專利名稱：螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備，具體地說(shuō)是一種中空?qǐng)@筒狀橡膠襯套的制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前油田普遍使用的螺桿泵(螺桿鉆具)定子襯套是用橡膠制成的，襯套的外觀為中空?qǐng)A筒狀，外壁與定子鋼套緊密結(jié)合為一體，內(nèi)壁成凹凸螺旋狀。這種橡膠襯套的工作環(huán)境極端惡劣，在油、沙、腐蝕性氣體和高溫、高壓、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下工作，因此，對(duì)該襯套有較高的性能要求。定子橡膠襯套長(zhǎng)度一般都在4米或更長(zhǎng)，直徑為98mm-136mm不等或更大。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是將裝配好的螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套模具，經(jīng)加熱處理至一定溫度后，由往復(fù)式螺桿注射成型裝置將通過(guò)螺桿、機(jī)筒系統(tǒng)的作用得到塑化的橡膠，按額定注射量分次注射到模具中，然后將模具搬運(yùn)至橡膠硫化罐中，通入蒸汽或電給其加熱，按設(shè)定的硫化條件進(jìn)行硫化至規(guī)定的時(shí)間后，打開硫化罐，將模具和定子置於專用夾具中，隨后取出螺旋型內(nèi)模，完成一個(gè)生產(chǎn)周期。由于往復(fù)式注射機(jī)需要很大的軸向推力，能源消耗很大，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以注射成型大型制品，所以較大規(guī)格的螺旋泵定子橡膠襯套必須分多次注射，才能達(dá)到制品所需的重量要求，而分次注射的制品容易造成質(zhì)量問題，降低了螺桿泵定子橡膠襯套的使用壽命。另外，還使用一種壓力機(jī)的壓注方法，將膠料壓注入模腔，但是這種方法因塑化不均勻，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。重要的是，大型模具來(lái)回搬運(yùn)，模具溫度受外界因素影響不能得到精確控制，以致產(chǎn)品質(zhì)量不能保證。另外，使用這種生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，也不能自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)需要多次注射、分步操作、模具溫度不能精確控制等缺點(diǎn)，提供一種能夠精確控制模具溫度，一步法完成塑化注射、硫化的設(shè)備。該設(shè)備可以極大地提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)螺桿泵(螺桿鉆具)定子的使用壽命；還可實(shí)現(xiàn)多工位自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種一步法生產(chǎn)螺旋泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的生產(chǎn)設(shè)備，包括一臺(tái)螺桿旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)、一個(gè)可使旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)進(jìn)行多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一臺(tái)或多臺(tái)硫化裝置、定子橡膠襯套模具系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)和熱油恒溫加熱系統(tǒng)。
所用旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)和喂料技術(shù)采用常規(guī)設(shè)備和技術(shù)，由旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)螺桿及沿物料傳遞方向延伸的喂料輥構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)注射物料的環(huán)狀錐型流道上裝有一測(cè)壓傳感器，用以檢測(cè)物料的注射壓力，并在注射壓力達(dá)到測(cè)壓傳感器的某一設(shè)定值時(shí)旋轉(zhuǎn)注射機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)和停止注射。
先將旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)安裝在多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，該機(jī)構(gòu)由橫向溜板與軸向溜板組成。橫向溜板安裝在底座上，在溜板與底座之間設(shè)置了滾動(dòng)滑軌，滑軌通過(guò)墊鐵與底座連接，滑塊通過(guò)螺栓與溜板底面連接。橫向溜板的運(yùn)動(dòng)通過(guò)鏈輪與鏈條的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，鏈條成直線固定在一側(cè)墊鐵的上部，與安裝在電機(jī)-減速器傳動(dòng)軸上的鏈輪相嚙合，電機(jī)-減速器固定在橫向溜板上，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過(guò)減速器帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，由于鏈條固定，鏈輪帶動(dòng)橫向溜板沿著鏈條延伸方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入預(yù)定的注射工位。軸向溜板安裝在橫向溜板上，在橫向溜板與軸向溜板之間安裝有滾動(dòng)滑軌，滾動(dòng)滑軌用螺栓固定在橫向溜板上，滾動(dòng)滑軌的滑塊安裝在軸向溜板的底面，用螺栓將軸向溜板固定在滑塊上。軸向溜板的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)螺旋副傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，螺旋副的螺母固定在旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)的底座上，底座固定在軸向溜板上，螺桿與軸向運(yùn)動(dòng)電機(jī)相連，軸向運(yùn)動(dòng)電機(jī)安裝在橫向溜板上，當(dāng)螺旋副的螺桿通過(guò)電機(jī)-減速器的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母便沿著螺桿作軸向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)注射裝置的噴嘴與模具的流道口緊密壓合。噴咀與模具流道口的壓合程度通過(guò)裝在螺桿后端部的傳感器來(lái)控制。
