專利名稱：等壁厚螺桿泵定子的加工方法及專用推拉設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械采油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種等壁厚螺桿泵定子的加工方法及專 用推拉設(shè)備。
背景技術(shù)：
螺桿泵定子是螺桿抽油泵的重要部件。傳統(tǒng)的螺桿泵定子的加工方法是將橡膠澆 注在圓鋼管內(nèi)壁上，形成的橡膠層內(nèi)表面是螺旋曲面，橡膠層薄厚不均勻，在使用過程中容 易造成泵效不穩(wěn)、揚(yáng)程低等問題，縮短了定子的使用壽命，給實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中帶來很多不 便。CN1614238A中公開了兩種等壁厚螺桿泵定子的加工工藝方法，一種采用精鑄工藝鑄造 出螺旋狀定子泵筒，加工出的定子泵筒為鑄件，難免會(huì)存在氣孔和砂眼等缺陷，降低了定子 泵筒的強(qiáng)度，直接影響了螺桿泵的性能和使用壽命；第二種是采用機(jī)械成型工藝制造定子 泵筒，其中定子泵筒壓制是直接利用擠壓機(jī)推送鋼管，由于鋼管自身的強(qiáng)度較大，因此推送 阻力和加工難度大，鋼管難以成型，故其壓制過程分成兩次成型，工作效率很低，且加工出 的產(chǎn)品精度較低，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種易于加工，生產(chǎn)效率高的等壁厚螺桿泵 定子的加工方法及專用推拉設(shè)備，使用該方法加工出的螺桿泵定子泵筒精度高、質(zhì)量好，改 變了螺桿泵的整體機(jī)械性能，延長(zhǎng)了螺桿泵的使用壽命。本發(fā)明所涉及的等壁厚螺桿泵定子的加工方法包括以下步驟1、制造內(nèi)模在數(shù)控銑床上加工出與預(yù)定定子泵筒內(nèi)腔形狀和尺寸相同的內(nèi)模， 并且將內(nèi)模的一端加工成圓錐面作為鋼管推入端，在內(nèi)模的鋼管推入端同軸焊接芯軸；2、制造外模在數(shù)控銑床上根據(jù)加工內(nèi)模的數(shù)據(jù)加工實(shí)心的金屬輔助外模31，輔 助外模31的主體形狀與內(nèi)模相同且尺寸等于內(nèi)模的徑向尺寸與二倍的預(yù)定定子泵筒的壁 厚之和；將輔助外模31安裝到由模具套32和上、下端蓋構(gòu)成的澆注模具內(nèi)腔中心，通過上 端蓋上的澆注口 3301向澆注模具內(nèi)腔澆注蠟水，待蠟水注滿并凝固后，卸下上端蓋并旋出 輔助外模31，形成一個(gè)內(nèi)表面為螺旋曲面的蠟套35，再裝好上端蓋并向蠟套35內(nèi)腔填充樹 脂砂芯36，然后向所述的澆注口 3301內(nèi)澆注鐵水將蠟套35融化，待鐵水冷卻后打開澆注模 具并清除樹脂砂芯36，最終形成一個(gè)金屬外套，即外模，外模內(nèi)表面為螺旋曲面且與內(nèi)模徑 向尺寸之差等于預(yù)定定子泵筒壁厚的二倍；3、截取定長(zhǎng)的定子泵筒原料鋼管，向原料鋼管內(nèi)孔灌涂潤滑劑，然后把原料鋼管 套在芯軸上，將芯軸、內(nèi)模和外模安裝在推拉設(shè)備上，啟動(dòng)推拉設(shè)備的牽引油缸推動(dòng)外模直 至與內(nèi)模端面對(duì)齊；啟動(dòng)電加熱裝置對(duì)內(nèi)、外模進(jìn)行加熱，使內(nèi)、外模溫度達(dá)到700-800°C， 再移動(dòng)電加熱裝置至原料鋼管的前端并對(duì)其端部加熱至700-800°C ；啟動(dòng)推拉設(shè)備的進(jìn)給 油缸，推動(dòng)原料鋼管前移，原料鋼管在被加熱的同時(shí)在內(nèi)模和外模的作用下變形，擠壓出螺 旋狀的定子泵筒，然后進(jìn)行熱處理；
3、對(duì)定子泵筒校直、噴砂處理，最后注膠硫化，形成內(nèi)設(shè)均勻壁厚橡膠層的等壁厚 螺桿泵定子。上述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，所述的潤滑劑為水和石墨的混合物，水和 石墨的重量百分比為1:6-1: 12。上述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，所述的潤滑劑為液態(tài)滑石粉。上述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，所述的水和石墨的重量百分比為 1:8-1: 10。上述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，所述的內(nèi)、外模加熱溫度740-780°C。
