CN108194346A - 紧凑型往复泵传动箱体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧凑型往复泵传动箱体及其制造方法，十字头滑道结构包括竖直正对的两十字头滑道隔板以便在两十字头滑道隔板之间构建一个非完整圆的十字头滑道，两十字头滑道隔板之间连接有上滑道体和下滑道体，上滑道体的下表面和下滑道体的上表面均为圆弧面且两圆弧面同轴并上下对称以形成所述十字头滑道，十字头滑道隔板上设有工艺通槽以便于两圆弧面的加工，两圆弧面在周向上的延长线均穿过工艺通槽；两十字头滑道隔板靠近十字头滑道进口的端面分别连接曲轴座板。本发明有效减少传动箱体在曲轴轴向上占用的空间，提高了传动箱体的强度，提高了传动箱体与曲轴的连接刚度，承载能力强，可运用于紧凑型、大载荷比的动力端系统。

Description

紧凑型往复泵传动箱体及其制造方法

技术领域

本发明属于液体变容式机械中泵的技术领域，具体涉及一种紧凑型往复泵传动箱体及其制造方法。

背景技术

往复式注水泵应用广泛，结构原理多为曲柄连杆机构，其电机通过减速机构带动传动箱体内的曲轴转动；曲轴的曲柄可转动连接连杆的前端，连杆的后端与十字头形成转动连接，十字头再连接柱塞；曲轴转动时，通过连杆推动十字头在传动箱体的滑道内作往复直线运动，十字头带动柱塞推动进入泵内的液体。

现使用的传动箱体如图1、图2所示，为传统铸造工艺制作坯件并经精加工而成，重量大，其十字头滑道多为完整的圆柱形通道，而曲轴沿其轴向具有多个曲柄并对应的联接多个十字头，各个十字头在各自的十字头滑道内运动，多个十字头滑道的轴线平行且位于同一平面上，十字头滑道为完整的圆柱形通道就使得相邻十字头滑道之间的间距较大，也就使整个传动箱体在曲轴的轴向上占用空间较大，曲轴的长度也对应的较大，不利于紧凑型、大载荷比的动力端系统的结构设计。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种紧凑型往复泵传动箱体及其制造方法，避免传动箱体在曲轴的轴向上占用空间大的问题和传动箱体与曲轴的连接刚度低、承载能力较弱的问题，取得减小传动箱体的体积和提高传动箱体的强度以便于紧凑型、大载荷比的动力端系统的设计开发的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

紧凑型往复泵十字头滑道结构，包括竖直正对的两十字头滑道隔板以便在两十字头滑道隔板之间构建一个非完整圆的十字头滑道，所述两十字头滑道隔板之间连接有上滑道体和下滑道体，所述上滑道体的下表面和所述下滑道体的上表面均为圆弧面且两圆弧面同轴并上下对称以形成所述十字头滑道，所述十字头滑道隔板上设有工艺通槽以便于所述两圆弧面的加工，所述两圆弧面在周向上的延长线均穿过所述工艺通槽。

本发明的紧凑型往复泵十字头滑道结构通过十字头滑道隔板及上、下滑道体围设成一个非完整圆的十字头滑道，有效减少传动箱体在曲轴的轴向上占用的空间，减小传动箱体的体积，对应的也就缩短了曲轴的长度，提高了曲轴刚度；通过工艺通槽的设置可实现十字头滑道中的主要工作面，即两圆弧面的精加工过程并使上、下圆弧面同时加工成形以保证加工一致性和同轴度；还可在镗削圆弧面过程中，通过工艺通槽调整刀具的长度，无需将刀具刀杆整体退出后调整，简化了加工过程，提高了制作效率。

进一步完善上述技术方案，所述两圆弧面远离十字头滑道进口的一端均设有向内的凸缘，所述凸缘朝向十字头滑道进口的一端通过燕尾形斜面与所述圆弧面连接过渡，所述两凸缘均与所述圆弧面同轴并上下对称以便于在十字头滑道和十字头之间加装十字头导向套。