本實(shí)用新型的硫化裝置為園柱形帶隔板的夾套，為方便加工將其制成兩段，段與段之間用法蘭盤連接，每段分別配有支架，硫化裝置與支架之間用螺栓連接。每段硫化裝置的兩端分別設(shè)有熱油循環(huán)進(jìn)口接頭和出口接頭。為使模具安裝方便，夾套的內(nèi)管直徑略大于定子橡膠襯套模具的外徑，硫化裝置的夾套中設(shè)置了熱油流道隔板，用以控制熱油的流動(dòng)方向，以保證整個(gè)硫化裝置溫度穩(wěn)定、均勻。具有一定的溫度的熱油由進(jìn)口接頭進(jìn)入夾套沿隔板設(shè)定的流道流動(dòng)，再由出口接頭回到熱油循環(huán)系統(tǒng)中，由此實(shí)現(xiàn)定子橡膠襯套的硫化。為節(jié)省能源，硫化裝置的外部敷有保溫層。
本實(shí)用新型的定子橡膠襯套模具系統(tǒng)由外模、內(nèi)模、左端軸、右端軸、注射流道、保壓裝置、定位套等組成。外模安裝在硫化裝置的內(nèi)孔中，注射流道安裝在外模靠近注射成型機(jī)的一端，并與外模的內(nèi)徑相配合，左、右端軸分別焊接在內(nèi)模的兩端使之成為一體，內(nèi)模從硫化裝置左端插入外模內(nèi)孔直至注射流道，內(nèi)模右端軸進(jìn)入注射流道的中心孔并與之配合，保證外模與內(nèi)模的對(duì)中性。定位套從內(nèi)模的左端軸處套入推入硫化裝置的內(nèi)孔并頂緊內(nèi)模的端部，使內(nèi)模中心定位，然后將定位套用螺栓固定在硫化裝置的法蘭盤上。為避免制品產(chǎn)生氣泡，設(shè)置了抽真空系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)抽真空的目的，在內(nèi)模的左端軸上開有軸向V形溝槽，這些溝槽均延伸至一環(huán)狀溝槽，環(huán)狀溝槽中開一通孔，與抽真空系統(tǒng)相連。為保持整個(gè)系統(tǒng)的氣密性，在各部件連接的端面均設(shè)置了密封裝置。為保持整個(gè)系統(tǒng)的壓力，在物料的流道口處設(shè)置了保壓裝置，在注射壓力達(dá)到額定壓力時(shí)，注射裝置退出后保壓裝置確保模具內(nèi)壓力不下降，膠料不回流。
本實(shí)用新型完成的螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套一步法注射成型硫化設(shè)備，將旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)、硫化裝置、模具系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、熱油恒溫加熱系統(tǒng)等組合成一套完整的定子橡膠襯套生產(chǎn)設(shè)備，將原來(lái)分步生產(chǎn)方式變成了一步法生產(chǎn)方式。同時(shí)，該設(shè)備具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小、工作可靠、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高效率，節(jié)省能源，設(shè)備費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)備生產(chǎn)的螺桿泵定子橡膠襯套致密性好，無(wú)外觀缺陷，使用壽命得到較大提高。


圖1為本實(shí)用新型涉及的一步法注射成型硫化設(shè)備結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本實(shí)用新型涉及的螺桿旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3、圖4、圖5組成本實(shí)用新型涉及的平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖6為本實(shí)用新型涉及的模具系統(tǒng)與硫化裝置斷面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面給出本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本設(shè)備做進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示，本設(shè)備所采用的旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)1為現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)，旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)1安裝在一個(gè)多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，硫化裝置3安裝在支架4上，模具系統(tǒng)安裝在硫化裝置3內(nèi)部，可自由拆卸。硫化裝置3上面的管接頭可分別連接抽真空系統(tǒng)和熱油恒溫加熱系統(tǒng)。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)1的結(jié)構(gòu)包括一機(jī)筒10，一可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所敘機(jī)筒中的螺桿9，一與機(jī)筒前端相連接的機(jī)頭口模7，螺桿前端裝有一錐型螺桿頭8，與所述機(jī)頭口模形成一形狀與錐型螺桿頭形狀相匹配的軸向錐型孔，錐型螺桿頭與錐型孔之間形成一環(huán)狀錐型流道，機(jī)頭口模前端裝有一可與模具的膠料注入口相接的噴咀5，傳感器6安裝在機(jī)頭口模處，用于測(cè)量、控制注射壓力。
