RU2417300C1 - Laminar stator of hydraulic machine (versions), injection mould and method for its production - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed stator comprises outer layer wherein accommodated is fusible inner layer with helical teeth. Inner layer and its surface mechanical properties are formed in cooling and curing layer melt in annular gap between injection mould metal surfaces. In compliance with second version, stator metal tooth surface has elastomer layer secured thereto. Injection mould consists of stator outer layer inside which core with outer helical teeth is arranged. Injection mould incorporates filling orifice communicated with aforesaid annular gap. Injection mould is heated to pour inner layer melt into stator outer layer. Injection mould is cooled down to solidify inner layer. Core is withdrawn from the stator.

EFFECT: higher strength of stator teeth, simplified fabrication, longer life and higher efficiency.

25 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к винтовым забойным двигателям и винтовым насосам и может быть использовано в нефтегазодобывающей, горной и других отраслях промышленности.The invention relates to downhole screw motors and screw pumps and can be used in oil and gas, mining and other industries.

В качестве прототипа принято описание изобретения «Винтовой забойный двигатель» к патенту №2287655, опубликованному 20.11.2006 г., бюл. №32, авторы Шардаков М.В., Лузгин С.А.As a prototype, a description of the invention “Downhole motor” to the patent No. 2287655, published November 20, 2006, bull. No 32, authors Shardakov MV, Luzgin S.A.

Упомянутая винтовая гидромашина, в виде винтового забойного двигателя, содержит статор с внутренними винтовыми зубьями, облицованными упруго-эластичным материалом, например резиной, выполненный из двух неподвижных относительно друг друга металлических, но различных по температуре плавления наружного и внутреннего концентрично расположенных слоев, причем наружный слой статора выполнен из стали или титанового сплава, а внутренний слой статора с внутренней поверхностью, оформляющей зубья статора, выполнен из сплава с температурой плавления, составляющей 0,1-0,8 температуры плавления наружного слоя статора, например из сплава на основе цинка, алюминия или меди. При этом внутренний слой статора с внутренней поверхностью, оформляющей зубья статора, зафиксирован относительно наружного слоя статора непосредственной заливкой расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора и объемным заполнением материалом внутреннего слоя статора углублений шероховатой внутренней поверхности наружного слоя статора, причем шероховатость внутренней поверхности наружного слоя статора выполнена в виде выступов и углублений треугольной или иной формы или в виде винтовых канавок, например, встречного направления.Said helical hydraulic machine, in the form of a downhole motor, comprises a stator with internal helical teeth lined with an elastic material, for example rubber, made of two metal layers that are stationary relative to each other, but with different melting points of the outer and inner concentric layers, the outer layer the stator is made of steel or a titanium alloy, and the inner layer of the stator with the inner surface forming the stator teeth is made of an alloy with a melting temperature a component of 0.1-0.8 the melting temperature of the outer layer of the stator, for example, from an alloy based on zinc, aluminum or copper. Moreover, the inner stator layer with the inner surface forming the stator teeth is fixed relative to the outer stator layer by directly pouring the melt of the material of the inner stator layer into the outer stator layer and volume filling the stator inner layer with recesses of the rough inner surface of the outer stator layer, with the roughness of the inner surface of the outer layer the stator is made in the form of protrusions and recesses of a triangular or other shape or in the form of helical grooves, for example, echnogo direction.

Прототип, выполненный в виде винтового забойного двигателя, характеризуется высоким ресурсом и надежностью при эксплуатации, увеличенным рабочим моментом и КПД двигателя. Проведенные стендовые и промысловые испытания такого двигателя показали примерно двукратное увеличение рабочего момента и мощности с увеличением времени наработки в среднем в три раза по сравнению с классическим исполнением двигателя (обкладка статора с резиновыми зубьями). Прототип, выполненный в виде винтового насоса, на стендовых испытаниях показал примерно двукратное увеличение напора, по сравнению с классическим выполнением винтового насоса в тех же габаритах.The prototype, made in the form of a downhole screw motor, is characterized by a high resource and reliability during operation, increased working moment and engine efficiency. Conducted bench and field tests of such an engine showed an approximately twofold increase in operating torque and power with an increase in operating time by an average of three times compared with the classic engine design (stator lining with rubber teeth). The prototype, made in the form of a screw pump, at bench tests showed an approximately twofold increase in pressure, compared with the classic design of a screw pump in the same dimensions.

Целью предлагаемого изобретения является создание статора, применение которого в винтовой гидромашине дополнительно по сравнению с прототипом увеличивает надежность, ресурс, рабочий момент и КПД винтовой гидромашины. Целью также является разработка пресс-формы и способа для изготовления упомянутого статора для упрощения технологии его изготовления при одновременном увеличении прочности винтовых зубьев и точности изготовления внутренних винтовых зубьев статора по шагу и профилю зубьев.The aim of the invention is the creation of a stator, the use of which in a screw hydraulic machine additionally compared with the prototype increases the reliability, resource, working time and efficiency of a screw hydraulic machine. The goal is also to develop a mold and a method for manufacturing the said stator to simplify the technology of its manufacture while increasing the strength of helical teeth and the accuracy of manufacturing the internal helical teeth of the stator by the pitch and profile of the teeth.

Указанная цель по первому варианту изобретения достигается тем, что слоевой статор винтовой гидромашины содержит наружный цилиндрический металлический слой, например из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди. Механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, причем сплав сердечника выбран так, что температура плавления сплава сердечника пресс-формы превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя статора. Внутренний слой статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей наружного и внутреннего слоев статора. На внутренней поверхности наружный слой статора имеет неровности глубиной или высотой как минимум 0,1 миллиметра, при этом внутренний слой статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью углублений и (или) выступов неровностей внутренней поверхности наружного слоя статора. Толщина внутреннего слоя статора в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего слоя статора. Сплав внутреннего слоя статора выбран из ряда антифрикционных сплавов, например антифрикционных сплавов на основе олова, цинка, алюминия или меди.This goal according to the first embodiment of the invention is achieved by the fact that the stator of a screw hydraulic machine comprises an outer cylindrical metal layer, for example of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer with internal helical teeth formed in it is made, made of an alloy with a melting point below the melting temperature the outer layer, but above the temperature of the operating environment of the stator, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper. The mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, which is poured into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the mold, and the core alloy is selected so that the melting temperature of the alloy core mold exceeds the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator. The inner layer of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces of the outer and inner layers of the stator. On the inner surface, the outer layer of the stator has irregularities with a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the inner layer of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface of the recesses and (or) protrusions of the irregularities of the inner surface of the outer layer of the stator. The thickness of the inner layer of the stator in the places of the hollows of the teeth is at least 0.05 of the tooth height of the inner layer of the stator. The alloy of the inner layer of the stator is selected from a number of antifriction alloys, for example, antifriction alloys based on tin, zinc, aluminum or copper.

Указанная цель по второму варианту изобретения достигается тем, что слоевой статор винтовой гидромашины содержит наружный цилиндрический металлический слой, например из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди, к поверхности винтовых зубьев внутреннего металлического слоя статора прикреплен слой эластомера, например, из резины. Механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, причем сплав сердечника выбран так, что температура плавления сплава сердечника пресс-формы превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя статора. Внутренний слой статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей внутреннего и наружного слоев статора. На внутренней поверхности наружный слой статора имеет неровности глубиной или высотой как минимум 0,1 миллиметра, при этом внутренний слой статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью углублений и (или) выступов неровностей внутренней поверхности наружного слоя статора. Толщина внутреннего слоя статора в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего слоя статора. Толщина слоя из эластомера в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего металлического слоя статора. Слой из эластомера прикреплен к поверхности винтовых зубьев внутреннего металлического слоя статора, с нанесением на эту поверхность слоя клея и (или) подготовкой этой поверхности под прикрепление эластомера, например обезжириванием поверхности и (или) дробеструйной обработкой поверхности и (или) латунированием поверхности.This goal according to the second embodiment of the invention is achieved in that the stator of the screw hydraulic machine comprises an outer cylindrical metal layer, for example of steel or a titanium alloy, inside which an inner metal layer with internal helical teeth formed in it is made, made of an alloy with a melting point below the melting temperature the outer layer, but above the temperature of the stator operating environment, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper, to the surface of the helical teeth in the inner metal layer of the stator, an elastomer layer, for example, of rubber, is attached. The mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, which is poured into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the mold, and the core alloy is selected so that the melting temperature of the alloy core mold exceeds the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator. The inner layer of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces of the inner and outer layers of the stator. On the inner surface, the outer layer of the stator has irregularities with a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the inner layer of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface of the recesses and (or) protrusions of the irregularities of the inner surface of the outer layer of the stator. The thickness of the inner layer of the stator in the places of the hollows of the teeth is at least 0.05 of the tooth height of the inner layer of the stator. The thickness of the elastomer layer at the points of the tooth depressions is at least 0.05 of the tooth height of the inner metal layer of the stator. An elastomer layer is attached to the surface of the helical teeth of the inner metal layer of the stator, with an adhesive layer applied to this surface and (or) preparing this surface for attachment of the elastomer, for example by degreasing the surface and (or) bead-blasting the surface and (or) brassing the surface.

