CN108223428A - 一种使用寿命长的易损件叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种使用寿命长的易损件叶轮，包括有轮盘，及设置于轮盘上的轮毂，及设置于轮毂外侧的、且与轮盘一体成型的叶片，及设置于轮盘中心的轴孔，所述轴孔内设置有与轴孔固定连接的衬套，所述衬套外侧设置有与衬套一体成型的齿条，所述齿条设置有以一条上、且均匀分布于齿条外表面，所述各齿条之间开设有纵向凹槽，所述轴孔上端设置有与轴孔固定连接的口环套；该使用寿命长的易损件叶轮，通过设置于轴孔内的衬套，实现了对叶轮抗扭矩能力的增加，大大提高了叶轮的使用寿命，具有使用性能好，结构简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用寿命长的易损件叶轮。
背景技术
叶轮是水泵的重要工作部件，为铸铁制成，由于制造质量和使用等原因也易损坏，因此称为易损件叶轮。常规的水泵叶轮包括轴孔、轮毂及连接在轮毂上的叶片，叶片为一定弧度的平滑曲面，平滑的弧面叶片可以在水流动的过程中减少对水流的阻力，但是在相同周向半径和相同转速的前提下，弧面式叶轮的流量和扬程都偏小，不能满足高扬程和大流量的要求
公开号为204476845的本申请一种水泵叶轮结构公开的技术已解决上述的问题，所述叶片由弧线部分和直线部分组成，所述弧线部分连接在轮毂上，直线部分在远离轮毂一侧，所述弧线部分的宽度由顶部向其根部逐渐增大，所述直线部分与所述轮盘垂直；所述弧线部分的正面侧的弧度大于所述弧线部分的背面侧的弧度；所述轮盘上设置有与所述叶片下端一体成型的加强筋，所述加强筋的端面与所述直线部分的端面位于同一平面上。但是，该设备忽略了叶轮运转过程中，由于轴孔的抗扭矩能力差，使得轴孔的磨损效率快、容易发生形变，大大降低了叶轮的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种通过设置于轴孔内的衬套，实现了对叶轮抗扭矩能力的增加，大大提高了叶轮的使用寿命，具有使用性能好，结构简单的使用寿命长的易损件叶轮。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种使用寿命长的易损件叶轮，包括有轮盘，及设置于轮盘上的轮毂，及设置于轮毂外侧的、且与轮盘一体成型的叶片，及设置于轮盘中心的轴孔，所述轴孔内设置有与轴孔固定连接的衬套，所述衬套外侧设置有与衬套一体成型的齿条，所述齿条设置有以一条上、且均匀分布于齿条外表面，所述各齿条之间开设有纵向凹槽，所述轴孔上端设置有与轴孔固定连接的口环套。
作为优选，所述齿条两端与衬套两端面之间设置有间距。
作为优选，所述齿条横截面呈矩形设置，所述齿条的宽度大于纵向凹槽宽度。
作为优选，所述叶片设置有有一片以上、且均匀分布于轮盘上表面。
作为优选，所述叶片呈圆弧形设置。
作为优选，所述叶片的一端设置有与叶片一体成型的、用于增强叶片强度的加强筋。
作为优选，所述衬套包括以下重量份配比的原料：丁苯橡胶60-75份、二甲基硅橡胶35-40份、乙丙橡胶10-15份、顺丁橡胶5-6份、橡胶炭黑50-60份、过氧化苯甲酰1.5-2.5份、对二氨基苯4-5份、十八酸合十八酸铵0.5-2份、间接法氧化锌0.5-2份、氨基甲酸乙酯3-3.5份、纤维素甲醚3-4份、油酸酰胺2-3份、聚乙烯蜡0.5-0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯1-1.8份。
作为优选，所述橡胶炭黑为炭黑N330。
本发明要解决的另一技术问题为提供一种衬套的制造方法，包括以下步骤：
1)取丁苯橡胶60-75份、二甲基硅橡胶35-40份、乙丙橡胶10-15份、顺丁橡胶5-6份，送入到啮合型转子密炼机内，密炼时间为180-240s，密炼温度为70-80℃，制得混炼胶，备用；
2)取取橡胶炭黑50-60份、过氧化苯甲酰1.5-2.5份、对二氨基苯4-5份、十八酸合十八酸铵0.5-2份、间接法氧化锌0.5-2份、氨基甲酸乙酯3-3.5份，依次投入到搅拌机内进行搅拌，搅拌时间设定为20－30min，制得混合均匀的混合物，备用；
3)将步骤2)制作得到的粉末加入到步骤1)制得的混炼胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到95-100℃，密炼时间为50-60s，然后保温60-120s，得到混合胶，备用；
