CN103089610A - 一种低黏度高压输送双螺杆泵及其内设螺旋套的加工工艺 - Google Patents

一种低黏度高压输送双螺杆泵及其内设螺旋套的加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种低黏度高压输送双螺杆泵，包括泵体，所述泵体内部设有互相啮合的主动螺杆与从动螺杆，所述主动螺杆通过相互啮合的齿轮组带动从动螺杆转动，所述主动螺杆包括主动轴、第一右螺旋套与第一左螺旋套，所述第一右螺旋套、第一左螺旋套依次套设在主动轴上；所述从动螺杆包括从动轴、第二右螺旋套与第二左螺旋套，所述第二左螺旋套、第二右螺旋套依次套设在从动轴上；所述第一右螺旋套与第二左螺旋套互相啮合，所述第一左螺旋套与第二右螺旋套互相啮合。一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，使用按型线轨迹逐点数字加工的加工工艺加工螺旋套。本发明提出的一种低黏度高压输送双螺杆泵能够高压、高效输送低黏度物料。

Description

一种低黏度高压输送双螺杆泵及其内设螺旋套的加工工艺
技术领域
本发明涉及双螺杆泵，特别是指一种低黏度高压输送双螺杆泵及其内设螺旋套的加工工艺。
背景技术
双螺杆泵具有输送介质平稳，输出压力稳定，振动小，噪音低，运行可靠等多方面特点，所以一些燃油锅炉开始配备双螺杆泵作为燃油输送泵。燃料油种类有柴油，轻油等低黏度油品（黏度为1cst～5cst），且燃油锅炉在启动和稳燃过程中要求油泵必须产生较高的输出压力（3.5～4.0MPa），所以对于现有的双螺杆泵而言，是一个较难达到的水平。
这是由于双螺泵的螺旋型线是非接触密封，所以在输送低黏度的物料时，当输出压力较高，其容积效率和机械效率就特别低，导致小流量的油泵必须选择大型号的泵和大功率电机，不仅体积大，而且能耗高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种低黏度高压输送双螺杆泵。本发明提出的一种低黏度高压输送双螺杆泵能够高压、高效输送低黏度物料。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种低黏度高压输送双螺杆泵，包括泵体，所述泵体内部设有互相啮合的主动螺杆与从动螺杆，所述主动螺杆通过相互啮合的齿轮组带动从动螺杆转动，所述主动螺杆包括主动轴、第一右螺旋套与第一左螺旋套，所述第一右螺旋套、第一左螺旋套依次套设在主动轴上；所述从动螺杆包括从动轴、第二右螺旋套与第二左螺旋套，所述第二左螺旋套、第二右螺旋套依次套设在从动轴上；所述第一右螺旋套与第二左螺旋套互相啮合，所述第一左螺旋套与第二右螺旋套互相啮合；所述第一右螺旋套、第一左螺旋套、第二右螺旋套与第二左螺旋套的螺旋深度为0.55～0.68，所述螺旋深度为螺旋套的底径与螺旋套的外径的比值。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述主动螺杆与从动螺杆的转速为1500转/分钟～3000转/分钟。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述第一右螺旋套、第一左螺旋套、第二右螺旋套与第二左螺旋套的螺旋齿顶上开设凹槽，在所述凹槽内喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述凹槽深度为0.1mm～0.2mm。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述齿轮组包括主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与主动轴连接，所述从动齿轮与从动轴连接，所述主动齿轮与从动齿轮互相啮合。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述齿轮组中的齿轮精度为0～4级。即可以选择0级精度或者1级精度或者2级精度或者3级精度或者4级精度的齿轮运用在齿轮组中。
一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，使用按型线轨迹逐点数字加工的加工工艺加工螺旋套，包括
S1，使用车床加工螺旋套的内控、外圆和长度；
S2，使用铣床铣螺旋槽，留出2～3mm的加工余量；
S3，使用数控车床加工螺旋套的螺旋齿。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其中，所述步骤S3包括如下步骤：
S31.将步骤S2所得螺旋套安装在数控车床上；
S32.计算出螺旋套型线的X与Z坐标值，并输入专用数控车床；
S33.数控车床根据传入的坐标值车螺旋齿的第一面；
S34.数控车床根据传入的坐标值车螺旋齿的第二面；
S35.数控车床加工螺旋套的螺旋齿完毕。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其中，所述步骤S33包括如下步骤：
S331，数控车床根据传入的坐标值粗车螺旋齿的第一面，并留出0.5mm加工余量；
S332，数控车床精车螺旋齿的第一面；
所述步骤S34包括如下步骤：
S341，数控车床根据传入的坐标值粗车螺旋齿的第二面，并留出0.5mm加工余量；
S342，数控车床精车螺旋齿的第二面。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其中，还包括步骤S4：在螺旋齿顶上开设凹槽，在所述凹槽内采用超音速喷涂工艺喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。
