一种泥浆泵曲轴的制作方法

本实用新型属于泥浆泵零件领域，具体涉及泥浆泵曲轴。

背景技术：

单作用往复式泥浆泵广泛用于石油行业中，而其曲轴是往复式泥浆泵的最关键的传动部件。基于泥浆泵恶劣的使用环境及复杂的工况，要求其曲轴必须具有较高的强度、刚性、抗冲击性、抗疲劳性能，及良好的综合机械性能，以确保泥浆泵安全可靠地运行。

专利号为：ZL200820091398.4，专利名称为“一种泥浆泵曲轴的中国实用新型专利”中，公开了一种一次铸造成型的空心泥浆泵曲轴，该种空心泥浆泵具有重量轻的优点，但其偏心较大，不易装夹、加工，加工精度很难保证；质心偏离较大，动不平衡较为严重，运行噪音大；曲轴强度、韧性、抗冲击性能较差，使用寿命较低。

专利号为：CN 104675690 A，专利名称为“一种泥浆泵曲轴及其制造方法”中，公开了一种组装式泥浆泵曲轴，该曲轴由直轴部分和轮毂部分。直轴部分包括直轴和第一个偏心拐，轮毂部分包括第二个、第三个偏心拐，直轴和轮毂通过键联接套装而成。该曲轴的优点是加工工艺性、强度、韧性较空心泥浆泵曲轴有所提高，但分组加工的工艺性仍未明显改善，轮毂及两个偏心拐采用铸件，其脆性较大，抗冲击性能较差，使用寿命也未明显改观。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，为了解决现有技术中的不足，提供一种加工工艺性好，能够采用锻造工艺加工，显著提高整体强度、刚度、韧性、抗冲击性能、抗疲劳性、综合机械性能，重量轻，制造工艺简单，磨损小，传动效率高，使用寿命长，安全可靠泥浆泵曲轴。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种泥浆泵曲轴，包括主轴，在所述的主轴上设有轮毂，在所述的主轴上间隔设置有至少三个偏心曲拐，在所述的偏心曲拐上设有一级偏心轮，所述的一级偏心轮和主轴为一个整体，在所述的一级偏心轮上套设有随一级偏心轮运动的二级偏心轮。

在所述的一级偏心轮和二级偏心轮之间设有传递转矩和运动的连接件。

所述的偏心曲拐、一级偏心轮和二级偏心轮的最远点在横截面上的连线通过主轴轴线且处于主轴轴线同一侧。

在所述的二级偏心轮上设有安装孔，所述的安装孔与一级偏心轮过盈配合，在所示的一级偏心轮外圆周上设有定位二级偏心轮的定位台，在所述的安装孔内设有与所述定位台配合的限位台。

在所述的一级偏心轮和二级偏心轮上均设有相匹配的安装槽，所述的连接件设在所述的安装槽内。

所述的一级偏心轮和二级偏心轮上的安装槽组成销孔，所述的连接件为螺栓销，所述的连接件将所述的一级偏心轮和二级偏心轮定位紧固。

所述的安装槽为键槽，所述的连接件为键。

所述的安装槽设有两个。

所述的轮毂包括轮毂台肩和轮毂主体，所述的轮毂台肩与所述的主轴为一个整体，所述的轮毂主体通过螺栓固定在轮毂台肩上。

在所述的二级偏心轮外圆周边缘设有连接螺孔，在所示的连接螺孔上安装有限位轴承的挡片，所述的挡片设置若干片。

采用上面所述的结构，由于曲轴上的偏心轮是组合方式安装的，一级偏心轮的偏心距较小和曲轴可以整体通过锻造成型，而二级偏心轮单独加工也可以通过锻造成型，二级偏心轮套设到一级偏心轮上，通过偏心距的叠加能达到规定的偏心距，从而满足规定的偏心距要求，在主轴上还设有偏心曲拐进一步增加偏心距，使得达到规定的偏心距更容易实现，传统只能采用铸造工艺实现规定的偏心距，采用本实用新型的组合结构可以使用锻造工艺实现曲轴的加工同时满足偏心距的要求，相对于铸件提高了整个曲轴的机械性能，轮毂上的轮毂台肩与主轴也是整体锻造成型，使得整体强度更好。采用上面结构的曲轴：强度、刚度、韧性、抗冲击性能、抗疲劳性、综合机械性能明显提高；结构简单，重量轻；耐磨性好，噪音低；使用寿命长，安全可靠；工艺简单，制造费用低。

