本發(fā)明涉及一種三螺桿泵襯套，特別是一種高精度高壓三螺桿泵襯套及制造工藝。

背景技術(shù)：

三螺桿泵的特點是流量平穩(wěn)、壓力脈動小、有自吸能力、噪聲低、振動小、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、工作可靠、壽命長、維護(hù)方便和可逆向旋轉(zhuǎn)等。廣泛用于船舶、電力、機(jī)床、電梯、石油產(chǎn)品、起重裝置、動力設(shè)備等作輸送潤滑油、燃料油、液壓油、密封油及冷卻液等。在船舶的潤滑油和燃料油系統(tǒng)已基本上取代了活塞泵和齒輪泵。目前高壓三螺桿泵采用較多的是襯套和從動螺桿采用分段式結(jié)構(gòu)。螺桿襯套和從動螺桿均分為接合面在同一平面的兩段或幾段。由于制造誤差、軸承的磨損以及泵在起動和停機(jī)時從動螺桿會發(fā)生上、下竄動等因素，以及襯套和從動螺桿是固聯(lián)成一體，對中性也不可能完全保持一致，運行時襯套和從動螺桿兩者的接合面若不在同一平面，輕則增大摩擦損失，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致在接合面處“咬死”(即卡死)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種高精度高壓三螺桿泵襯套及制造工藝。本發(fā)明能夠有效的避免因接合面不在同一平面而引起的摩擦損失增大以及螺桿在接合面處易卡死等不良現(xiàn)象；同時本發(fā)明還能夠提高襯套的可靠性，縮小襯套與螺桿之間的配合間隙，減少介質(zhì)泄漏量，提高三螺桿泵的排除壓力。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種高精度高壓三螺桿泵襯套，包括相互配合的上襯套和下襯套，上襯套和下襯套之間的中部設(shè)有螺桿孔組件，螺桿孔組件兩側(cè)分別設(shè)有密封孔，密封孔內(nèi)設(shè)有密封件；所述的螺桿孔組件包括設(shè)置上襯套和下襯套之間的中部位置的主桿孔，主桿孔兩側(cè)設(shè)有從桿孔。

前述的一種高精度高壓三螺桿泵襯套中，所述的上襯套和下襯套均包括襯套主體，襯套主體的接觸面上設(shè)有軸向布置的主桿孔槽，主桿孔槽兩側(cè)分別設(shè)有軸向布置的從桿孔槽，從桿孔槽的外側(cè)設(shè)有軸向布置于襯套主體接觸面上的密封槽。

前述的一種高精度高壓三螺桿泵襯套中，所述密封槽為半圓孔結(jié)構(gòu)，半圓孔結(jié)構(gòu)的孔型以半圓為基礎(chǔ)，半圓兩側(cè)分別設(shè)有對稱布置的接觸面開口；所述的接觸面開口包括偏心圓部分和拋物線部分，偏心圓部分由一個向半圓圓心的下方偏心的偏心圓組成，偏心圓的半徑為半圓的半徑與偏心距之和，拋物線部分由一根向偏心圓外側(cè)延伸的拋物線形成，所述的拋物線的頂點、偏心圓的圓心和半圓的圓心處于同一條直線，且拋物線的一端均與所對應(yīng)的偏心圓相切。

前述的一種高精度高壓三螺桿泵襯套中，所述的拋物線與偏心圓的切點對應(yīng)于縱坐標(biāo)的角度為55^o-65^o，所述的拋物線的脫離角為15^o-20^o，所述的偏心圓部分的開口值與整個接觸面開口的開口值的比例為0.43-0.55。

前述的一種高精度高壓三螺桿泵襯套中，所述的襯套主體兩端設(shè)有固定座，固定座上設(shè)有銷孔，銷孔內(nèi)設(shè)有圓柱銷；所述的襯套主體上還均布有多塊半圓形結(jié)構(gòu)的支撐板。

前述的一種高精度高壓三螺桿泵襯套中，所述的密封件為黃銅棒密封件，黃銅棒密封件的外圓面上涂有高溫密封膠。

實現(xiàn)前述的一種高精度高壓的三螺桿泵襯套的制造工藝中，制作兩個相互配合的上襯套和下襯套，將上襯套和下襯套通過塞規(guī)進(jìn)行定位安裝，并在上襯套和下襯套之間的密封孔內(nèi)放置表面涂有高溫密封膠的密封件，完成襯套的生產(chǎn)制造；上、下襯套在安裝時，采用相應(yīng)尺寸的塞規(guī)分別對主桿孔和從桿孔進(jìn)行定位，伴隨著塞規(guī)的轉(zhuǎn)動慢慢擰緊螺母，螺栓螺母擰緊后，通過將主桿孔和從桿孔的內(nèi)徑與相對應(yīng)塞規(guī)的外徑進(jìn)行比較并計算出相對應(yīng)的差值，差值超出6級圓柱度和平行度形位公差的要求范圍，則重新選擇塞規(guī)尺寸對上襯套和下襯套進(jìn)行重新安裝，直至差值在6級圓柱度和平行度形位公差的要求范圍內(nèi)，再在上襯套和下襯套上開設(shè)銷釘孔，通過圓柱銷對上襯套和下襯套進(jìn)行固定。