Указанная цель достигается при применении пресс-формы для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины, состоящей из наружного цилиндрического металлического слоя статора, внутри наружного слоя статора размещен металлический сердечник пресс-формы с наружными винтовыми зубьями, с образованием кольцевого зазора между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, с одной стороны пресс-форма имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие, сообщающееся с кольцевым зазором, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие и заполнения расплавом кольцевого зазора, при этом материалы сплавов сердечника пресс-формы, наружного и внутреннего слоев статора выбраны так, что температура плавления сплава внутреннего слоя статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя статора и сердечника пресс-формы. Наружная поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями выполнена конической. Сердечник пресс-формы выполнен из стали, например из легированной стали. Поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями упрочнена, например, азотированием или покрыта износостойким слоем, например слоем хрома. Пресс-форма снабжена воронкой с возможностью соединения воронки с заливочным отверстием. Сердечник пресс-формы выполнен с внутренним отверстием.This goal is achieved by using a mold for the manufacture of a layered stator of a screw hydraulic machine, consisting of an outer cylindrical metal layer of the stator, inside the outer layer of the stator there is a metal core of the mold with external helical teeth, with the formation of an annular gap between the surface of the outer helical teeth of the core of the press the mold and the inner surface of the outer layer of the stator, on the one hand the mold has at least one filling hole in communication with the annular m gap, with the possibility of pouring the melt of the inner metal layer of the stator into the outer layer of the stator through the filling hole and filling the ring gap with the melt, while the materials of the alloys of the core of the mold, the outer and inner layers of the stator are chosen so that the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator is lower the lowest of the melting temperatures of the alloys of the outer layer of the stator and the core of the mold. The outer surface of the core of the mold with external helical teeth is made conical. The core of the mold is made of steel, for example alloy steel. The surface of the core of the mold with external helical teeth is hardened, for example, by nitriding or coated with a wear-resistant layer, for example, a layer of chromium. The mold is equipped with a funnel with the possibility of connecting the funnel to the filling hole. The core of the mold is made with an inner hole.

Указанная цель достигается способом изготовления слоевого статора винтовой гидромашины, характеризующегося тем, что выполняют пресс-форму, состоящую из наружного цилиндрического металлического слоя статора, внутри наружного слоя статора размещают металлический сердечник пресс-формы с наружными винтовыми зубьями с образованием кольцевого зазора между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, с одной стороны пресс-форма имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие, сообщающееся с кольцевым зазором, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие и заполнения расплавом кольцевого зазора, при этом материалы сплавов сердечника пресс-формы, наружного и внутреннего слоев статора выбирают так, что температура плавления сплава внутреннего слоя статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя статора и сердечника пресс-формы. Нагревают выполненную пресс-форму до температуры ниже наименьшей из температур плавления сплава наружного слоя статора и сердечника пресс-формы, но не ниже чем 0,2 температуры плавления сплава внутреннего слоя статора, затем заливают расплав материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие пресс-формы, при этом заполняют расплавом кольцевой зазор между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, затем охлаждают наружный слой статора и (или) сердечник пресс-формы до затвердевания внутреннего слоя статора, после чего извлекают сердечник пресс-формы из полученного статора. Поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями перед его размещением внутри наружного слоя статора покрывают термостойкой краской. Перед тем как размещают внутри наружного слоя статора сердечник пресс-формы, внутреннюю поверхность наружного слоя статора покрывают флюсом. Нагревают пресс-форму с распределением значений температуры по длине пресс-формы, достигают на момент начала заливки расплава внутреннего слоя более высоких значений температуры пресс-формы со стороны заливочного отверстия, по отношению к значениям температуры противоположной стороны пресс-формы. Заливают расплав материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора при установке пресс-формы под острым углом к вертикали, с верхним расположением стороны пресс-формы с заливочным отверстием. После заливки расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора более интенсивно охлаждают наружный слой статора и (или) сердечник пресс-формы со стороны пресс-формы, противоположной стороне пресс-формы с заливочным отверстием. В период времени с момента окончания заливки расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора до момента затвердевания внутреннего слоя статора пресс-форму встряхивают, например воздействием ударов или вибрации. После извлечения сердечника пресс-формы из полученного статора к поверхности внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора прикрепляют слой эластомера, при этом на поверхность внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора наносят слой клея и (или) подготавливают поверхность под прикрепление слоя эластомера, например обезжиривают поверхность и(или) производят дробеструйную обработку поверхности и(или) латунируют поверхность.This goal is achieved by a method of manufacturing a layered stator of a screw hydraulic machine, characterized in that a mold is made consisting of an outer cylindrical metal layer of the stator, a metal core of the mold with external helical teeth is placed inside the outer stator layer to form an annular gap between the surface of the external helical teeth the core of the mold and the inner surface of the outer layer of the stator, on one side of the mold has at least one filling hole an element communicating with the annular gap, with the possibility of pouring the molten metal inner layer of the stator into the outer layer of the stator through the casting hole and filling the molten annular gap, the materials of the alloy core of the mold, the outer and inner layers of the stator are chosen so that the melting temperature of the alloy of the inner the stator layer is lower than the lowest of the melting temperatures of the alloys of the outer layer of the stator and the core of the mold. The completed mold is heated to a temperature below the lowest of the melting temperatures of the alloy of the outer layer of the stator and the core of the mold, but not lower than 0.2, the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator, then the melt of the material of the inner layer of the stator is poured into the outer layer of the stator through the filling hole molds, while filling the melt annular gap between the surface of the outer helical teeth of the core of the mold and the inner surface of the outer layer of the stator, then cool the outer layer of the stat a and (or) the mold core until solidification stator inner layer, then extract the core mold from the resultant stator. The surface of the core of the mold with external helical teeth is coated with heat-resistant paint before being placed inside the outer layer of the stator. Before the mold core is placed inside the outer stator layer, the inner surface of the outer stator layer is coated with a flux. The mold is heated with the distribution of temperature values along the length of the mold, at the time of the beginning of pouring of the melt of the inner layer, the mold reaches higher temperatures of the mold from the side of the casting hole, relative to the temperature values of the opposite side of the mold. The melt of the material of the inner layer of the stator is poured into the outer layer of the stator when the mold is installed at an acute angle to the vertical, with the upper side of the mold with a filling hole. After pouring the melt of the material of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator, the outer layer of the stator and (or) the core of the mold are more intensively cooled from the side of the mold opposite to the side of the mold with a filling hole. In the time period from the moment of pouring the melt of the material of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator until the solidification of the inner layer of the stator, the mold is shaken, for example, by shock or vibration. After removing the mold core from the obtained stator, an elastomer layer is attached to the surface of the internal helical teeth of the inner stator layer, while an adhesive layer is applied to the surface of the internal helical teeth of the inner stator layer and (or) a surface is prepared for attaching the elastomer layer, for example, the surface is degreased and ( or) perform a bead-blasting treatment of the surface and (or) brass the surface.

Отличительными признаками предлагаемого по первому варианту слоевого статора винтовой гидромашины от указанного выше наиболее близкого к нему прототипа являются следующие.The distinctive features of the proposed according to the first embodiment, a layered stator screw hydraulic machines from the above prototype closest to it are the following.

Во-первых, слоевой статор винтовой гидромашины содержит наружный цилиндрический металлический слой, например из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди. Механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, причем сплав сердечника выбран так, что температура плавления сплава сердечника пресс-формы превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя статора. Такое выполнение слоевого статора винтовой гидромашины, когда механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью металлического наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, позволяет значительно увеличить точность изготовления внутренних зубьев статора по шагу и профилю винтовых зубьев и позволяет также уменьшить шероховатость поверхности винтовых зубьев. Помимо того, за счет того, что сердечник пресс-формы и наружный слой статора выполнены металлическими, имеется хороший теплоотвод от расплава внутреннего слоя через поверхности сердечника и наружного слоя, при этом ускоряется процесс кристаллизации сплава внутреннего слоя статора, внутренний слой статора с винтовыми зубьями при затвердевании приобретает плотное мелкозернистое строение с повышенной прочностью и поверхностной твердостью зубьев. Повышенная прочность и твердость зубьев внутреннего слоя статора и также их высокая точность по шагу и профилю с пониженной шероховатостью поверхности винтовых зубьев позволяет увеличить КПД винтовой гидромашины, при этом увеличиваются мощность, рабочий момент, ресурс и надежность. Помимо того, за счет высокой точности по шагу и профилю с пониженной шероховатостью поверхности металлических винтовых зубьев статора в данном исполнении статора исключен слой эластомера, использование которого значительно снижает КПД винтовой гидромашины за счет периодической деформации слоя эластомера и искажения при этих деформациях профиля зацепления зубьев статора, что ведет к заклиниванию зубьев ротора относительно зубьев статора с образованием протечек в зацеплении зубьев. При этом также уменьшаются потери КПД винтовой гидромашины за счет исключения внутреннего трения в слое эластомера при работе гидромашины. Помимо того, такое выполнение статора винтовой гидромашины позволяет использовать гидромашину в качестве двигателя при бурении в скважинах с температурой выше 120°C, или применять гидромашину в качестве винтового насоса для откачки из скважины, например, битумной нефти, температура подогрева которой составляет 200-250°C.Firstly, the stator of a screw hydraulic machine contains an outer cylindrical metal layer, for example of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer with internal helical teeth formed in it is fixed, made of an alloy with a melting temperature below the melting temperature of the outer layer, but above the temperature the operating environment of the stator, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper. The mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, which is poured into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the mold, and the core alloy is selected so that the melting temperature of the alloy core mold exceeds the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator. This embodiment of the stator of a screw hydraulic machine, when the mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, filled into the annular gap between the inner surface of the metal outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the press shape, can significantly increase the accuracy of manufacturing the internal teeth of the stator in the step and profile of the helical tooth it can also reduce the surface roughness of helical teeth. In addition, due to the fact that the core of the mold and the outer layer of the stator are made of metal, there is good heat dissipation from the melt of the inner layer through the surfaces of the core and the outer layer, while the crystallization of the alloy of the inner layer of the stator, the inner layer of the stator with helical teeth, is accelerated hardening acquires a dense fine-grained structure with increased strength and surface hardness of the teeth. The increased strength and hardness of the teeth of the inner layer of the stator and also their high accuracy in pitch and profile with a reduced roughness of the surface of the helical teeth can increase the efficiency of a screw hydraulic machine, while increasing power, operating time, resource and reliability. In addition, due to the high accuracy in pitch and profile with a reduced surface roughness of the stator metal helical teeth, the elastomer layer is excluded in this stator design, the use of which significantly reduces the efficiency of the screw hydraulic machine due to periodic deformation of the elastomer layer and distortion of the engagement profile of the stator teeth during these deformations, which leads to jamming of the teeth of the rotor relative to the teeth of the stator with the formation of leaks in the engagement of the teeth. This also reduces the loss of efficiency of a screw hydraulic machine by eliminating internal friction in the elastomer layer during operation of the hydraulic machine. In addition, this embodiment of the stator of a screw hydraulic machine allows you to use the hydraulic machine as an engine when drilling in wells with temperatures above 120 ° C, or use the hydraulic machine as a screw pump for pumping, for example, bitumen oil, the heating temperature of which is 200-250 ° C.

