CN102357981A - 一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法，包括以下步骤：一)将转子金属芯轴固定在合模后的注塑模具内；二)通过注塑模具的注塑孔向模具型腔内注入弹性材料，硫化之后，冷却成型，开模即可获得等壁厚螺杆泵弹性转子。本发明采用注塑模具在留有浇注余量的螺杆泵金属转子缩径体外部注塑成型弹性外层，得到的转子弹性外层壁厚均匀，配合金属定子使用，容积效率高，表面弹性材料损坏后，方便更换。

Description

一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法

技术领域

本发明涉及一种弹性转子的加工方法，特别是涉及一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法。

背景技术

目前，在油田生产中使用的采油螺杆泵有橡胶定子螺杆泵和全金属定子螺杆泵。橡胶定子螺杆泵由于其制造简单、泵效高被广泛使用，但是定子上的橡胶易损坏，在更换损坏后的定子的过程，需要先取出螺杆泵中的转子，再起出螺杆泵定子及其以上的全部油管；然后下入新的螺杆泵定子及油管，再下入螺杆泵转子。因此工作量大、过程繁琐。全金属螺杆泵是近年来才使用的一种新型采油螺杆泵，其优点在于能够承受更高的井下温度，适用于高温井，但是全金属螺杆泵的定子与转子之间为间隙配合，容积效率较低；容积效率大约在30％～60％之间，大部分在50％以下的容积效率状态下工作；其次是定子和转子都为金属材料，易磨损；在定子损坏之后需要更换，而更换过程与橡胶定子更换过程相同，因此工作量大、更换过程繁琐。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法，采用该方法制造的转子配合金属定子使用，在转子表面弹性材料损坏后，方便更换；同时相对于全金属转子螺杆泵，容积效率高。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法，包括以下步骤：

一)将转子金属芯轴固定在合模后的注塑模具内；

所述转子金属芯轴上形成有螺杆泵金属转子缩径体；

所述注塑模具采用沿轴线剖分的两瓣结构，合模后，所述注塑模具的中部形成有与螺杆泵金属转子外形适配的浇注型腔，所述注塑模具的一个端部形成有与所述浇注型腔相通且与所述转子金属芯轴适配的螺旋孔，所述注塑模具的另一个端部连接有轴向定位密封装置，所述螺旋孔、所述浇注型腔和所述轴向定位密封装置同轴设置；

所述螺杆泵金属转子缩径体位于所述浇注型腔内，其长度与所述浇注型腔的长度吻合，所述螺杆泵金属转子缩径体和所述注塑模具之间形成等厚的环形腔室；

二)通过注塑模具的注塑孔向所述环形腔室内注入弹性材料，硫化之后，冷却成型，开模即可获得等壁厚螺杆泵弹性转子。

所述注塑模具上沿径向加工有径向定位调节螺丝孔，所述径向定位调节螺丝孔沿所述注塑模具周向和轴向均布，通过调节螺丝旋进所述螺丝孔的深度完成螺杆泵金属转子缩径体的径向定位。

本发明具有的优点和积极效果是：采用注塑模具在留有浇注余量的螺杆泵金属转子缩径体外部注塑成型弹性外层，得到的转子弹性外层壁厚均匀，配合金属定子使用，容积效率高，表面弹性材料损坏后，方便更换。

附图说明

图1为本发明实施的结构示意图；

图2为本发明应用的合模后的注塑模具的结构示意图；

图3为本发明中转子金属芯轴的结构示意图。

图中：1、注塑模具，2、金属芯轴，3、弹性体，4、轴向定位密封装置，11、芯轴径向定位调节螺丝孔，12、注塑孔，13、合模定位销孔，14、螺旋孔，15、浇注型腔，21、连接段，22、金属转子缩径体。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图3，一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法，包括以下步骤：

一)将转子金属芯轴2固定在合模后的注塑模具1内

事先应完成转子金属芯轴2和注塑模具1的加工。

转子金属芯轴2的半径为金属转子设计尺寸-弹性体的壁厚，长度应大于金属转子的长度+其与注塑模具旋紧固定连接段的长度。即在转子金属芯轴2上形成有相邻的金属转子缩径体22和用于与注塑模具旋紧固定的连接段21。

注塑模具1采用沿其轴向剖分的剖分结构，其加工方法为：将一个圆钢沿轴向从中间剖分为两瓣，两瓣分别在机床上加工成型，成型之后再将两瓣合模成为一体，在加工过程中两个半模上的合模定位销孔13与型腔一次装夹加工，以确保合模后模具的型腔达到较高的精度。