前述的一種高精度高壓的三螺桿泵襯套的制造工藝中，所述的上襯套和下襯套的具體制造工藝：在襯套主體上加工一個基準(zhǔn)面，在基準(zhǔn)面上加工螺紋孔；以基準(zhǔn)面為定位面，將襯套鋼材安裝在襯套加工夾具上，襯套加工夾具通過連接軸安裝在4軸加工中心，在襯套主體的接觸面上加工三孔端面和密封槽，并留有0.25-0.40mm的磨削余量，同時在襯套主體兩端的固定座上加工螺栓連接孔，得到粗加工的上襯套；通過上述方法制造一個下襯套；然后將粗加工的上襯套和下襯套用螺栓螺母連接，襯套粗車芯棒穿過主桿孔，對上襯套和下襯套上的支撐板的外圓進(jìn)行粗加工，留1-4mm的切削余量，取出粗車芯棒，拆開上襯套和下襯套；然后根據(jù)基準(zhǔn)面的各個面的分布在磨床水平臺面上擺好磁性等高塊，把上襯套和下襯套以基準(zhǔn)面為定位面分別安裝在磁性等高塊上，用磁性等高塊自身的磁力分別固定住上襯套和下襯套，修正砂輪，分別對上襯套和下襯套進(jìn)行精磨加工，得到上襯套和下襯套的成品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過上襯套和下襯套構(gòu)成的分體式襯套結(jié)構(gòu)來取代傳統(tǒng)的分段式襯套結(jié)構(gòu)，采用分體式襯套結(jié)構(gòu)就不會存在襯套和從動螺桿之間的接合面，進(jìn)而能夠有效的避免因接合面不在同一平面而引起的摩擦損失增大、螺桿在接合面處易“咬死”等不良現(xiàn)象；同時，本發(fā)明通過嚴(yán)格控制上襯套和下襯套的生產(chǎn)工藝，來提高上下襯套的自身的精度，并通過通過專用塞規(guī)對分體式襯套進(jìn)行定位裝配，可以保證襯套內(nèi)的主桿孔和從桿孔的圓柱度和平行度小于6級圓柱度和平行度形位公差的要求，提高襯套整體的可靠性，能夠有效的縮小螺桿和襯套之間的配合間隙，從而減少介質(zhì)的漏損，間接的就可以提高三螺桿泵的排除壓力。采用本發(fā)明工藝加工的襯套，6倍的導(dǎo)程長度加上補(bǔ)償導(dǎo)程可以達(dá)20mpa的排除壓力。綜上所述，本發(fā)明能夠有效的避免因接合面不在同一平面而引起的摩擦損失增大以及螺桿在接合面處易卡死等不良現(xiàn)象；同時本發(fā)明還能夠提高襯套的可靠性，縮小襯套與螺桿之間的配合間隙，減少介質(zhì)泄漏量，提高三螺桿泵的排除壓力。

另外，半圓孔結(jié)構(gòu)的密封槽的孔型以半圓為基礎(chǔ)，在半圓兩側(cè)設(shè)置由偏心圓部分和拋物線部分構(gòu)成的接觸面開口，使得密封膠即使受到密封件的擠壓作用也能夠繼續(xù)保持在密封槽內(nèi)，不會被擠壓到上、下襯套的接觸面上，從而可以降低襯套之間的配合間隙，減少介質(zhì)泄漏，提高密封性能。同時，通過將拋物線的脫離角設(shè)計為15^o-20^o，將偏心圓部分的開口值與整個接觸面開口的開口值的比例控制在0.43-0.55，便于儲存膠水，從而可以提高襯套密封的可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是下襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是上襯套上的密封槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)記為：1-上襯套,2-下襯套,3-螺桿孔組件,4-密封孔,5-密封件,6-襯套主體,7-主桿孔槽,8-從桿孔槽,9-密封槽,10-固定座,11-銷孔,12-支撐板，301-主桿孔,302-從桿孔，y1-半圓，j-接觸面開口，y2-偏心圓部分，p-拋物線部分，g-拋物線與偏心圓的切點對應(yīng)于縱坐標(biāo)的角度，x-拋物線的脫離角，f-偏心距。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

