CN102688888B - 螺杆泵定子或转子的轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺杆泵定子或转子的轧制工艺，选取螺杆泵定子或转子直径要求的钢管，将钢管通过输送装置输送，使钢管旋转前进，钢管旋转前进过程中进入中频加热炉中加热，将钢管加热至950—1050度后送入轧制装置轧制，轧制装置具有由动力驱动的三个轧辊，三个轧辊沿轴向呈三角形均匀分布，每一轧辊外表面上均加工有轧制螺纹，三个轧辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由轧制装置使钢管旋转前进制得螺杆泵定子或转子坯料，将制得的螺杆泵定子或转子坯料的内表面或外表面研磨，制得螺杆泵定子或转子。本发明加工速度快，提高了原材料利用率和生产效率，并且降低了生产成本及工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺杆泵定子或转子的轧制工艺。
背景技术
现有技术中螺杆泵通常用于粘稠液体输送，包括转子和定子，通常转子在定子中的自转和公转运动来实现液体输送。国内螺杆泵转子一般采用金属实心圆钢，通过普通机床或数控机床加工成型，其加工过程中，由于螺杆长度受到机床长度的限制，加工速度慢，同时加工量大，浪费原材料，导致螺杆加工周期长，成本高；实心螺杆泵转子自身重量大，工作过程中，消耗的电能也大，同时转子工作过程中产生的热量大且不易散失。传统的螺杆泵定子内部是由耐磨橡胶衬套制成的，内表面是双螺旋面，其加工工艺是：现根据事先加工好的双螺旋线实心钢柱制成芯轴，然后按要求置于钢质管型泵壳中，再向其中热压橡胶，经硫化后将芯轴旋出，橡胶定子工作过程中，在压力差的作用下，原油中的碳氢化合物和芳香族化合物会渗透到橡胶内层中去，与橡胶粘合剂发生作用，致使橡胶粘合剂过早失效，橡胶脱落，橡胶定子失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种螺杆泵定子或转子的轧制工艺。
为解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：
a、选取螺杆泵定子或转子直径要求的钢管，将钢管通过输送装置输送，使钢管旋转前进，输送装置具有由动力驱动的三个输送辊，三个输送辊沿轴向呈三角形均匀分布，三个输送辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由输送装置使钢管旋转前进；
b、钢管旋转前进过程中进入中频加热炉中加热，将钢管加热至950—1050度；
c、将加热后的钢管头端由输送装置送入轧制装置轧制，轧制装置具有由动力驱动的三个轧辊，三个轧辊沿轴向呈三角形均匀分布，每一轧辊外表面上均加工有轧制螺纹，三个轧辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由轧制装置使钢管旋转前进制得螺杆泵定子或转子坯料；
d、将制得的螺杆泵定子或转子坯料的内表面或外表面研磨，制得螺杆泵定子或转子。
所述的c步骤中，轧辊的中径Ф1根据螺杆泵定子或转子的中径Ф2确定，按下述计算公式确定：
轧辊的中径Ф1=Ф2（N/n）
其中：n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数，N为轧辊的螺纹头数。
所述的c步骤中，三个轧辊的螺纹起始线相对于轧辊头端的距离，按下述计算公式确定：
第一轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L1=20—40毫米；
第二轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L2=L1+P(n/3)毫米；
第三轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L3=L1+P(2n/3)毫米；
位于顶部的轧辊为第一轧辊，当轧辊顺时针方向转动时，位于第一轧辊下方的第二轧辊、第三轧辊按逆时针方向排列；
其中：P为 螺杆泵定子或转子的螺距，n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数。
所述的轧辊为内冷式轧辊；所述的前进角为3-7度。
采用上述工艺后，本发明的螺杆泵定子或转子采用轧制工艺制得，加工速度快，提高了原材料利用率和生产效率，并且降低了生产成本及工人的劳动强度。经检测各项性能指标符合使用要求。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图1的B-B剖视图；
图4为图3的中C-C剖视图；
图5为第一轧辊的结构示意图；
图6为第二轧辊的结构示意图；
图7为第三轧辊的结构示意图；
图8为轧制成型后定子的结构示意图；
图9为轧制成型后转子的结构示意图。
具体实施方式
螺杆泵定子或转子的轧制工艺，包括以下步骤。
