CN102688964A - 螺杆泵定子或转子轧制机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆泵定子或转子轧制机，其包括机架，机架自后往前依次安装有送料装置、钢管加热装置和钢管轧制装置；钢管轧制装置包括固接在机架上的轧制架，轧制架上均匀环布有由轧制动力装置驱动同方向转动的三根轧制辊，三根轧制辊的外表面上分别布有螺纹状轧制纹，三个轧制辊的中心轴线皆与穿过三轧制棍中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角。本发明能将钢管轧制成符合要求的螺杆泵定子或转子，并且结构简单、轧制效果好，劳动效率高、螺杆泵定子的生产成本低、使用寿命长。

Description

螺杆泵定子或转子轧制机

技术领域

本发明涉及一种螺杆泵定子或转子轧制机。

背景技术

螺杆泵是依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。其主要工作部件是偏心螺杆（即螺杆泵转子）和固定在泵体上的衬套（即螺杆泵定子）。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。传统的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，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、加工成本高，并且其加工过程中，螺杆长度受到机床长度的限制，并且该种机加工成型的螺杆一旦有局部小小的损坏，导致该转子报废，大大浪费了原材料。实心螺杆泵转子自身重量大，工作过程中，在同样的流量和压力下，转子的振幅大、消耗的电能也多；同时转子工作过程中产生的热量大且不易散失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可将钢管轧制成符合要求的螺杆泵定子或转子的轧制机。

为解决上述技术问题，所提供的螺杆泵定子或转子轧制机包括机架，其结构特点是：

机架自后往前依次安装有送料装置、钢管加热装置和钢管轧制装置；

钢管轧制装置包括固接在机架上的轧制架，轧制架上均匀环布有由轧制动力装置驱动同方向转动的三根轧制辊，三根轧制辊的外表面上分别布有螺纹状轧制纹，三个轧制辊的中心轴线皆与穿过三轧制棍中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角；

三根轧制辊中位于上方的轧制辊定义为第一轧辊，三根轧制辊中位于下方的两轧制辊以轧制辊转动方向的反方向依次定义为第二轧辊和第三轧辊，轧制棍的规格如下：

轧制辊的中径φ1=（N/n）*φ2；

第一轧辊上的轧制纹的螺纹起始端与第一轧辊后端的距离L1=20-40毫米；

第二轧辊上的轧制纹的螺纹起始端与第二轧辊后端的距离L2=L1+P*（n/3）；

第三轧辊上的轧制纹的螺纹起始端与第三轧辊后端的距离L3=L1+P*（2n/3）；

其中：P为轧制后定子的螺距，φ1为轧制辊的中径，φ2为轧制后定子的中径，N为轧制纹的螺纹头数，n为轧制后定子的螺纹头数。

所述轧制架上滑动连接有与轧制棍对应设置且由轧制油缸驱动的三个滑块，滑块的内伸端装有斜口轴承座，所述轧制辊的辊轴转动连接在斜口轴承座中。

所述送料装置包括安装在机架前端的送料减速箱，送料减速箱内转动连接有与动力装置动力连接的送料主动齿轮，送料主动齿轮内设有供钢管穿过的送料通道，送料减速箱还均匀环布有皆与送料主动齿轮啮合的三个送料从动齿轮，送料减速箱后方设有安装在机架上的送料架，送料架上均匀环装有三根分别与送料从动齿轮对应设置的送料辊，对应的送料辊与送料从动齿轮之间通过万向节传动连接，三个送料辊的中心轴线皆与穿过三送料辊中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角。

所述送料架上滑动连接有与送料辊对应设置且由送料油缸驱动的三个滑动轴，滑动轴的内伸端装有轴承座，送料辊的辊轴转动连接在轴承座上，所述轧制辊前端连接有与PLC控制装置电连接的接近开关，位于上方的送料油缸通过PLC自动控制。

所述轧制动力装置包括安装在机架后部的轧制减速箱，轧制减速箱内转动连接有由电机驱动的轧制主动齿轮，轧制主动齿轮内设有供钢管穿过的输料通道，轧制减速箱内还均匀环布有皆与轧制主动齿轮啮合的三个轧制从动齿轮，三个轧制从动齿轮分别与三根轧制辊对应设置，对应的轧制辊与轧制从动齿轮之间通过万向节传动连接。