Во-вторых, внутренний слой статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей наружного и внутреннего слоев статора. Это позволяет надежно закрепить внутренний слой статора в наружном слое статора.Secondly, the inner layer of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces of the outer and inner layers of the stator. This allows you to securely fix the inner layer of the stator in the outer layer of the stator.

В-третьих, на внутренней поверхности наружный слой статора имеет неровности глубиной или высотой как минимум 0,1 миллиметра, при этом внутренний слой статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью углублений и (или) выступов неровностей внутренней поверхности наружного слоя статора. Это также позволяет надежно закрепить внутренний слой статора в наружном слое статора.Thirdly, on the inner surface, the outer layer of the stator has irregularities with a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the inner layer of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface of the recesses and (or) protrusions of the irregularities of the inner surface of the outer layer of the stator. It also allows you to securely fix the inner layer of the stator in the outer layer of the stator.

В-четвертых, толщина внутреннего слоя статора в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего слоя статора. Это позволяет обеспечить необходимую жесткость внутреннего слоя статора с внутренними винтовыми зубьями при закреплении его в наружном слое статора.Fourth, the thickness of the inner layer of the stator in the areas of the tooth depressions is at least 0.05 of the tooth height of the inner layer of the stator. This allows you to provide the necessary rigidity of the inner layer of the stator with internal helical teeth when securing it in the outer layer of the stator.

В-пятых, сплав внутреннего слоя статора выбран из ряда антифрикционных сплавов, например антифрикционных сплавов на основе олова, цинка, алюминия или меди, что значительно увеличивает ресурс работы статора винтовой гидромашины в таком исполнении.Fifth, the alloy of the inner layer of the stator is selected from a number of antifriction alloys, for example, antifriction alloys based on tin, zinc, aluminum or copper, which significantly increases the life of the stator of a screw hydraulic machine in this design.

Отличительными признаками предлагаемого по второму варианту слоевого статора винтовой гидромашины от прототипа являются следующие.The distinctive features of the proposed according to the second embodiment of the layered stator of a screw hydraulic machine from the prototype are the following.

Во-первых, слоевой статор винтовой гидромашины содержит наружный цилиндрический металлический слой, например из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди, к поверхности винтовых зубьев внутреннего металлического слоя статора прикреплен слой эластомера, например, из резины. Механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, причем сплав сердечника выбран так, что температура плавления сплава сердечника пресс-формы превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя статора. Такое выполнение слоевого статора винтовой гидромашины, когда механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, также позволяет значительно увеличить прочность металлических зубьев и увеличить точность изготовления винтовых зубьев статора по шагу и профилю зубьев. При этом поверхность внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора получается максимально приближенной по размерам и форме копией поверхности сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями. Высокая точность изготовления винтовых зубьев внутреннего слоя статора по шагу и профилю зубьев, в свою очередь, позволяет выполнить повторяемую по размерам толщину прикрепленного к ним слоя эластомера в различных по длине статора сечениях, что значительно повышает КПД винтовой гидромашины. Такое выполнение слоевого статора винтовой гидромашины также позволяет увеличить надежность, ресурс и рабочий момент гидромашины.Firstly, the stator of a screw hydraulic machine contains an outer cylindrical metal layer, for example of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer with internal helical teeth formed in it is fixed, made of an alloy with a melting temperature below the melting temperature of the outer layer, but above the temperature the stator operating environment, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper, a layer is attached to the surface of the helical teeth of the inner metal layer of the stator elastomer, such as rubber. The mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, which is poured into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the mold, and the core alloy is selected so that the melting temperature of the alloy core mold exceeds the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator. This embodiment of the stator of a screw hydraulic machine, when the mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, filled into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the mold also allows you to significantly increase the strength of metal teeth and increase the accuracy of manufacturing helical teeth stato and in turn, and the profile of the teeth. The surface of the internal helical teeth of the inner layer of the stator is obtained as close as possible in size and shape to a copy of the surface of the core of the mold with external helical teeth. The high precision of the manufacture of helical teeth of the inner layer of the stator in terms of the pitch and profile of the teeth, in turn, allows the thickness of the elastomer layer attached to them to be repeated in size in cross-sections of different lengths of the stator, which significantly increases the efficiency of the screw hydraulic machine. This embodiment of the stator screw hydraulic machines also allows you to increase the reliability, resource and operating time of the hydraulic machine.

Во-вторых, внутренний слой статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей внутреннего и наружного слоев статора. Это позволяет надежно закрепить внутренний слой статора в наружном слое статора.Secondly, the inner layer of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces of the inner and outer layers of the stator. This allows you to securely fix the inner layer of the stator in the outer layer of the stator.

В-третьих, на внутренней поверхности наружный слой статора имеет неровности глубиной или высотой как минимум 0,1 миллиметра, при этом внутренний слой статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью углублений и (или) выступов неровностей внутренней поверхности наружного слоя статора. Это также позволяет надежно закрепить внутренний слой статора в наружном слое статора.Thirdly, on the inner surface, the outer layer of the stator has irregularities with a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the inner layer of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface of the recesses and (or) protrusions of the irregularities of the inner surface of the outer layer of the stator. It also allows you to securely fix the inner layer of the stator in the outer layer of the stator.

В-четвертых, толщина внутреннего слоя статора в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего слоя статора. Это позволяет обеспечить необходимую жесткость внутреннего слоя статора с внутренними винтовыми зубьями при закреплении его в наружном слое статора.Fourth, the thickness of the inner layer of the stator in the areas of the tooth depressions is at least 0.05 of the tooth height of the inner layer of the stator. This allows you to provide the necessary rigidity of the inner layer of the stator with internal helical teeth when securing it in the outer layer of the stator.

В-пятых, толщина слоя из эластомера в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего металлического слоя статора. Такая минимальная толщина слоя эластомера позволяет увеличить диаметр впадин внутренних винтовых зубьев статора, что увеличивает рабочий момент гидромашины и увеличивает ее полезный объем. К тому же снижение толщины слоя эластомера значительно увеличивает КПД винтовой гидромашины за счет уменьшения величин деформации слоя эластомера и снижения внутреннего трения в слое эластомера при работе гидромашины. При уменьшении величин деформации слоя эластомера также уменьшаются и величины искажения профиля зацепления зубьев статора, что также увеличивает КПД винтовой гидромашины.Fifthly, the thickness of the elastomer layer at the points of the tooth depressions is at least 0.05 of the tooth height of the inner metal layer of the stator. This minimum thickness of the elastomer layer allows to increase the diameter of the hollows of the internal helical teeth of the stator, which increases the working moment of the hydraulic machine and increases its useful volume. In addition, a decrease in the thickness of the elastomer layer significantly increases the efficiency of the screw hydraulic machine by reducing the deformation of the elastomer layer and reducing internal friction in the elastomer layer during operation of the hydraulic machine. With a decrease in the strain values of the elastomer layer, the distortion values of the engagement profile of the stator teeth also decrease, which also increases the efficiency of the screw hydraulic machine.

В-шестых, слой эластомера прикреплен к поверхности винтовых зубьев внутреннего металлического слоя статора с нанесением на эту поверхность слоя клея и (или) подготовкой этой поверхности под прикрепление слоя эластомера, например обезжириванием поверхности и (или) дробеструйной обработкой поверхности и (или) латунированием поверхности. При выполнении слоевого статора винтовой гидромашины в соответствии с вышеописанным это позволяет надежно прикрепить слой эластомера, например, к сплаву на основе олова, цинка, алюминия или меди.Sixth, the elastomer layer is attached to the surface of the helical teeth of the inner metal layer of the stator by applying an adhesive layer to this surface and (or) preparing this surface for fixing the elastomer layer, for example by degreasing the surface and (or) bead-blasting the surface and (or) brassing the surface . When performing the stator of a screw hydraulic machine in accordance with the above, this allows you to securely attach the elastomer layer, for example, to an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper.

Аналоги пресс-формы для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины с внутренним металлическим слоем с винтовыми зубьями автору не известны.Analogs of the mold for the manufacture of a layered stator of a screw hydraulic machine with an internal metal layer with helical teeth are not known to the author.

Отличительными признаками предлагаемой пресс-формы для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины, по мнению автора, являются следующие.The distinguishing features of the proposed mold for the manufacture of a layered stator of a screw hydraulic machine, according to the author, are the following.

