安装有游梁传动丝杠13和游梁滑动导轨14。
27.所述动力座滑动导轨12通过活动夹具直线滑动轴承24安装有两个动力座23，通过活动夹具直线滑动轴承24安装的好处在于，便于实现两个动力座23间的距离可调，可以根据实际处理中的螺杆长度进行两动力座23之间的距离调节，调整好两动力座之间的距离后通过锁紧电磁铁21将动力座23固定在支撑平台11顶部；所述动力座23通过光杆将动力输送至夹持卡盘22，带动螺杆转子3进行适当速度的回转运动。
28.所述游梁传动丝杠13和游梁滑动导轨14通过丝杠滑块46和游梁直线滑动轴承47安装有游梁45，通过丝杠滑块46和游梁直线滑动轴承安装的好处在于，便于实现游梁45的横向位移可控；所述游梁45上安装有激光发生器42，激光发生器42通过丝杠43和光杆44安
装于游梁45上，通过丝杠43和光杆44安装的好处在于，便于实现激光发生器42的纵向位移可控。所述激光发生器42装配有激光发射头41，激光发射头41通过光轴安装在激光发生器轴线方向，通过光轴安装的好处在于，便于实现激光发射头41的轴向位移可控。
29.本发明还包括电控系统，电控系统包括位置感应装置和plc控制系统，plc控制系统用于螺杆转子3回转运动速度控制、游梁45的横向位移控制、激光发生器的纵向位移控制和激光发射头的轴向位移控制，其控制信号来源是位置感应装置采集信号、螺杆转子尺寸参数和织构形貌参数。
30.需要说明的是，本发明对激光发生器42的种类不做限制，可以是光纤激光或半导体激光，只要能够实现对螺杆转子进行可控的材料去除即可。
31.实施例2一种液力马达转子表面激光织构化处理工艺方法
32.本发明提供种液力马达转子表面激光织构化处理工艺方法，包括以下步骤：
33.步骤ss1：根据螺杆转子长度调整活动夹具模块2间距装夹待处理螺杆转子3；
34.步骤ss2：启动锁紧电磁铁21防止动力座滑动23；
35.步骤ss3：根据所述步骤ss1的螺杆转子3尺寸参数和织构形貌参数定义夹持卡盘22、游梁45和激光发射头41的运动参数；
36.步骤ss4：调整激光发射头41初始焦点位置；
37.步骤ss5：运行设备进行螺杆转子激光织构化处理；
38.步骤ss6：对螺杆转子3表面进行抛光、去毛刺处理。
39.以上所述为本发明最佳实施方式的举例。其中未详细述及的部分均为本领域普通工作人员的公知常识。本发明的保护范围以权力要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。