CN111745891B - 螺杆马达转子表面敷料装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺杆马达转子表面敷料装置及加工方法，包括敷料模具，所述敷料模具包括上模板和下模板，上模板和下模板内部设有槽体，转子设在槽体内部，所述上模板上方设有热流道，热流道与槽体连通，所述转子外表面设有多个螺旋线交叉的刀槽，刀槽之间形成凸块，凸块之间刀槽（601）通过热流道注入敷料，加工方法是CNC加工出交叉的螺旋槽体，形成多个沿螺旋线布置的凸起，凸起仅棱部倒角，顶部不倒角，用于增加敷料与转子外表面的接触面积，提高附着强度，延长整个转子的使用寿命。

Description

螺杆马达转子表面敷料装置及加工方法

技术领域

本发明涉及螺杆马达转子敷料加工领域，尤其是涉及一种螺杆马达转子表面敷料装置及加工方法。

背景技术

螺杆泵作为送料装置被广泛使用，螺杆泵是容积式转子泵,它是依靠转子和定子形成的密封腔的容积变化来吸入和排出物料的，具有流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠等优点，而且输送介质时不形成涡流，对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质，在石油原液等物质的输送中已有所应用，螺杆泵工作时，其转子和定子之间会发生摩擦现象，磨损严重，使用寿命短，摩擦时容易出现火花，无法输送易燃物料。

现有油田采油作业用的螺杆泵包括转子和定子，定子由金属定子管和其内衬的橡胶层组成，定子橡胶层内腔与转子配合部位为螺旋形，由于橡胶层内、外壁截面形状不同造成了橡胶层各处薄厚不均，壁厚不等，橡胶层各处收缩不均匀，使得转子和定子配合时易磨损，转子和定子的啮合状态不好；另外，由于各处橡胶层厚度不等，在橡胶层厚度大的部位啮合分腔点承压能力低，散热差，从而降低了螺杆泵的工作效率和使用寿命。

中国专利CN104065187B “一种梯度涂层螺杆钻具马达”涉及一种梯度涂层螺杆钻具马达，其结构包括转子、定子，其特征包括表面涂层、梯度结构、纳米复合材料。该发明转子外表涂层可增加转子的耐蚀性和耐磨性，提高螺杆马达转子的使用寿命；梯度结构可充分利用材料的性能并降低材料成本；纳米复合材料的使用可降低摩擦系数减少泥浆的附着；本发明的梯度涂层螺杆钻具马达特别适用于高转速、复杂恶劣钻井地层的场合。

中国专利CN 205154621 U“螺杆泵转子” 公开了一种螺杆泵转子，本发明的螺杆泵转子，能降低其与螺杆泵定子之间的磨损，延长使用寿命，同时避免与定子之间产生火花，可用于输送易燃物料，增大适用范围，也为采用金属材料制作定子创造了条件，进而保证定子的导热性，提高散热效果，利于螺杆泵安全稳定的运行。

中国专利CN108061031A“螺杆泵” 转子包括螺旋状金属转子骨架，橡胶层呈螺旋状均匀的固定在螺旋状金属转子骨架上，橡胶层各处厚度相等。上述专利在转子表面进行敷料，但是敷料一般都是与转子光滑表面进行的敷料，表面橡胶敷料与转子光滑表面接触面积较低，附着强度底，转子表面的橡胶敷料容易掉落影响整个转子的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种螺杆马达转子表面敷料装置及加工方法，解决定子之间会发生摩擦现象，磨损严重，使用寿命短，摩擦时容易出现火花，无法输送易燃物料和转子表面的橡胶敷料容易掉落影响整个转子的使用寿命的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种螺杆马达转子表面敷料装置，包括敷料模具，所述敷料模具包括上模板和下模板，上模板和下模板内部设有槽体，转子设在槽体内部，所述上模板上方设有热流道，热流道与槽体连通；