Во-первых, пресс-форма для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины состоит из наружного цилиндрического металлического слоя статора, внутри наружного слоя статора размещен металлический сердечник пресс-формы с наружными винтовыми зубьями, с образованием кольцевого зазора между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, с одной стороны пресс-форма имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие, сообщающееся с кольцевым зазором, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие и заполнения расплавом кольцевого зазора, при этом материалы сплавов сердечника пресс-формы, наружного и внутреннего слоев статора выбраны так, что температура плавления сплава внутреннего слоя статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя статора и сердечника пресс-формы. При применении данной пресс-формы упрощается технология изготовления статора, при одновременном увеличении точности изготовления внутренних зубьев статора по шагу и профилю винтовых зубьев. При применении данной пресс-формы также достигается повторяемость получения результатов точности изготовления внутренних зубьев статора по шагу и профилю винтовых зубьев, уменьшается шероховатость поверхности внутренних зубьев статора. Также за счет того, что пресс-форма выполнена металлической, имеется хороший теплоотвод от расплава внутреннего слоя через поверхности сердечника и наружного слоя, при этом ускоряется процесс кристаллизации сплава внутреннего слоя статора, внутренний слой статора с винтовыми зубьями при затвердевании приобретает плотное мелкозернистое строение с повышенной прочностью и поверхностной твердостью зубьев.Firstly, the mold for the manufacture of a stator screw hydraulic machine stator consists of an outer cylindrical metal stator layer, a metal core of the mold with external helical teeth is placed inside the outer stator layer, with the formation of an annular gap between the surface of the outer helical teeth of the mold core and the inner surface of the outer layer of the stator, on one side of the mold has at least one filling hole in communication with the annular gap, with the possibility of filling p the alloy of the inner metal layer of the stator into the outer layer of the stator through the filling hole and melt filling the annular gap, while the materials of the alloys of the core of the mold, the outer and inner layers of the stator are selected so that the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator is lower than the lowest melting point of the outer alloys stator layer and mold core. When using this mold, the technology of stator manufacturing is simplified, while increasing the accuracy of manufacturing the internal teeth of the stator by the pitch and profile of helical teeth. When using this mold, the repeatability of obtaining the results of the accuracy of manufacturing the internal teeth of the stator along the pitch and profile of the helical teeth is also achieved, and the surface roughness of the internal teeth of the stator is reduced. Also, due to the fact that the mold is made of metal, there is good heat dissipation from the melt of the inner layer through the surface of the core and the outer layer, while the crystallization of the alloy of the inner layer of the stator is accelerated, the inner layer of the stator with helical teeth acquires a dense, fine-grained structure with increased strength and surface hardness of the teeth.

Во-вторых, наружная поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями выполнена конической для возможности упрощения извлечения сердечника пресс-формы из статора после затвердевания материала внутреннего слоя статора.Secondly, the outer surface of the core of the mold with external helical teeth is made conical to simplify the removal of the core of the mold from the stator after the hardening of the material of the inner layer of the stator.

В-третьих, сердечник пресс-формы выполнен из стали, например из легированной стали. Это позволяет обеспечить прочность зубьев сердечника пресс-формы при воздействии на них усилий сжатия и растяжения, возникающих при затвердевании и остывании в контакте с ними внутреннего слоя статора. Это также позволяет обеспечить необходимую прочность сердечника пресс-формы при извлечении его из статора после затвердевания внутреннего слоя статора.Thirdly, the core of the mold is made of steel, for example alloy steel. This allows you to ensure the strength of the teeth of the core of the mold when exposed to compressive and tensile forces arising from the hardening and cooling of the inner layer of the stator in contact with them. This also allows you to provide the necessary strength of the core of the mold when removing it from the stator after the hardening of the inner layer of the stator.

В-четвертых, поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями упрочнена, например, азотированием или покрыта износостойким слоем, например слоем хрома, для возможности повышения износостойкости поверхности сердечника пресс-формы.Fourth, the surface of the core of the mold with external helical teeth is hardened, for example, by nitriding or coated with a wear-resistant layer, for example, a layer of chromium, in order to increase the wear resistance of the surface of the core of the mold.

В-пятых, пресс-форма снабжена воронкой, с возможностью соединения воронки с заливочным отверстием. Это позволяет упростить технологию заливки расплава внутреннего слоя статора в наружный слой статора.Fifth, the mold is equipped with a funnel, with the possibility of connecting the funnel to the filling hole. This allows us to simplify the technology of pouring the melt of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator.

В-шестых, сердечник пресс-формы выполнен с внутренним отверстием для возможности охлаждения сердечника пресс-формы после заливки расплава внутреннего слоя статора. Это позволяет производить охлаждение сердечника пресс-формы через поверхность его внутреннего отверстия. Это снижает трудоемкость изготовления статора винтовой гидромашины с внутренним легкоплавким слоем с профилированными винтовыми зубьями за счет уменьшения времени на охлаждение пресс-формы для затвердевания внутреннего слоя статора.Sixthly, the core of the mold is made with an internal hole to allow cooling of the core of the mold after pouring the melt of the inner layer of the stator. This allows cooling of the core of the mold through the surface of its inner hole. This reduces the complexity of manufacturing a stator of a helical hydraulic machine with an internal fusible layer with profiled helical teeth by reducing the cooling time of the mold for the hardening of the inner layer of the stator.

Аналоги способа изготовления слоевого статора винтовой гидромашины автору не известны.Analogues of the method of manufacturing a layered stator of a screw hydraulic machine are not known to the author.

Отличительными признаками способа изготовления слоевого статора винтовой гидромашины, по мнению автора, являются следующие.Distinctive features of the method of manufacturing a layered stator of a screw hydraulic machine, according to the author, are as follows.

Во-первых, способ характеризуется тем, что выполняют пресс-форму, состоящую из наружного цилиндрического металлического слоя статора, внутри наружного слоя статора размещают металлический сердечник пресс-формы с наружными винтовыми зубьями с образованием кольцевого зазора между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, с одной стороны пресс-форма имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие, сообщающееся с кольцевым зазором, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие и заполнения расплавом кольцевого зазора, при этом материалы сплавов сердечника пресс-формы, наружного и внутреннего слоев статора выбирают так, что температура плавления сплава внутреннего слоя статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя статора и сердечника пресс-формы. Нагревают выполненную пресс-форму до температуры ниже наименьшей из температур плавления сплава наружного слоя статора и сердечника пресс-формы, но не ниже чем 0,2 температуры плавления сплава внутреннего слоя статора, затем заливают расплав материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие пресс-формы, при этом заполняют расплавом кольцевой зазор между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, затем охлаждают наружный слой статора и(или) сердечник пресс-формы до затвердевания внутреннего слоя статора, после чего извлекают сердечник пресс-формы из полученного статора. Данный способ позволяет получить плотную отливку внутреннего слоя статора внутри наружного слоя статора. При применении данного способа упрощается технология изготовления статора при одновременном увеличении точности изготовления внутренних зубьев статора по шагу и профилю винтовых зубьев, также достигается повторяемость получения результатов точности изготовления внутренних зубьев статора по шагу и профилю винтовых зубьев, уменьшается шероховатость поверхности внутренних зубьев статора. Также за счет того, что пресс-форма выполнена металлической, имеется хороший теплоотвод от расплава внутреннего слоя через поверхности сердечника и наружного слоя, при этом ускоряется процесс кристаллизации сплава внутреннего слоя статора, внутренний слой статора с винтовыми зубьями при затвердевании приобретает плотное мелкозернистое строение с повышенной прочностью и поверхностной твердостью зубьев.Firstly, the method is characterized in that a mold is made consisting of an outer cylindrical metal layer of the stator, a metal core of the mold with external helical teeth is placed inside the outer stator layer to form an annular gap between the surface of the outer helical teeth of the mold core and the inner surface of the outer layer of the stator, on one side of the mold has at least one filling hole in communication with the annular gap, with the possibility of filling the melt inside of the stator metal layer into the outer layer of the stator through the filling hole and filling the annular gap with the melt, the materials of the alloys of the mold core, the outer and inner layers of the stator being chosen so that the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator is lower than the lowest melting temperature of the alloys of the outer layer stator and mold core. The completed mold is heated to a temperature below the lowest of the melting temperatures of the alloy of the outer layer of the stator and the core of the mold, but not lower than 0.2, the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator, then the melt of the material of the inner layer of the stator is poured into the outer layer of the stator through the filling hole molds, while filling the melt annular gap between the surface of the outer helical teeth of the core of the mold and the inner surface of the outer layer of the stator, then cool the outer layer of the stat a and (or) the mold core until solidification stator inner layer, then extract the core mold from the resultant stator. This method allows to obtain a dense casting of the inner layer of the stator inside the outer layer of the stator. When using this method, the stator manufacturing technology is simplified while increasing the accuracy of manufacturing the internal stator teeth by the pitch and profile of the helical teeth, the repeatability of obtaining the accuracy results of manufacturing the internal stator teeth by the pitch and profile of the helical teeth is also achieved, and the surface roughness of the internal stator teeth is reduced. Also, due to the fact that the mold is made of metal, there is good heat dissipation from the melt of the inner layer through the surface of the core and the outer layer, while the crystallization of the alloy of the inner layer of the stator is accelerated, the inner layer of the stator with helical teeth acquires a dense, fine-grained structure with increased strength and surface hardness of the teeth.

Во-вторых, поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями перед его размещением внутри наружного слоя статора покрывают термостойкой краской для возможности упрощения извлечения сердечника пресс-формы из статора после затвердевания материала внутреннего слоя статора.Secondly, the surface of the core of the mold with external helical teeth is coated with heat-resistant paint before being placed inside the outer layer of the stator to simplify the removal of the core of the mold from the stator after the stator material has hardened.