所述轧制辊上装有水冷却装置。

所述水冷却装置包括密封连接在轧制辊端部的端罩，所述轧制辊内设有自其端部向内延伸的冷却水流腔，端罩与轧制辊端部之间围成的空腔为回水腔，端罩上连接有伸入冷却水流腔的冷水进管，冷水进管的外表面与冷却水流腔之间的空腔为与回水腔连通的回水通道，端罩上还装有与回水腔连通的回水管。

所述钢管加热装置为中频加热炉，中频加热炉上设有供钢管穿过的加热通道。

采用上述结构后，钢管通过送料装置向前输送，经过钢管加热装置后加热至1000度左右，钢管进入钢管轧制通道，同方向转动的三根轧制辊皆具有前进角的倾斜设置，保证了钢管进入后进行轧制的同时驱动钢管前进；根据螺杆泵定子或转子的设计要求，确定了轧制辊的中径以及轧制辊上轧制纹的螺纹头数，并进一步确定了轧制辊上的轧制纹的起始端距离轧制辊后端的距离，选取第一轧辊上的轧制纹的螺纹起始端距离第一轧辊后端的距离L1的好处在于可以保证钢管在轧制时能顺利咬入并进行轧制，选取第二轧辊上的轧制纹的螺纹起始端距离第二轧辊后端的距离L2以及第三轧辊上的轧制纹的螺纹起始端距离第三轧辊后端的距离L3的好处在于保证钢管能被顺利轧制并且依次轧制，不会出现螺纹乱扣现象。通过轧制油缸可驱动轧制辊沿轧制架滑动，从而调整和保证钢管轧制通道的大小，以保证生产出合格的螺杆泵定子或转子；采用所述送料装置使钢管边旋转边前进，使钢管在中频加热炉中受热更均匀；当钢管进入三个轧制棍之间时，触动轧制辊前端的接近开关，PLC自动控制上方的送料油缸启动，使上方的送料油缸向上运动，钢管进入三个轧制棍后，使用轧制辊驱动其前进，防止送料辊与轧制辊转速不同造成钢管前进速度不同，从而引起的钢管轧制过程中乱扣的现象。

综上所述，本发明能将钢管轧制成符合要求的螺杆泵定子或转子，并且结构简单、轧制效果好，劳动效率高、螺杆泵定子或转子的生产成本低、使用寿命长。

附图说明

    下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线剖视的示意图；

图3为沿图1中B-B线剖视的剖面图；

图4为沿图1中C-C线剖视的剖面图；

图5为沿图1中E-E线剖视的示意图；

图6为沿图4中F-F线剖视的示意图；

图7为沿图1中G向的三个送料棍排布的示意图；

图8为三个轧制棍排布的示意图；

图9为第一轧辊的结构示意图；

图10为第二轧辊的结构示意图；

图11为第三轧辊的结构示意图；

图12为轧制成型后定子的结构示意图；

图13为轧制成型后转子的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，该螺杆泵定子或转子轧制机包括机架1，机架1自后往前依次安装有送料装置、钢管加热装置和钢管轧制装置。

如图1、图2和图3所示，该送料装置采用旋转送料结构，其包括安装在机架1前端的送料减速箱4，送料减速箱4内转动连接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上的送料电机32及与送料电机32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连接，送料主动齿轮5内设有供钢管穿过的送料通道6，相对应的，变速箱31的动力输出轴上也设有供钢管穿过的通道，送料减速箱4还均匀环布有皆与送料主动齿轮5啮合的三个送料从动齿轮7，送料减速箱4后方设有安装在机架1上的送料架2，送料架2上均匀环装有三根分别与送料从动齿轮7对应设置的送料辊3，对应的送料辊3与送料从动齿轮7之间通过万向节传动连接，三个送料辊的中心轴线皆与穿过三送料辊中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角，如图2和图7所示，当送料电机32驱动送料主动齿轮5逆时针旋转时，送料从动齿轮7顺时针转动，从而带动送料辊3顺时针转动，上方的送料辊3的中心轴线沿逆时针旋转一定角度后会与待轧钢管的中心轴线重合，该旋转角度为驱动钢管前进的前进角，同理，下方左侧和右侧的送料辊3皆采用上述方式设置；当送料电机32驱动送料主动齿轮5顺时针旋转时，送料从动齿轮7逆时针转动，从而带动送料辊3逆时针转动，三个送料辊3的倾斜方向与图7中所示的不同，上方的送料辊3的中心轴线沿逆时针旋转一定角度后会与待轧钢管的中心轴线重合，该旋转角度为驱动钢管前进的前进角。为实现钢管匀速旋转和平稳前进，上述前进角最佳为3-7度。

