CN103008749B - 一种全金属螺杆泵定子的加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全金属螺杆泵定子的加工设备，包括刀杆、刀盘、导向杆、支承座、工件固定装置和刀杆旋转驱动装置，支承座与机床固定连接，导向杆上设置有导向套，导向杆设置有导向槽，导向杆设置在支承座上，刀杆通过可调轴套设置在导向槽内，刀盘设置在刀杆的前端，刀杆的后端与刀杆旋转驱动装置连接，刀杆设置有沿导向槽径向移动的平移机构，导向杆上设置有至少一个轴向气孔，轴向气孔的出口设置在导向杆的前端面，轴向气孔的进口与供气装置连接，刀杆的中心设置有轴向贯通的冷却油孔，冷却油孔的后端连接有冷却油供油装置，优点在于使金属屑被排出切削点，避免刀盘的打刀和刀片崩刃等问题，防止内孔被金属屑划伤而造成内孔缺陷。

Description

一种全金属螺杆泵定子的加工设备

技术领域

本发明涉及一种全金属螺杆泵的加工设备，尤其是涉及一种全金属螺杆泵定子的加工设备。

背景技术

螺杆泵作为井下开采技术中一项非常有潜力有优势的新技术，近年来在世界各油田中得到了越来越广泛的应用。其具有初始投资小，地面驱动装置结构简单，安装方便，占地面积小，泵效高等特点。目前螺杆泵的应用主要集中在稠油冷泵、出砂油藏、海上平台及节能环保等几大领域。传统的螺杆泵定子采用丁睛橡胶注衬在钢套内制成。但是这种橡胶定子螺杆泵通常只能应付低转速、低粘度及低温的常态工作。由于随着转速的提高，定子与转子之间的摩擦随之增大，摩擦热量也随之增大，对定子的磨损及摩擦过热会引起橡胶老化和烧损而造成整个定子的报废，因此，转子的驱动转速一般在60~90转/分钟，极限转速150转/分钟。而由于液体粘度过大使泵体工作过程中的扭矩增大，从而会引起定子衬套橡胶的剥离。此外，橡胶定子螺杆泵也无法在稠油热采的蒸汽呑吐井中作业，因为稠油热采的蒸汽呑吐井中通常需要注入350℃的高温蒸汽，而橡胶定子的耐温极限是150℃，当遇到200℃以上的高温蒸汽或在重质稠油热采油田工作时，就会出现橡胶溶胀、温胀甚至退化剥离的现象，导致泵的损坏。而损坏后的泵还必须起下管柱，这也会增加相关费用。上述的这些缺陷，严重限制了螺杆泵在稠油热采领域的推广应用。为此，人们研制开发了定子和转子全部采用金属的全金属泵。但是全金属螺杆泵定子加工上非常困难，没有合适的加工设备。专利号为98239789.3的中国实用新型公开了一种金属定子螺杆泵定子型腔切削装置，其由刀杆、导向杆、支承座和电机组成，刀杆装刀具经可调轴套装在导向杆槽内，导向杆上装导向套，导向杆装在支承座上，支承座上有与车床连接的螺母、定位块，刀杆另一端经两轴距可调联轴节与电机相连，电机固定在电机座上，电机座与支承座固定一体。申请人认为，该装置结构合理，工作时，根据展成法，在车床刀台上加工出金属定子型腔，精度高，可以完成高长径比的内型腔加工，可用在螺杆泵金属定子加工上。但是由于定子的长度较长，会产生以下的缺点：一是切削的金属屑无法有效排出，因此会产生打刀和刀片崩刃，并且内孔易被金属屑划伤而产生缺陷，二是刀具的润滑较困难，因此刀具的寿命非常低，固该装置无法真正用于定子型腔的加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够真正用于定子型腔加工的全金属螺杆泵定子的加工设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种全金属螺杆泵定子的加工设备，包括刀杆、刀盘、导向杆、支承座、工件固定装置和刀杆旋转驱动装置，所述的支承座与机床固定连接，所述的导向杆上设置有导向套，所述的导向杆设置有导向槽，所述的导向杆设置在所述的支承座上，所述的刀杆通过可调轴套设置在所述的导向槽内，所述的刀盘设置在所述的刀杆的前端，所述的刀杆的后端与所述的刀杆旋转驱动装置连接，所述的刀杆设置有沿所述的导向槽径向移动的平移机构，所述的导向杆上设置有至少一个轴向气孔，所述的轴向气孔的出口设置在所述的导向杆的前端面，所述的轴向气孔的进口与供气装置连接，所述的刀杆的中心设置有轴向贯通的冷却油孔，所述的冷却油孔的后端连接有冷却油供油装置。

