ЛИТЬЕВАЯ ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТАТОРОВ ВИНТОВЫХ ГЕРОТОРНЫХ ГИДРОМАШИН (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемые варианты полезной модели относятся к области буровой техники и предназначены для изготовления методом литьевого прессования резинометаллических статоров винтовых героторных гидромашин (винтовых забойных двигателей для бурения нефтяных и газовых скважин и винтовых насосов для перекачивания жидкости).
Известна литьевая пресс-форма для изготовления резинометаллических статоров винтовых забойных двигателей (патент РФ №1220251, В29С 35/02, 45/14, 45/27 // B29L 31:08), содержащая концентрично установленные и образующие заливочную полость трубчатый корпус статора и сердечник с многозаходными винтовыми зубьями и заливочной головкой, в которой выполнены центральный и литьевые каналы.
Недостатком известной пресс-формы является невозможность изготовления статоров с резиновой обкладкой равномерной толщины с корпусом с внутренними винтовыми зубьями, так как во время сборки зубья сердечника не ориентируются относительно винтовых зубьев корпуса, а сердечник в корпусе во время заливки не зафиксирован от проворота относительно корпуса статора.
Достижение точной установки зубьев сердечника относительно винтовых зубьев корпуса статора и исключение проворота сердечника необходимы для равномерного расположения поверхности зубьев сердечника относительно поверхности зубьев корпуса статора для изготовления статора с равномерной толщиной резиновой обкладки.
Техническим результатом предлагаемых вариантов полезной модели является создание пресс-формы, позволяющей изготовлять статора винтовых героторных гидромашин с обеспечением точной установки в пресс-форме сердечника с многозаходными винтовыми зубьями относительно внутренних винтовых зубьев корпуса статора и исключения проворота сердечника относительно корпуса статора во время заливки резиной формовочной полости. Дополнительным техническим результатом является упрощение установки сердечника в корпус статора.
Указанный технический результат достигается тем, что в литьевой пресс-форме для изготовления резинометаллических статоров винтовых героторных гидромашин, включающей сердечник, содержащий литьевые каналы и многозаходные винтовые зубья, установленный внутри корпуса статора с внутренними винтовыми зубьями, согласно полезной модели., по первому варианту новым является то, что сердечник содержит по меньшей мере, один винтовой паз, а корпус статора содержит, по меньшей мере, один штифт, причем винтовой паз сердечника выполнен по винтовой линии с шагом, равным шагу винтовой линии многозаходных винтовых зубьев сердечника; по второму варианту новым является то, что на поверхности зубьев сердечника выполнена по меньшей мере одна бобышка, расположенная в зоне внутренних винтовых зубьев корпуса статора; по третьему варианту новым является то, что на винтовой поверхности внутренних винтовых зубьев корпуса статора выполнена по меньшей мере одна бобышка, расположенная в зоне многозаходных винтовых зубьев сердечника.
Кроме того, нижняя часть сердечника может содержать роликовую втулку.
По первому варианту, в отличие от прототипа, сердечник пресс-формы содержит, по меньшей мере, один винтовой паз, выполненный по винтовой линии с шагом, равным шагу винтовой линии многозаходных винтовых зубьев сердечника, а корпус статора содержит, по меньшей мере один штифт, что позволяет при монтаже пресс-формы установку сердечника в корпус статора осуществить вращением сердечника относительно корпуса статора, при этом достигается точная установка многозаходных винтовых зубьев сердечника относительно внутренних винтовых зубьев корпуса статора, а при заливке формовочной полости резиной сердечник зафиксирован от проворота, что способствует предохранению от нарушения заданной точности установки многозаходных винтовых зубьев сердечника и корпуса статора относительно друг друга.
По второму варианту, в отличие от прототипа, на поверхности многозаходных винтовых зубьев сердечника выполнена, по меньшей мере, одна бобышка, расположенная в зоне внутренних винтовых зубьев корпуса статора, и при установке сердечника внутрь корпуса статора, бобышка контактирует с внутренними винтовыми зубьями корпуса статора, при этом достигается точная установка винтовых зубьев сердечника относительно внутренних винтовых зубьев корпуса статора, а при заливке формовочной полости резиной сердечник зафиксирован от проворота, что способствует предохранению от нарушения заданной точности установки многозаходных винтовых зубьев сердечника и корпуса статора относительно друг друга.
По третьему варианту, в отличие от прототипа, на винтовой поверхности зубьев корпуса статора выполнена, по меньшей мере, одна бобышка, расположенная в зоне многозаходных винтовых зубьев сердечника, и при установке сердечника внутрь корпуса статора, бобышка контактирует с многозаходными винтовыми зубьями корпуса сердечника, при этом происходит точная установка многозаходных винтовых зубьев сердечника относительно винтовых зубьев корпуса, а при заливке формовочной полости резиной сердечник зафиксирован от проворота, что способствует предохранению от нарушения заданной точности установки многозаходных винтовых зубьев сердечника и корпуса статора относительно друг друга.