附图说明

图1为本实用新型结构图。

图2为本实用新型爆炸图。

图3为本实用新型主轴结构图。

图4为本实用新型主轴剖视图。

图5为本实用新型二级偏心轮实施例1结构图。

图6为本实用新型二级偏心轮实施例1剖视图。

图7为本实用新型二级偏心轮实施例2结构图。

图8为本实用新型二级偏心轮实施例2剖视图。

图9为本实用新型轮毂主体结构图。

图10为本实用新型挡片结构图。

具体实施方式

如图1和2所示的泥浆泵曲轴从整体结构上来说包括主轴1，在主轴1上间隔设置有若干偏心曲拐1-1，在各偏心曲拐1-1位置均设有一级偏心轮1-2，在各一级偏心轮1-2上均套设有二级偏心轮3，在主轴1上还设有轮毂2，轮毂2用来安装齿轮，通过齿轮与外部动力设备连接传输动力使主轴1运动从而实现曲轴的工作。

如图3和4所示的主轴1，主轴1上间隔设置有偏心曲拐1-1，在偏心曲拐1-1的位置处设有一级偏心轮1-2，该实施例中偏心曲拐1-1设置有三个，但是也不排除设置更多的偏心曲拐1-1，同样每个偏心曲拐1-1的位置均设置一级偏心轮1-2，在主轴1上的偏心曲拐1-1排布是绕主轴1轴线均布的，即所有偏心曲拐1-1在主轴1轴向方向上的投影是以主轴1旋转中心为圆心圆形阵列整个圆周，如图中给出的三个偏心曲拐1-1的实施例则等分圆周120°均布，如果为5个偏心曲拐1-1则等分圆周72°均布，以此类推至更多。一级偏心轮1-2设置在偏心曲拐1-1位置，并保持一级偏心轮1-2上的最远点(偏心曲拐的最远点、一级偏心轮的最远点和二级偏心轮的最远点就是指：它们各自外圆周上相对于曲轴旋转轴心距离最远的点)和偏心曲拐1-1上最远点保持一致，即横截面上一级偏心轮1-2的最远点和偏心曲拐1-1的最远点连线通过旋转中心且位于主轴轴线同一侧，上面所述的结构中主轴1、偏心曲拐1-1以及一级偏心轮1-2均为一个整体，采用锻造工艺加工成型，满足更高的机械性能。在主轴1上还设有轮毂2，在图中给出的实施例中轮毂2包括轮毂台肩1-3和轮毂主体2-1，轮毂台肩1-3设在主轴1上与主轴1为一个整体，也采用锻造工艺加工成型。图9给出的轮毂主体2-1结构图，该实施例中轮毂台肩1-3上设有螺栓连接孔呈法兰结构，轮毂主体2-1通过螺栓固定连接到轮毂台肩1-3上，当然除了螺栓连接还可以采用焊接、铆接等传统连接方式，图中给出的实施例是将齿轮设在轮毂主体2-1上，除了上面的实施例轮毂2可以是一个整体，齿轮直接设在轮毂2上。本实施例中轮毂台肩1-3和主轴1为一个整体，同理如果轮毂2为一个整体，则轮毂2和主轴1为一个整体；但不排除轮毂2和主轴1是分别加工的情况，通过焊接或其他形式的链接方式将轮毂2固定到主轴上的这种实施例。

如图5所示的二级偏心轮3上设有安装孔3-1，安装孔3-1和一级偏心轮1-2配套使二级偏心轮3安装到一级偏心轮1-2上，该实施例中安装孔3-1和一级偏心轮1-2是过盈配合，可以采用热套技术将二级偏心轮3套设到一级偏心轮1-2上，也不排除采用其他装配方法将二级偏心轮3套设到一级偏心轮1-2上；同样除了该实施例中的配合方式，不采用过盈配合时二级偏心轮3套设到一级偏心轮1-2上后可以通过焊接将两者固定到一起。为了定位二级偏心轮3在一级偏心轮1-2上的安装位置，如图6所示在二级偏心轮3上设有限位台3-11，如图3和4所示在一级偏心轮1-2上设有定位台1-21，当二级偏心轮3套在一级偏心轮1-2上以后定位台1-21阻挡限位台3-11使二级偏心轮3处于理想位置保持定位，当然除了该实施例外，也可以不采用限位台3-11和定位台1-21的结构，使用特殊的夹具或者惯用的定位方式来实现二级偏心轮3的安装定位。由于是在二级偏心轮3装设轴承的，所以为了防止轴承轴向移动在二级偏心轮3上设置挡片6，在二级偏心轮3上设置连接螺孔3-2，挡片6通过连接螺孔3-2安装到二级偏心轮3上，挡片6可以是一整块也可以是由若干块组成如图10所示的结构，在挡片6上设孔与连接螺孔3-2配合通过螺钉将挡片在安装到二级偏心轮3上，若干块挡片6安装到二级偏心轮3上以后组成一个完整的限位轴承的部件。图5和图6为一种实施例的二级偏心轮3结构，图7和图8为另一种实施例的二级偏心轮3结构，两种二级偏心轮3的区别在于图5中二级偏心轮3两侧均安装挡片6，该实施例中二级偏心轮3外圆周表面平整，而图7中的二级偏心轮3只有一侧安装挡片6，另一侧上设有挡环3-3，挡环3-3和二级偏心轮3是一个整体；采用设有挡环3-3的二级偏心轮3更方便安装，而且在靠近轮毂2的二级偏心轮3近轮毂2的一侧于不方便安装挡片6所以设置挡环3-3，同样当有一侧挡片6安装比较困难时就采用该设有挡环3-3结构的二级偏心轮3。但是由于加工带有挡环3-3的二级偏心轮3比较难，所以在实际安装中可以针对安装挡片6较困难位置的二级偏心轮3加工带有挡环3-3的，而其余安装挡片6比较方便的二级偏心轮3则只需采用图5所示的那种实施例的二级偏心轮3就可以，当然批量加工同样的二级偏心轮3成本更低，所以也可以在整个曲轴上均安装同样结构二级偏心轮3。