注塑模具的具体加工方法：

首先，选择、购买符合国家相关标准的圆钢材料，对选购的材料进行初步校直，检查材料是否存在内部缺陷和伤痕。合格后，进行平端面、打中心孔、车外圆等粗加工。然后，对粗加工的圆钢进行热处理，淬火后进行高温回火，热处理后，进行精加工。加工到设计尺寸，并要求直线度、圆柱度、圆度、表面粗糙度均达到设计指标。最后，利用线切割设备，将精加工合格的棒料平均剖分成两瓣。剖分时要注意线切割设备脉宽、间隙等参数的设置，尽量减少剖分后产生的变形；保证得到较高的表面光洁度等。

棒料剖分完成后，对剖分面进行铣削、研磨加工，保证剖分面的平面度和表面粗糙度达到设计要求。注意装卡位置的合理性，避免加工过程中产生较大的形变。

以铣削平面为基准，加工内部型腔以及合模定位销孔13、注塑孔12及芯轴径向定位调节螺丝孔11，内部型腔包括螺旋孔14、浇注型腔15和用于连接轴向定位密封装置4的螺纹孔。注意跟刀速度和装卡，防止加工过程中出现严重的零件变形。

对加工合格的两瓣产品用定位销进行定位合模。检查两瓣结合处无尖角后，将分瓣注塑模具两瓣用定位销固定后，再用夹具夹紧，注意夹具的安装位置不能遮挡住在分瓣注塑模具上的转子金属芯轴径向定位调节螺丝孔11。

合模后，注塑模具1的中部形成有与螺杆泵金属转子外形适配的浇注型腔15，注塑模具1的一个端部形成有与浇注型腔15相通且与转子金属芯轴2适配的螺旋孔14，注塑模具的另一个端部螺纹连接有轴向定位密封装置4，螺旋孔14、浇注型腔15和轴向定位密封装置4同轴设置；将转子金属芯轴2从螺旋孔旋入注塑模具内或在合模前置入注塑模具内，金属转子缩径体22的自由端与轴向定位密封装置4紧靠，螺杆泵金属转子缩径体22位于浇注型腔15内，其长度与浇注型腔15的长度吻合，通过调节螺丝旋进芯轴径向定位调节螺丝孔11的深度完成螺杆泵金属转子缩径体22的径向定位，螺杆泵金属转子缩径体22和注塑模具1之间形成等厚的环形腔室。

二)注塑形成表面弹性体

通过模具两端或中部的注塑孔12向环形腔室中注入弹性材料，注入的弹性材料附着在金属转子缩径体22外表面，硫化之后，冷却成型，即在金属转子缩径体的表面形成一个等壁厚的弹性体3，开模即可获得等壁厚螺杆泵弹性转子。在本实施例中弹性材料采用的是橡胶。

由于等壁厚螺杆泵弹性转子是在加工合格的螺杆泵金属转子缩径体表面复合一层均匀的弹性材料，有效降低了金属定子的损耗，提高了金属定子的使用寿命；等壁厚螺杆泵弹性转子作为易损件，方便更换，有效地降低了油田作业成本。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

一)将转子金属芯轴固定在合模后的注塑模具内；

所述转子金属芯轴上形成有螺杆泵金属转子缩径体；

所述注塑模具采用沿轴线剖分的两瓣结构，合模后，所述注塑模具的中部形成有与螺杆泵金属转子外形适配的浇注型腔，所述注塑模具的一个端部形成有与所述浇注型腔相通且与所述转子金属芯轴适配的螺旋孔，所述注塑模具的另一个端部连接有轴向定位密封装置，所述螺旋孔、所述浇注型腔和所述轴向定位密封装置同轴设置；

所述螺杆泵金属转子缩径体位于所述浇注型腔内，其长度与所述浇注型腔的长度吻合，所述螺杆泵金属转子缩径体和所述注塑模具之间形成等厚的环形腔室；

二)通过注塑模具的注塑孔向所述环形腔室内注入弹性材料，硫化之后，冷却成型，开模即可获得等壁厚螺杆泵弹性转子。

2.根据权利要求1所述的等壁厚螺杆泵弹性转子的加工方法，其特征在于，所述注塑模具上沿径向加工有径向定位调节螺丝孔，所述径向定位调节螺丝孔沿所述注塑模具周向和轴向均布，通过调节螺丝旋进所述螺丝孔的深度完成螺杆泵金属转子缩径体的径向定位。

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