耐腐蚀的罗茨转子的制造方法及耐腐蚀的罗茨转子

摘要

本申请公开了一种耐腐蚀的罗茨转子的制造方法及耐腐蚀的罗茨转子，耐腐蚀的罗茨转子的制造方法包括：制作一体成型的芯轴，并将芯轴的轴向两端进行加工形成两端轴、未被加工的中间部分为转子主体的芯轴主体，端轴的横截面积小于芯轴主体的横截面积；将转子主体的芯轴主体置于一型面模具的成型腔内，向型面模具的成型腔内注入防腐材料，防腐材料固化后在芯轴主体的外表面形成面壳；对型面模具进行脱模，形成由转子主体和面壳构成的罗茨转子。由于芯轴主体的横截面积大于端轴的横截面积，无须焊接得到具有较大横截面的芯轴主体，并在芯轴主体外注塑成型防腐面壳，脱模后得到的耐腐蚀的罗茨转子既不存在因高频振动而使焊接部位疲劳开裂的现象，又兼具防腐性能。

说明书

技术领域

本申请涉及转子制造技术领域，具体涉及一种耐腐蚀的罗茨转子的制造方法及耐腐蚀的罗茨转子。

背景技术

罗茨泵是一种容积式回转泵，可用于获得干燥、低污染的高真空环境、压缩洁净气体，在现代工业中有着广泛的应用。它继承了回转机械寿命长、运转可靠、震动小、噪音低、工作平稳、无喘振现象等诸多优点，同时具有无气阀等易损件、强制吸排气、加工简单等特点。因此，近年来，成为真空系统以及一些低压空压系统中的首选泵型。罗茨泵中的核心部件为罗茨转子。当罗茨泵在输送含有腐蚀性介质时，会对罗茨泵的泵体和罗茨转子产生腐蚀，缩短其适用寿命。

早先采用在罗茨泵的泵体内壁和罗茨转子的外层喷涂防腐层的方式进行防腐，但存在因输送的介质温度过高或防腐层粘接强度不够而导致防腐层脱落的问题，防腐层的脱落不仅降低了防腐性能，还会堵塞出气孔，降低罗茨泵的使用寿命，而且喷涂防腐层的工艺十分麻烦。

后来有出现一种新的防腐方式，鉴于中心轴与端轴(端轴就是与罗茨泵的泵体转动连接的轴)同轴设置，且中心轴的横截面积与端轴的横截面积相同，需要在中心轴的两侧分别焊接一个翼部，翼部由金属条弯折形成梯形，梯形的上底与中心轴焊接形成罗茨转子的转子骨架，这样一来，使得转子骨架的横截面积较大，而后在较大横截面积的转子骨架的外侧注塑成型防腐结构，以增加转子骨架与防腐结构的粘结面积，提高粘接牢固度，或者，需要在罗茨转子的中心轴的两侧分别焊接一个金属管，中心轴和两金属管形成罗茨转子的转子骨架，这样一来，使得转子骨架的横截面积较大，而后在较大横截面积的转子骨架的外侧注塑成型防腐结构，以增加转子骨架与防腐结构的粘结面积，提高粘接牢固度。

但是，上述两种注塑成型防腐结构的方式虽然简单，且解决了防腐层脱落的问题，但是，由于中心轴与金属管或中心轴与翼部之间均为焊接连接，会在罗茨转子上形成焊接部位，在罗茨泵的工作过程中，焊接部位会因为高频振动而疲劳开裂，影响整个罗茨转子的寿命。

鉴于上述不足，有必要设计一种新的耐腐蚀的罗茨转子的制造方法。

申请内容

因此，本申请要解决的技术问题在于克服现有技术中的具防腐层的罗茨转子在使用过程中，焊接部位会疲劳裂开的缺陷，从而提供一种耐腐蚀的罗茨转子的制造方法及耐腐蚀的罗茨转子。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案如下：