實施例。一種高精度高壓三螺桿泵襯套，構(gòu)成如圖1至圖3所示，包括相互配合的上襯套1和下襯套2，上襯套1和下襯套2之間的中部設(shè)有螺桿孔組件3，螺桿孔組件3兩側(cè)分別設(shè)有密封孔4，密封孔4內(nèi)設(shè)有密封件5；所述的螺桿孔組件3包括設(shè)置上襯套1和下襯套2之間的中部位置的主桿孔301，主桿孔301兩側(cè)設(shè)有從桿孔302。

所述的上襯套1和下襯套2均包括襯套主體6，襯套主體6的接觸面上設(shè)有軸向布置的主桿孔槽7，主桿孔槽7兩側(cè)分別設(shè)有軸向布置的從桿孔槽8，從桿孔槽8的外側(cè)設(shè)有軸向布置于襯套主體6接觸面上的密封槽9。

所述密封槽9為半圓孔結(jié)構(gòu)，半圓孔結(jié)構(gòu)的孔型以半圓y1為基礎(chǔ)，半圓y1兩側(cè)分別設(shè)有對稱布置的接觸面開口j；所述的接觸面開口j包括偏心圓部分y2和拋物線部分p，偏心圓部分y2由一個向半圓圓心的下方偏心的偏心圓組成，偏心圓的半徑為半圓的半徑與偏心距之和，拋物線部分p由一根向偏心圓外側(cè)延伸的拋物線形成，所述的拋物線的頂點、偏心圓的圓心和半圓的圓心處于同一條直線，且拋物線的一端均與所對應(yīng)的偏心圓相切。

所述的拋物線與偏心圓的切點對應(yīng)于縱坐標(biāo)的角度g為55^o-65^o，所述的拋物線的脫離角x為15^o-20^o，所述的偏心圓部分y2的開口值與整個接觸面開口j的開口值的比例為0.43-0.55。

所述的襯套主體6兩端設(shè)有固定座10，固定座10上設(shè)有銷孔11，銷孔11內(nèi)設(shè)有圓柱銷；所述的襯套主體6上還均布有多塊半圓形結(jié)構(gòu)的支撐板12。

所述的密封件5為黃銅棒密封件，黃銅棒密封件的外圓面上涂有密封膠。

所述的接觸面指的是上下襯套相接觸的那一面。

所述設(shè)置在上襯套上的密封槽的半圓孔結(jié)構(gòu)的孔型的制造過程，在半圓的基礎(chǔ)上，作一個圓心向下偏移的偏心圓，偏心圓的半徑為半圓的半徑與偏心距之和，構(gòu)成如圖3所示，實現(xiàn)孔型的第一次外擴(kuò)，然后在此偏心圓的基礎(chǔ)上繼續(xù)作兩段分別向左下方和右下方延伸的拋物線，拋物線的頂點位于基圓圓心的上方，開口朝下，實現(xiàn)孔型的第二次外擴(kuò)，這樣就在半圓的兩側(cè)形成接觸面開口。

偏心圓部分主要用于保護(hù)密封件，以及儲存密封膠。拋物線部分可以防止密封膠受擠壓流出密封槽，使得密封膠在受擠壓時往密封槽內(nèi)部流動，減少密封膠的泄漏。

所述設(shè)置在下襯套上的密封槽的半圓孔結(jié)構(gòu)的孔型的制造過程，在半圓的基礎(chǔ)上，作一個圓心向上偏移的偏心圓，偏心圓的半徑為半圓的半徑與偏心距之和，實現(xiàn)孔型的第一次外擴(kuò)，然后在此偏心圓的基礎(chǔ)上繼續(xù)作兩段分別向左上方和右上方延伸的拋物線，拋物線的頂點位于基圓圓心的下方，開口朝上，實現(xiàn)孔型的第二次外擴(kuò)，這樣就在半圓的兩側(cè)形成接觸面開口。

所述的主桿孔槽7的截面為襯套主體中心為圓心，半徑為35mm的半圓形結(jié)構(gòu)；所述的從桿孔槽8的截面為以主桿孔槽7的圓心向左或向右偏移40-45mm、半徑為20-22mm的偏心半圓結(jié)構(gòu)。從桿孔槽8和主桿孔槽7相交處設(shè)有半徑為1-2mm的導(dǎo)圓角，且從桿孔槽7與半圓柱襯套主體6的水平接觸面的相交處設(shè)有半徑為1mm的倒圓角。