В-третьих, перед тем как размещают внутри наружного слоя статора сердечник пресс-формы, внутреннюю поверхность наружного слоя статора покрывают флюсом. Это позволяет исключить окисление внутренней поверхности наружного слоя статора при нагреве пресс-формы, растворить на этой поверхности оксидные пленки и при заливке материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора закрепить внутренний слой статора относительно наружного слоя статора за счет сил адгезии контактных поверхностей внутреннего и наружного слоев статора.Thirdly, before the mold core is placed inside the outer stator layer, the inner surface of the outer stator layer is coated with a flux. This eliminates the oxidation of the inner surface of the outer layer of the stator when the mold is heated, dissolves oxide films on this surface and, when pouring the material of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator, fix the inner layer of the stator relative to the outer layer of the stator due to the adhesion forces of the contact surfaces of the inner and outer layers stator.

В-четвертых, нагревают пресс-форму с распределением значений температуры по длине пресс-формы, достигают на момент начала заливки расплава внутреннего слоя более высоких значений температуры пресс-формы со стороны заливочного отверстия, по отношению к значениям температуры противоположной стороны пресс-формы. Это позволяет обеспечить последовательное во времени затвердевание внутреннего слоя статора по длине пресс-формы. Затвердевание внутреннего слоя статора при этом начинается со стороны меньших значений температуры пресс-формы и постепенно заканчивается со стороны заливочного отверстия пресс-формы. При таком последовательном затвердевании внутреннего слоя статора в перемещающейся вдоль пресс-формы зоне затвердевания происходит постоянная подпитка температурной усадки затвердевающего слоя еще расплавленным материалом внутреннего слоя статора. При этом последовательное затвердевание внутреннего слоя статора способствует получению плотной отливки внутреннего слоя статора без усадочных раковин.Fourthly, the mold is heated with the distribution of temperature values along the length of the mold, at the time of the beginning of pouring the melt of the inner layer, the mold reaches higher values of the mold temperature from the side of the casting hole, relative to the temperature values of the opposite side of the mold. This allows you to ensure a consistent over time hardening of the inner layer of the stator along the length of the mold. The hardening of the inner layer of the stator in this case starts from the side of lower values of the mold temperature and gradually ends from the side of the casting hole of the mold. With this consistent solidification of the stator inner layer in the solidification zone moving along the mold, the temperature shrinkage of the hardening layer is constantly replenished with the still molten material of the stator inner layer. In this case, the consistent solidification of the inner layer of the stator contributes to the dense casting of the inner layer of the stator without shrinkage shells.

В-пятых, заливают расплав материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора при установке пресс-формы под острым углом к вертикали, с верхним расположением стороны пресс-формы с заливочным отверстием. Это упрощает технологию и также способствует получению качественной и плотной отливки внутреннего слоя статора без усадочных раковин.Fifth, the melt of the material of the inner layer of the stator is poured into the outer layer of the stator when the mold is installed at an acute angle to the vertical, with the upper side of the mold with a filling hole. This simplifies the technology and also contributes to high-quality and dense casting of the inner stator layer without shrinkage shells.

В-шестых, после заливки расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора более интенсивно охлаждают наружный слой статора и(или) сердечник пресс-формы со стороны пресс-формы, противоположной стороне пресс-формы с заливочным отверстием. Это также позволяет обеспечить последовательное во времени затвердевание внутреннего слоя статора по длине пресс-формы и получить качественную и плотную отливку внутреннего слоя статора без усадочных раковин.Sixth, after pouring the melt of the material of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator, the outer layer of the stator and (or) the core of the mold are more intensively cooled from the side of the mold opposite to the side of the mold with a filling hole. This also makes it possible to ensure consistent curing of the inner layer of the stator along the length of the mold and to obtain high-quality and dense casting of the inner layer of the stator without shrinkage shells.

В-седьмых, в период времени с момента окончания заливки расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора до момента затвердевания внутреннего слоя статора пресс-форму встряхивают, например, воздействием ударов или вибрации. Это способствует лучшему заполнению расплавом материала внутреннего слоя статора кольцевого зазора между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора. Это также позволяет получить более плотную отливку внутреннего слоя статора в наружном слое статора.Seventhly, from the moment the melt of the material of the inner stator layer is poured into the outer layer of the stator until the solidification of the inner layer of the stator is solidified, the mold is shaken, for example, by shock or vibration. This contributes to a better filling of the inner stator layer with the melt of the material of the annular gap between the surface of the outer helical teeth of the mold core and the inner surface of the outer stator layer. This also allows for a denser casting of the inner layer of the stator in the outer layer of the stator.

В-восьмых, после извлечения сердечника пресс-формы из полученного статора к поверхности внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора прикрепляют слой эластомера, при этом на поверхность внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора наносят слой клея и(или) подготавливают поверхность под прикрепление слоя эластомера, например обезжиривают поверхность и(или) производят дробеструйную обработку поверхности и(или) латунируют поверхность. Это позволяет надежно прикрепить слой эластомера, например, к сплаву на основе олова, цинка, алюминия или меди.Eighth, after removing the mold core from the obtained stator, an elastomer layer is attached to the surface of the internal helical teeth of the inner stator layer, while an adhesive layer is applied to the surface of the internal helical teeth of the inner stator layer and (or) a surface is prepared for attaching the elastomer layer, for example degrease the surface and (or) perform a bead-blasting treatment of the surface and (or) brass the surface. This allows you to securely attach the layer of elastomer, for example, to an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper.

Изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.The invention is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.

На фиг.1 показан общий вид слоевого статора винтовой гидромашины, выполненного по первому варианту.Figure 1 shows a General view of the layer stator of a screw hydraulic machine, made according to the first embodiment.

На фиг.2 показан общий вид слоевого статора винтовой гидромашины, выполненного по второму варианту.Figure 2 shows a General view of the layered stator of a screw hydraulic machine, made according to the second embodiment.

На фиг.3 показана пресс-форма для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины.Figure 3 shows the mold for the manufacture of a layered stator of a screw hydraulic machine.

На фиг.4 показан поперечный разрез пресс-формы для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины по сечению А-А фиг.3.Figure 4 shows a cross section of a mold for the manufacture of a layered stator of a screw hydraulic machine along section AA of Figure 3.

Слоевой статор винтовой гидромашины, выполненный по первому варианту, содержит наружный цилиндрический металлический слой 1, например из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой 2 со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями 3, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя 1, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди. Механические свойства внутреннего металлического слоя 2 статора и поверхность 4 его внутренних винтовых зубьев 3 сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя 2 статора, залитого в кольцевой зазор 5 между внутренней поверхностью 6 наружного слоя 1 статора и наружной поверхностью 7 винтовых зубьев 8 металлического сердечника 9 пресс-формы 10, причем сплав сердечника 9 выбран так, что температура плавления сплава сердечника 9 пресс-формы 10 превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя 2 статора. Внутренний слой 2 статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей 6 и 11 наружного и внутреннего слоев 1 и 2 статора. На внутренней поверхности 6 наружный слой 1 статора имеет неровности 12 глубиной или высотой как минимум 0,1 миллиметра, при этом внутренний слой 2 статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью 11 углублений и (или) выступов неровностей 12 внутренней поверхности 6 наружного слоя 1 статора. Толщина h внутреннего слоя 2 статора в местах впадин 13 зубьев 3 составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты S зуба 3 внутреннего слоя 2 статора. Сплав внутреннего слоя 2 статора выбран из ряда антифрикционных сплавов, например антифрикционных сплавов на основе олова, цинка, алюминия или меди.The layered stator of the screw hydraulic machine, made according to the first embodiment, contains an outer cylindrical metal layer 1, for example of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer 2 with internal helical teeth 3 formed in it is fixed, made of an alloy with a melting point below the melting temperature of the outer layer 1, but above the temperature of the operating environment of the stator, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper. The mechanical properties of the inner metal layer 2 of the stator and the surface 4 of its internal helical teeth 3 are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer 2 of the stator, which is poured into the annular gap 5 between the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator and the outer surface 7 of the helical teeth 8 of the metal core 9 press -form 10, and the alloy of the core 9 is selected so that the melting point of the alloy of the core core 9 of the mold 10 exceeds the melting point of the alloy of the inner layer 2 of the stator. The inner layer 2 of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces 6 and 11 of the outer and inner layers 1 and 2 of the stator. On the inner surface 6, the outer layer 1 of the stator has irregularities 12 with a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the inner layer 2 of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface 11 of the recesses and (or) protrusions of the irregularities 12 of the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator. The thickness h of the inner layer 2 of the stator in the places of the depressions 13 of the teeth 3 is at least 0.05 of the height S of the tooth 3 of the inner layer 2 of the stator. The alloy of the inner layer 2 of the stator is selected from a number of antifriction alloys, for example, antifriction alloys based on tin, zinc, aluminum or copper.

