CN108906946A - 一种空心转子成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心转子成型设备，包括减速箱、空心转子成型机构、三个万向节连接轴、底座和牵引夹紧机构，所述底座的上表面设有所述减速箱，底座的前侧面与所述空心转子成型机构上的模具支撑板的后侧面进行固接，所述减速箱上的三个输出传动轴与所述空心转子成型机构上的三个成型模具转轴通过三个所述万向节连接轴进行挠性连接，所述空心转子成型机构上的三个成型模具滚轮对钢管原料进行冷挤压成型，所述牵引夹紧机构上的牵引小车夹紧定位钢管原料并对钢管原料进行牵引。相比于实心转子漫长的加工周期，本发明可以快速地将钢管原料加工成型为空心转子，由于空心转子具有巨大的应用前景，因此本发明具有很高的社会价值。

Description

一种空心转子成型设备

技术领域

本发明涉及螺杆泵转子领域，特别涉及一种空心转子成型设备。

背景技术

现有的螺杆泵转子，通常是由实心钢柱通过挂螺距、旋风铣的加工工艺加工而成，由于螺杆泵转子加工成型后的粗糙度较大，还需要进一步地进行精铣、打磨和抛光。由于螺杆泵转子为实心，加工机床的切削速度较慢，因此从实心钢柱加工成能够使用的螺杆泵转子一般需要1～7天，螺杆泵转子的半径越大，其加工周期也越长。

随着螺杆泵的技术发展，本领域技术人员发现采用空心转子的螺杆泵在外部负载不高的工作环境下，其性能比采用实心转子的螺杆泵要好。空心转子的材料成本不到实心转子的材料成本的五分之一，由于空心转子的质量较轻，采用空心转子的螺杆泵的启动转矩较小，因此所述螺杆泵能够适配转矩较小的电机，降低生产成本。但是目前空心转子的成型设备还不够成熟，空心转子的推广应用受到成型设备的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种空心转子成型设备，该成型设备通过冷挤压的成型方式将钢管原料成型为空心转子。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种空心转子成型设备，其包括：

减速箱，其设有一个输入传动轴和三个输出传动轴，三个所述输出传动轴呈正三角分布，所述输入传动轴通过齿轮的相互啮合带动三个所述输出传动轴同向等速转动，所述减速箱上设有转子承托孔，转子承托孔位于三个所述输出传动轴的中间位置上；三个所述输出传动轴包括上输出传动轴、左输出传动轴和右输出传动轴；

空心转子成型机构，其位于所述减速箱的前方，所述空心转子成型机构包括竖直的模具支撑板，所述模具支撑板的前侧面上设有三个导轨，其中一个导轨为竖直设置，三个所述导轨的中线相互呈120°角相交，模具支撑板在三个所述导轨之间设有转子成型腔，每个导轨上均设有导向滑块，三个所述导向滑块同步向内或者向外滑动，导向滑块的内侧面上连接有成型模具座，成型模具座上设有水平的成型模具转轴，成型模具转轴上连接有成型模具滚轮；三个所述成型模具转轴呈正三角分布，三个所述成型模具转轴的中间位置上设有成型中心线，三个成型模具转轴包括上成型模具转轴、左成型模具转轴和右成型模具转轴；

三个万向节连接轴，每个所述万向节连接轴均包括可伸缩传动杆，所述可伸缩传动杆的一端设有主动万向节，所述可伸缩传动杆的另外一端设有从动万向节，所述主动万向节与所述输出传动轴连接，所述从动万向节与所述成型模具转轴连接；三个所述万向节连接轴包括上万向节连接轴、左万向节连接轴和右万向节连接轴，所述上输出传动轴与所述上成型模具转轴通过所述上万向节连接轴进行挠性连接，所述左输出传动轴与所述左成型模具转轴通过所述左万向节连接轴进行挠性连接，所述右输出传动轴与所述右成型模具转轴通过所述右万向节连接轴进行挠性连接；