如圖3、圖4、圖5所示，多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由底座11、橫向溜板12、軸向溜板13、軸向運(yùn)動(dòng)電機(jī)17、橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)16組成。橫向溜板12與底板之間通過(guò)兩條滾動(dòng)摩擦副20相連接，滑軌通過(guò)墊鐵21用螺栓固定在底座11上，滑塊固定在橫向溜板12底面。橫向溜板的運(yùn)動(dòng)通過(guò)鏈輪與鏈條的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，鏈條22固定在一條墊鐵21的側(cè)面，與安裝在橫向運(yùn)動(dòng)電機(jī)16主傳動(dòng)軸上的鏈輪19相嚙合，電機(jī)16固定在橫向溜板12上，當(dāng)電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)出軸上的鏈輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，由于鏈條22被固定，鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)橫向溜板及固定在橫向溜板上的旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)作橫向位移，進(jìn)入預(yù)定的注射工位。軸向溜板13與橫向溜板12之間同樣安裝有兩條滾動(dòng)滑軌，滾動(dòng)滑軌用螺栓固定在橫向溜板12上，滑塊固定在軸向溜板13底面。軸向溜板的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)螺旋副傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，螺旋副的螺母15連接在注射裝置的底座上，而底座又固定在軸向溜板上，當(dāng)電機(jī)17通過(guò)減速器帶動(dòng)螺旋副的螺桿14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺母15作軸向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)的軸向移動(dòng)，可將注射機(jī)的噴嘴與模具注射流道緊密壓合。噴嘴與模具注射流道的壓合程度通過(guò)安裝在螺旋末端部的壓力傳感器18控制。
如圖6所示，該實(shí)施例夾套式硫化裝置為兩段，是一園柱形帶有隔板的夾套，段與段之間用法蘭盤26連接，夾套的內(nèi)管29直徑略大于模具系統(tǒng)外模31的外經(jīng)，夾套外管28的外面敷有保溫層27。外管與內(nèi)管之間焊有熱油流道隔板29，每段硫化裝置兩端均焊有熱油或熱水循環(huán)進(jìn)口接頭和出口接頭，具有一定溫度的熱油或熱水從進(jìn)口接頭進(jìn)入夾套按一定方向流動(dòng)，由出口回到熱油循環(huán)加熱系統(tǒng)中，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)螺桿泵定子的硫化過(guò)程。
如圖6所示，模具系統(tǒng)由外模32、內(nèi)模30、左端軸23、右端軸33、注射流道34、保壓裝置36、定位套25組成，外模32安放在硫化裝置內(nèi)孔中，注射流道34安裝在外模的靠近注射成型機(jī)端，并與外模32內(nèi)徑相配合，左、右端軸23、33分別焊接在內(nèi)模30的兩端與內(nèi)模成為一體，內(nèi)模從硫化裝置左端插入硫化裝置內(nèi)孔直至注射流道34，此時(shí)內(nèi)模右端軸進(jìn)入注射流道的中心孔并與之相互配合，端部用球狀螺母35固定，以保證外模32與內(nèi)模30的對(duì)中性。定位套25套入左端軸，從左端推入硫化裝置的內(nèi)孔并頂緊內(nèi)模30的端部，使內(nèi)模實(shí)現(xiàn)定位，然后將定位套用螺栓固定在硫化裝置的法蘭盤上，左端軸外部用螺母24固定。為實(shí)現(xiàn)抽真空，在左端軸上開有軸向溝槽，這些溝槽均延伸至一環(huán)狀溝槽，然后，從定位套的法蘭盤上設(shè)置一通孔用管接頭與抽真空系統(tǒng)相連，由此實(shí)現(xiàn)模具型腔的抽真空。為了保持整個(gè)系統(tǒng)的氣密性，在各個(gè)連接端面設(shè)置了密封裝置。為保證旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)退出后，模具型腔內(nèi)保持足夠的壓力，在注射流道中設(shè)置了球狀保壓裝置36。
使用本實(shí)用新型制作定子橡膠襯套的工藝步驟如下將螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的內(nèi)模焊接好和定子鋼套，分別裝入夾套式硫化裝置內(nèi)，先用熱油循環(huán)溫控裝置將模具加熱至設(shè)定的溫度，然后將旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)移動(dòng)至硫化裝置的同一軸線上，使旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)的注射噴嘴與定子橡膠襯套模具的流道口壓合至設(shè)定壓力后，由旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)將塑化好的橡膠通過(guò)注射機(jī)噴嘴及定子橡膠襯套模具的流道口連續(xù)注入定子橡膠襯套模具的型腔中，在注射成型的過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)對(duì)模具型腔內(nèi)部進(jìn)行抽真空。在注射的過(guò)程中，通過(guò)安裝在旋轉(zhuǎn)注射機(jī)機(jī)頭前端環(huán)狀錐型流道處的壓力傳感器檢測(cè)模具型腔中的壓力，模具型腔內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定的壓力后，旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)停止注射并沿軸向退出，安裝在流道口處的保壓裝置同時(shí)封閉模具的流道口，使模具型腔內(nèi)的物料不外溢，模具內(nèi)保持足夠的壓力。然后由熱油循環(huán)溫控裝置自動(dòng)升溫至硫化溫度，并進(jìn)行恒溫硫化至規(guī)定時(shí)間，開啟硫化裝置，取出螺旋型芯軸并取出硫化好的定子橡膠襯套，至此，定子橡膠襯套一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束。在夾套式硫化裝置進(jìn)行恒溫硫化的同時(shí)，注射機(jī)可運(yùn)動(dòng)至下一個(gè)工位硫化裝置進(jìn)行注射，如此周而復(fù)始，完成一個(gè)個(gè)工作循環(huán)。