一种耐腐蚀的罗茨转子的制造方法，包括：

制作一体成型的芯轴，并将所述芯轴的轴向两端进行加工形成两端轴，所述芯轴未被加工的中间部分为转子主体的芯轴主体，所述端轴的横截面积小于所述芯轴主体的横截面积；

将所述转子主体的芯轴主体置于一型面模具的成型腔内，向所述型面模具的成型腔内注入防腐材料，所述防腐材料固化后在所述芯轴主体的外表面形成防腐面壳；

对所述型面模具进行脱模，形成由所述转子主体和所述防腐面壳构成的罗茨转子。

进一步地，所述型面模具的成型腔与待成型罗茨转子的叶片外轮廓相适配。

进一步地，所述转子主体采用锻造工艺制作而成。

进一步地，所述转子主体采用冷拉型钢加工成型而成。

进一步地，所述冷拉型钢为扁钢或三角钢或方钢。

进一步地，所述端轴通过车削加工而成。

进一步地，所述防腐材料为四氟乙烯。

进一步地，所述四氟乙烯在所述型面模具的成型腔内通过真空加热固化后形成所述防腐面壳。

本申请技术方案，具有如下优点：

1.本申请提供的耐腐蚀的罗茨转子的制造方法，由于芯轴主体的横截面积大于端轴的横截面积，无须再用焊接形式得到具有较大横截面的芯轴主体，也就不存在高频振动导致焊接部分疲劳开裂的现象，并且，将芯轴主体置于型面模具内，向型面模具的成型腔内注入防腐材料，待防腐材料固化后就可以在芯轴主体的外表面形成防腐面壳，这样一来，脱模后得到的罗茨转子既无焊接部位因高频振动而疲劳开裂的现象，又能兼具良好的防腐性能，并且，相比喷涂形成防腐结构层，获得防腐结构的方法更简单、高效。

2.本申请提供的耐腐蚀的罗茨转子的制造方法，型面模具的成型腔与待成型罗茨转子的叶片外轮廓相适配，这样一来，罗茨转子的叶片直接由型面模具内的防腐材料真空加热固化后成型，省去了复杂的型线加工工序，极大降低了罗茨转子的加工难度、提高了加工效率、降低了生产成本。

3.本申请提供的耐腐蚀的罗茨转子的制造方法，以锻造加工制得的芯轴，具有良好的力学性能，能有效规避因罗茨转子的弹性变形而引起的卡死风险。

4.本申请提供的耐腐蚀的罗茨转子的制造方法，由于芯轴主体直接用冷拉型钢得到，无须进一步加工，可以简化耐腐蚀的罗茨转子的加工工序，降低生产成本。

一种耐腐蚀的罗茨转子，包括：

转子主体，所述转子主体包括芯轴主体和一体成型于所述芯轴主体两端的两个端轴，且所述芯轴主体的横截面积大于所述端轴的横截面积，所述端轴适于与罗茨泵的泵体转动连接；

防腐面壳，周向包覆成型于所述芯轴主体的外围，且所述防腐面壳的外形与相应叶数的所述罗茨转子的叶片外轮廓相适配。

进一步地，所述防腐面壳采用四氟乙烯制成。

本申请技术方案，具有如下优点：

1.本申请提供的耐腐蚀的罗茨转子，由于芯轴主体的横截面积大于端轴的横截面积，无须再采用焊接形式得到具较大横截面的芯轴主体，并且，在芯轴主体外包覆成型防腐面壳，使得得到的罗茨转子既无焊接部位因高频振动而疲劳开裂的现象，又能兼具良好的防腐性能，另外，防腐面壳的外形与相应叶数的罗茨转子的叶片外轮廓相适配，得到的转子主体和防腐面壳构成的耐腐蚀的罗茨转子具有符合要求的外形轮廓，省去了复杂的型线加工工序，极大降低了罗茨转子的加工难度、提高了加工效率、降低了生产成本，再者，直接在芯轴主体外包覆成型防腐面壳，相比喷涂形成防腐结构层，更简单、高效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的耐腐蚀的罗茨转子在型面模具内成型防腐面壳的剖面示意图；

