改进螺纹机床降低螺纹加工废品率

2021-09-05韩铁利

设备管理与维修 2021年13期

刘聪，韩铁利

（1.渤海装备钻井装备公司科技质量中心，河北沧州 062658；2.渤海装备巨龙钢管公司，河北沧州 062658）

0 引言

钻杆是钻井设备的重要组成部分，它靠钻杆内外螺纹相互旋合在一起，送入井底工作。整个钻杆最薄弱的环节是钻杆的螺纹部分，许多钻杆失效均与接头螺纹有关。接头螺纹质量的好坏影响着接头寿命，影响着钻杆的密封性和使用效果。加工接头螺纹是钻杆生产的关键工序，要在半成品钻杆接头的螺纹区，按照图纸要求车削螺纹及密封面，如图1 所示。

图1 接头区域划分

针对螺纹区废品率和返工率高等问题，从多方面分析原因，查找出螺纹机床丝杠间隙大、定位不准、操作人员技能水平参差不齐等是导致接头螺纹报废、频繁返工的原因，通过对螺纹加工设备进行改造，对人员进行技能培训和考核，降低了接头螺纹区废品率和返工率，降低了成本。

1 原因分析

经统计，某段时间公司螺纹区废品率平均为0.5%，返工率达到6%，并且返工合格率较低，为50%，严重影响生产进度。根据公司异常报告显示，接头螺纹报废和返工的主要原因有乱扣、打刀、大钳区短、机械手插入不良等。技术人员在螺纹岗位从人、机、料、法、环、测等方面进行检查和分析，确定造成接头螺纹废品和返工率高的原因有以下5 点：

（1）岗位人员频繁变动，操作技能有待提升。

（2）设备老化，螺纹机床丝杠间隙大、定位不准。

（3）热处理后的接头硬度高，螺纹加工时不容易车削，造成频繁打刀。

（4）螺纹加工程序的进刀量设定太大，造成刀片崩坏。

（5）设备频繁换型调试，产生废品。

2 制定针对性措施

根据上述原因分析，逐条制定改进措施。

（1）针对岗位人员频繁变动、操作技能有待提升的情况，制定措施：组织螺纹岗位进行培训考核、技能比赛等。

（2）针对设备定位不准确，制定措施：寻找影响定位精度的因素，对设备进行改造，满足机械手定位精度。

（3）公司内控标准规定，公接头硬度300～335 HB，母接头硬度290～321 HB。针对热处理后的接头硬度高，制定措施：对热处理工艺参数进行适当控制，让热处理后的接头硬度偏下限，方便螺纹车削。

（4）针对螺纹加工程序进刀量设定太大，制定措施：修改加工程序，减小刀片损坏。

（5）针对设备频繁换型调试，制定措施：车间安排生产任务时，在满足交货期的前提下，尽量将相同规格产品安排在一起生产。

3 现场措施实施

3.1 组织岗位培训

螺纹岗位是钻杆生产技术含量最高的岗位之一，为了进一步提高员工的操作技能，保障员工在生产过程中各项操作技能扎实有效，公司每个季度抽出时间组织了现场操作和检验技术培训。由公司和外聘螺纹专家进行授课，对数控车床的使用、接头螺纹的紧密距、螺距、锥度、牙高、倒角圆、镗孔、全螺纹长、大钳区等十多项接头尺寸测量方法进行集中培训，组织技能比赛。

3.2 改造定位精度

螺纹岗位主要设备由平衡吊、接头上下料输送带、机械手、液压站、螺纹加工数控机床、电气控制柜等构成，加工过程如图2 所示。由于机械手定位不准确，抓取接头送入卡盘时位置不对中，造成螺纹岗位产生大量的废品和返工。技术人员对可能影响机械手定位精度的每个过程进行分析，存在以下3 方面问题：①机械手行走的X 轴、Z 轴方向距离出现偏差，有可能是受到外界的干扰信号，造成定位不准确；②设备本身丝杠间隙超差，造成机械手定位不准；③上料时运送接头的传输带运送超差，造成机械手夹持位置有偏差。

图2 螺纹加工过程

技术人员在现场对螺纹设备进行了修理：①更换定位模块，由原有的QD75P2 模块变更为QD75D2 模块，使输出的正向脉冲变为正负双向脉冲，提高抗干扰性，原理如图3 所示；②更换X 轴、Z 轴的丝杠和配套轴承，调整机床镶条，调试机床精度，补偿机床各轴反向间隙；③机床小拖板软带磨损严重，重新贴敷软带并进行刮研。