a、选取螺杆泵定子或转子直径要求的钢管，将钢管通过输送装置输送，使钢管旋转前进，输送装置具有由动力驱动的三个输送辊，三个输送辊沿轴向呈三角形均匀分布，三个输送辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由输送装置使钢管旋转前进，前进角优选3-7度。
b、钢管旋转前进过程中进入中频加热炉中加热，将钢管加热至950—1050度。
c、将加热后的钢管头端由输送装置送入轧制装置轧制，轧制装置具有由动力驱动的三个轧辊，三个轧辊沿轴向呈三角形均匀分布，每一轧辊外表面上均加工有轧制螺纹，三个轧辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由轧制装置使钢管旋转前进制得螺杆泵定子或转子坯料；
轧辊的中径Ф1根据螺杆泵定子或转子的中径Ф2确定，按下述计算公式确定：
轧辊的中径Ф1=Ф2（N/n）
其中：n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数，N为轧辊的螺纹头数。
三个轧辊的螺纹起始线相对于轧辊头端的距离，按下述计算公式确定：
第一轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L1=20—40毫米；
第二轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L2=L1+P(n/3)毫米；
第三轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L3=L1+P(2n/3)毫米；
位于顶部的轧辊为第一轧辊，当轧辊顺时针方向转动时，位于第一轧辊下方的第二轧辊、第三轧辊按逆时针方向排列；
其中：P为 螺杆泵定子或转子的螺距，n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数。
d、将制得的螺杆泵定子或转子坯料的内表面或外表面研磨，制得螺杆泵定子或转子。
前述的三个轧辊均为内冷式轧辊。
下面结合附图，通过设备的具体结构对本发明作进一步详细说明：
参照附图，螺杆泵定子或转子的轧机包括机架1，机架1上安装有钢管输送装置、钢管加热装置和螺杆泵定子或转子轧制装置。
钢管输送装置包括安装在机架1前端的送料减速箱4，送料减速箱4内安装有与动力装置动力连接的送料主动齿轮5，动力装置包括安装在机架1前端的送料电机32及与送料电机32动力连接的变速箱31，变速箱31的动力输出轴通过联轴器与送料减速箱4上的送料主动齿轮5动力连接，送料主动齿轮5内设有供钢管穿过的送料通道，变速箱31的动力输出轴上也对应设有供钢管穿过的通道，送料减速箱4上均布有与送料主动齿轮5啮合的三个送料从动齿轮7，送料减速箱4后方的机架1上安装有送料架2，送料架2为正六边形空心框架，送料架2中安装有三根送料辊3，三根送料辊3在送料架2中呈三角状态均布，三根送料辊3分别通过万向轴与三个送料从动齿轮7动力连接，三根送料辊3的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，给钢管施加前进和旋转的动力，前进角最优选3-7度。三根送料辊3通过三支滑动轴20安装在送料架2上，滑动轴20的外端设有送料油缸19，三根送料辊3通过斜口轴承座21安装在滑动轴20的内端。
钢管加热装置为中频加热炉28，中频加热炉28上设有供钢管穿过的加热通道29，在中频加热炉28的前方和后方皆设有安装在机架1上的钢管托架6，在变速箱31与送料架2之间的机架1上安装有钢管托架33，钢管托架包括两相对设置的立柱，两立柱的上部装有转轴，转轴上转动连接有托辊。
钢管轧制装置包括固接在机架1上的轧制架8，轧制架8为正六边形空心框架，轧制架8上安装有三个滑套，三个滑套在轧制架8中呈三角状态均布，滑套中套装有滑块轴12，滑块轴12由安装在轧制架8上的轧制油缸13驱动，滑块轴12的内端通过斜口轴承座14安装有轧制辊9，三根轧制辊9在轧制架8中呈三角状态均布，轧制辊9的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，给钢管施加前进和旋转的动力，前进角最优选3-7度。三根轧制辊9的外表面上均加工有轧制螺纹11。在机架1后部安装有驱动轧制辊9转动的动力装置，该动力装置包括安装在机架1上的轧制电机17、轧制变速箱16及轧制减速箱15，轧制电机17与轧制变速箱16动力连接，轧制变速箱16的动力输出轴通过联轴器与轧制减速箱15中的轧制主动齿轮动力连接，轧制减速箱上均布有与轧制主动齿轮啮合的三个轧制从动齿轮18，三根轧制辊9分别通过万向轴与三个轧制从动齿轮18动力连接。轧制主动齿轮内设有螺杆泵定子或转子穿过的输料通道，轧制变速箱16的动力输出轴上对应设有供钢管穿过的通道。
在钢管轧制装置与钢管输送装置设有PLC控制装置，由PLC控制装置控制送料油缸19与轧制油缸13的工作，当待轧钢管进入轧制辊9后，位于送料架2顶部的送料油缸19带动送料架2顶部的送料辊3上升，由轧制装置使钢管旋转前进制得螺杆泵定子或转子，防止送料辊与轧制辊转速不同造成钢管前进速度不同，从而引起的螺杆泵定子或转子轧制过程中乱扣的现象。