这样，可在十字头和十字头滑道之间加装一个十字头导向套，工作时，十字头在十字头导向套内滑动，只需要单独使用耐磨材质制造十字头导向套即可提高十字头滑道的使用寿命，节约材料成本，十字头导向套磨损后可以更换且更换方便从而延长了传动箱体的使用寿命。

进一步地，所述上滑道体由垂直于十字头滑道隔板且竖直间隔设置的第一上滑道板和第二上滑道板构成，所述下滑道体由垂直于十字头滑道隔板且竖直间隔设置的第一下滑道板和第二下滑道板构成；所述第一上滑道板和第一下滑道板位于十字头滑道隔板靠近十字头滑道进口的一端，所述两凸缘分别设于第二上滑道板和第二下滑道板上。

这样，由于加装十字头导向套并使十字头在十字头导向套内滑动，故将上、下滑道体分段设置，保证有效连接十字头导向套的同时减轻了重量，节约材料也方便加工，节省了材料成本和制造成本，本发明紧凑型往复泵十字头滑道结构结构可通过焊接的方式连接制造并精加工，这是传统的铸造工艺难以实现制造的。

本发明同时还涉及一种紧凑型往复泵传动箱体，包括上述的紧凑型往复泵十字头滑道结构，所述两十字头滑道隔板靠近十字头滑道进口的端面分别连接有曲轴座板，所述两曲轴座板竖直正对设置，其相对的面上均设有让位凹槽以便于十字头的装入，所述曲轴座板上设有贯穿的曲轴安装孔以使曲轴安装后曲轴上的一曲柄位于所述两曲轴座板之间。

本发明的紧凑型往复泵传动箱体每个十字头隔板都连接一轴承座板，穿设曲轴后，每个曲柄均位于对应的两轴承座板之间，相比传统的曲轴只有两端与传动箱体可转动连接的形式，大大提高了传动箱体与曲轴的连接刚度，传动箱体的强度高、承载能力强，可运用于紧凑型、大载荷比的动力端系统；本发明将各板件通过焊接的方式连接制造并精加工，相比传统铸造工艺的传动箱体大大降低了重量，其结构的合理性还保证并提高了强度。

进一步地，所述两十字头滑道隔板远离十字头滑道进口的一端之间连接有油封座连接板，所述油封座连接板上沿所述两圆弧面的轴向设有过程安装通孔以便在曲轴安装孔内穿设曲轴时将十字头置于所述过程安装通孔内从而使与十字头连接的连杆为穿设曲轴让位，所述过程安装通孔由竖直相对的两内壁及连接在所述两内壁之间的上壁和下壁构成以与十字头的外形对应，所述油封座连接板上还设有油封座定位通孔，所述油封座定位通孔由分别凹入所述两内壁的两段圆弧构成，所述两段圆弧与所述圆弧面同轴，所述油封座定位通孔的直径小于所述两十字头滑道隔板之间的垂直间距以使所述油封座连接板为一个整板。

这样，使十字头滑道的长度与十字头实际工作的行程对应，无需延长十字头滑道的长度来满足过程装配的需要而使其长度大于十字头实际工作的行程，对应的也就减小了传动箱体在十字头行程方向上的占用空间，进一步减小了传动箱体的体积，同时有效实现了本结构形式的十字头滑道的油封座的连接，油封座连接板上的油封座定位通孔与十字头滑道的上、下圆弧面同工序镗削加工，保证同轴度，安装油封座时使油封座上对应的凸台嵌设于油封座定位通孔，就保证了油封座的定位，再使用螺钉将其连接在油封座连接板上。

进一步地，所述两十字头滑道隔板远离十字头滑道进口的端面连接有泵头连接板，所述泵头连接板上设有泵头安装通孔，所述泵头安装通孔与所述圆弧面同轴以同时作为泵头安装时的连接通孔和定位孔。

这样，方便泵头的定位连接。

本发明同时还涉及一种传动箱体的制造方法，所述传动箱体为上述的紧凑型往复泵传动箱体，包括如下步骤：1）完成零件加工；2）将零件焊接成紧凑型往复泵传动箱体坯件；3）精加工。