底座，所述底座的上表面与所述减速箱的下底面进行固接，底座的前侧面与所述模具支撑板的后侧面进行固接；

牵引夹紧机构，其包括牵引小车和牵引平台，所述牵引平台位于所述空心转子成型机构的前方，牵引平台上设有小车滑轨；所述牵引小车的下底面设有滑轮，所述滑轮在所述小车滑轨上滑动，所述牵引小车上设有可自由旋转的夹紧卡盘，所述夹紧卡盘指向所述转子成型腔，所述夹紧卡盘的中心线与所述成型中心线重合，所述牵引小车的牵引方向所在的直线与所述成型中心线平行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述输入传动轴位于所述减速箱的后侧面上，所述输出传动轴位于所述减速箱的前侧面上。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述输入传动轴连接有动力输出电机。

作为上述技术方案的进一步改进，三个所述导向滑块分别由三个液压缸驱动。

作为上述技术方案的更进一步改进，三个所述液压缸三缸同步运行。

作为上述技术方案的进一步改进，所述成型模具滚轮的外表面设有螺旋曲面，所述成型模具滚轮的轴向中心上设有轴连接孔。

作为上述技术方案的更进一步改进，所述轴连接孔上设有连接孔键槽，所述成型模具转轴上设有转轴键槽，所述成型模具滚轮与所述成型模具转轴通过键进行连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述牵引平台的一侧设有主动链轮，牵引平台的另外一侧设有从动链轮，所述主动链轮与从动链轮之间设有链条，所述牵引小车的下底面设有链条卡接件，链条卡接件卡接在所述链条上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述转子承托孔为圆孔，所述转子承托孔的中心轴线与所述夹紧卡盘的中心线重合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底座的左右两个侧面上均连接有支撑杆，所述支撑杆与所述模具支撑板的后侧面连接。

本发明的有益效果是：将钢管原料穿过转子承托孔，所述钢管原料的一端被夹紧卡盘固定，钢管原料的另外一端承托在所述转子承托孔上，三个所述成型模具滚轮的滚动对钢管原料进行冷挤压成型，使得钢管原料被挤压形成螺旋曲面，经过2～4次冷挤压成型后，所述钢管原料被成型为螺杆泵的空心转子。相比于实心转子漫长的加工周期，本发明可以快速地将钢管原料加工成型为空心转子，由于空心转子具有巨大的应用前景，因此本发明具有很高的社会价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明实施例a1的立体示意图；

图2是本发明实施例a1的主视图；

图3是本发明实施例a1的右视图；

图4是本发明实施例a1减速箱的内部图；

图5是本发明实施例a1成型模具滚轮的立体示意图；

图6是本发明实施例a1成型模具滚轮的主视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。最后需要说明的是，如文中术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系则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和简化描述，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。此外，如文中术语“第一”、“第二”、“第三”则仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1～图6，这是本发明的实施例a1，具体地：

一种空心转子成型设备，包括减速箱1，所述减速箱的后侧面设有一个输入传动轴11，所述输入传动轴连接有动力输出电机，所述减速箱的前侧面设有三个输出传动轴12，三个所述输出传动轴呈正三角分布，所述减速箱上设有转子承托孔13，转子承托孔位于三个所述输出传动轴的中间位置上，三个所述输出传动轴包括上输出传动轴121、左输出传动轴122和右输出传动轴123。参照图4，所述输入传动轴的输入齿轮111与减速轴14的第一齿轮141啮合，减速轴的第二齿轮142与同步轴15的后侧齿轮151啮合，同步轴的前侧齿轮152均与上输出传动轴的上输出齿轮121a、左输出传动轴的左输出齿轮122a和右输出传动轴的右输出齿轮123a进行啮合，使得所述输入传动轴通过齿轮的相互啮合带动三个所述输出传动轴同向等速转动。所述减速箱的传动比较大，所述动力输出电机的转矩经过减速箱的放大然后平均分配给三个所述输出传动轴，使得三个输出传动轴均能获得较大的转矩，为实施冷挤压成型打下基础。