本发明提供的一种低黏度高压输送双螺杆泵采用外支承短轴结构，卧式安装，适用于输出压力4MPa，输送介质是水，柴油，煤油，汽油，轻油以及其它黏度低于5cst的非润滑介质。
本发明提供的一种低黏度高压输送双螺杆泵的主要特点是采用了特殊的螺旋型线，即通过螺旋深度来确定螺旋型线，从而大幅度提高其容积效率和单级密封腔的输送压力。针对不同的压力和流量要求，达到螺旋深度值后，独立设计螺旋型线，从而既能够满足压力要求，又能够满足流量的要求，同时具有较高的效率。
选用高精度的齿轮，并对主动轴旋转部件及从动轴旋转部件作动平衡检查，平衡精度达到G2.5级（见GB/T9239.2-2006）。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种低黏度高压输送双螺杆泵的结构示意图；
图2为图1中A处局部放大图；
图3为本发明一种低黏度高压输送双螺杆泵的第一右螺旋套的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种低黏度高压输送双螺杆泵，包括泵体，所述泵体内部设有互相啮合的主动螺杆100与从动螺杆200，所述主动螺杆100通过相互啮合的齿轮组带动从动螺杆200转动，所述主动螺杆100包括主动轴110、第一右螺旋套120与第一左螺旋套130，所述第一右螺旋套120、第一左螺旋套130依次套设在主动轴110上；所述从动螺杆200包括从动轴210、第二右螺旋套220与第二左螺旋套230，所述第二左螺旋套230、第二右螺旋套220依次套设在从动轴200上；所述第一右螺旋套120与第二左螺旋套230互相啮合，所述第一左螺旋套130与第二右螺旋套220互相啮合；所述第一右螺旋套120、第一左螺旋套130、第二右螺旋套220与第二左螺旋套230的螺旋深度为0.55～0.68，所述螺旋深度为螺旋套的底径与螺旋套的外径的比值即r/R。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述主动螺杆100与从动螺杆200的转速为1500转/分钟～3000转/分钟。因为双螺杆泵的排出流量等于理论流量减去泄漏量，而高转速的双螺杆泵和低转速的双螺杆泵的泄漏量相同。所以，当提高转速后，理论流量随之提高，而泄漏量不变，于是它的排出流量就大大增加了，直接地提高了泵的容积效率、机械效率和排出压力的范围。
为提高螺旋套的耐磨性，一般的作法是对螺旋套渗氮（渗氮包括气体渗氮、离子渗氮、气体氮碳共渗等多种工艺），但是所有的渗氮处理都需要将螺旋套加热到400℃以上，加热后导致螺旋套变形较大，破坏了高精度的螺旋型面，所以渗氮处理只能用于输送黏度较高，对螺旋型面精度要求较低的场合。
本发明产品的螺旋套选用超音速喷涂陶瓷工艺，此工艺不需要对螺旋套本体加热，喷涂陶瓷过程中，螺旋套的温度不超过200℃，螺旋套变形极小，保证了螺旋套型面原有的高精度尺寸。此工艺需要在螺旋套的螺旋齿顶上开出一个凹槽，在凹槽内喷涂0.15mm厚的氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷，这样就在螺旋套外圆形成陶瓷涂层，使得螺旋套外圆硬度极高，可到HRC60左右，显著提高了螺旋套的耐磨性和疲劳强度，改善了抗擦伤性能和耐腐蚀性能。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述第一右螺旋套120的螺旋齿顶上开设凹槽121，在所述凹槽121内喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。所述第一左螺旋套130的螺旋齿顶上开设凹槽131，在所述凹槽131内喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。所述第二右螺旋套220的螺旋齿顶上开设凹槽221，在所述凹槽221内喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。所述第二左螺旋套230的螺旋齿顶上开设凹槽231，在所述凹槽231内喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述凹槽深度为0.1mm～0.2mm。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述齿轮组包括主动齿轮140与从动齿轮240，所述主动齿轮140与主动轴110连接，所述从动齿轮240与从动轴210连接，所述主动齿轮140与从动齿轮240互相啮合。
上述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其中，所述主动齿轮140与从动齿轮240的齿轮精度为4级。选用高精度的齿轮，并对主动轴旋转部件及从动轴旋转部件作动平衡检查，平衡精度达到G2.5级（见GB/T9239.2-2006）。
一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，使用按型线轨迹逐点数字加工的加工工艺加工螺旋套，包括
S1，使用车床加工螺旋套的内控、外圆和长度。
S2，使用铣床铣螺旋槽，留出2～3mm的加工余量。
S3，使用数控车床加工螺旋套的螺旋齿。本步骤还包括如下步骤：
S31.将步骤S2所得螺旋套安装在数控车床上；
S32.计算出螺旋套型线的X与Z坐标值，并输入专用数控车床；
S33.数控车床根据传入的坐标值车螺旋齿的第一面；包括如下步骤：