Кроме того, использование роликовой втулки, установленной в нижней части сердечника, позволяет упростить установку сердечника в корпус за счет придания сердечнику вращения при вводе в корпус статора, предохраняя многозаходные винтовые зубья сердечника от соприкосновения с внутренними винтовыми зубьями корпуса статора.
Выполнение вариантов полезной модели с указанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками позволит получить литьевую пресс-форму (варианты) с достижением точной установки многозаходных винтовых зубьев сердечника относительно внутренних винтовых зубьев корпуса статора и исключить проворот сердечника в корпусе статора при заливке резиной формовочной полости.
На фиг.1 показан общий вид литьевой пресс-формы в продольном разрезе (первый вариант).
На фиг.2 показан поперечный разрез литьевой пресс-формы в увеличенном масштабе в месте расположения штифта (сечение А-А на фиг.1).
На фиг.3 показана верхняя часть сердечника пресс-формы в увеличенном масштабе в месте расположения винтового паза (вид Б на фиг.1).
На фиг.4 показан общий вид варианта пресс-формы в продольном разрезе с выполненной бобышкой на винтовой поверхности зубьев сердечника (второй вариант).
На фиг.5 показан поперечный разрез варианта пресс-формы в увеличенном масштабе (сечение В-В на фиг.4).
На фиг.6 показан общий вид варианта пресс-формы в продольном разрезе с выполненной бобышкой на винтовой поверхности зубьев статора (третий вариант).
На фиг.7 показан поперечный разрез варианта пресс-формы в увеличенном масштабе (сечение Г-Г на фиг.6).
На фиг.8 показана нижняя часть пресс-формы в увеличенном масштабе с установленной роликовой втулкой.
По первому варианту литьевая пресс-форма для изготовления армированных резинометаллических статоров (Фиг.1-Фиг.3) содержит сердечник 1 с многозаходными винтовыми зубьями 2. В верхней части сердечника выполнена заливочная часть с литьевыми каналами Д и Е.
Сердечник 1 установлен в корпусе статора 3 с внутренними винтовыми зубьями 4, при этом поверхность многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 должна быть равномерно расположена относительно поверхности внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3. Шаг винтовой линии внутренних винтовых зубьев 4 равен шагу многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1. Сердечник 1 закреплен в корпусе статора 3 от осевых перемещений при помощи втулки 5 и гайки 6.
Корпус статора 3 содержит, по меньшей мере, один штифт 7, выполненный, например, в виде болта и закрепленный в корпусе статора 3 посредством, например, резьбы. В верхней части сердечника 1 выполнен, по меньшей мере, один винтовой паз 8, сопряженный со штифтом 7. Увеличение количества пазов 8 и штифтов 7 способствует увеличению нагрузочной способности пресс-формы, препятствующей провороту сердечника 1 относительно корпуса статора 3 во время заливки формовочной полости. Винтовой паз 8 выполнен по винтовой линии с шагом, равным шагу многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 и внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3.
Винтовой паз 8 и штифт 7 размещены таким образом, чтобы при их сопряжении вершины многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 располагались во впадинах внутренних винтовых зубьев 4, для этого, например, расстояние Ж, от оси штифта 7 и впадины винтового паза 8 до любой вершины внутреннего винтового зуба 4 корпуса статора 3, выполняют кратно осевому шагу И многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 и внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3.
Корпус статора 3 со своими внутренними винтовыми зубьями 4 образует с сердечником 1 формовочную полость К равномерной толщины.
Второй вариант литьевой пресс-формы показан на Фиг.4 и Фиг.5. Этот вариант отличается от вышеописанного технического решения тем, что на поверхности многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 выполнена, по меньшей мере, одна бобышка 12, расположенная в зоне внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3. Бобышка 12 прикреплена к многозаходным винтовым зубьям 2 сердечника 1, например, при помощи сварки. Увеличение количества бобышек 12 способствует увеличению нагрузочной способности пресс-формы, препятствующей провороту сердечника 1 относительно корпуса статора 3 во время заливки формовочной полости К резиной.
Третий вариант литьевой пресс-формы показан на Фиг.6 и Фиг.7. Этот вариант отличается от вышеописанных технических решений тем, что на винтовой поверхности внутренних зубьев 4 корпуса статора 3 выполнена, по меньшей мере, одна бобышка 13, прикрепленная к внутренним винтовым зубьям 4 при помощи, например, сварки и расположенная в зоне многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1. Увеличение количества бобышек 13 способствует увеличению нагрузочной способности пресс-формы, препятствующей провороту сердечника 1 относительно корпуса статора 3 во время заливки формовочной полости К резиной.