图2为图1中沿B－B线的剖面示意图；

图3为冷拉型钢制成的两叶罗茨转子的转子主体的示意图；

图4为图3中的芯轴主体外形成有防腐面壳后的剖面示意图；

图5为两叶耐腐蚀的罗茨转子的立体示意图；

图6为冷拉型钢制成的三叶罗茨转子的转子主体的示意图；

图7为图6中的芯轴主体外形成有防腐面壳后的剖面示意图；

图8为三叶耐腐蚀的罗茨转子的立体示意图；

图9为冷拉型钢制成的四叶罗茨转子的转子主体的示意图；

图10为图9中的芯轴主体外形成有防腐面壳后的剖面示意图；

图11为四叶耐腐蚀的罗茨转子的立体示意图。

附图标记说明：

A、两叶罗茨转子；B、三叶罗茨转子；C、四叶罗茨转子；1、转子主体；11、端轴；12、芯轴主体；2、防腐面壳；3、型面模具。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1至图11所示，本实施例提供一种耐腐蚀的罗茨转子，包括转子主体1和防腐面壳2。

转子主体1包括芯轴主体12和一体成型于芯轴主体12两端的两个端轴11。端轴11通过车削加工而成，端轴11与罗茨泵(未图示)的泵体转动连接，使罗茨转子可在泵体内转动。转子主体1由优质碳素钢或高强度合金钢等材料制成。

芯轴主体12为罗茨转子的转子骨架，芯轴主体12的横截面积大于端轴11的横截面积，这样一来，可以方便地在芯轴主体12外成型防腐面壳2，无须再通过焊接形成具较大横截面积的芯轴主体12，也就不存在因高频振动导致罗茨转子上的焊接部位疲劳开裂的问题。

作为一种实施方式，转子主体1通过锻造加工制成，由锻造加工制成的转子主体1相比通过铸造制成的转子主体1，具有良好的力学性能，能有效规避因罗茨转子的弹性变形而引起的卡死风险。

对于两叶罗茨转子A而言，芯轴主体12为一体的长方体状，结构简单、加工方便，可提高加工效率，芯轴主体12的内部致密、无连接部位，强度很好，同时，因芯轴主体12的横截面为非圆面，芯轴主体12纵长方向的两端凸伸进防腐面壳2内，可提高防腐面壳2在芯轴主体12上的固着度，且，芯轴主体12纵长方向的两端作为两叶罗茨转子A的叶片雏形，相比通过焊接形成的叶片雏形，可提高两叶罗茨转子A的叶片强度。相应地，对于三叶罗茨转子B而言，芯轴主体12通过模具锻造出三叶雏形，对于四叶罗茨转子C而言，通过模具锻造出四叶雏形。三叶雏形和四叶雏形凸伸进防腐面壳2内既可为防腐面壳2提供较多的固着区域，又可提高叶片的强度。

作为另一种实施方式，转子主体1也可以采用冷拉型钢加工成型而成，这样一来，只需在转子主体1的两端车削加工成型端轴11，使端轴11位于芯轴主体12的两端，而芯轴主体12就不用经过加工，直接选用相应外形轮廓的冷拉型钢即可，省去了锻造工序，加工成本更低。

如图3至图11所示，对于两叶罗茨转子A而言，选用扁的冷拉型钢(尺寸通常为30×110mm)制得两叶罗茨转子A的芯轴主体12，选用三角冷拉型钢(边长尺寸通常为60mm)制得三叶罗茨转子B的芯轴主体12，选用方形冷拉型钢(边长尺寸通常为45×45mm)制得四叶罗茨转子C的芯轴主体12。当然，根据罗茨泵理论抽速的不同，冷拉型钢的尺寸也可能会变化，根据实际情况选用就好，在此不做具体限定。

如图1至图2所示，防腐面壳2周向包覆成型于芯轴主体12的外围，且防腐面壳2的外形与相应叶数的罗茨转子的叶片外轮廓相适配，这样一来，得到的转子主体和防腐面壳构成的耐腐蚀的罗茨转子具有符合要求的外形轮廓，省去了复杂的型线加工工序，并且无须再对罗茨转子的表面喷涂防腐层，极大降低了罗茨转子的加工难度、提高了加工效率、降低了生产成本。防腐面壳2的材料可选用四氟乙烯，当然，也可以为其他具防腐性能的材料。