所述的支承座上设置有通孔，所述的导向杆上设置有固定盘，所述的导向杆插入所述的通孔，所述的固定盘与所述的支承座的前端面固定连接，所述的轴向气孔的进口设置在所述的固定盘上。

所述的刀杆旋转驱动装置包括电机、传动轴及一对相互配合的主传动轮和从传动轮，所述的电机固定设置在所述的支承座上，所述的主传动轮套设在所述的电机的轴上，所述的从传动轮套设在所述的传动轴上，所述的支承座上设置有轴承座，在所述的从传动轮靠近所述的刀杆一侧的所述的传动轴上固定套设有轴承，所述的轴承固定设置在所述的轴承座内，所述的冷却油供油装置包括沿所述的传动轴的轴向设置的中心连接孔，所述的传动轴一端与所述的刀杆连接，所述的传动轴的另一端固定连接有旋转接头，所述的旋转接头与油压泵连接。

所述的刀盘呈星形设置有四个刀片固定叶，所述的刀片固定叶上设置有成型刀片。

每把所述的刀片的切削半径按顺时针方向0.5mm递增，四个所述的刀片固定叶按顺时针方向在360度螺旋角的直线距离前后等分间隔。

所述的冷却油孔的出油口上设置有雾化喷嘴。

所述的轴向气孔的出口对准所述的刀盘的切削出屑点。

所述的工件固定装置包括车床卡盘和中心架，所述的中心架底部设置有与车床连接的固定夹块，工件的一端固定在所述的车床卡盘上，工件的另一端穿过所述的中心架并通过轴套固定在所述的中心架上，所述的导向套固定套设在工件的端部。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过在导向杆上设置轴向气孔，将轴向气孔的出口设置在导向杆的前端面，轴向气孔的进口与供气装置连接，同时在刀杆的中心设置轴向贯通的冷却油孔，并在冷却油孔的后端连接冷却油供油装置，可以在工作过程中通过吹气使金属屑在第一时间被排出切削点之外，避免了刀盘因为金属屑的干扰而产生的打刀和刀片崩刃等问题，也避免了内孔被金属屑划伤而造成内孔缺陷；将轴向气孔的出口对准刀盘的切削出屑点可以使排屑的效果更好；而冷却油供油装置则通过中心油孔将冷却油输送到刀盘切削点，使刀具得到润滑，提高了刀具的寿命；在冷却油孔的出油口上设置雾化喷嘴，则可以使冷却油以雾化的状态喷射在刀盘切削点使刀具得到更充分的润滑，进一步提高刀具的寿命；每把刀片的切削半径按顺时针方向0.5mm递增，四个刀片固定叶按顺时针方向在360度螺旋角的直线距离前后等分间隔，这样能够形成等分旋风切削刀，在相同切削量的情况下使每把刀的吃刀量大大减少，达到提高切削速度和切削质量的效果。

附图说明

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为本发明刀盘的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图所示，一种全金属螺杆泵定子的加工设备，包括刀杆1、刀盘2、导向杆3、支承座4、工件固定装置和刀杆旋转驱动装置，支承座4与机床（图未显示）固定连接，导向杆3上设置有导向套5，导向杆3设置有导向槽31，支承座4上设置有通孔41，导向杆3上设置有固定盘32，导向杆3插入通孔41，固定盘32与支承座4的前端面固定连接，刀杆1通过可调轴套6、7设置在导向槽31内，刀盘2设置在刀杆1的前端，刀盘2呈星形设置有四个刀片固定叶21，刀片固定叶21上设置有成型刀片22，每把刀片22的切削半径按顺时针方向0.5mm递增，四个刀片固定叶21按顺时针方向在360度螺旋角的直线距离前后等分间隔，形成等分旋风切削刀。