Кроме того, при монтаже пресс-формы (фиг.8) к нижней ее части, например, при помощи резьбы крепится роликовая втулка 9 с закрепленными на ней роликами 10. Роликовую втулку 9 на сердечнике 1 крепят таким образом, чтобы расстояние Л от оси роликов 10 до любой вершины зубьев 2 сердечника 1 было кратно осевому шагу И зубьев 2 и 4. Регулировку выполняют при помощи, например, шайбы 11.
Литьевая пресс-форма для изготовления резинометаллических статоров работает следующим образом.
Сердечник 1 освобождают от втулки 5 и гайки 6. Корпус статора 3 с нанесенным на его внутреннюю поверхность клеем закрепляют вертикально штифтом 7 вверх. Медленно вводят сердечник 1 в корпус статора 3, чтобы внутренние винтовые зубья 4 корпуса статора 3 не соприкасались с многозаходными винтовыми зубьями 2 сердечника 1 с целью недопущения переноса клея с зубьев 4 корпуса статора 3 на многозаходные винтовые зубья 2 сердечника 1.
При установке верхней части сердечника 1 в корпус статора 3 совмещают винтовой паз 8 со штифтом 7 и продолжают вводить сердечник 1 в корпус статора 3, при этом ориентация многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 относительно внутренних винтовых зубьев 4 происходит за счет выполненного по винтовой линии винтового паза 8, сопряженного со штифтом 7.
Устанавливают на сердечник 1 втулку 5 и закрепляют гайкой 6.
Собранную литьевую пресс-форму устанавливают на стол литьевого пресса (на фиг. не показан). Через литьевые каналы Д и Е разогретую резиновую смесь подают под давлением в формовочную полость К между корпусом статора 3 и сердечником 1.
Особенностью работы предлагаемой по первому варианту пресс-формы является то, что при заливке резиной, вращающие моменты, действующие на сердечник 1 пресс-формы, воспринимаются штифтом 7, входящим в паз 8 сердечника 1, поэтому не нарушается установленная ориентация многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 относительно внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3 и сердечник 1 зафиксирован от проворота.
Выполненный по винтовой линии винтовой паз 8 способствует точной ориентацией зубьев 2 сердечника 1 относительно внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3 во время монтажа пресс-формы, при этом обеспечивается равномерная формовочная полость К.
Разборка пресс-формы осуществляется следующим образом.
Удаляют гайку 6 и втулку 5. Пресс-форму устанавливают на протяжной станок. Корпус статора 3 фиксируют, а сердечник 1 вытягивают.
Работа по второму варианту литьевой пресс-формы аналогична вышеописанной конструкции. Ориентация многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 относительно внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3 происходит за счет выполненной на поверхности многозаходных зубьев 2 сердечника 1 бобышки 12 с обеспечением равномерной формовочной полости К.
Работа по третьему варианту литьевой пресс-формы аналогична вышеописанного второго варианта. Ориентация многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 относительно внутренних зубьев 4 корпуса статора 3 происходит за счет выполненной на поверхности внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3 бобышки 13. При этом обеспечивается точная ориентация многозаходных винтовых зубьев 2 сердечника 1 относительно внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3 и исключен проворот сердечника, формовочная полость К равномерная.
Достигаемый технический результат вариантов литьевой пресс-формы, описанных выше, одинаков.
Для облегчения и ускорения сборки пресс-формы на конце сердечника 1 закрепляют роликовую втулку 9, ролики 10 которой установлены во впадины внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3. При вводе сердечника 1 в корпус статора 3 роликовая втулка 9 придает вращение сердечнику 1 за счет роликов 10, установленных во впадинах внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3.
Благодаря обеспечению на роликовой втулке 9 расстоянию Л, кратному осевому шагу многозаходных зубьев 2 сердечника 1, сердечник 1 вводится в корпус статора 3 с поворотом, при этом поверхность многозаходных зубьев 2 сердечника 1 не соприкасается с поверхностью внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3, что способствует предохранению поверхности многозаходных зубьев 2 сердечника 1 от переноса клея с внутренних винтовых зубьев 4 корпуса статора 3 на поверхность многозаходных зубьев 2.
После установки сердечника 1 в корпус статора 3 роликовую втулку 9 с шайбой 11 демонтируют.
Таким образом, предлагаемые варианты полезной модели литьевой пресс-формы для изготовления резинометаллических статоров винтовых героторных гидромашин с указанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками обеспечивают точную установку сердечника с многозаходными винтовыми зубьями относительно внутренних винтовых зубьев корпуса статора при монтаже и исключают проворот сердечника относительно корпуса статора при заливке формовочной полости резиной.