Слоевой статор винтовой гидромашины, выполненный по второму варианту, содержит наружный цилиндрический металлический слой 1, например из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой 2 со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями 3, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя 1, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди, к поверхности 4 винтовых зубьев 3 внутреннего металлического слоя 2 статора прикреплен слой 14 эластомера, например, из резины. Механические свойства внутреннего металлического слоя 2 статора и поверхность 4 его внутренних винтовых зубьев 3 сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя 2 статора, залитого в кольцевой зазор 5 между внутренней поверхностью 6 наружного слоя 1 статора и наружной поверхностью 7 винтовых зубьев 8 металлического сердечника 9 пресс-формы 10, причем сплав сердечника 9 выбран так, что температура плавления сплава сердечника 9 пресс-формы 10 превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя 2 статора. Внутренний слой 2 статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей 6 и 11 внутреннего и наружного слоев 1 и 2 статора. На внутренней поверхности 6 наружный слой 1 статора имеет неровности 12 глубиной или высотой как минимум 0,1 миллиметра, при этом внутренний слой 2 статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью 11 углублений и (или) выступов неровностей 12 внутренней поверхности 6 наружного слоя 1 статора. Толщина h внутреннего слоя 2 статора в местах впадин 13 зубьев 3 составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты S зуба 3 внутреннего слоя 2 статора. Толщина F слоя 14 из эластомера в местах впадин 13 зубьев 3 составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты S зуба 3 внутреннего металлического слоя 2 статора. Слой 14 эластомера прикреплен к поверхности 4 винтовых зубьев 3 внутреннего металлического слоя 2 статора с нанесением на эту поверхность 4 слоя клея (не показан) и(или) подготовкой этой поверхности 4 под прикрепление слоя 14 эластомера, например обезжириванием поверхности 4 и(или) дробеструйной обработкой поверхности 4 и(или) латунированием (не показано) поверхности 4.The layered stator of a screw hydraulic machine, made according to the second embodiment, contains an outer cylindrical metal layer 1, for example of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer 2 with internal helical teeth 3 formed in it is fixed, made of an alloy with a melting point below the melting temperature of the outer layer 1, but above the temperature of the operating environment of the stator, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper, to the surface of 4 helical teeth 3 of the inner metal About stator layer 2, an elastomer layer 14, for example of rubber, is attached. The mechanical properties of the inner metal layer 2 of the stator and the surface 4 of its internal helical teeth 3 are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer 2 of the stator, which is poured into the annular gap 5 between the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator and the outer surface 7 of the helical teeth 8 of the metal core 9 press -form 10, and the alloy of the core 9 is selected so that the melting point of the alloy of the core core 9 of the mold 10 exceeds the melting point of the alloy of the inner layer 2 of the stator. The inner layer 2 of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces 6 and 11 of the inner and outer layers 1 and 2 of the stator. On the inner surface 6, the outer layer 1 of the stator has irregularities 12 with a depth or height of at least 0.1 millimeters, while the inner layer 2 of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface 11 of the recesses and (or) protrusions of the irregularities 12 of the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator. The thickness h of the inner layer 2 of the stator in the places of the depressions 13 of the teeth 3 is at least 0.05 of the height S of the tooth 3 of the inner layer 2 of the stator. The thickness F of the layer 14 of elastomer in the places of the depressions 13 of the teeth 3 is at least 0.05 of the height S of the tooth 3 of the inner metal layer 2 of the stator. Layer 14 of the elastomer is attached to the surface of 4 helical teeth 3 of the inner metal layer 2 of the stator with the application of a layer of adhesive (not shown) on this surface 4 and (or) preparation of this surface 4 under the attachment of the layer 14 of the elastomer, for example, degreasing the surface 4 and (or) the shot blasting surface treatment 4 and (or) brassing (not shown) surface 4.

Пресс-форма 10 для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины состоит из наружного цилиндрического металлического слоя 1 статора, внутри наружного слоя 1 статора размещен металлический сердечник 9 пресс-формы 10 с наружными винтовыми зубьями 8, с образованием кольцевого зазора 5 между поверхностью 7 наружных винтовых зубьев 8 сердечника 9 пресс-формы 10 и внутренней поверхностью 6 наружного слоя 1 статора, с одной стороны пресс-форма 10 имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие 15, сообщающееся с кольцевым зазором 5, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя 2 статора в наружный слой 1 статора через заливочное отверстие 15 и заполнения расплавом кольцевого зазора 5, при этом материалы сплавов сердечника 9 пресс-формы 10, наружного и внутреннего слоев 1 и 2 статора выбраны так, что температура плавления сплава внутреннего слоя 2 статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя 1 статора и сердечника 9 пресс-формы. Наружная поверхность 7 сердечника 9 пресс-формы 10 с наружными винтовыми зубьями 8 выполнена конической (не показано). Сердечник 9 пресс-формы 10 выполнен из стали, например из легированной стали. Поверхность 7 сердечника 9 пресс-формы 10 с наружными винтовыми зубьями 8 упрочнена, например, азотированием или покрыта износостойким слоем, например слоем (не показан) хрома. Пресс-форма 10 снабжена воронкой 16 с возможностью соединения воронки 16 с заливочным отверстием 15. Сердечник 9 пресс-формы 10 выполнен с внутренним отверстием 17.The mold 10 for the manufacture of a stator screw hydraulic motor stator consists of an outer cylindrical metal layer 1 of the stator, inside the outer layer 1 of the stator there is a metal core 9 of the mold 10 with the outer helical teeth 8, with the formation of an annular gap 5 between the surface 7 of the outer helical teeth 8 the core 9 of the mold 10 and the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator, on one side of the mold 10 has at least one filling hole 15 in communication with the annular gap 5, with the possibility pouring the melt of the inner metal layer 2 of the stator into the outer layer 1 of the stator through the casting hole 15 and filling the annular gap 5 with the melt, while the materials of the alloys of the core 9 of the mold 10, the outer and inner layers 1 and 2 of the stator are selected so that the melting temperature of the inner alloy layer 2 of the stator is below the lowest of the melting temperatures of the alloys of the outer layer 1 of the stator and the core 9 of the mold. The outer surface 7 of the core 9 of the mold 10 with external helical teeth 8 is made conical (not shown). The core 9 of the mold 10 is made of steel, for example alloy steel. The surface 7 of the core 9 of the mold 10 with external helical teeth 8 is hardened, for example, by nitriding or coated with a wear-resistant layer, for example, a layer (not shown) of chromium. The mold 10 is equipped with a funnel 16 with the possibility of connecting the funnel 16 with the filling hole 15. The core 9 of the mold 10 is made with an inner hole 17.

Способ изготовления слоевого статора винтовой гидромашины осуществляют следующим образом: выполняют пресс-форму 10, состоящую из наружного цилиндрического металлического слоя 1 статора, внутри наружного слоя 1 статора размещают металлический сердечник 9 пресс-формы 10 с наружными винтовыми зубьями 8 с образованием кольцевого зазора 5 между поверхностью 7 наружных винтовых зубьев 8 сердечника 9 пресс-формы 10 и внутренней поверхностью 6 наружного слоя 1 статора, с одной стороны пресс-форма 10 имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие 15, сообщающееся с кольцевым зазором 5, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя 2 статора в наружный слой 1 статора через заливочное отверстие 15 и заполнения расплавом кольцевого зазора 5, при этом материалы сплавов сердечника 9 пресс-формы, наружного и внутреннего слоев 1 и 2 статора выбирают так, что температура плавления сплава внутреннего слоя 2 статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя 1 статора и сердечника 9 пресс-формы. Нагревают выполненную пресс-форму 10 до температуры ниже наименьшей из температур плавления сплава наружного слоя 1 статора и сердечника 9 пресс-формы, но не ниже чем 0,2 температуры плавления сплава внутреннего слоя 2 статора, затем заливают расплав материала внутреннего слоя 2 статора в наружный слой 1 статора через заливочное отверстие 15 пресс-формы 10, при этом заполняют расплавом кольцевой зазор 5 между поверхностью 7 наружных винтовых зубьев 8 сердечника 9 пресс-формы 10 и внутренней поверхностью 6 наружного слоя 1 статора, затем охлаждают наружный слой 1 статора и(или) сердечник 9 пресс-формы 10 до затвердевания внутреннего слоя 2 статора, после чего извлекают сердечник 9 пресс-формы 10 из полученного статора. Поверхность 7 сердечника 9 пресс-формы 10 с наружными винтовыми зубьями 8 перед его размещением внутри наружного слоя 1 статора покрывают термостойкой краской (не показана). Перед тем как размещают внутри наружного слоя 1 статора сердечник 9 пресс-формы 10, внутреннюю поверхность 6 наружного слоя 1 статора покрывают флюсом (не показан). Нагревают пресс-форму 10 с распределением значений температуры по длине пресс-формы 10, достигают на момент начала заливки расплава внутреннего слоя 2 более высоких значений температуры пресс-формы 10 со стороны заливочного отверстия 15, по отношению к значениям температуры противоположной стороны пресс-формы 10. Заливают расплав материала внутреннего слоя 2 статора в наружный слой 1 статора при установке пресс-формы 10 под острым углом к вертикали, с верхним расположением стороны пресс-формы 10 с заливочным отверстием 15, через воронку 16. После заливки расплава материала внутреннего слоя 2 статора в наружный слой 1 статора более интенсивно охлаждают наружный слой 1 статора и(или) сердечник 9 пресс-формы 10 со стороны пресс-формы 10, противоположной стороне пресс-формы 10 с заливочным отверстием 15. В период времени с момента окончания заливки расплава материала внутреннего слоя 2 статора в наружный слой 1 статора до момента затвердевания внутреннего слоя 2 статора пресс-форму 10 встряхивают, например воздействием ударов или вибрации. После извлечения сердечника 9 пресс-формы 10 из полученного статора к поверхности 4 внутренних винтовых зубьев 3 внутреннего слоя 2 статора прикрепляют слой 14 эластомера, при этом на поверхность 4 внутренних винтовых зубьев 3 внутреннего слоя 2 статора наносят слой (не показан) клея и(или) подготавливают поверхность 4 под прикрепление слоя эластомера, например обезжиривают поверхность 4 и(или) производят дробеструйную обработку поверхности 4 и(или) латунируют (не показано) поверхность 4.A method of manufacturing a layered stator of a screw hydraulic machine is as follows: perform a mold 10, consisting of an outer cylindrical metal layer 1 of the stator, inside the outer layer 1 of the stator, place a metal core 9 of the mold 10 with outer helical teeth 8 with the formation of an annular gap 5 between the surface 7 external helical teeth 8 of the core 9 of the mold 10 and the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator, on the one hand the mold 10 has at least one filling hole 15, with communicating with the annular gap 5, with the possibility of pouring the melt of the inner metal layer 2 of the stator into the outer layer 1 of the stator through the filling hole 15 and filling the melt with an annular gap 5, while the materials of the alloys of the core 9 of the mold, the outer and inner layers 1 and 2 of the stator are selected so that the melting temperature of the alloy of the inner layer 2 of the stator is lower than the lowest of the melting temperatures of the alloys of the outer layer 1 of the stator and the core 9 of the mold. The completed mold 10 is heated to a temperature below the lowest of the melting temperatures of the alloy of the outer layer 1 of the stator and the core 9 of the mold, but not lower than 0.2, the melting temperature of the alloy of the inner layer 2 of the stator, then the melt of the material of the inner layer 2 of the stator is poured into the outer the stator layer 1 through the casting hole 15 of the mold 10, while filling with the melt the annular gap 5 between the surface 7 of the outer helical teeth 8 of the core 9 of the mold 10 and the inner surface 6 of the outer layer 1 of the stator, then cool ruzhny layer stator 1 and (or) the core 9 of the mold 10 to solidification of the inner layer 2 of the stator, and then extracted core 9 of the mold 10 from the obtained stator. The surface 7 of the core 9 of the mold 10 with external helical teeth 8 is coated with heat-resistant paint (not shown) before it is placed inside the outer layer 1 of the stator. Before the core 9 of the mold 10 is placed inside the stator outer layer 1, the inner surface 6 of the outer stator layer 1 is coated with a flux (not shown). The mold 10 is heated with the distribution of temperature values along the length of the mold 10, at the time of the beginning of pouring the melt of the inner layer 2, higher mold temperature 10 is reached from the mold hole 15, with respect to the temperature values of the opposite side of the mold 10 Pour the melt of the material of the inner layer 2 of the stator into the outer layer 1 of the stator when installing the mold 10 at an acute angle to the vertical, with the upper side of the side of the mold 10 with the filling hole 15, through the funnel 16. After pouring melt of the material of the inner layer 2 of the stator into the outer layer 1 of the stator more intensively cool the outer layer 1 of the stator and (or) the core 9 of the mold 10 from the side of the mold 10, opposite the side of the mold 10 with the filling hole 15. In the period of time from the moment the melt is filled with the material of the inner layer 2 of the stator into the outer layer 1 of the stator until the hardening of the inner layer 2 of the stator, the mold 10 is shaken, for example, by shock or vibration. After removing the core 9 of the mold 10 from the obtained stator, an elastomer layer 14 is attached to the surface 4 of the internal helical teeth 3 of the inner layer 2 of the stator, while a layer (not shown) of glue and (or ) prepare surface 4 for attachment of the elastomer layer, for example, degrease surface 4 and (or) produce a bead-blasting treatment of surface 4 and (or) brass (not shown) surface 4.