S331，数控车床根据传入的坐标值粗车螺旋齿的第一面，并留出0.5mm加工余量；
S332，数控车床精车螺旋齿的第一面；
S34.数控车床根据传入的坐标值车螺旋齿的第二面；包括如下步骤：
S341，数控车床根据传入的坐标值粗车螺旋齿的第二面，并留出0.5mm加工余量；
S342，数控车床精车螺旋齿的第二面。
S35.数控车床加工螺旋套的螺旋齿完毕。
S4：在螺旋齿顶上开设凹槽，在所述凹槽内采用超音速喷涂工艺喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。
粗车，是加工工艺中的粗加工工序，主要是将工件表面的多余材料切削，一般对产品尺寸、粗糙度要求不高。粗加工主要是切除加工表面的大部分加工余量，在允许范围内应尽量选择打的切削深度和进给量。而切削速度则相应选低点。
精车，是加工工艺中的精加工工序，需要保证产品的尺寸公差、行位公差、表面粗糙度的相应要求。精加工主要是达到零件的全部尺寸和技术要求，半精车和精车应尽量选取较小的切削深度和进给量，而切削度则可以取高点。精车要求切削深度要小，走刀量也要小，精车完毕后，不但工件的直径几何尺寸合格，而且对表面的粗糙度要求也较高，而且也要合格。
本发明提供的一种低黏度高压输送双螺杆泵采用外支承短轴结构，卧式安装，适用于输出压力4MPa，输送介质是水，柴油，煤油，汽油，轻油以及其它黏度低于5cst的非润滑介质。
本发明提供的一种低黏度高压输送双螺杆泵的主要特点是采用了特殊的螺旋型线，即通过螺旋深度来确定螺旋型线，从而大幅度提高其容积效率和单级密封腔的输送压力。针对不同的压力和流量要求，达到螺旋深度值后，需要独立设计螺旋型线，使其即能满足压力要求，也能满足流量的要求，同时具有较高的效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低黏度高压输送双螺杆泵，包括泵体，所述泵体内部设有互相啮合的主动螺杆与从动螺杆，所述主动螺杆通过相互啮合的齿轮组带动从动螺杆转动，其特征在于，所述主动螺杆包括主动轴、第一右螺旋套与第一左螺旋套，所述第一右螺旋套、第一左螺旋套依次套设在主动轴上；所述从动螺杆包括从动轴、第二右螺旋套与第二左螺旋套，所述第二左螺旋套、第二右螺旋套依次套设在从动轴上；所述第一右螺旋套与第二左螺旋套互相啮合，所述第一左螺旋套与第二右螺旋套互相啮合；所述第一右螺旋套、第一左螺旋套、第二右螺旋套与第二左螺旋套的螺旋深度为0.55～0.68，所述螺旋深度为螺旋套的底径与螺旋套的外径的比值。
2.根据权利要求1所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其特征在于，所述主动螺杆与从动螺杆的转速为1500转/分钟～3000转/分钟。
3.根据权利要求1或2所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其特征在于，所述第一右螺旋套、第一左螺旋套、第二右螺旋套与第二左螺旋套的螺旋齿顶上开设凹槽，在所述凹槽内喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。
4.根据权利要求3所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其特征在于，所述凹槽深度为0.1mm～0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其特征在于，所述齿轮组包括主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮与主动轴连接，所述从动齿轮与从动轴连接，所述主动齿轮与从动齿轮互相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵，其特征在于，所述齿轮组中的齿轮精度为0～4级。
7.一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其特征在于，使用按型线轨迹逐点数字加工的加工工艺加工螺旋套，包括
S1，使用车床加工螺旋套的内孔、外圆和长度；
S2，使用铣床铣螺旋槽，留出2～3mm的加工余量；
S3，使用数控车床加工螺旋套的螺旋齿。
8.根据权利要求7所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
S31.将步骤S2所得螺旋套安装在数控车床上；
S32.计算出螺旋套型线的X与Z坐标值，并输入专用数控车床；
S33.数控车床根据传入的坐标值车螺旋齿的第一面；
S34.数控车床根据传入的坐标值车螺旋齿的第二面；
S35.数控车床加工螺旋套的螺旋齿完毕。
9.根据权利要求8所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其特征在于，所述步骤S33包括如下步骤：
S331，数控车床根据传入的坐标值粗车螺旋齿的第一面，并留出0.5mm加工余量；
S332，数控车床精车螺旋齿的第一面；
所述步骤S34包括如下步骤：
S341，数控车床根据传入的坐标值粗车螺旋齿的第二面，并留出0.5mm加工余量；
S342，数控车床精车螺旋齿的第二面。
10.根据权利要求7所述的一种低黏度高压输送双螺杆泵的螺旋套的加工工艺，其特征在于，还包括步骤S4：在螺旋齿顶上开设凹槽，在所述凹槽内采用超音速喷涂工艺喷涂氧化铝陶瓷或碳化硅工业陶瓷。
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