进一步地，步骤1）包括完成十字头滑道隔板及工艺通槽的加工，完成第一上滑道板、第二上滑道板、第一下滑道板以及第二下滑道板的加工并在圆弧面、凸缘朝向轴心的面以及燕尾形斜面预留精加工余量，完成曲轴座板、曲轴安装孔及让位凹槽的加工并在曲轴安装孔预留精加工余量，完成油封座连接板、过程安装通孔及油封座定位通孔的加工并在油封座定位通孔的两圆弧预留精加工余量，完成泵头连接板及泵头安装通孔的加工并在泵头安装通孔预留精加工余量。

进一步地，步骤2）包括将曲轴座板与十字头滑道隔板焊接固定连接，在两十字头滑道隔板之间焊接固定连接第一上滑道板、第二上滑道板、第一下滑道板、第二下滑道板以及油封座连接板，将泵头连接板与两十字头滑道隔板焊接固定连接。

进一步地，步骤3）包括在一次装夹中精加工曲轴安装孔、圆弧面、凸缘朝向轴心的面、燕尾形斜面、油封座定位通孔以及泵头安装通孔。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过十字头滑道隔板及上、下滑道体围设成一个非完整圆的十字头滑道，有效减少传动箱体在曲轴的轴向上占用的空间；同时可以达到缩短曲轴的长度，提高曲轴刚度的效果；通过工艺通槽的设置可实现圆弧面的精加工过程并使上、下圆弧面同时加工成形以保证加工一致性和同轴度，加工方便，效率高。

2、本发明在十字头和十字头滑道之间设置了安装十字头导向套的圆弧面和燕尾形斜面，只需要单独使用耐磨材质制造十字头导向套即可提高十字头滑道的使用寿命，节约材料成本，十字头导向套磨损后可以更换且更换方便从而延长了传动箱体的使用寿命。

3、本发明的上、下滑道体分段设置，保证有效连接十字头导向套的同时减轻了重量，节约了材料也方便加工，节约了材料成本和制造成本。

4、本发明的传动箱体中穿设曲轴后，每个曲柄均位于对应的两轴承座板之间，相比传统的曲轴只有两端与传动箱体可转动连接的形式，大大提高了传动箱体与曲轴的连接刚度，传动箱体的强度高、承载能力强，可运用于紧凑型、大载荷比的动力端系统。

附图说明

图1-现有技术中的传动箱体结构示意图；

图2-图1的左视图；

图3-本发明具体实施例的传动箱体主视图；

图4-图3的C-C剖视图；

图5-图3的左视图；

图6-图3的A-A剖面图；

图7-图3的B-B剖面图；

图8-具体实施例十字头滑道隔板零件结构示意图；

图9-具体实施例十字头滑道侧板零件结构示意图；

图10-具体实施例曲轴座板零件结构示意图；

图11-图10的俯视图；

图12-具体实施例的传动箱体装配后的结构示意图；

其中，十字头滑道隔板1，第一上滑道板21，第二上滑道板22，第一下滑道板31，第二下滑道板32，圆弧面4，凸缘5，燕尾形斜面51，工艺通槽11，曲轴座板6，曲轴安装孔61，让位凹槽62，油封座连接板7，过程安装通孔71，内壁711，上壁712，下壁713，油封座定位通孔72，圆弧721，泵头连接板8，泵头安装通孔81，十字头滑道侧板100，十字头101，十字头导向套102，油封座103，凸台104，柱塞105，密封垫106，连杆107，曲轴座侧板108，泵头109，安装凸台110，填料箱111。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图3、图4、图6、图12，本具体实施例的传动箱体为三个十字头滑道的结构，实际使用中还可以更多，本发明不作限制。紧凑型往复泵传动箱体，包括竖直正对的两十字头滑道隔板1以便在两十字头滑道隔板1之间构建一个非完整圆的十字头滑道，还包括位于两侧的两十字头滑道侧板100以便在与之相邻的十字头滑道隔板1之间构建一个非完整圆的十字头滑道；所述两十字头滑道隔板1之间连接有第一上滑道板21和第二上滑道板22，所述第一上滑道板21和第二上滑道板22均垂直于十字头滑道隔板1且竖直间隔设置，所述两十字头滑道隔板1之间还连接有第一下滑道板31和第二下滑道板32，所述第一下滑道板31和第二下滑道板32均垂直于十字头滑道隔板1且竖直间隔设置，第一上滑道板21与第二上滑道板22的下表面和第一下滑道板31与第二下滑道板32的上表面均为等曲率且同轴的圆弧面4并上下对称以形成所述非完整圆的十字头滑道，其中，第一上滑道板21的下表面与第一下滑道板31的上表面呈上下对称，第二上滑道板22的下表面与第二下滑道板32的上表面呈上下对称，第一上滑道板21和第一下滑道板31设于十字头滑道隔板1靠近十字头滑道进口的一端。