刀杆旋转驱动装置包括电机81、传动轴82及一对相互配合的主传动轮83和从传动轮84，电机81固定设置在支承座4上，主传动轮83套设在电机81的轴上，从传动轮84套设在传动轴82上，支承座4上设置有轴承座42，在从传动轮84靠近刀杆1一侧的传动轴82上固定套设有轴承85，轴承85固定设置在轴承座42内，刀杆1的后端与传动轴82的前端连接，刀杆1设置有沿导向槽31径向移动的平移机构（图未显示），导向杆3上设置有两个轴向气孔33，轴向气孔33的出口设置在导向杆3的前端面，对准刀盘2的切削出屑点，轴向气孔33的进口设置在固定盘32上并与气泵（图未显示）连接，刀杆1的中心设置有轴向贯通的冷却油孔11，冷却油孔11的出油口上设置有雾化喷嘴（图未显示），冷却油供油装置包括沿传动轴82的轴向设置的中心连接孔86，传动轴82的后端固定连接有旋转接头87，旋转接头87与油压泵88连接，中心连接孔86与冷却油孔11连接，工件固定装置包括车床卡盘10和中心架9，中心架9底部设置有与车床连接的固定夹块91，加工时，工件100的一端固定在车床卡盘10上，工件100的另一端穿过中心架9并通过轴套11固定在中心架9上，导向套5通过圆螺母连接并固定套设在工件100的端部，使导向杆与定子中心一致，并且导向杆能在导向套内滑动。

Claims (5)

1.一种全金属螺杆泵定子的加工设备，包括刀杆、刀盘、导向杆、支承座、工件固定装置和刀杆旋转驱动装置，所述的支承座与机床固定连接，所述的导向杆上设置有导向套，所述的导向杆设置有导向槽，所述的导向杆设置在所述的支承座上，所述的刀杆通过可调轴套设置在所述的导向槽内，所述的刀盘设置在所述的刀杆的前端，所述的刀杆的后端与所述的刀杆旋转驱动装置连接，所述的刀杆设置有沿所述的导向槽径向移动的平移机构，其特征在于所述的导向杆上设置有至少一个轴向气孔，所述的轴向气孔的出口设置在所述的导向杆的前端面，所述的支承座上设置有通孔，所述的导向杆上设置有固定盘，所述的导向杆插入所述的通孔，所述的固定盘与所述的支承座的前端面固定连接，所述的轴向气孔的进口设置在所述的固定盘上，所述的轴向气孔的进口与供气装置连接，所述的刀杆的中心设置有轴向贯通的冷却油孔，所述的刀杆旋转驱动装置包括电机、传动轴及一对相互配合的主传动轮和从传动轮，所述的电机固定设置在所述的支承座上，所述的主传动轮套设在所述的电机的轴上，所述的从传动轮套设在所述的传动轴上，所述的支承座上设置有轴承座，在所述的从传动轮靠近所述的刀杆一侧的所述的传动轴上固定套设有轴承，所述的轴承固定设置在所述的轴承座内，所述的传动轴轴向设置有与所述的冷却油孔连接的中心连接孔，所述的传动轴一端与所述的刀杆连接，所述的传动轴的另一端固定连接有旋转接头，所述的旋转接头与油压泵连接，所述的冷却油孔的出油口上设置有雾化喷嘴。

2.如权利要求1所述的一种全金属螺杆泵定子的加工设备，其特征在于所述的刀盘呈星形设置有四个刀片固定叶，所述的刀片固定叶上设置有成型刀片。

3.如权利要求2所述的一种全金属螺杆泵定子的加工设备，其特征在于每把所述的刀片的切削半径按顺时针方向0.5mm递增，四个所述的刀片固定叶按顺时针方向在360度螺旋角的直线距离前后等分间隔。

4.如权利要求1所述的一种全金属螺杆泵定子的加工设备，其特征在于所述的轴向气孔的出口对准所述的刀盘的切削出屑点。

5.如权利要求1所述的一种全金属螺杆泵定子的加工设备，其特征在于所述的工件固定装置包括车床卡盘和中心架，所述的中心架底部设置有与车床连接的固定夹块，工件的一端固定在所述的车床卡盘上，工件的另一端穿过所述的中心架并通过轴套固定在所述的中心架上，所述的导向套固定套设在工件的端部。