Слоевой статор винтовой гидромашины, выполненный по первому или второму варианту предлагаемого изобретения, при его использовании в винтовом забойном двигателе работает следующим образом: поток рабочей текучей среды под давлением по колонне бурильных труб (не показаны) подается в винтовые камеры (не показаны), образованные винтовыми зубьями 3 статора и винтовыми зубьями ротора (не показан). В винтовых камерах при высоком давлении рабочей текучей среды, воздействующем на боковые поверхности винтовых зубьев 3, создается крутящий момент, приводящий во вращение ротор.The layered stator of a screw hydraulic machine, made according to the first or second embodiment of the present invention, when used in a downhole screw motor, operates as follows: the flow of working fluid under pressure through a drill pipe string (not shown) is supplied to screw chambers (not shown) formed by screw teeth 3 of the stator and helical teeth of the rotor (not shown). In the screw chambers at high pressure of the working fluid acting on the lateral surfaces of the helical teeth 3, a torque is created that drives the rotor.

Слоевой статор винтовой гидромашины, выполненный по первому или второму варианту предлагаемого изобретения, при его использовании в винтовом насосе работает следующим образом: ротор (не показан) принудительно приводится во вращение относительно статора, например, через колонну штанг. Винтовые камеры (не показаны), образованные винтовыми зубьями 3 статора и винтовыми зубьями ротора, при вращении ротора перемещаются вдоль статора, при этом перемещая перекачиваемую среду вдоль статора.The layered stator of a screw hydraulic machine, made according to the first or second embodiment of the present invention, when used in a screw pump, operates as follows: a rotor (not shown) is forced to rotate relative to the stator, for example, through a rod string. The helical chambers (not shown) formed by the helical teeth 3 of the stator and the helical teeth of the rotor, when the rotor rotates, move along the stator, while moving the pumped medium along the stator.

Пресс-форма и способ для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины позволяют создать статор, применение которого в винтовой гидромашине дополнительно увеличивает надежность, ресурс, рабочий момент и КПД винтовой гидромашины. Значительно упрощается технология изготовления статора при одновременном обеспечении повторяемости получения точности внутренних винтовых зубьев статора по шагу и профилю винтовых зубьев, с увеличением прочности зубьев.The mold and method for manufacturing a layered stator of a screw hydraulic machine allows you to create a stator, the use of which in a screw hydraulic machine additionally increases the reliability, resource, operating time and efficiency of a screw hydraulic machine. The stator manufacturing technology is greatly simplified while ensuring repeatability of obtaining the accuracy of the stator internal helical teeth by the pitch and profile of helical teeth, with an increase in tooth strength.

Claims (25)