所述转子外表面设有多个螺旋线交叉的刀槽，刀槽之间形成凸块，凸块之间刀槽通过热流道注入敷料。

优选方案中，所述敷料为硫化橡胶，或者为热固性树脂；

所述上模板和下模板内部设有多个冷却道，所述多个冷却道一端设有流道进出口，另一端设有多个流道堵头。

优选方案中，所述上模板上设有多个导套，所述下模板上设有多个导杆，所述导杆与导套配合。

优选方案中，所述上模板和下模板外沿设有密封条。

优选方案中，所述所述所述上模板上方设有第二气缸，所述第二气缸伸缩端与上模板连接，还设有地板，所述下模板设在地板上。

优选方案中，所述敷料模具一侧设有活动台，所述活动台上设有通过第一气缸与地板一侧滑动连接。

优选方案中，活动台上设有至少一组夹紧头，夹紧头与活动台滑动连接，所述活动台上设有滑轨，所述夹紧头上设有滑块，所述滑块设在滑轨上。

优选方案中，所述活动台上设有夹头驱动装置，夹头驱动装置与多个夹紧头连接，所述夹头驱动装置包括电机，电机输出端设有丝杆，所述丝杆与夹紧头螺纹连接；

所述地板一侧设有多个导向座，所述活动台的板体下方设有至少一个导向杆，导向杆与导向座滑动连接。

优选方案中，夹紧头包括第一夹紧头和第二夹紧头，第一夹紧头包括圆夹头，圆夹头一端设有螺纹块，螺纹块与丝杆螺纹连接，所述螺纹块与圆夹头之间设有连接块，所述滑块设在连接块下方；

所述转子端部设有旋转头，所述旋转头上设有卡槽，所述圆夹头内部设有定位卡，所述定位卡卡在卡槽内部。

该方法包括：

S1、螺杆马达转子在加工中心上利用刀具将转子螺杆段表面加工出斜向交叉的刀槽，刀槽与刀槽之间形成凸块起，形成多个沿螺旋线布置的凸起，凸起仅棱部倒角；

S2、将加工斜向交叉的刀槽的转子放置到第一夹紧头，第一夹紧头通过第一气缸顶升，电机驱动，带动第一夹紧头滑动到敷料模具的上模板和下模板之间；

S3、第一气缸缩回，使转子输送到下模板的槽体内部，第二气缸顶升，使上模板与下模板闭合；

S4、热流道开始注入塑料，将转子表面的刀槽进行敷料；

S5、冷却道在注入塑料的同时开启冷却道，冷却道对转子表面进行冷却；

S6、敷料完毕后，在第二夹紧头上安装下一个转子，将旋转头卡在圆夹头内部，安装完毕后；

S7、第二气缸缩回，将上模板升起，第一气缸顶升，将第一夹紧头和第二夹紧头同时升起，电机驱动，使第一夹紧头移动到板体一侧等待冷却，同时第二夹紧头移动到下模板和上模板之间；

S8、第一气缸缩回，使第二夹紧头设在下模板的槽体内部，第二气缸顶升，使上模板与下模板闭合，第一夹紧头上的已经完成敷料的转子进行冷却；

S9、冷却完毕后，取下第一夹紧头上的已经完成敷料的转子，第二夹紧头上的转子进行敷料，敷料完成后，第一夹紧头和第二夹紧头交替敷料。

本发明提供了一种螺杆马达转子表面敷料装置及加工方法，螺杆马达使用寿命较短，通常为500小时，而套筒的加工难度高于转子的加工难度。因此，拟将转子设置为易损件。再确保性能的基础上，进一步延长螺杆马达的使用寿命，螺杆马达转子作为易损件与金属质地的定子筒体配合，该结构能有效降低转子表面橡胶的累积变形量，通过增大接触面积提高附着强度，延长整个转子的使用寿命，转子在运动过程中抗变形能力好，转子和定子的啮合状态好，工作效率高，避免转子与定子之间产生火花，可用于输送易燃物料，利于螺杆泵安全稳定的运行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明第二夹紧头正在敷料结构图；