4)取纤维素甲醚3-4份、油酸酰胺2-3份、聚乙烯蜡0.5-0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯1-1.8份依次加入到步骤3)制作得到的混合胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到150-155℃，同时将压强控制为7-8Mpa进行出胶，制得混合物，备用；
5)将步骤4)中制得的混合物放置与平板硫化机上进行硫化处理，硫化温度设置为160-170℃，硫化时间设置为15-20min，硫化压力控制为170-180Mpa，静置，降至室温，制得衬套；
6)将步骤5)制得的衬套，去出掉不用的废边，进行尺寸和外观的检测，即可。
本发明技术效果主要体现在以下方面：由于轴孔内设置有衬套，进而实现了对轴孔的保护，降低了传动轴与轴孔之间的磨损效率，并且衬套外侧的齿条可以使得衬套与轮盘的轴孔结合更加牢固，最大限度地增加了叶轮抗扭矩能力，并且通过齿条之间的纵向凹槽，可以有效防止叶轮工作时衬套发生轴向传动，从而提高了水泵的性能，增强了叶轮的使用寿命，同时通过设置于轴孔上端的口环套，可以防止泥沙等杂质进入到轴孔内，进而造成叶轮卡死的现象；由于衬套中加有橡胶炭黑、过氧化苯甲酰、对二氨基苯，配合具有增强衬套强度的间接法氧化锌和增强泵轴硬度的邻苯二甲酸丁苄酯，使衬套的使用性能、使用寿命、强度和硬度更好。
附图说明
图1为本发明一种使用寿命长的易损件叶轮的整体结构示意图；
图2为本发明一种使用寿命长的易损件叶轮中衬套的结构示意图；
图3为本发明一种使用寿命长的易损件叶轮的剖视图；
图4为本发明一种使用寿命长的易损件叶轮中主叶轮的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不在详述。
实施例1
参阅附图1-4所示，一种使用寿命长的易损件叶轮，包括有轮盘1，及设置于轮盘1上的、且与轮盘一体成型的轮毂2，及设置于轮毂2外侧的、且与轮盘1一体成型的叶片3，所述叶片3设置有有一片以上、且均匀分布于轮盘1上表面，所述叶片3的一端设置有与叶片3一体成型的、用于增强叶片3强度的加强筋31，所述轮盘1中心开设有用于放置连接轴的轴孔4，述轴孔4上端设置有与轴孔4螺钉连接的口环套42，所述轴孔4内设置有与轴孔4螺钉连接的衬套41，所述衬套41外侧设置有与衬套41一体成型的齿条411，所述齿条411设置有以一条上，均匀分布于衬套41外表面，所述各齿条411之间开设有纵向凹槽412，所述齿条411两端与衬套41两端面之间设置有一定间距，所述齿条411横截面呈矩形设置，所述齿条411的宽度大于纵向凹槽412宽度，所述衬套41包括以下重量份配比的原料：丁苯橡胶60份、二甲基硅橡胶35份、乙丙橡胶10份、顺丁橡胶5份、橡胶炭黑50份、过氧化苯甲酰1.5份、对二氨基苯4份、十八酸合十八酸铵0.5份、间接法氧化锌0.5份、氨基甲酸乙酯3份、纤维素甲醚3份、油酸酰胺2份、聚乙烯蜡0.5份、邻苯二甲酸丁苄酯1份。
一种衬套41的制造方法，包括以下步骤：
1)取丁苯橡胶60份、二甲基硅橡胶35份、乙丙橡胶10份、顺丁橡胶5份，送入到啮合型转子密炼机内，密炼时间为180s，密炼温度为70℃，制得混炼胶，备用；
2)取取橡胶炭黑50份、过氧化苯甲酰1.5份、对二氨基苯4份、十八酸合十八酸铵0.5份、间接法氧化锌0.5份、氨基甲酸乙酯3份，依次投入到搅拌机内进行搅拌，搅拌时间设定为20min，制得混合均匀的混合物，备用；
3)将步骤2)制作得到的粉末加入到步骤1)制得的混炼胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到95℃，密炼时间为50s，然后保温60s，得到混合胶，备用；
4)取纤维素甲醚3份、油酸酰胺2份、聚乙烯蜡0.5份、邻苯二甲酸丁苄酯1份依次加入到步骤3)制作得到的混合胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到150℃，同时将压强控制为7Mpa进行出胶，制得混合物，备用；
5)将步骤4)中制得的混合物放置与平板硫化机上进行硫化处理，硫化温度设置为160℃，硫化时间设置为15min，硫化压力控制为170Mpa，静置，降至室温，制得衬套；
6)将步骤5)制得的衬套，去出掉不用的废边，进行尺寸和外观的检测，即可。
实施例2