实施例2

如图1至图11所示，本实施例提供一种耐腐蚀的罗茨转子的制造方法，包括如下步骤：

制作芯轴，芯轴可采用锻造工艺制作而成，也可由冷拉型钢加工成型而成；具体地，将芯轴的轴向两端进行加工形成两端轴11，端轴11通过车削加工而成；芯轴未被加工的中间部分为转子主体1的芯轴主体12，芯轴主体12为罗茨转子的转子骨架，端轴11的截面面积小于芯轴主体12的横截面积；补充说明下，此处的芯轴不同于转子主体1，芯轴是未加工完成的转子主体1，在锻造加工形式中，芯轴是指锻造完成后得到的锻造件且此锻造件的两端还未加工出端轴11，芯轴主体12也就是转子骨架为锻造件上两端轴11之间的锻造件，在选用冷拉型钢的情况下，芯轴是指截取的目标长度的表面未经加工的冷拉型钢，芯轴主体12也就是转子骨架为两端轴11之间的冷拉型钢，而转子主体1是成品的罗茨转子中除防腐面壳2外的金属部分，包括端轴11；

将转子主体1的芯轴主体12置于一型面模具3的成型腔内，型面模具3的成型腔与待成型罗茨转子的叶片外轮廓相适配，向型面模具3的成型腔内注入防腐材料，防腐材料为四氟乙烯等具有防腐功能的现有材料，防腐材料在型面模具3的成型腔内通过真空加热固化后在芯轴主体12的外表面形成防腐面壳2；

对型面模具3进行脱模，形成由转子主体1和防腐面壳2构成的罗茨转子。

补充说明下，在泵的理论抽速为600立方米/小时的情况下，可选用尺寸为30×110×L360mm的扁冷拉型钢制成两叶罗茨转子A的芯轴，选用尺寸为60＊L320的三角冷拉型钢制成三叶罗茨转子B的芯轴，选用尺寸为45＊45＊L290mm的方形冷拉型钢制成四叶罗茨转子C的芯轴；在泵的理论抽速为1200立方米/小时的情况下，可选用尺寸为30×110×L500mm的扁冷拉型钢制成两叶罗茨转子A的芯轴，选用尺寸为60＊L440的三角冷拉型钢制成三叶罗茨转子B的转子主体1，选用尺寸为45＊45＊L400mm的方形冷拉型钢制成四叶罗茨转子C的芯轴；在泵的理论抽速为1800立方米/小时的情况下，可选用尺寸为30×140×L510mm的扁冷拉型钢制成两叶罗茨转子A的芯轴，选用尺寸为70＊L450的三角冷拉型钢制成三叶罗茨转子B的芯轴，选用尺寸为55＊55＊L410mm的方形冷拉型钢制成四叶罗茨转子C的芯轴，当然，也可以根据实际情况选用其他合适尺寸和截面形状的冷拉型钢，在此不做具体限定。另外，由于扁冷拉型钢、三角冷拉型钢和方形冷拉型钢本身分别具有两个、三个、四个凸出部(凸出部对应扁钢的两端，三角形三个角，方形的四个角)，也可以认为冷拉型钢具有两叶雏形、三叶雏形、四叶雏形，凸出部既可凸伸进防腐面壳2内为防腐面壳2提供较大的固着区域，又可提高两叶罗茨转子A、三叶罗茨转子B、四叶罗茨转子C的叶片强度。

在本实施例中，由于芯轴主体12的横截面积大于端轴11的横截面积，无须再用焊接形式得到具较大横截面的芯轴主体12，也就不存在现有技术中芯轴主体12的焊接部位因高频振动而疲劳开裂的现象，并且，型面模具3的成型腔与待成型罗茨转子的叶片外轮廓相适配，使得在芯轴主体12外成型的防腐面壳2的外形与相应叶数的罗茨转子的外形轮廓相适配，这样一来，得到的转子主体1和防腐面壳2构成的耐腐蚀的罗茨转子具有符合要求的外形轮廓，省去了复杂的型线加工工序省去了复杂的型线加工工序，并且无须对罗茨转子的表面喷涂形成防腐结构，极大降低了罗茨转子的加工难度、提高了加工效率、降低了生产成本。另外，通过锻造加工制成的转子主体1，具有良好的力学性能，能有效规避因罗茨转子的弹性变形而引起的卡死风险，而直接用冷拉型钢得到转子主体1，因无须对芯轴主体12进一步加工，可以简化耐腐蚀的罗茨转子的加工工序，降低生产成本。

当然，本实施例提供的耐腐蚀的罗茨转子的制造方法也适用于制作叶数更多的耐腐蚀的罗茨转子。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。