上述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，所述的原料鋼管端部的加熱溫度為 740-780 "C。本發(fā)明所涉及的專用推拉設(shè)備有一個(gè)支板4，在支板4 一側(cè)上下布置有直線往復(fù) 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌1，在導(dǎo)軌1前端連接有導(dǎo)軌座22，在支板4另一側(cè)固接有用來卡裝芯軸8 的卡緊裝置，在導(dǎo)軌1前部設(shè)有可調(diào)支座16，在導(dǎo)軌座22上由后至前設(shè)有用來安裝外模28 的滑動(dòng)架19和油缸支架21，在滑動(dòng)架19和油缸支架21之間設(shè)有牽引油缸20 ；該專用推拉 設(shè)備還設(shè)有電加熱裝置，所述的電加熱裝置的加熱線圈套在內(nèi)模外面。上述的專用推拉設(shè)備，所述的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由對(duì)稱安裝在支板上的兩個(gè)進(jìn) 給油缸，固定在兩個(gè)進(jìn)給油缸的缸桿端的拉板，對(duì)稱固定在拉板上的兩根拉桿，固定在兩根 拉桿后端的鋼管推架以及卡裝在鋼管推架上的推送法蘭構(gòu)成，所述的鋼管推架下端通過滑 輪支撐在導(dǎo)軌上。上述的專用推拉設(shè)備，所述的卡緊裝置是由一個(gè)設(shè)有垂直滑道的卡裝架，固定在 卡裝架的滑道內(nèi)下部的支撐板，安裝在卡裝架頂部的卡緊油缸，設(shè)在卡裝架的滑道內(nèi)上部 且與卡緊油缸的缸桿固接的壓緊滑塊構(gòu)成，所述的卡裝架通過連接法蘭與支板固接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是直接使用無縫鋼管作為原料推拉出螺旋狀的螺桿泵定子泵筒， 通過推拉前向原料鋼管內(nèi)孔灌涂潤滑劑，不僅能夠減輕推管時(shí)的變形阻力，而且能避免原 料鋼管內(nèi)壁與內(nèi)模發(fā)生粘連，保證原料鋼管內(nèi)壁的光潔度；由于推拉前事先將內(nèi)、外模和鋼 管端部加熱，大大降低了鋼管形變部位的強(qiáng)度，提高了可塑性，使鋼管易于加工和成型，同 時(shí)分別設(shè)置內(nèi)模和外?？墒逛摴芤淮瓮评尚停ぷ餍屎图庸ぞ雀?，質(zhì)量好，推拉成型 的等壁厚螺桿泵定子導(dǎo)程誤差小于3mm，完全滿足螺桿泵使用要求，加工出的螺桿泵定子橡 膠層壁厚均勻，使螺桿泵泵效穩(wěn)定，單級(jí)承壓高，從而改變了螺桿泵的整體機(jī)械性能，延長(zhǎng) 了螺桿泵的使用壽命，達(dá)到了節(jié)省原材料的目的。


圖1是本發(fā)明中專用推拉設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的左視圖；圖4是圖2的A-A剖視圖；圖5是圖2的B-B剖視圖；圖6是圖2的C-C剖視圖；圖7是本發(fā)明中的內(nèi)模的結(jié)構(gòu)示意圖8是本發(fā)明中外模的制造流程圖；圖9是本發(fā)明所涉及的等壁厚螺桿泵定子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中導(dǎo)軌1，滑輪2，鋼管推架3，U型槽口 301，支板4，卡裝架5，連接法蘭6，卡緊 油缸7，芯軸8，推送法蘭9，原料鋼管10，進(jìn)給油缸11，拉桿12，固定支架13，拉板14，可調(diào) 托架15，可調(diào)支座16，加熱線圈17，螺母18，滑動(dòng)架19，牽引油缸20，油缸支架21，導(dǎo)軌座 22，夾板23，液壓控制系統(tǒng)24，變壓器25，變壓器導(dǎo)軌26，內(nèi)模27，外模28，支撐板29，壓緊 滑塊30，輔助外模31，模具套32，上端蓋33，澆注口 3301，下端蓋34，蠟套35，樹脂砂芯36， 定子泵筒37，橡膠層38。