一種高精度高壓的三螺桿泵襯套的制造工藝，制作兩個相互配合的上襯套和下襯套，將上襯套和下襯套通過塞規(guī)進(jìn)行定位安裝，并在上襯套和下襯套之間的密封孔內(nèi)放置表面涂有高溫密封膠的密封件，完成襯套的生產(chǎn)制造；上、下襯套在安裝時，采用相應(yīng)尺寸的塞規(guī)分別對主桿孔和從桿孔進(jìn)行定位，伴隨著塞規(guī)的轉(zhuǎn)動慢慢擰緊螺母，螺栓螺母擰緊后，通過將主桿孔和從桿孔的內(nèi)徑與相對應(yīng)塞規(guī)的外徑進(jìn)行比較并計算出相對應(yīng)的差值，差值超出6級圓柱度和平行度形位公差的要求范圍，則重新選擇塞規(guī)尺寸對上襯套和下襯套進(jìn)行重新安裝，直至差值在6級圓柱度和平行度形位公差的要求范圍內(nèi)，再在上襯套和下襯套上開設(shè)銷釘孔，通過圓柱銷對上襯套和下襯套進(jìn)行固定。

所述的上襯套和下襯套的具體制造工藝：在襯套主體上加工一個基準(zhǔn)面，在基準(zhǔn)面上加工螺紋孔；以基準(zhǔn)面為定位面，將襯套鋼材安裝在襯套加工夾具上，襯套加工夾具通過連接軸安裝在4軸加工中心，在襯套主體的接觸面上加工三孔端面和密封槽，并留有0.25-0.40mm的磨削余量，同時在襯套主體兩端的固定座上加工螺栓連接孔，得到粗加工的上襯套；通過上述方法制造一個下襯套；然后將粗加工的上襯套和下襯套用螺栓螺母連接，襯套粗車芯棒穿過主桿孔，用芯棒進(jìn)行定位加工，對上襯套和下襯套上的支撐板的外圓進(jìn)行粗加工，留1-4mm的切削余量，取出粗車芯棒，拆開上襯套和下襯套；然后根據(jù)基準(zhǔn)面的各個面的分布在磨床水平臺面上擺好磁性等高塊，把上襯套和下襯套以基準(zhǔn)面為定位面分別安裝在磁性等高塊上，用磁性等高塊自身的磁力分別固定住上襯套和下襯套，修正砂輪，分別對上襯套和下襯套進(jìn)行精磨加工，得到上襯套和下襯套的成品。

6級圓柱度和平行度形位公差的要求即主桿孔和從桿孔的圓柱度和平行度小于0.01mm。

本發(fā)明的工作過程：高精度高壓襯套主要包括上襯套1和下襯套2。其中上襯套1和下襯套2接合面設(shè)有軸向的密封孔4，密封孔4中安裝有黃銅棒密封件，黃銅棒密封件外圓涂有高溫密封膠。上襯套1和下襯套2先通過連接螺栓螺母連接在一起時，中間三孔安裝有從桿孔塞規(guī)和主桿孔塞規(guī)，其中從桿孔塞規(guī)和主桿孔塞規(guī)有多組不同的尺寸，根據(jù)上、下襯套的三孔尺寸配選。安裝時，轉(zhuǎn)動從桿孔塞規(guī)和主桿孔塞規(guī)，慢慢擰緊連接螺栓螺母，直到擰緊螺栓螺母，還能轉(zhuǎn)動從桿孔塞規(guī)和主桿孔塞規(guī)為止。取出從桿孔塞規(guī)和主桿孔塞規(guī)，用千分表測量從桿和主桿內(nèi)孔尺寸，和塞規(guī)外徑比較，差值是否在范圍內(nèi)，超出則換另一組尺寸范圍內(nèi)的塞規(guī)重新安裝；差值在范圍內(nèi)則打銷孔，裝上圓柱銷。

高精度高壓的上、下襯套具體加工方式如下：

上襯套1孔面朝下，粗加工基準(zhǔn)面，再精加工基準(zhǔn)面，最后用砂輪磨削基準(zhǔn)面各個面，保證基準(zhǔn)面的各個面平面度符合要求。

打基準(zhǔn)面各個面的連接螺紋孔。

以基準(zhǔn)面為定位面，將上襯套1安裝在襯套加工專用夾具上，襯套加工專用夾具再通過襯套加工專用夾具連接軸安裝在4軸加工中心上，通過襯套專用加工程序加工上襯套1的三孔端面和密封槽，留磨削余量用于精加工，鉆好螺栓連接孔。

用同樣的方式按上述步驟加工下襯套2.

將上襯套1和下襯套2用連接螺栓螺母連接在一起，中間主桿孔穿過襯套粗車芯棒，粗加工上襯套1和下襯套2與泵體配合安裝的外圓，留一定余量。

將上襯套1和下襯套2粗車好后，取出粗車芯棒，拆開上襯套1和下襯套2。在磨床水平臺面上根據(jù)上襯套1基準(zhǔn)面各個面的分布擺好磁性等高塊，把上襯套1以基準(zhǔn)面為定位面安裝在磁性等高塊上，用磁性等高塊自身的磁力固定住上襯套1，修正砂輪，精磨加工上襯套1。以此方法加工下襯套2。