上述送料架2为正六边形空心框架，送料架2上固接有与三根送料辊3对应设置的三个滑套，每一滑套内滑动连接有滑动轴20，滑动轴20与安装在送料架2上的送料油缸19动力连接，滑动轴20的内伸端固接有轴承座21，上述送料辊3的辊轴转动连接在轴承座21中，由于送料辊3倾斜设置，因而该轴承座21采用斜口轴承座。

如图1所示，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34，钢管托架34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。在变速箱31与送料架2之间的机架1上安装有托架33，托架33的结构与钢管托架34相同，在此不再赘述。

如图1、图4和图5所示，钢管轧制装置包括固接在机架1上的轧制架8，轧制架8为正六边形框架，轧制架8的底边为连接在机架1上的平直边，轧制架8的顶边也为平直边，轧制架8上均匀环布有由轧制动力装置驱动同方向转动的三根轧制辊9，三根轧制棍9中上方的轧制棍9（即第一轧辊91）安装在轧制架8的顶边上，第二轧辊92和第三轧辊93分别安装在轧制架8的下方两倾斜边上，三根轧制辊9的外表面上分别布有螺纹状轧制纹11，三个轧制辊的中心轴线皆与穿过三轧制棍中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角。上述轧制动力装置包括安装在机架1后部的轧制减速箱15、轧制变速箱35和轧制电机36，轧制变速箱35与轧制电机36动力连接，轧制减速箱15内转动连接有由轧制电机36驱动的轧制主动齿轮16，轧制变速箱35的动力输出轴通过联轴器与轧制主动齿轮16连接，轧制主动齿轮16内设有供钢管穿过的输料通道17，相应的，轧制变速箱35的动力输出轴上对应设有供钢管穿过的通道，轧制减速箱15内还均匀环布有皆与轧制主动齿轮16啮合的三个轧制从动齿轮18，三个轧制从动齿轮18分别与三根轧制辊9对应设置，对应的轧制辊9与轧制从动齿轮18之间通过万向节传动连接。

如图4、图6、图8、图9、图10、图11和图12所示，由于三根轧制辊9的倾斜设置结构与三根送料辊3的倾斜设置结构相同，在此不再赘述，结合图4、图5和图8所示：当轧制电机36驱动轧制主动齿轮16逆时针转动时,三根轧制辊9顺时针转动，三根轧制辊9中位于上方的一根轧制辊定义为第一轧辊91，三根轧制辊9中位于下方的两轧制辊以轧制辊9转动方向的反方向依次定义为第二轧辊92和第三轧辊93，即如图8所示的状态，当轧制辊9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，反之亦然。轧制棍9的规格如下：

轧制辊9的中径φ1=（N/n）*φ2；

第一轧辊91上的轧制纹的螺纹起始端与第一轧辊91后端的距离L1=20-40毫米；

第二轧辊92上的轧制纹的螺纹起始端与第二轧辊92后端的距离L2=L1+P*（n/3）；

第三轧辊93上的轧制纹的螺纹起始端与第三轧辊93后端的距离L3=L1+P*（2n/3）；

其中：P为轧制后定子的螺距，φ1为轧制辊9的中径，φ2为轧制后定子的中径，N为轧制纹的螺纹头数，n为轧制后定子的螺纹头数，轧制纹11的螺距与轧制后定子的螺距相同。

同理，根据设计要求螺杆泵转子的螺纹头数为n、螺距为P时，三个轧制棍9的设计参数适用于上述公式，下面以螺杆泵定子为例说明：

当需要轧制中径为φ120mm且具有两头螺纹（即n为2）的螺杆泵定子时，需采用轧制纹11的螺纹头数为4、螺距为54mm的轧制棍9，轧制棍9的中径为240mm时，同时第一轧辊轧制纹的螺纹起始端距离第一轧辊91后端的距离L1=20mm，第二轧辊92上的轧制纹的螺纹起始端距离第二轧辊92后端的距离L2=56mm，第三轧辊93上的轧制纹的螺纹起始端距离第三轧辊93后端的距离L3=92mm。