本发明还包括空心转子成型机构2，所述空心转子成型机构位于所述减速箱的前方，所述空心转子成型机构包括竖直的模具支撑板21，所述模具支撑板的前侧面上设有三个导轨22，其中一个导轨为竖直设置，三个所述导轨的中线相互呈120°角相交，模具支撑板在三个所述导轨之间设有转子成型腔，本发明在所述转子成型腔内对钢管原料进行冷挤压成型。每个所述导轨上均设有导向滑块23，三个所述导向滑块分别由三个液压缸驱动，三个所述液压缸三缸同步运行，使得三个所述导向滑块同步向内或者向外滑动。所述导向滑块的内侧面上连接有成型模具座24，成型模具座上设有水平的成型模具转轴241，成型模具转轴上连接有成型模具滚轮242。三个所述成型模具转轴呈正三角分布，三个所述成型模具转轴的中间位置上设有成型中心线，本发明在工作时，所述成型中心线具体为钢管原料的中心轴线，三个所述成型模具转轴包括上成型模具转轴、左成型模具转轴和右成型模具转轴。参照图5和图6，所述成型模具滚轮的外表面设有螺旋曲面，所述成型模具滚轮的轴向中心上设有轴连接孔242a，所述轴连接孔上设有连接孔键槽242b，所述成型模具转轴上设有转轴键槽241a，所述成型模具滚轮与所述成型模具转轴通过键进行连接。由于成型模具滚轮的外表面设有螺旋曲面，成型模具转轴的转动带动成型模具滚轮进行滚动，因此当滚动的三个成型模具滚轮与钢管原料接触后，钢管原料会被挤压弯曲形成螺旋曲面，具有螺旋曲面的钢管原料被滚动的三个成型模具滚轮带动下不断向前方转动，使得钢管原料逐渐成型为空心转子的形状。

本发明还包括三个万向节连接轴3，每个所述万向节连接轴均包括可伸缩传动杆31，所述可伸缩传动杆的一端设有主动万向节32，所述可伸缩传动杆的另外一端设有从动万向节33，所述主动万向节与所述输出传动轴连接，所述从动万向节与所述成型模具转轴连接。三个所述万向节连接轴包括上万向节连接轴34、左万向节连接轴35和右万向节连接轴36，所述上输出传动轴与所述上成型模具转轴通过所述上万向节连接轴进行挠性连接，所述左输出传动轴与所述左成型模具转轴通过所述左万向节连接轴进行挠性连接，所述右输出传动轴与所述右成型模具转轴通过所述右万向节连接轴进行挠性连接。

由于所述成型模具转轴的位置会随着导向滑块的滑动而改变，因此所述万向节连接轴的长度也会随着导向滑块的滑动而改变。当万向节连接轴的中心轴线与成型模具转轴的中心轴线处于同一水平面上时，此时万向节连接轴的长度为最短，所述万向节连接轴的长度主要通过所述可伸缩传动杆进行调节。所述可伸缩传动杆包括主动传动杆311和从动传动杆312，所述主动传动杆的首端设有第二主动节叉322，所述输出传动轴连接有第一主动节叉321，所述第一主动节叉与第二主动节叉之间设有主动十字轴，所述第一主动节叉与第二主动节叉通过所述主动十字轴进行铰接；所述从动传动杆的首端设有第二从动节叉332，所述成型模具转轴连接有第一从动节叉331，所述第一从动节叉与第二从动节叉之间设有从动十字轴，所述第一从动节叉与第二从动节叉通过所述从动十字轴进行铰接；所述第二主动节叉等同于所述第二从动节叉，所述主动十字轴等同于所述从动十字轴。所述第一主动节叉、第二主动节叉和主动十字轴共同构成所述主动万向节，所述第一从动节叉、第二从动节叉和从动十字轴共同构成所述从动万向节。所述主动传动杆的末端设有花键槽，所述从动传动杆的末端设有花键轴312a，花键轴与所述花键槽匹配连接，主动传动杆上的扭矩通过花键连接传递到从动传动杆上，由于花键连接并不限制花键轴与花键槽之间的轴向移动，因此花键轴可以在花键槽内进行伸缩滑动，从而调节所述可伸缩传动杆的长度，进而调节所述万向节连接轴的长度。为了避免主动传动杆的末端与从动传动杆的末端发生干磨，所述花键槽的深度短于所述花键轴的长度；为了使花键轴在花键槽内更好地进行伸缩滑动，所述花键轴的沟槽内涂抹有润滑脂。