图2是本发明第一夹紧头正在敷料结构图；

图3是本发明敷料模具分开结构图；

图4是本发明第二夹紧头和第一夹紧头升起结构图；

图5是本发明敷料模具整体结构图；

图6是本发明敷料模具分解结构图；

图7是本发明上模板结构图；

图8是本发明活动台、第一夹紧头和第二夹紧头安装结构图；

图9是本发明转子外表结构图；

图10是本发明转子与夹紧头安装结构图A；

图11是本发明转子与夹紧头安装结构图B；

图中：地板1；导向座101；活动台2；板体201；导向杆202；第一气缸3；第一夹紧头4；圆夹头401；螺纹块402；连接块403；定位卡404；第二夹紧头5；转子6；刀槽601；敷料602；旋转头603；卡槽604；敷料模具7；热流道701；上模板702；下模板703；导套704；安装座705；流道进出口706；流道堵头707；冷却道708；导杆709；密封条710；第二气缸8；安装板9；夹头驱动装置10；丝杆1001；滑轨1002；滑块1003；电机1004。

具体实施方式

实施例1

如图1~11所示，一种螺杆马达转子表面敷料装置，包括敷料模具7，所述敷料模具7包括上模板702和下模板703，上模板702和下模板703内部设有槽体，转子6设在槽体内部，所述上模板702上方设有热流道701，热流道701与槽体连通。由此结构，上模板702和下模板703组成敷料的腔体，腔体与转子6之间留有一定的距离，由于硫化橡胶或热固性树脂流动，上模板702和下模板703上还设有排气孔，排气孔间隙要小于塑料溢边值，热流道701用于输送硫化橡胶热固性树脂。

所述转子6外表面设有多个螺旋线交叉的刀槽601，刀槽601之间形成凸块，凸块之间刀槽601通过热流道701注入敷料602。由此结构，加工方法是CNC加工出交叉的螺旋槽体，形成多个沿螺旋线布置的凸起，凸起仅棱部倒角，顶部不倒角，用于增加敷料602与转子6外表面的接触面积，提高附着强度，延长整个转子的使用寿命。

优选方案中，所述敷料602为硫化橡胶，所述硫化橡胶之间设有热固性树脂。由此结构，硫化橡胶是指硫化过的橡胶，具有不变黏，不易折断等特质，橡胶制品大都用这种橡胶制成。也叫熟橡胶，通称橡皮或胶皮。胶料经硫化加工后的总称。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等。橡胶制品绝大部分是硫化橡胶。

热固性树脂，是指树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解的一种树脂。树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型，它包括大部分的缩合树脂，热固性树脂的优点是耐热性高，受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。

优选方案中，所述上模板702和下模板703内部设有多个冷却道708，所述多个冷却道708一端设有流道进出口706，另一端设有多个流道堵头707。由此结构，冷却道708用于冷却作用，流道堵头707用于堵住流道。

优选方案中，所述上模板702上设有多个导套704，所述下模板703上设有多个导杆709，所述导杆709与导套704配合。由此结构，导套704和导杆709配合，使上模板702和下模板703配合更加准确。

优选方案中，所述上模板702和下模板703外沿设有密封条710。由此结构，密封条710起到密封作用。

优选方案中，所述所述所述上模板702上方设有第二气缸8，所述第二气缸8伸缩端与上模板702连接，还设有地板1，所述下模板703设在地板1上。由此结构，第二气缸8通过安装板9进行安装，第二气缸8控制上模板702上下滑动。

优选方案中，所述敷料模具7一侧设有活动台2，所述活动台2上设有通过第一气缸3与地板1一侧滑动连接。由此结构，活动台2用于安装夹紧头，且与地板1滑动连接。

优选方案中，活动台2上设有至少一组夹紧头，夹紧头与活动台2滑动连接，所述活动台2上设有滑轨1002，所述夹紧头上设有滑块1003，所述滑块1003设在滑轨1002上。由此结构，夹紧头用于夹紧转子6。