参阅附图1-4所示，一种使用寿命长的易损件叶轮，包括有轮盘1，及设置于轮盘1上的、且与轮盘一体成型的轮毂2，及设置于轮毂2外侧的、且与轮盘1一体成型的叶片3，所述叶片3设置有有一片以上、且均匀分布于轮盘1上表面，所述叶片3的一端设置有与叶片3一体成型的、用于增强叶片3强度的加强筋31，所述轮盘1中心开设有用于放置连接轴的轴孔4，述轴孔4上端设置有与轴孔4螺钉连接的口环套42，所述轴孔4内设置有与轴孔4螺钉连接的衬套41，所述衬套41外侧设置有与衬套41一体成型的齿条411，所述齿条411设置有以一条上，均匀分布于衬套41外表面，所述各齿条411之间开设有纵向凹槽412，所述齿条411两端与衬套41两端面之间设置有一定间距，所述齿条411横截面呈矩形设置，所述齿条411的宽度大于纵向凹槽412宽度，所述衬套41包括以下重量份配比的原料：丁苯橡胶75份、二甲基硅橡胶40份、乙丙橡胶15份、顺丁橡胶6份、橡胶炭黑60份、过氧化苯甲酰2.5份、对二氨基苯5份、十八酸合十八酸铵2份、间接法氧化锌2份、氨基甲酸乙酯3.5份、纤维素甲醚4份、油酸酰胺3份、聚乙烯蜡0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯1.8份。
一种衬套41的制造方法，包括以下步骤：
1)取丁苯橡胶75份、二甲基硅橡胶40份、乙丙橡胶15份、顺丁橡胶6份，送入到啮合型转子密炼机内，密炼时间为240s，密炼温度为80℃，制得混炼胶，备用；
2)取取橡胶炭黑60份、过氧化苯甲酰2.5份、对二氨基苯5份、十八酸合十八酸铵2份、间接法氧化锌2份、氨基甲酸乙酯3.5份，依次投入到搅拌机内进行搅拌，搅拌时间设定为30min，制得混合均匀的混合物，备用；
3)将步骤2)制作得到的粉末加入到步骤1)制得的混炼胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到100℃，密炼时间为60s，然后保温120s，得到混合胶，备用；
4)取纤维素甲醚4份、油酸酰胺3份、聚乙烯蜡0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯1.8份依次加入到步骤3)制作得到的混合胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到150-155℃，同时将压强控制为8Mpa进行出胶，制得混合物，备用；
5)将步骤4)中制得的混合物放置与平板硫化机上进行硫化处理，硫化温度设置为170℃，硫化时间设置为20min，硫化压力控制为180Mpa，静置，降至室温，制得衬套；
6)将步骤5)制得的衬套，去出掉不用的废边，进行尺寸和外观的检测，即可。
实施例3
参阅附图1-4所示，一种使用寿命长的易损件叶轮，包括有轮盘1，及设置于轮盘1上的、且与轮盘一体成型的轮毂2，及设置于轮毂2外侧的、且与轮盘1一体成型的叶片3，所述叶片3设置有有一片以上、且均匀分布于轮盘1上表面，所述叶片3的一端设置有与叶片3一体成型的、用于增强叶片3强度的加强筋31，所述轮盘1中心开设有用于放置连接轴的轴孔4，述轴孔4上端设置有与轴孔4螺钉连接的口环套42，所述轴孔4内设置有与轴孔4螺钉连接的衬套41，所述衬套41外侧设置有与衬套41一体成型的齿条411，所述齿条411设置有以一条上，均匀分布于衬套41外表面，所述各齿条411之间开设有纵向凹槽412，所述齿条411两端与衬套41两端面之间设置有一定间距，所述齿条411横截面呈矩形设置，所述齿条411的宽度大于纵向凹槽412宽度，所述衬套41包括以下重量份配比的原料：丁苯橡胶67.5份、二甲基硅橡胶37.5份、乙丙橡胶12.5份、顺丁橡胶5.5份、橡胶炭黑55份、过氧化苯甲酰2份、对二氨基苯4.5份、十八酸合十八酸铵1.25份、间接法氧化锌1.25份、氨基甲酸乙酯3.25份、纤维素甲醚3.5份、油酸酰胺2.5份、聚乙烯蜡0.7份、邻苯二甲酸丁苄酯1.4份。
一种衬套41的制造方法，包括以下步骤：
1)取丁苯橡胶67.5份、二甲基硅橡胶37.5份、乙丙橡胶12.5份、顺丁橡胶5.5份，送入到啮合型转子密炼机内，密炼时间为220s，密炼温度为75℃，制得混炼胶，备用；
2)取取橡胶炭黑55份、过氧化苯甲酰2份、对二氨基苯4.5份、十八酸合十八酸铵1.25份、间接法氧化锌1.25份、氨基甲酸乙酯3.25份，依次投入到搅拌机内进行搅拌，搅拌时间设定为25min，制得混合均匀的混合物，备用；
3)将步骤2)制作得到的粉末加入到步骤1)制得的混炼胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到97.5℃，密炼时间为55s，然后保温90s，得到混合胶，备用；
4)取纤维素甲醚3.5份、油酸酰胺2.5份、聚乙烯蜡0.7份、邻苯二甲酸丁苄酯1.4份依次加入到步骤3)制作得到的混合胶中，并将啮合型转子密炼机内的温度升高到152.5℃，同时将压强控制为7.5Mpa进行出胶，制得混合物，备用；