三根轧制辊9按其排列顺序分为第一轧辊91、第二轧辊92及三轧辊93，位于顶部的轧制辊为第一轧辊91，当轧制辊顺时针方向转动时，位于第一轧辊91下方的第二轧辊92、第三轧辊93按逆时针方向排列。
轧辊的中径Ф1根据螺杆泵定子或转子的中径Ф2确定，按下述计算公式确定：
轧辊的中径Ф1=Ф2（N/n）
其中：n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数，N为轧辊的螺纹头数。
三个轧辊的螺纹起始线相对于轧辊头端的距离，按下述计算公式确定：
第一轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L1=20—40毫米；
第二轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L2=L1+P(n/3)毫米；
第三轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L3=L1+P(2n/3)毫米；
其中：P为 螺杆泵定子或转子的螺距，n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数。
如轧制螺纹11的螺纹头数为4、螺距为54mm，轧制辊9的中径为240mm，第一轧辊91上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L1=20mm时，则第二轧辊92上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L2=56mm，第三轧辊93上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L3=92mm，可轧制出中径为φ120mm且具有两头螺纹（即n为2）的螺杆泵定子。同理，可轧制出与该螺杆泵定子相适应的螺杆泵转子。
轧制辊9上装有水冷却装置，该水冷却装置包括密封连接在轧制辊9端部的端罩22，轧制辊9内设有自其端部向内延伸的冷却水流腔23，端罩22与轧制辊9端部之间围成的空腔为回水腔24，端罩22上连接有伸入冷却水流腔23的冷水进管25，冷水进管25的外表面与冷却水流腔23之间的空腔为与回水腔24连通的回水通道26，端罩22上还装有与回水腔24连通的回水管27。水流自冷水进管25进入后流入冷却水流腔23中从而为轧制辊9进行水冷，随着水流的不断涌入，水流会沿回水通道26流入至回水腔24，最后水流自回水管27排出。
图8、图9所示为本发明轧制成型后定子及转子的结构，其中转子为空心结构。
Claims (4)
1.一种螺杆泵定子或转子的轧制工艺，其特征是包括以下步骤：
a、选取螺杆泵定子或转子直径要求的钢管，将钢管通过输送装置输送，使钢管旋转前进，输送装置具有由动力驱动的三个输送辊，三个输送辊沿轴向呈三角形均匀分布，三个输送辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由输送装置使钢管旋转前进；
b、钢管旋转前进过程中进入中频加热炉中加热，将钢管加热至950—1050度；
c、将加热后的钢管头端由输送装置送入轧制装置轧制，轧制装置具有由动力驱动的三个轧辊，三个轧辊沿轴向呈三角形均匀分布，每一轧辊外表面上均加工有轧制螺纹，三个轧辊的中心轴线与钢管前进方向中心线具有前进角，经由轧制装置使钢管旋转前进制得螺杆泵定子或转子坯料；所述的三个轧辊的螺纹起始线相对于轧辊头端的距离，按下述计算公式确定：
第一轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L1=20—40毫米；
第二轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L2=L1+P(n/3)毫米；
第三轧辊上螺纹起始线相对于轧辊头端的距离为L3=L1+P(2n/3)毫米；
位于顶部的轧辊为第一轧辊，当轧辊顺时针方向转动时，位于第一轧辊下方的第二轧辊、第三轧辊按逆时针方向排列；
其中：P为 螺杆泵定子或转子的螺距，n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数；
d、将制得的螺杆泵定子或转子坯料的内表面或外表面研磨，制得螺杆泵定子或转子。
2.根据权利要求1所述的螺杆泵定子或转子的轧制工艺，其特征是所述的c步骤中，轧辊的中径Ф1根据螺杆泵定子或转子的中径Ф2确定，按下述计算公式确定：
轧辊的中径Ф1=Ф2（N/n）
其中：n为螺杆泵定子或转子的螺纹头数，N为轧辊的螺纹头数。
3.根据权利要求1或2所述的螺杆泵定子或转子的轧制工艺，其特征是所述的轧辊为内冷式轧辊。
4.根据权利要求1或2所述的螺杆泵定子或转子的轧制工艺，其特征是所述的前进角为3-7度。
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