一级偏心轮1-2和二级偏心轮3装配好后它们各自的最远点保持一致，即横截面上一级偏心轮1-2的最远点和二级偏心轮3的最远点连线通过旋转中心且位于主轴轴线同一侧，结合一级偏心轮1-2和偏心曲拐1-1的位置关系可以得出，偏心曲拐1-1、一级偏心轮1-2和二级偏心轮3各自的最远点保持一致，即横截面上它们三者的最远点连线为一条直线通过旋转中心且位于主轴轴线同一侧。如图1和图2所示由于一级偏心轮1-2和二级偏心轮3是装配起来的，不是一个整体，所以除了上面给出的将它们焊接到一起的这种实施例外它们之间传递动力和转矩是就需要一个部件来实现，即使过盈配合可以实现它们同时转动，但是外加负载时就有可能松动，所以在一级偏心轮1-2和二级偏心轮3之间设置连接件4，如图1和2所示的本实施例中在一级偏心轮1-2和二级偏心轮3之间设置螺栓销充当连接件4，所以为了安装连接件4，需要在一级偏心轮1-2和二级偏心轮3上均设置安装槽5，图中给出的实施例可以看出一级偏心轮1-2上的安装槽5和二级偏心轮3上的安装槽5组合后会形成一个销孔，这样连接件4为螺栓销时设置在安装槽5内就如同设置在销孔内一样，通过紧固螺栓销将一级偏心轮1-2和二级偏心轮3边缘定位，防止二级偏心轮3在工作过程中左右移动；当然连接件4除了采用螺栓销还可以采用键，这样安装槽5就可以设为键槽结构。由于二级偏心轮3和一级偏心轮1-2通过热套工艺过盈配合，而且在工作中二级偏心轮3在轴向上基本不会有什么载荷，所以可以不用将二级偏心轮3两侧夹紧来防止它左右移动，所以采用键传动连接也是可以满足要求的。图中给出实施例是拥有两个安装槽5，同样，连接件4也设置两个，这样工作时候更可靠。图中安装槽5设置在一级偏心轮1-2最远点附近，是因为有足够的空间来加工安装槽5。

图中给出的实施例为三个偏心轮的结构，在实际生产中也可能采用到更多的偏心轮结构，所以这里以三个偏心轮为基础来说明安装问题的解决：靠近两侧的一级偏心轮1-2外径要比靠近中部的一级偏心轮1-2外径要小，原因是当安装中部位置的二级偏心轮3时要使二级偏心轮3通过最外侧一级偏心轮1-2。在实际操作过程中，通过减小靠近两侧的一级偏心轮1-2外径，和增大中部二级偏心轮3内孔直径来达到目的。以本申请图中给出的实施例可以看出：轮毂2设在中部位置，其中一侧只有一个二级偏心轮3；另一侧则有两个二级偏心轮3，所以在设有两个二级偏心轮3这一侧靠轮毂2这一端的一级偏心轮1-2要比靠主轴1端部的一级偏心轮1-2外径大。按照上面的结果可以推及有更多二级偏心轮3的曲轴中，以轮毂2为参考，轮毂2同侧的相邻两个一级偏心轮1-2，靠近轮毂2的一级偏心轮1-2要比远离轮毂2的一级偏心轮1-2外径大一些。轮毂2可以设置在中部位置，也可以设置在主轴1一端，如果轮毂2是本实施例的组合结构而且轮毂2设在主轴中部位置，则安装的时候需要先安装轮毂主体2-1再安装二级偏心轮3，如果轮毂设置在主轴端部位置，则视情况而定：轮毂主体2-1如果不需要穿过各一级偏心轮1-2则安装轮毂主体2-1和安装二级偏心轮3没有先后之分，如果安装轮毂主体2-1时需要穿过一级偏心轮1-2则需要首先安装轮毂主体2-1再安装二级偏心轮3。

综上所述，上面给出的实施例只是一种实施例，不排除通过这种结构衍生出来的其他结构：如更多的二级偏心轮3；在二级偏心轮3上继续套设三级偏心轮这样的结构等，均在本实用新型的保护范围之内。