5)将步骤4)中制得的混合物放置与平板硫化机上进行硫化处理，硫化温度设置为165℃，硫化时间设置为17.5min，硫化压力控制为175Mpa，静置，降至室温，制得衬套；
6)将步骤5)制得的衬套，去出掉不用的废边，进行尺寸和外观的检测，即可。
实验例
实验对象：将本发明的实施例1-3生产的衬套分别作为实验组一、实验组二和实验组三，选取市面上型号为TO-220C-27的衬套作为对比组，实验所用的四组衬套其规格大小均相同。
实验方法：
衬套洛氏硬度的测试,测试标准依据GB/T 531.1-2008的相关规定测得；
衬套拉伸强度和断裂伸长率的测试，测试标准依据GB/T 528-2009的相关规定测得；
衬套压缩永久变形率的测试，测试标准依据GBT 7759.1-2005的相关规定测得。
实验目的：测试上述实验组和对比组衬套的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率压缩永久变形率和邵氏硬度，并对实验结果进行记录。
由上表可知，结合上表中实验组一、实验组二、实验组三和对比组中，拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率压缩永久变形率和邵氏硬度，通过对上表的实验数据进行对比，可以得出本发明中的衬套自身硬度更高、抗拉伸强度好、压缩永久变形率底，使得衬套具有更好的耐磨损能力，和抗压能力，使用寿命更长、使用效果更好。
本发明技术效果主要体现在以下方面：由于轴孔内设置有衬套，进而实现了对轴孔的保护，降低了传动轴与轴孔之间的磨损效率，并且衬套外侧的齿条可以使得衬套与轮盘的轴孔结合更加牢固，最大限度地增加了叶轮抗扭矩能力，并且通过齿条之间的纵向凹槽，可以有效防止叶轮工作时衬套发生轴向传动，从而提高了水泵的性能，增强了叶轮的使用寿命，同时通过设置于轴孔上端的口环套，可以防止泥沙等杂质进入到轴孔内，进而造成叶轮卡死的现象；由于衬套中加有橡胶炭黑、过氧化苯甲酰、对二氨基苯，配合具有增强衬套强度的间接法氧化锌和增强泵轴硬度的邻苯二甲酸丁苄酯，使衬套的使用性能、使用寿命、强度和硬度更好。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种使用寿命长的易损件叶轮，包括有轮盘，及设置于轮盘上的轮毂，及设置于轮毂外侧的、且与轮盘一体成型的叶片，及设置于轮盘中心的轴孔，其特征在于：所述轴孔内设置有与轴孔固定连接的衬套，所述衬套外侧设置有与衬套一体成型的齿条，所述齿条设置有以一条上、且均匀分布于齿条外表面，所述各齿条之间开设有纵向凹槽，所述轴孔上端设置有与轴孔固定连接的口环套。
2.如权利要求1所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于：所述齿条两端与衬套两端面之间设置有间距。
3.如权利要求1所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于：所述齿条横截面呈矩形设置，所述齿条的宽度大于纵向凹槽宽度。
4.如权利要求1所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于：所述叶片设置有有一片以上、且均匀分布于轮盘上表面。
5.如权利要求1所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于：所述叶片呈圆弧形设置。
6.如权利要求1所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于：所述叶片的一端设置有与叶片一体成型的、用于增强叶片强度的加强筋。
7.如权利要求1所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于，所述衬套包括以下重量份配比的原料：丁苯橡胶60-75份、二甲基硅橡胶35-40份、乙丙橡胶10-15份、顺丁橡胶5-6份、橡胶炭黑50-60份、过氧化苯甲酰1.5-2.5份、对二氨基苯4-5份、十八酸合十八酸铵0.5-2份、间接法氧化锌0.5-2份、氨基甲酸乙酯3-3.5份、纤维素甲醚3-4份、油酸酰胺2-3份、聚乙烯蜡0.5-0.9份、邻苯二甲酸丁苄酯1-1.8份。
8.如权利要求7所述的一种使用寿命长的易损件叶轮，其特征在于：所述橡胶炭黑为炭黑N330。
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