具體實(shí)施例方式如圖1-圖6所示，本發(fā)明所涉及的專用推拉設(shè)備有一個(gè)支板4，在支板4前側(cè)上部安裝有直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并在支板4前側(cè)下端安裝有導(dǎo)軌1，在導(dǎo)軌的前端焊接有導(dǎo)軌 座22。所述的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由對(duì)稱安裝在支板4上的兩個(gè)進(jìn)給油缸11，分別設(shè)在兩 個(gè)進(jìn)給油缸11的缸筒前端的固定支架13，固定在兩個(gè)進(jìn)給油缸11的缸桿前端的拉板14， 通過螺母對(duì)稱固定在拉板14上且分別位于兩個(gè)進(jìn)給油缸11內(nèi)側(cè)的兩根拉桿12，通過螺母 固定在兩根拉桿12后端的鋼管推架3以及卡裝在鋼管推架3上的推送法蘭9構(gòu)成。在鋼 管推架3和拉板14下端分別安裝有滑輪2，滑輪2支撐在導(dǎo)軌1上，在鋼管推架3的上端 中部設(shè)有U型槽口 301，所述的推送法蘭9通過定位銷卡在鋼管推架3的U型槽口 301內(nèi)。 在支板4后側(cè)固接有卡緊裝置，所述的卡緊裝置是由一個(gè)設(shè)有垂直滑道的卡裝架5，固定在 卡裝架5的滑道內(nèi)下部的支撐板29，垂直安裝在卡裝架5頂部的卡緊油缸7，設(shè)在卡裝架5 的滑道內(nèi)上部且與卡緊油缸7的缸桿固接的壓緊滑塊30構(gòu)成。所述的卡裝架5通過連接 法蘭6與支板4焊接。在導(dǎo)軌1前部設(shè)有可調(diào)支座16，可調(diào)支座16由絲杠絲母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)和 槽形座板構(gòu)成。在導(dǎo)軌座22上端設(shè)有水平滑道且在導(dǎo)軌座22上由后至前依次設(shè)有滑動(dòng)架 19和油缸支架21，滑動(dòng)架19通過夾板23卡裝在導(dǎo)軌座22的水平滑道上并可實(shí)現(xiàn)往復(fù)滑 動(dòng)，油缸支架21通過螺栓固定在導(dǎo)軌座22上，在滑動(dòng)架19和油缸支架21之間對(duì)稱連接有 兩個(gè)牽引油缸20，牽引油缸20的缸桿通過螺母18與滑動(dòng)架19固接。該專用推拉設(shè)備還設(shè) 有電加熱裝置，電加熱裝置是由變壓器導(dǎo)軌26和設(shè)在變壓器導(dǎo)軌26上的可移動(dòng)的變壓器 25以及連接變壓器25的加熱線圈17構(gòu)成，其中加熱線圈17套在內(nèi)模27外面。在拉板14 的前側(cè)中部焊接有可調(diào)托架15。該專用推拉設(shè)備還設(shè)有用于控制進(jìn)給油缸11、卡緊油缸7 和牽引油缸20的液壓控制系統(tǒng)24。本發(fā)明所涉及的等壁厚螺桿泵定子的加工方法包括以下步驟1、制造內(nèi)模27 在數(shù)控銑床上加工出與預(yù)定定子泵筒內(nèi)腔尺寸相同的內(nèi)模27，如 圖7所示，在內(nèi)模27的鋼管推入端同軸焊接芯軸8 ；2、制造外模28 在數(shù)控銑床上根據(jù)加工內(nèi)模27的數(shù)據(jù)加工實(shí)心的金屬輔助外模 31，輔助外模31的主體形狀與內(nèi)模27相同且尺寸等于內(nèi)模27的徑向尺寸與二倍的預(yù)定定 子泵筒的壁厚之和；如圖8所示，將輔助外模31安裝到由模具套32和上端蓋33、下端蓋34 構(gòu)成的澆注模具內(nèi)腔中心，輔助外模31兩端的軸頭由兩個(gè)端蓋的中心引出，通過上端蓋33 上的澆注口 3301向澆注模具內(nèi)腔澆注蠟水，待蠟水注滿并凝固后，卸下上端蓋33并旋出輔 助外模31，形成一個(gè)內(nèi)表面為螺旋曲面的蠟套35，再裝好上端蓋33并向蠟套35內(nèi)腔填充樹脂砂芯36，然后向所述的澆注口 3301內(nèi)澆注鐵水將蠟套35融化，待鐵水冷卻后打開澆注模具并清除樹脂砂芯36，最終形成一個(gè)金屬外套，即外模28，外模28內(nèi)表面為螺旋曲面且 與內(nèi)模27徑向尺寸之差等于預(yù)定定子泵筒壁厚的二倍；再對(duì)外模28進(jìn)行加工，使其外表面 為階梯狀的圓柱面；3、截取定長(zhǎng)的定子泵筒原料鋼管10，向原料鋼管內(nèi)孔灌涂潤滑劑，所述的潤滑劑 