以上結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說(shuō)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，改變本實(shí)用新型的內(nèi)?；蛲饽５男螤?，可制成不同形狀的制品，像螺旋型、環(huán)型、柱型、方形，橢圓形等。
權(quán)利要求1.一種螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備，其特征在于包括一臺(tái)螺桿旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)、一個(gè)可使旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)進(jìn)行多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一臺(tái)或多臺(tái)硫化裝置、定子橡膠襯套模具系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)和熱油恒溫加熱系統(tǒng)；旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)安裝在多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，硫化裝置安裝在支架上，模具系統(tǒng)安裝在硫化裝置內(nèi)部，硫化裝置上面的管接頭分別連接抽真空系統(tǒng)和熱油恒溫加熱系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備，其特征在于平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由橫向溜板與軸向溜板組成，橫向溜板安裝在底座上，溜板與底板之間設(shè)置了滾動(dòng)滑軌，滑軌通過(guò)墊鐵與底座連接，滑塊通過(guò)螺栓與溜板底面連接，鏈條成直線固定在一側(cè)墊鐵上部與安裝在電機(jī)一減速器傳動(dòng)軸上的鏈輪嚙合，電機(jī)-減速器固定在橫向溜板上；軸向溜板安裝在橫向溜板上；滾動(dòng)滑軌用螺栓固定在橫向溜板上，其滑塊安裝在軸向溜板的底面，用螺栓將軸向溜板固定在滑塊上，軸向溜板螺旋副的螺母固定在旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)的底座上，底座固定在軸向溜板上，螺桿與軸向運(yùn)動(dòng)電機(jī)相連，軸向運(yùn)動(dòng)電機(jī)安裝在橫向溜板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備，其特征在于硫化裝置為圓柱形帶隔板的夾套，段與段之間用法蘭盤連接，硫化裝置兩端分別設(shè)有熱油循環(huán)進(jìn)口接頭和出口接頭，夾套中設(shè)置了熱油流道隔板，硫化裝置外部敷有保溫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備，其特征在于定子橡膠襯套模具系統(tǒng)由外模、內(nèi)模、左端軸、右端軸、注射流道、保壓裝置、定位套組成；外模安裝在硫化裝置的內(nèi)孔中，注射流道安裝在外?？拷⑸涑尚蜋C(jī)的一端，與外模的內(nèi)徑相配合，左、右端軸分別焊接在內(nèi)模的兩端使之成為一體，內(nèi)模從硫化裝置左端插入外模內(nèi)孔直至注射流道，內(nèi)模右端軸進(jìn)入注射流道的中心孔并與之配合，定位套從內(nèi)模的左端軸處套入推入硫化裝置的內(nèi)孔并頂緊內(nèi)模的端部，定位套用螺栓固定在硫化裝置的法蘭盤上；在內(nèi)模的左端軸上開有軸向V形溝槽，溝槽均延伸至一環(huán)狀溝槽，環(huán)狀溝槽中開一通孔，與抽真空系統(tǒng)相連；在物料的流道口處設(shè)置了保壓裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種螺桿泵(螺桿鉆具)定子橡膠襯套的一步法注射成型硫化設(shè)備，特別是一種中空?qǐng)A筒狀橡膠襯套的制造設(shè)備，包括一臺(tái)螺桿旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)、一個(gè)可使旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)進(jìn)行多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一臺(tái)或多臺(tái)硫化裝置、定子橡膠襯套模具系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)和熱油恒溫加熱系統(tǒng)；旋轉(zhuǎn)注射成型機(jī)安裝在多工位平面運(yùn)動(dòng)機(jī)上，硫化裝置安裝在支架上，模具系統(tǒng)安裝在硫化裝置內(nèi)部，硫化裝置上面的管接頭分別連接抽真空系統(tǒng)和熱油恒溫加熱系統(tǒng)。該設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、工作可靠、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、效率高、節(jié)省能源，可廣泛應(yīng)用于各種中空橡膠襯套的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B29C35/02GK2910533SQ20042005196
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者呂柏源, 焦冬梅 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)