优选方案中，所述活动台2上设有夹头驱动装置10，夹头驱动装置10与多个夹紧头连接，所述夹头驱动装置10包括电机1004，电机1004输出端设有丝杆1001，所述丝杆1001与夹紧头螺纹连接。由此结构，夹头驱动装置10用于控制夹紧头左右移动，丝杆1001带动夹紧头左右移动。

所述地板1一侧设有多个导向座101，所述活动台2的板体201下方设有至少一个导向杆202，导向杆202与导向座101滑动连接。由此结构，导向座101用于活动台2的导向。

优选方案中，夹紧头包括第一夹紧头4和第二夹紧头5，第一夹紧头4包括圆夹头401，圆夹头401一端设有螺纹块402，螺纹块402与丝杆1001螺纹连接，所述螺纹块402与圆夹头401之间设有连接块403，所述滑块1003设在连接块403下方。由此结构，第一夹紧头4和第二夹紧头5结构一样，且螺纹块402与丝杆1001螺纹连接，连接块403用于安装滑块1003。

所述转子6端部设有旋转头603，所述旋转头603上设有卡槽604，所述圆夹头401内部设有定位卡404，所述定位卡404卡在卡槽604内部。由此结构，旋转头603内部卡槽604与定位卡404卡接，防止转子6转动的同时也起到定位作用。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1~11所示，螺杆马达转子6在加工中心上利用刀具将转子6螺杆段表面加工出斜向交叉的刀槽601，刀槽601与刀槽601之间形成凸块起，形成多个沿螺旋线布置的凸起，凸起仅棱部倒角。

将加工斜向交叉的刀槽601的转子6放置到第一夹紧头4，第一夹紧头4通过第一气缸3顶升，电机1004驱动，带动第一夹紧头4滑动到敷料模具7的上模板702和下模板703之间。

第一气缸3缩回，使转子6输送到下模板703的槽体内部，第二气缸8顶升，使上模板702与下模板703闭合。

热流道701开始注入塑料，将转子6表面的刀槽601进行敷料。

冷却道708在注入塑料的同时开启冷却道708，冷却道708对转子6表面进行冷却。

敷料完毕后，在第二夹紧头5上安装下一个转子6，将旋转头603卡在圆夹头401内部，安装完毕后。

第二气缸8缩回，将上模板702升起，第一气缸3顶升，将第一夹紧头4和第二夹紧头5同时升起，电机1004驱动，使第一夹紧头4移动到板体201一侧等待冷却，同时第二夹紧头5移动到下模板703和上模板702之间。

第一气缸3缩回，使第二夹紧头5设在下模板703的槽体内部，第二气缸8顶升，使上模板702与下模板703闭合，第一夹紧头4上的已经完成敷料的转子6进行冷却。

冷却完毕后，取下第一夹紧头4上的已经完成敷料的转子6，第二夹紧头5上的转子6进行敷料，敷料完成后，第一夹紧头4和第二夹紧头5交替敷料。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种螺杆马达转子表面敷料装置的加工方法，其特征是：包括敷料模具（7），所述敷料模具（7）包括上模板（702）和下模板（703），上模板（702）和下模板（703）内部设有槽体，转子（6）设在槽体内部，所述上模板（702）上方设有热流道（701），热流道（701）与槽体连通；

所述转子（6）外表面设有多个螺旋线交叉的刀槽（601），刀槽（601）之间形成凸块，凸块之间刀槽（601）通过热流道（701）注入敷料（602）；

所述敷料模具（7）一侧设有活动台（2），所述活动台（2）通过第一气缸（3）与地板（1）一侧滑动连接；

活动台（2）上设有至少一组夹紧头，夹紧头与活动台（2）滑动连接，所述活动台（2）上设有滑轨（1002），所述夹紧头上设有滑块（1003），所述滑块（1003）设在滑轨（1002）上；