第二上滑道板22和第二下滑道板32的圆弧面4上远离十字头滑道进口的一端均设有向内的凸缘5，所述凸缘5朝向十字头滑道进口的一端通过燕尾形斜面51与圆弧面4连接过渡，所述两凸缘5均与圆弧面4同轴并上下对称以便于在十字头滑道和十字头101之间加装十字头导向套102。

所述十字头滑道隔板1上设有工艺通槽11以便于所述圆弧面4及凸缘5的加工，所述圆弧面4和凸缘5在周向上的延长线均穿过所述工艺通槽11，这样既满足了非完整圆的十字头滑道的设计需求，又满足了圆弧面4和凸缘5的加工工艺需求，使得非完整圆的十字头滑道能得以实现制造。

参见图8、图9，两侧的十字头滑道侧板100的工艺通槽11以及同与之相邻的十字头滑道隔板1之间构建非完整圆的十字头滑道的构造与上述结构相同，此处不再累述。可选择地，由于两侧的十字头滑道侧板100的外侧有连接密封板的需求，其工艺通槽11为封闭的矩形槽以便密封板仅连接于十字头滑道侧板100的外侧，而十字头滑道隔板1没有连接密封板的需求，其工艺通槽11为开口式。

参见图3、图5、图10、图11，所述两十字头滑道隔板1靠近十字头滑道进口的端面分别连接有曲轴座板6，所述两曲轴座板6竖直正对设置，曲轴座板6上设有贯穿的曲轴安装孔61以使曲轴安装后曲轴上的一曲柄位于所述两曲轴座板6之间，两曲轴座板6其相对的面上均设有让位凹槽62以便于十字头101的装入；这样即节省了曲轴轴向上的距离以保证十字头101的装入，又保证了曲轴座板6上下部的厚度以保证传动箱体的整体强度以及与曲轴可转动连接部位的刚度。

参见图3、图7、图12，所述两十字头滑道隔板1远离十字头滑道进口的一端之间连接有油封座连接板7，所述油封座连接板7上沿所述两圆弧面4的轴向设有过程安装通孔71以便在曲轴安装孔61内穿设曲轴时将十字头101置于所述过程安装通孔71内从而使与十字头101连接的连杆107为穿设曲轴让位，所述过程安装通孔71由竖直相对的两内壁711及连接在所述两内壁711之间的上壁712和下壁713构成以与十字头101的外形对应并让位，所述油封座连接板7上还设有油封座定位通孔72，所述油封座定位通孔72由分别凹入所述两内壁711的两段圆弧721构成，所述两段圆弧721与所述圆弧面4同轴，所述油封座定位通孔72的直径小于所述两十字头滑道隔板1之间的垂直间距以使所述油封座连接板7为一个整板；安装油封座103时使油封座103上对应的凸台104嵌设于油封座定位通孔72，就保证了油封座103的定位，再使用螺钉将其连接在油封座连接板7上即可，油封座103上与所述凸台104同轴的通孔用于通过柱塞105并在该通孔与柱塞105之间加装密封垫106以实现密封。

两侧的十字头滑道侧板100分别对应连接曲轴座侧板108，曲轴座侧板108上的让位凹槽62以及十字头滑道侧板100同与之相邻的十字头滑道隔板1之间油封座连接板7的构造与上述结构相同，此处不再累述。