選用水和石墨的混合物或液態(tài)滑石粉等，本實(shí)施例以采用水和石墨的混合物為例，水和石 墨的重量百分比為1 6-1 12，優(yōu)選為1 8-1 10;然后把原料鋼管套在芯軸8上，將 芯軸8、內(nèi)模27和外模28裝卡在推拉設(shè)備上，移動(dòng)外模28直至與內(nèi)模27端面對(duì)齊；啟動(dòng) 電加熱裝置對(duì)內(nèi)、外模28進(jìn)行加熱，使內(nèi)、外模28溫度達(dá)到700-800°C，優(yōu)選為740-780°C; 再移動(dòng)電加熱裝置至原料鋼管的前端并對(duì)其端部加熱至700-800°C，優(yōu)選為740-780V ；啟 動(dòng)推拉設(shè)備的進(jìn)給油缸，推動(dòng)原料鋼管前移，原料鋼管在內(nèi)模27和外模28的作用下變形， 擠壓出螺旋狀的定子泵筒37，然后進(jìn)行熱處理；4、對(duì)螺旋狀的定子泵筒37校直、噴砂處理，最后注膠硫化，形成內(nèi)設(shè)均勻壁厚橡 膠層38的等壁厚螺桿泵定子，如圖9所示。工作時(shí)，將定子泵筒的原料鋼管10套在芯軸8上，使芯軸8依次貫穿支板4、鋼管 推架3、推送法蘭9和拉板14，將芯軸8后端卡裝在卡緊裝置的支撐板29與壓緊滑塊30之 間，使原料鋼管10卡在內(nèi)模27與推送法蘭9之間，將外模28通過螺栓固定在滑動(dòng)架19上 且與內(nèi)模27同軸布置。通過液壓控制系統(tǒng)24啟動(dòng)牽引油缸20推動(dòng)滑動(dòng)架19向后移動(dòng)直 至外模28的后端面與內(nèi)模27前端面對(duì)齊；然后啟動(dòng)電加熱裝置分別對(duì)內(nèi)模27、外模28進(jìn) 行加熱，再移動(dòng)加熱線圈17至原料鋼管10的前端并對(duì)其端部加熱，隨后便可進(jìn)行推拉；推 拉時(shí)啟動(dòng)進(jìn)給油缸11，依次通過拉板14、鋼管推架3和推送法蘭9推動(dòng)原料鋼管10前移， 原料鋼管10依次在內(nèi)模27和外模28的作用下變形，擠壓出螺旋狀的定子泵筒37 ；最后在 原料鋼管10后部會(huì)剩余一段長(zhǎng)度的圓管，再啟動(dòng)牽引油缸20帶動(dòng)滑動(dòng)架19前移，從而通 過外模28拉動(dòng)原料鋼管10前移，使原料鋼管10剩余部分的圓管通過內(nèi)模27成型。
權(quán)利要求
一種等壁厚螺桿泵定子的加工方法，其特征是包括以下步驟(1)制造內(nèi)模在數(shù)控銑床上加工出與預(yù)定定子泵筒內(nèi)腔形狀和尺寸相同的內(nèi)模，并且將內(nèi)模的一端加工成圓錐面作為鋼管推入端，在內(nèi)模的鋼管推入端同軸焊接芯軸；(2)制造外模在數(shù)控銑床上根據(jù)加工內(nèi)模的數(shù)據(jù)加工實(shí)心的金屬輔助外模，輔助外模的主體形狀與內(nèi)模相同且尺寸等于內(nèi)模的徑向尺寸與二倍的預(yù)定定子泵筒的壁厚之和；將輔助外模安裝到由模具套和上、下端蓋構(gòu)成的澆注模具內(nèi)腔中心，通過上端蓋上的澆注口向澆注模具內(nèi)腔澆注蠟水，待蠟水注滿并凝固后，卸下上端蓋并旋出輔助外模，形成一個(gè)內(nèi)表面為螺旋曲面的蠟套，再裝好上端蓋并向蠟套內(nèi)腔填充樹脂砂芯，然后向所述的澆注口內(nèi)澆注鐵水將蠟套融化，待鐵水冷卻后打開澆注模具并清除樹脂砂芯，最終形成一個(gè)金屬外套，即外模，外模內(nèi)表面為螺旋曲面且與內(nèi)模徑向尺寸之差等于預(yù)定定子泵筒壁厚的二倍；(3)截取定長(zhǎng)的定子泵筒原料鋼管，向原料鋼管內(nèi)孔灌涂潤滑劑，然后把原料鋼管套在芯軸上，將芯軸、內(nèi)模和外模安裝在推拉設(shè)備上，啟動(dòng)推拉設(shè)備的牽引油缸推動(dòng)外模直至與內(nèi)模端面對(duì)齊；啟動(dòng)電加熱裝置對(duì)內(nèi)、外模進(jìn)行加熱，使內(nèi)、外模溫度達(dá)到700-800℃，再移動(dòng)電加熱裝置至原料鋼管的前端并對(duì)其端部加熱至700-800℃；啟動(dòng)推拉設(shè)備的進(jìn)給油缸，推動(dòng)原料鋼管前移，原料鋼管在被加熱的同時(shí)在內(nèi)模和外模的作用下變形，擠壓出螺旋狀的定子泵筒，然后進(jìn)行熱處理；(4)對(duì)定子泵筒校直、噴砂處理，最后注膠硫化，形成內(nèi)設(shè)均勻壁厚橡膠層的等壁厚螺桿泵定子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，其特征是所述的潤滑劑為 