所述活动台（2）上设有夹头驱动装置（10），夹头驱动装置（10）与多个夹紧头连接，所述夹头驱动装置（10）包括电机（1004），电机（1004）输出端设有丝杆（1001），所述丝杆（1001）与夹紧头螺纹连接；

所述地板（1）一侧设有多个导向座（101），所述活动台（2）的板体（201）下方设有至少一个导向杆（202），导向杆（202）与导向座（101）滑动连接；

夹紧头包括第一夹紧头（4）和第二夹紧头（5），第一夹紧头（4）包括圆夹头（401），圆夹头（401）一端设有螺纹块（402），螺纹块（402）与丝杆（1001）螺纹连接，所述螺纹块（402）与圆夹头（401）之间设有连接块（403），所述滑块（1003）设在连接块（403）下方；

所述转子（6）端部设有旋转头（603），所述旋转头（603）上设有卡槽（604），所述圆夹头（401）内部设有定位卡（404），所述定位卡（404）卡在卡槽（604）内部；

所述上模板（702）上方设有第二气缸（8），所述第二气缸（8）伸缩端与上模板（702）连接，还设有地板（1），所述下模板（703）设在地板（1）上；

该方法包括：

S1、螺杆马达转子（6）在加工中心上利用刀具将转子（6）螺杆段表面加工出螺旋线交叉的刀槽（601），刀槽（601）与刀槽（601）之间形成凸块，形成多个沿螺旋线布置的凸块，凸块仅棱部倒角；

S2、将加工斜向交叉的刀槽（601）的转子（6）放置到第一夹紧头（4），第一夹紧头（4）通过第一气缸（3）顶升，电机（1004）驱动，带动第一夹紧头（4）滑动到敷料模具（7）的上模板（702）和下模板（703）之间；

S3、第一气缸（3）缩回，使转子（6）输送到下模板（703）的槽体内部，第二气缸（8）顶升，使上模板（702）与下模板（703）闭合；

S4、热流道（701）开始注入硫化橡胶，或者注入热固性树脂，将转子（6）表面的刀槽（601）进行敷料，敷料只填充刀槽（601）；

S5、冷却道（708）在注入塑料的同时开启冷却道（708），冷却道（708）对转子（6）表面进行冷却；

S6、敷料完毕后，在第二夹紧头（5）上安装下一个转子（6），将旋转头（603）卡在圆夹头（401）内部，安装完毕；

S7、第二气缸（8）缩回，将上模板（702）升起，第一气缸（3）顶升，将第一夹紧头（4）和第二夹紧头（5）同时升起，电机（1004）驱动，使第一夹紧头（4）移动到板体（201）一侧等待冷却，同时第二夹紧头（5）移动到下模板（703）和上模板（702）之间；

S8、第一气缸（3）缩回，使第二夹紧头（5）设在下模板（703）的槽体内部，第二气缸（8）顶升，使上模板（702）与下模板（703）闭合，第一夹紧头（4）上的已经完成敷料的转子（6）进行冷却；

S9、冷却完毕后，取下第一夹紧头（4）上的已经完成敷料的转子（6），第二夹紧头（5）上的转子（6）进行敷料，敷料完成后，第一夹紧头（4）和第二夹紧头（5）交替敷料。

2.根据权利要求1所述一种螺杆马达转子表面敷料装置的加工方法，其特征是：所述敷料（602）为硫化橡胶，或者为热固性树脂；

所述上模板（702）和下模板（703）内部设有多个冷却道（708），所述多个冷却道（708）一端设有流道进出口（706），另一端设有多个流道堵头（707）。

3.根据权利要求1所述一种螺杆马达转子表面敷料装置的加工方法，其特征是：所述上模板（702）上设有多个导套（704），所述下模板（703）上设有多个导杆（709），所述导杆（709）与导套（704）配合。

4.根据权利要求1所述一种螺杆马达转子表面敷料装置的加工方法，其特征是：所述上模板（702）和下模板（703）外沿设有密封条（710）。