轧制架8上固装有与轧制棍9对应设置的三个滑套，每一滑套上分别滑动连接有由轧制油缸13驱动的滑块12，滑块12的下端装有斜口轴承座14，轧制辊9的辊轴转动连接在斜口轴承座14中。轧制辊9前端连接有与PLC控制装置电连接的接近开关30，位于上方的送料油缸19通过PLC自动控制，即当钢管进入三个轧制棍9之间时，触动轧制辊9前端的接近开关30，PLC自动控制上方的送料油缸19启动，使上方的送料油缸19向上运动，钢管进入三个轧制棍9后，使用轧制辊9驱动其前进。

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中从而为轧制棍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。

Claims (8)

1. 一种螺杆泵定子或转子轧制机，包括机架（1），其特征是：

机架（1）自后往前依次安装有送料装置、钢管加热装置和钢管轧制装置；

钢管轧制装置包括固接在机架（1）上的轧制架（8），轧制架（8）上均匀环布有由轧制动力装置驱动同方向转动的三根轧制辊（9），三根轧制辊（9）的外表面上分别布有螺纹状轧制纹（11），三个轧制辊的中心轴线皆与穿过三轧制棍中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角；

三根轧制辊（9）中位于上方的轧制辊定义为第一轧辊（91），三根轧制辊（9）中位于下方的两轧制辊以轧制辊（9）转动方向的反方向依次定义为第二轧辊（92）和第三轧辊（93），轧制棍（9）的规格如下：

轧制辊（9）的中径φ1=（N/n）*φ2；

第一轧辊（91）上的轧制纹的螺纹起始端与第一轧辊（91）后端的距离L1=20-40毫米；

第二轧辊（92）上的轧制纹的螺纹起始端与第二轧辊（92）后端的距离L2=L1+P*（n/3）；

第三轧辊（93）上的轧制纹的螺纹起始端与第三轧辊（93）后端的距离L3=L1+P*（2n/3）；

其中：P为轧制后定子或转子的螺距，φ1为轧制辊（9）的中径，φ2为轧制后定子的中径，N为轧制纹的螺纹头数，n为轧制后定子或转子的螺纹头数。

2.根据权利要求1所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述轧制架（8）上滑动连接有与轧制棍（9）对应设置且由轧制油缸（13）驱动的三个滑块（12），滑块（12）的内伸端装有斜口轴承座（14），所述轧制辊（9）的辊轴转动连接在斜口轴承座（14）中。

3.根据权利要求2所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述送料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）内转动连接有与动力装置动力连接的送料主动齿轮（5），送料主动齿轮（5）内设有供钢管穿过的送料通道（6），送料减速箱（4）还均匀环布有皆与送料主动齿轮（5）啮合的三个送料从动齿轮（7），送料减速箱（4）后方设有安装在机架（1）上的送料架（2），送料架（2）上均匀环装有三根分别与送料从动齿轮（7）对应设置的送料辊（3），对应的送料辊（3）与送料从动齿轮（7）之间通过万向节传动连接，三个送料辊（3）的中心轴线皆与穿过三送料辊（3）中间的待轧钢管的中心轴线之间具有前进角。

4.根据权利要求3所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述送料架（2）上滑动连接有与三个送料辊（3）对应设置且由送料油缸（19）驱动的三个滑动轴（20），滑动轴（20）的内伸端连接有轴承座（21），所述送料辊（3）的辊轴转动连接在轴承座（21）中，所述轧制辊（9）前端连接有与PLC控制装置电连接的接近开关（30），位于上方的送料油缸（19）通过PLC自动控制。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述轧制动力装置包括安装在机架（1）后部的轧制减速箱（15），轧制减速箱（15）内转动连接有由电机驱动的轧制主动齿轮（16），轧制主动齿轮（16）内设有供钢管穿过的输料通道（17），轧制减速箱（15）内还均匀环布有皆与轧制主动齿轮（16）啮合的三个轧制从动齿轮（18），三个轧制从动齿轮（18）分别与三根轧制辊（9）对应设置，对应的轧制辊（9）与轧制从动齿轮（18）之间通过万向节传动连接。

6.根据权利要求1所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述轧制辊（9）上装有水冷却装置。

7.根据权利要求6所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述水冷却装置包括密封连接在轧制辊（9）端部的端罩（22），所述轧制辊（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）。

8.根据权利要求1所述的螺杆泵定子或转子轧制机，其特征是：所述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）。

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