水和石墨的混合物，水和石墨的重量百分比為1 6-1 12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，其特征是所述的潤滑劑為 液態(tài)滑石粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，其特征是所述的水和石墨 的重量百分比為1:8-1: 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，其特征是所述的內(nèi)、外模加 熱溫度 740-780°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法，其特征是所述的原料鋼管 端部的加熱溫度為740-780°C。
7.—種等壁厚螺桿泵定子的加工方法所使用的專用推拉設(shè)備，其特征是它有一個(gè)支 板，在支板一側(cè)上下布置有直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌前端連接有導(dǎo)軌座，在支板另 一側(cè)固接有用來卡裝芯軸的卡緊裝置，在導(dǎo)軌前部設(shè)有可調(diào)支座，在導(dǎo)軌座上由后至前設(shè) 有用來安裝外模的滑動(dòng)架和油缸支架，在滑動(dòng)架和油缸支架之間設(shè)有牽引油缸；該專用推 拉設(shè)備還設(shè)有電加熱裝置，所述的電加熱裝置的加熱線圈套在內(nèi)模外面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法所使用的專用推拉設(shè)備，其特 征是所述的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由對(duì)稱安裝在支板上的兩個(gè)進(jìn)給油缸，固定在兩個(gè)進(jìn)給 油缸的缸桿端的拉板，對(duì)稱固定在拉板上的兩根拉桿，固定在兩根拉桿后端的鋼管推架以 及卡裝在鋼管推架上的推送法蘭構(gòu)成，所述的鋼管推架下端通過滑輪支撐在導(dǎo)軌上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等壁厚螺桿泵定子的加工方法所使用的專用推拉設(shè)備，其特征是所述的卡緊裝置是由一個(gè)設(shè)有垂直滑道的卡裝架，固定在卡裝架的滑道內(nèi)下部的支 撐板，安裝在卡裝架頂部的卡緊油缸，設(shè)在卡裝架的滑道內(nèi)上部且與卡緊油缸的缸桿固接 的壓緊滑塊構(gòu)成，所述的卡裝架通過連接法蘭與支板固接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等壁厚螺桿泵定子的加工方法及專用推拉設(shè)備，其加工方法步驟如下(1)制造內(nèi)模，在內(nèi)模上同軸焊接芯軸；(2)制造外模；(3)向原料鋼管內(nèi)灌涂潤滑劑并將其套在芯軸上，將芯軸和外模裝卡在推拉設(shè)備上；對(duì)內(nèi)、外模加熱；啟動(dòng)推拉設(shè)備推動(dòng)鋼管前移，擠壓出定子泵筒；(4)校直、噴砂，注膠硫化。其專用推拉設(shè)備有一個(gè)支板，在支板一側(cè)設(shè)有直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并通過導(dǎo)軌連接導(dǎo)軌座，在支板另一側(cè)固接有卡緊裝置，在導(dǎo)軌座上設(shè)有滑動(dòng)架和油缸支架且在二者之間設(shè)有牽引油缸，在滑動(dòng)架上設(shè)有外模，在導(dǎo)軌一側(cè)設(shè)有電加熱裝置。優(yōu)點(diǎn)是易于加工，工作效率高，加工出的定子泵筒精度高、質(zhì)量好，延長(zhǎng)了螺桿泵的使用壽命。
文檔編號(hào)F04D3/02GK101865129SQ201010180698
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者季忠武, 杜慶賀, 胡忠齡, 趙河 申請(qǐng)人:錦州鵬宇泵業(yè)有限公司