参见图3、图4、图12，所述两十字头滑道隔板1和两十字头滑道侧板100远离十字头滑道进口的端面共同连接一泵头连接板8，所述泵头连接板8上对应于三个十字头滑道设有三个泵头安装通孔81，所述泵头安装通孔81分别与对应的十字头滑道中的圆弧面4同轴。对应于泵头109上的三个安装凸台104，泵头109上两侧的两个安装凸台104同时嵌设于泵头连接板8两侧的两个泵头安装通孔81中，这样泵头连接板8两侧的泵头安装通孔81同时作为安装泵头109的连接通孔和定位孔，泵头109上中间的安装凸台104与泵头连接板8中间的泵头安装通孔81为间隙配合仅作为连接通孔以避免过定位，这样就取消了原传统结构的传动箱体上分别布置于泵头连接板8两侧的两个泵头安装通孔81外侧的两个定位销孔，使泵头安装通孔81除了作为连接通孔外还有定位孔的功能，改变了通过专用的定位销孔配合定位销来定位连接泵头109的传统方式，从而进一步减小了传动箱体在曲轴轴向上的占用空间。实施时，可以选择三个泵头安装通孔81中的任意两个同时作为安装泵头109时的连接通孔和定位孔。泵头109上还设有与安装凸台104同轴的螺纹内孔及通孔，并通过所述螺纹内孔螺接有填料箱111，柱塞105穿过填料箱111及所述通孔，柱塞105与填料箱111及所述通孔之间设有密封垫（图中未示出）以实现柱塞105在泵头端的密封。

本发明同时还提供一种传动箱体的制造方法，所述传动箱体为上述的紧凑型往复泵传动箱体，包括如下步骤：1）完成零件加工；2）将零件焊接成紧凑型往复泵传动箱体坯件；3）精加工。

其中，步骤1）包括完成十字头滑道隔板1、十字头滑道侧板100及其上的工艺通槽11的加工，完成第一上滑道板21、第二上滑道板22、第一下滑道板31以及第二下滑道板32的加工并在圆弧面4、凸缘5朝向轴心的面以及燕尾形斜面51预留精加工余量，完成曲轴座板6、曲轴座侧板108及其上的曲轴安装孔61和让位凹槽62的加工并在曲轴安装孔61预留精加工余量，完成油封座连接板7及其上的过程安装通孔71和油封座定位通孔72的加工并在油封座定位通孔72的两圆弧721预留精加工余量，完成泵头连接板8及其上的泵头安装通孔81的加工并在泵头安装通孔81预留精加工余量。

这样，作为让位的工艺通槽11、让位凹槽62以及过程安装通孔71的位置和尺寸要求相对较低，可选择在焊接前的零件状态先完成最终尺寸的加工，零件体积小加工过程更方便，简化焊接后的加工工序。

其中，步骤2）包括将曲轴座板6与十字头滑道隔板1焊接固定连接，将曲轴座侧板108与十字头滑道侧板100焊接固定连接，在十字头滑道隔板1之间及十字头滑道隔板1与十字头滑道侧板100之间焊接固定连接第一上滑道板21、第二上滑道板22、第一下滑道板31、第二下滑道板32以及油封座连接板7，将泵头连接板8与十字头滑道隔板1和十字头滑道侧板100焊接固定连接。实施时，坯件焊接还包括包覆在外侧的为了形成箱体的各盖板和底座等。

其中，步骤3）包括一次装夹在镗床上精加工曲轴安装孔61、圆弧面4、凸缘5朝向轴心的面、燕尾形斜面51、油封座定位通孔72以及泵头安装通孔81（其中加工完曲轴安装孔61后需将镗床工作台面旋转90°）。

这样，有效保证精加工的圆弧面4、凸缘5、油封座定位通孔72以及泵头安装通孔81的同轴度，以及与曲轴安装孔61的垂直度，有效保证各十字头滑道之间的位置度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.紧凑型往复泵十字头滑道结构，其特征在于：包括竖直正对的两十字头滑道隔板以便在两十字头滑道隔板之间构建一个非完整圆的十字头滑道，所述两十字头滑道隔板之间连接有上滑道体和下滑道体，所述上滑道体的下表面和所述下滑道体的上表面均为圆弧面且两圆弧面同轴并上下对称以形成所述十字头滑道，所述十字头滑道隔板上设有工艺通槽以便于所述两圆弧面的加工，所述两圆弧面在周向上的延长线均穿过所述工艺通槽。