进一步作为优选的实施方式，所述主动传动杆和从动传动杆的位置可以相互置换，即所述输出传动轴连接有第一主动节叉，从动传动杆上的第二从动节叉与第一主动节叉通过所述主动十字轴进行铰接，所述成型模具转轴连接有第一从动节叉，主动传动杆上的第二主动节叉与第一从动节叉通过所述从动十字轴进行铰接。

本发明还包括底座4，所述底座的上表面与所述减速箱的下底面进行固接，底座的前侧面与所述模具支撑板的后侧面进行固接，底座的下部设有固定脚板41，固定脚板上设有固定脚孔411，固定脚孔的设置可以使得底座与地面通过地脚螺丝进行固定。为了防止模具支撑板发生倾侧，所述底座的左右两个侧面上均连接有支撑杆42，所述支撑杆与所述模具支撑板的后侧面连接。

本发明还包括牵引夹紧机构5，所述牵引夹紧机构包括牵引小车51和牵引平台52，所述牵引平台位于所述空心转子成型机构的前方，牵引平台上设有小车滑轨521，所述牵引平台的一侧设有主动链轮522，牵引平台的另外一侧设有从动链轮523，所述主动链轮与从动链轮之间设有链条。所述牵引小车的下底面设有滑轮511，所述滑轮在所述小车滑轨上滑动，牵引小车的下底面还设有链条卡接件512，链条卡接件卡接在所述链条上，使得牵引小车跟随链条的移动而滑动；所述牵引小车上设有可自由旋转的夹紧卡盘513，所述夹紧卡盘指向所述转子成型腔，由于夹紧卡盘用来夹紧定位钢管原料的末端，因此所述夹紧卡盘的中心线与所述成型中心线重合，所述牵引小车的牵引方向所在的直线与所述成型中心线平行。所述牵引平台的两侧均设有限位开关，当牵引小车触碰限位开关时，与主动链轮连接的电机则会停止转动，避免了牵引小车从滑轨上坠落。所述钢管原料在一段时间内向前转动的距离为钢管成型速度，所述牵引小车的滑动速度与所述钢管成型速度保持一致，由于所述夹紧卡盘为自由旋转，因此钢管原料在成型时的转动会带动夹紧卡盘进行旋转。

本发明的成型流程为：首先将空心转子成型机构上的三个导向滑块向外侧滑动到死点，然后将钢管原料穿过转子承托孔、转子成型腔，直到所述钢管原料的一端被夹紧卡盘夹紧固定，钢管原料的另外一端承托在所述转子承托孔上，为了使本发明对钢管原料的定位更加准确，所述转子承托孔为圆孔，转子承托孔的中心轴线与所述夹紧卡盘的中心线重合，转子承托孔的直径与钢管原料的外径一致。所述钢管原料被夹紧定位后，打开所述动力输出电机，三个所述成型模具转轴同向等速转动，之后将三个所述导向滑块向内侧滑动直到三个所述成型模具滚轮与所述钢管原料进行接触，三个成型模具滚轮的滚动对钢管原料进行冷挤压成型，使得钢管原料被挤压形成螺旋曲面，所述牵引小车同速牵引所述钢管原料，使得钢管原料在加工成型时得到良好的固定。最后，当钢管原料在第一次成型工序完成后，还需将所述动力输出电机反转，进行第二次成型工序，由于所述钢管原料在成型时的偏心量过大，因此钢管原料需要经过2～4次冷挤压成型后才能成型为螺杆泵的空心转子。相比于实心转子漫长的加工周期，本发明可以快速地将钢管原料加工成型为空心转子，由于空心转子具有巨大的应用前景，因此本发明具有很高的社会价值。