1. Слоевой статор винтовой гидромашины, содержащий наружный цилиндрический металлический слой, например, из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди, отличающийся тем, что механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, причем сплав сердечника выбран так, что температура плавления сплава сердечника пресс-формы превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя статора.1. A layered stator of a screw hydraulic machine containing an outer cylindrical metal layer, for example, of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer with internal helical teeth formed in it is fixed, made of an alloy with a melting temperature below the melting temperature of the outer layer, but above the temperature the stator operating environment, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper, characterized in that the mechanical properties of the inner metal layer of the stator and The shape of its internal helical teeth is formed by cooling and solidification of the melt of the inner stator layer, which is poured into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core of the mold, the core alloy being selected so that the melting temperature of the alloy of the mold core exceeds the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator. 2. Слоевой статор по п.1, отличающийся тем, что внутренний слой статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей наружного и внутреннего слоев статора.2. The layered stator according to claim 1, characterized in that the inner layer of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces of the outer and inner layers of the stator. 3. Слоевой статор по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности наружный слой статора имеет неровности глубиной или высотой, как минимум 0,1 мм, при этом внутренний слой статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью углублений и(или) выступов неровностей внутренней поверхности наружного слоя статора.3. The layered stator according to claim 1, characterized in that on the inner surface the outer layer of the stator has irregularities with a depth or height of at least 0.1 mm, while the inner layer of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface of the recesses and (or) protrusions of the irregularities the inner surface of the outer layer of the stator. 4. Слоевой статор по п.1, отличающийся тем, что толщина внутреннего слоя статора в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего слоя статора.4. The layered stator according to claim 1, characterized in that the thickness of the inner layer of the stator in the places of the dents of the teeth is at least 0.05 of the tooth height of the inner layer of the stator. 5. Слоевой статор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что сплав внутреннего слоя статора выбран из ряда антифрикционных сплавов, например антифрикционных сплавов на основе олова, цинка, алюминия или меди.5. A layered stator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the alloy of the inner layer of the stator is selected from a number of antifriction alloys, for example, antifriction alloys based on tin, zinc, aluminum or copper. 6. Слоевой статор винтовой гидромашины, содержащий наружный цилиндрический металлический слой, например, из стали или титанового сплава, внутри которого закреплен внутренний металлический слой со сформированными в нем внутренними винтовыми зубьями, выполненный из сплава с температурой плавления ниже температуры плавления наружного слоя, но выше температуры среды эксплуатации статора, например из сплава на основе олова, цинка, алюминия или меди, к поверхности винтовых зубьев внутреннего металлического слоя статора прикреплен слой эластомера, например, из резины, отличающийся тем, что механические свойства внутреннего металлического слоя статора и поверхность его внутренних винтовых зубьев сформированы при охлаждении и затвердевании расплава внутреннего слоя статора, залитого в кольцевой зазор между внутренней поверхностью наружного слоя статора и наружной поверхностью винтовых зубьев металлического сердечника пресс-формы, причем сплав сердечника выбран так, что температура плавления сплава сердечника пресс-формы превышает температуру плавления сплава внутреннего слоя статора.6. A layered stator of a screw hydraulic machine containing an outer cylindrical metal layer, for example, of steel or a titanium alloy, inside of which an inner metal layer with internal helical teeth formed in it is fixed, made of an alloy with a melting temperature below the melting temperature of the outer layer, but above the temperature the stator operating environment, for example, from an alloy based on tin, zinc, aluminum or copper, an elastic layer is attached to the surface of the helical teeth of the inner metal layer of the stator tomer, for example, made of rubber, characterized in that the mechanical properties of the inner metal layer of the stator and the surface of its internal helical teeth are formed by cooling and solidification of the melt of the inner layer of the stator, which is poured into the annular gap between the inner surface of the outer layer of the stator and the outer surface of the helical teeth of the metal core molds, wherein the core alloy is selected so that the melting temperature of the alloy of the core of the mold exceeds the melting temperature of the inner alloy its stator layer. 7. Слоевой статор по п.6, отличающийся тем, что внутренний слой статора закреплен за счет сил адгезии контактирующих поверхностей внутреннего и наружного слоев статора.7. The layered stator according to claim 6, characterized in that the inner layer of the stator is fixed due to the adhesion forces of the contacting surfaces of the inner and outer layers of the stator. 8. Слоевой статор по п.6, отличающийся тем, что на внутренней поверхности наружный слой статора имеет неровности глубиной или высотой, как минимум 0,1 мм, при этом внутренний слой статора закреплен объемным облеганием его наружной поверхностью углублений и(или) выступов неровностей внутренней поверхности наружного слоя статора.8. The layered stator according to claim 6, characterized in that on the inner surface the outer layer of the stator has irregularities with a depth or height of at least 0.1 mm, while the inner layer of the stator is fixed by volumetric fitting with its outer surface of the recesses and (or) protrusions of the irregularities the inner surface of the outer layer of the stator. 9. Слоевой статор по п.6, отличающийся тем, что толщина внутреннего слоя статора в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего слоя статора.9. The layered stator according to claim 6, characterized in that the thickness of the inner layer of the stator in the places of the tooth depressions is at least 0.05 of the tooth height of the inner layer of the stator. 10. Слоевой статор по п.6, отличающийся тем, что толщина слоя эластомера в местах впадин зубьев составляет, по меньшей мере, 0,05 высоты зуба внутреннего металлического слоя статора.10. The layered stator according to claim 6, characterized in that the thickness of the elastomer layer in the places of the tooth depressions is at least 0.05 of the tooth height of the inner metal layer of the stator. 11. Слоевой статор по любому из пп.6-10, отличающийся тем, что слой эластомера прикреплен к поверхности винтовых зубьев внутреннего металлического слоя статора с нанесением на эту поверхность слоя клея и(или) подготовкой этой поверхности под прикрепление слоя эластомера, например обезжириванием поверхности, и(или) дробеструйной обработкой поверхности, и(или) латунированием поверхности.11. A layered stator according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the elastomer layer is attached to the surface of the helical teeth of the inner metal layer of the stator by applying an adhesive layer to this surface and (or) preparing this surface for attachment of the elastomer layer, for example by degreasing the surface , and (or) bead-blasted surface treatment, and (or) brass surface treatment. 12. Пресс-форма для изготовления слоевого статора винтовой гидромашины, состоящая из наружного цилиндрического металлического слоя статора, внутри наружного слоя статора размещен металлический сердечник пресс-формы с наружными винтовыми зубьями с образованием кольцевого зазора между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, с одной стороны пресс-форма имеет, по меньшей мере, одно заливочное отверстие, сообщающееся с кольцевым зазором, с возможностью заливки расплава внутреннего металлического слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие и заполнения расплавом кольцевого зазора, при этом материалы сплавов сердечника пресс-формы, наружного и внутреннего слоев статора выбраны так, что температура плавления сплава внутреннего слоя статора является ниже наименьшей из температур плавления сплавов наружного слоя статора и сердечника пресс-формы.12. Mold for the manufacture of a stator screw hydraulic machine stator, consisting of an outer cylindrical metal layer of the stator, inside the outer layer of the stator there is a metal core of the mold with external helical teeth with the formation of an annular gap between the surface of the outer helical teeth of the mold core and the inner surface the outer layer of the stator, on one side of the mold has at least one filling hole in communication with the annular gap, with the possibility of filling the melt and the inner metal layer of the stator into the outer layer of the stator through the filling hole and melt filling the annular gap, while the materials of the alloys of the core of the mold, the outer and inner layers of the stator are selected so that the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator is lower than the lowest melting temperature of the outer alloys stator layer and mold core. 13. Пресс-форма по п.12, отличающаяся тем, что наружная поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями выполнена конической.13. The mold according to item 12, characterized in that the outer surface of the core of the mold with external helical teeth is made conical. 14. Пресс-форма по п.12, отличающаяся тем, что сердечник пресс-формы выполнен из стали, например из легированной стали.14. The mold according to item 12, characterized in that the core of the mold is made of steel, for example alloy steel. 15. Пресс-форма по п.12, отличающаяся тем, что поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями упрочнена, например, азотированием или покрыта износостойким слоем, например слоем хрома.15. The mold according to item 12, characterized in that the surface of the core of the mold with external helical teeth is hardened, for example, by nitriding or coated with a wear-resistant layer, for example, a layer of chromium. 16. Пресс-форма по п.12, отличающаяся тем, что пресс-форма снабжена воронкой с возможностью соединения воронки с заливочным отверстием.16. The mold according to claim 12, characterized in that the mold is equipped with a funnel with the possibility of connecting the funnel with the filling hole. 17. Пресс-форма по любому из пп.12-16, отличающаяся тем, что сердечник пресс-формы выполнен с внутренним отверстием.17. The mold according to any one of paragraphs.12-16, characterized in that the core of the mold is made with an inner hole. 18. Способ изготовления слоевого статора винтовой гидромашины, характеризующийся тем, что нагревают пресс-форму, выполненную в соответствии с п.12, до температуры ниже наименьшей из температур плавления сплава наружного слоя статора и сердечника пресс-формы, но не ниже чем 0,2 температуры плавления сплава внутреннего слоя статора, затем заливают расплав материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора через заливочное отверстие пресс-формы, при этом заполняют расплавом кольцевой зазор между поверхностью наружных винтовых зубьев сердечника пресс-формы и внутренней поверхностью наружного слоя статора, затем охлаждают наружный слой статора и (или) сердечник пресс-формы до затвердевания внутреннего слоя статора, после чего извлекают сердечник пресс-формы из полученного статора.18. A method of manufacturing a layered stator of a screw hydraulic machine, characterized in that the mold is made in accordance with clause 12 to a temperature below the lowest of the melting temperatures of the alloy of the outer layer of the stator and the core of the mold, but not lower than 0.2 the melting temperature of the alloy of the inner layer of the stator, then the melt of the material of the inner layer of the stator is poured into the outer layer of the stator through the casting hole of the mold, and the annular gap between the surface of the external helical teeth is filled with the melt the core of the mold and the inner surface of the outer layer of the stator, then cool the outer layer of the stator and (or) the core of the mold until the inner layer of the stator hardens, after which the core of the mold is removed from the obtained stator. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что поверхность сердечника пресс-формы с наружными винтовыми зубьями перед его размещением внутри наружного слоя статора покрывают термостойкой краской.19. The method according to p. 18, characterized in that the surface of the core of the mold with external helical teeth before its placement inside the outer layer of the stator is coated with heat-resistant paint. 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что перед тем, как размещают внутри наружного слоя статора сердечник пресс-формы, внутреннюю поверхность наружного слоя статора покрывают флюсом.20. The method according to p. 18, characterized in that before being placed inside the outer layer of the stator core of the mold, the inner surface of the outer layer of the stator is coated with flux. 21. Способ по п.18, отличающийся тем, что нагревают пресс-форму с распределением значений температуры по длине пресс-формы, достигают на момент начала заливки расплава внутреннего слоя, более высоких значений температуры пресс-формы со стороны заливочного отверстия, по отношению к значениям температуры противоположной стороны пресс-формы.21. The method according to p. 18, characterized in that the mold is heated with the distribution of temperature values along the length of the mold, at the time of starting the casting of the melt, the inner layer reaches higher mold temperature from the side of the casting hole, relative to temperature values of the opposite side of the mold. 22. Способ по п.18, отличающийся тем, что заливают расплав материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора при установке пресс-формы под острым углом к вертикали, с верхним расположением стороны пресс-формы с заливочным отверстием.22. The method according to p. 18, characterized in that the melt of the material of the inner layer of the stator is poured into the outer layer of the stator when installing the mold at an acute angle to the vertical, with the upper side of the mold with a filling hole. 23. Способ по п.18, отличающийся тем, что после заливки расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора более интенсивно охлаждают наружный слой статора и(или) сердечник пресс-формы со стороны пресс-формы, противоположной стороне пресс-формы с заливочным отверстием.23. The method according to p. 18, characterized in that after pouring the melt of the material of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator more intensively cool the outer layer of the stator and (or) the core of the mold from the side of the mold opposite to the side of the mold with casting hole. 24. Способ по п.18, отличающийся тем, что в период времени с момента окончания заливки расплава материала внутреннего слоя статора в наружный слой статора до момента затвердевания внутреннего слоя статора, пресс-форму встряхивают, например, воздействием ударов или вибрации.24. The method according to p. 18, characterized in that during the period from the moment of pouring the melt of the material of the inner layer of the stator into the outer layer of the stator until the hardening of the inner layer of the stator, the mold is shaken, for example, by shock or vibration. 25. Способ по любому из пп.18-24, отличающийся тем, что после извлечения сердечника пресс-формы из полученного статора к поверхности внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора прикрепляют слой эластомера, при этом на поверхность внутренних винтовых зубьев внутреннего слоя статора наносят слой клея и(или) подготавливают поверхность под прикрепление слоя эластомера, например обезжиривают поверхность, и(или) производят дробеструйную обработку поверхности, и(или) латунируют поверхность. 25. The method according to any one of claims 18-24, characterized in that after removing the mold core from the obtained stator, an elastomer layer is attached to the surface of the internal helical teeth of the inner stator layer, while an adhesive layer is applied to the surface of the internal helical teeth of the inner stator layer and (or) preparing the surface for attachment of the elastomer layer, for example, degreasing the surface, and (or) bead blasting the surface, and (or) brassing the surface.

Images