2.根据权利要求1所述紧凑型往复泵十字头滑道结构，其特征在于：所述两圆弧面远离十字头滑道进口的一端均设有向内的凸缘，所述凸缘朝向十字头滑道进口的一端通过燕尾形斜面与所述圆弧面连接过渡，所述两凸缘均与所述圆弧面同轴并上下对称以便于在十字头滑道和十字头之间加装十字头导向套。

3.根据权利要求2所述紧凑型往复泵十字头滑道结构，其特征在于：所述上滑道体由垂直于十字头滑道隔板且竖直间隔设置的第一上滑道板和第二上滑道板构成，所述下滑道体由垂直于十字头滑道隔板且竖直间隔设置的第一下滑道板和第二下滑道板构成；所述第一上滑道板和第一下滑道板位于十字头滑道隔板靠近十字头滑道进口的一端，所述两凸缘分别设于第二上滑道板和第二下滑道板上。

4.紧凑型往复泵传动箱体，其特征在于：包括如权利要求1-3中任一项所述的紧凑型往复泵十字头滑道结构，所述两十字头滑道隔板靠近十字头滑道进口的端面分别连接有曲轴座板，所述两曲轴座板竖直正对设置，其相对的面上均设有让位凹槽以便于十字头的装入，所述曲轴座板上设有贯穿的曲轴安装孔以使曲轴安装后曲轴上的一曲柄位于所述两曲轴座板之间。

5.根据权利要求4所述紧凑型往复泵传动箱体，其特征在于：所述两十字头滑道隔板远离十字头滑道进口的一端之间连接有油封座连接板，所述油封座连接板上沿所述两圆弧面的轴向设有过程安装通孔以便在曲轴安装孔内穿设曲轴时将十字头置于所述过程安装通孔内从而使与十字头连接的连杆为穿设曲轴让位，所述过程安装通孔由竖直相对的两内壁及连接在所述两内壁之间的上壁和下壁构成以与十字头的外形对应，所述油封座连接板上还设有油封座定位通孔，所述油封座定位通孔由分别凹入所述两内壁的两段圆弧构成，所述两段圆弧与所述圆弧面同轴，所述油封座定位通孔的直径小于所述两十字头滑道隔板之间的垂直间距以使所述油封座连接板为一个整板。

6.根据权利要求5所述紧凑型往复泵传动箱体，其特征在于：所述两十字头滑道隔板远离十字头滑道进口的端面连接有泵头连接板，所述泵头连接板上设有泵头安装通孔，所述泵头安装通孔与所述圆弧面同轴以同时作为泵头安装时的连接通孔和定位孔。

7.传动箱体的制造方法，其特征在于：所述传动箱体为权利要求4-6中任一项所述的紧凑型往复泵传动箱体，包括如下步骤：

1）完成零件加工；

2）将零件焊接成紧凑型往复泵传动箱体坯件；

3）精加工。

8.根据权利要求7所述传动箱体的制造方法，其特征在于：步骤1）包括完成十字头滑道隔板及工艺通槽的加工，完成第一上滑道板、第二上滑道板、第一下滑道板以及第二下滑道板的加工并在圆弧面、凸缘朝向轴心的面以及燕尾形斜面预留精加工余量，完成曲轴座板、曲轴安装孔及让位凹槽的加工并在曲轴安装孔预留精加工余量，完成油封座连接板、过程安装通孔及油封座定位通孔的加工并在油封座定位通孔的两圆弧预留精加工余量，完成泵头连接板及泵头安装通孔的加工并在泵头安装通孔预留精加工余量。

9.根据权利要求8所述传动箱体的制造方法，其特征在于：步骤2）包括将曲轴座板与十字头滑道隔板焊接固定连接，在两十字头滑道隔板之间焊接固定连接第一上滑道板、第二上滑道板、第一下滑道板、第二下滑道板以及油封座连接板，将泵头连接板与两十字头滑道隔板焊接固定连接。

10.根据权利要求9所述传动箱体的制造方法，其特征在于：步骤3）包括在一次装夹中精加工曲轴安装孔、圆弧面、凸缘朝向轴心的面、燕尾形斜面、油封座定位通孔以及泵头安装通孔。