进一步作为优选的实施方式，所述钢管原料优选为无缝钢管，无缝钢管的抗拉强度是普通钢材的抗拉强度的8-10倍，无缝钢管的机械性能优越，即使在加工成型中反复对其进行挤压和拉伸也不会产生形变和记忆性，非常适合作为本发明的成型原材料。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种空心转子成型设备，其特征在于包括：

减速箱，其设有一个输入传动轴和三个输出传动轴，三个所述输出传动轴呈正三角分布，所述输入传动轴通过齿轮的相互啮合带动三个所述输出传动轴同向等速转动，所述减速箱上设有转子承托孔，转子承托孔位于三个所述输出传动轴的中间位置上；三个所述输出传动轴包括上输出传动轴、左输出传动轴和右输出传动轴；

空心转子成型机构，其位于所述减速箱的前方，所述空心转子成型机构包括竖直的模具支撑板，所述模具支撑板的前侧面上设有三个导轨，其中一个导轨为竖直设置，三个所述导轨的中线相互呈120°角相交，模具支撑板在三个所述导轨之间设有转子成型腔，每个导轨上均设有导向滑块，三个所述导向滑块同步向内或者向外滑动，导向滑块的内侧面上连接有成型模具座，成型模具座上设有水平的成型模具转轴，成型模具转轴上连接有成型模具滚轮；三个所述成型模具转轴呈正三角分布，三个所述成型模具转轴的中间位置上设有成型中心线，三个成型模具转轴包括上成型模具转轴、左成型模具转轴和右成型模具转轴；

三个万向节连接轴，每个所述万向节连接轴均包括可伸缩传动杆，所述可伸缩传动杆的一端设有主动万向节，所述可伸缩传动杆的另外一端设有从动万向节，所述主动万向节与所述输出传动轴连接，所述从动万向节与所述成型模具转轴连接；三个所述万向节连接轴包括上万向节连接轴、左万向节连接轴和右万向节连接轴，所述上输出传动轴与所述上成型模具转轴通过所述上万向节连接轴进行挠性连接，所述左输出传动轴与所述左成型模具转轴通过所述左万向节连接轴进行挠性连接，所述右输出传动轴与所述右成型模具转轴通过所述右万向节连接轴进行挠性连接；

底座，所述底座的上表面与所述减速箱的下底面进行固接，底座的前侧面与所述模具支撑板的后侧面进行固接；

牵引夹紧机构，其包括牵引小车和牵引平台，所述牵引平台位于所述空心转子成型机构的前方，牵引平台上设有小车滑轨；所述牵引小车的下底面设有滑轮，所述滑轮在所述小车滑轨上滑动，所述牵引小车上设有可自由旋转的夹紧卡盘，所述夹紧卡盘指向所述转子成型腔，所述夹紧卡盘的中心线与所述成型中心线重合，所述牵引小车的牵引方向所在的直线与所述成型中心线平行。

2.根据权利要求1所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述输入传动轴位于所述减速箱的后侧面上，所述输出传动轴位于所述减速箱的前侧面上。

3.根据权利要求2所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述输入传动轴连接有动力输出电机。

4.根据权利要求1所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：三个所述导向滑块分别由三个液压缸驱动。

5.根据权利要求4所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：三个所述液压缸三缸同步运行。

6.根据权利要求1所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述成型模具滚轮的外表面设有螺旋曲面，所述成型模具滚轮的轴向中心上设有轴连接孔。

7.根据权利要求6所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述轴连接孔上设有连接孔键槽，所述成型模具转轴上设有转轴键槽，所述成型模具滚轮与所述成型模具转轴通过键进行连接。

8.根据权利要求1所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述牵引平台的一侧设有主动链轮，牵引平台的另外一侧设有从动链轮，所述主动链轮与从动链轮之间设有链条，所述牵引小车的下底面设有链条卡接件，链条卡接件卡接在所述链条上。

9.根据权利要求1所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述转子承托孔为圆孔，所述转子承托孔的中心轴线与所述夹紧卡盘的中心线重合。

10.根据权利要求1所述的一种空心转子成型设备，其特征在于：所述底座的左右两个侧面上均连接有支撑杆，所述支撑杆与所述模具支撑板的后侧面连接。