一种一体成型集成轴套及制作方法

技术领域

本发明属于泵主轴轴套技术领域，尤其涉及一种一体成型集成轴套及制作方法。

背景技术

对于输送腐蚀性浆体的离心泵，机械密封是与离心泵的轴密封相配套的常用轴密封；由于输送料浆中含有氯离子或溶剂的料浆，对动环及轴套的连接部的密封性要求较高。

CN208749645U公开的一种防腐离心泵集装式单端面机械密封，旋转轴上设置有安装轴套，轴套上套接有固定轴套，固定轴套上通过凹凸偶合连接动环；然而该专利的轴套为分体式，轴套的分体直径连接动环，机械强度较低。

CN211230958U公开的一种防腐离心泵用轴套及其制作的集装式机械密封组件，轴套基体由内层的金属材料基体以及外层的非金属材料基体构成，所述非金属材料基体复合于金属材料基体的一端部，复合于金属材料基体一端部的非金属材料基体设置有向外翻折的翻边，翻边与非金属材料基体表面构成动环托；但是该轴套中轴套和动环托的复合方式并未给出，复合强度不可知，且轴套和动环托都不是预制的，制作难度较高；

CN214465084U公开的一种防腐耐磨离心泵用轴密封组件，为嵌接式轴套，轴套和动环托部通过固性体连接，但是轴套和动环托部的一体连接方式较为单一，不能根据成本和加工难度来制作不同一体连接的轴套和动环托部。

CN212657252U公开的集装式机械密封连接组件，采用预先将具有一开口端的卡圈先嵌入环形定位槽，并使其卡圈全部埋设其中，不凸出环形定位槽的槽口，这样就能将轴套与卡圈一并嵌装到介质动环内，再由限位螺钉螺纹连接到螺纹孔内，直至限位螺钉不断抵接卡圈，将卡圈部分顶出环形定位槽的槽口，使卡圈的外径增大，从而使轴套与介质动环形成固定，完成该端的连接；而另一端由锁紧环配合锁紧螺钉实现固定。该专利虽然解决了轴套及动环的连接固定问题，但是其组装结构复杂，造价很高。

因此，设计一种防腐、防漏、耐磨、防形变胀裂、制作难度及成本低，连接方式多样，能按需制作的一体成型的集成轴套，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种一体成型集成轴套及制作方法。

这种一体成型集成轴套，集成轴套套接于泵主轴上，集成轴套包括轴套部和动环安装部；集成轴套为嵌接式集成轴套或外包式集成轴套；轴套部为金属材质，动环安装部为非金属材质；

嵌接式集成轴套，轴套部和动环安装部热熔压铸一体成型和/或注塑一体成型，机械密封的动环嵌接于动环安装部；

外包式集成轴套，轴套部和动环安装部热熔压铸一体成型和/或注塑一体成型，机械密封的动环为套状，动环包套在动环安装部外周。

作为优选，嵌接式集成轴套，动环安装部设置有向外翻折的翻边，翻边与动环安装部本体间形成容纳动环的凹部，起到动环轴向定位的作用；动环的外周小于动环安装部的外周，动环的端部嵌于凹部内。

作为优选，嵌接式集成轴套，动环安装部外部还包裹一层防磨套，能够防止机封的动环安装部被所输送的介质磨蚀；防磨套为超高分子量聚乙烯。

作为优选，嵌接式集成轴套，轴套部和动环安装部热熔压铸一体成型时：轴套部与动环安装部通过固性体固接。

作为优选，固性体为浇注型材料；浇注型材料包括树脂与矿物的混合物、液体橡胶、铸型尼龙和树脂。

作为优选，轴套部的其中一个端部缺失一部分，动环安装部设于轴套部上存在缺失的端部外侧，轴套部存在缺失的端部和动环安装部之间设有陶瓷材质的内衬套；陶瓷材质的内衬套、轴套部存在缺失的端部及动环安装部三者形成封闭腔，封闭腔内为固性体。

作为优选，嵌接式集成轴套，轴套部和动环安装部热熔压铸一体成型或注塑一体成型时：嵌接式集成轴套一端为金属材质的轴套部，嵌接式集成轴套另一端连接有非金属材质的动环安装部，轴套部与动环安装部的接触处相互固接。

作为优选，嵌接式集成轴套，动环安装部与动环耦合固接。

作为优选，动环安装部与动环之间通过设置防转凹凸耦合固接，能够防止动环与动环安装部之间产生径向位移。

作为优选，防转凹凸设置在动环端部及动环安装部的结合面上。

另一种一体成型集成轴套的制备方法，采用热熔压铸成型：对预制好的轴套部进行加工，对预制好的动环安装部进行加工，将加工完成的轴套部和动环安装部组合在一起并置于模具中，二者间形成腔体；在常温下将树脂与矿物的混合物、液体橡胶、铸型尼龙或树脂加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，加压压制，在轴套部与动环安装部形成的腔体内形成固性体，得到由固性体固接的嵌接式集成轴套。

另一种一体成型集成轴套的制备方法，采用热熔压铸成型：对预制好的轴套部进行加工，将陶瓷材质的内衬套设置在加工过后轴套端部内，对预制好的动环安装部进行加工，将加工好的动环安装部设置在加工好的轴套端外部；陶瓷材质的内衬套、加工好的轴套部端部和加工好的动环安装部端部组合在一起并置于模具中，三者间形成腔体；在常温下将树脂与矿物的混合物、液体橡胶、铸型尼龙或树脂加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，加压压制，在轴套部与动环安装部形成的腔体内形成固性体，得到带有陶瓷材质的内衬套且由固性体固接的嵌接式集成轴套。

另一种一体成型集成轴套的制备方法，采用热熔压铸成型：加工制作出轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的压制模具中；将压制模具整体加温至设定温度后，向压制模具中加入塑料、热塑性聚脂或玻璃钢；加压压制，加工得到一端为金属轴套部，另一端为动环安装部，且轴套部与动环安装部的相互固接的嵌接式集成轴套。

作为优选，向压制模具中加入玻璃钢时，压制模具包括上模和下模，向上模中加入玻璃钢，向下模中也加入玻璃钢，再合并上模和下模，整体加压压制。

作为优选，所加入的塑料选用聚乙烯、聚全氟乙丙烯或聚苯硫醚。

作为优选，外包式集成轴套，套状动环内形成腔体，动环安装部位于该腔体内。

作为优选，外包式集成轴套，轴套部和动环安装部热熔压铸一体成型时：轴套部与动环安装部通过固性体固接。

作为优选，轴套部的其中一个端部缺失一部分，动环安装部设于轴套部上存在缺失的端部外侧，轴套部存在缺失的端部和动环安装部之间设有陶瓷材质的内衬套；陶瓷材质的内衬套、轴套部存在缺失的端部及动环安装部三者形成封闭腔，封闭腔内为固性体。

作为优选，固性体为浇注型材料；浇注型材料包括树脂与矿物的混合物、液体橡胶、铸型尼龙和树脂。

作为优选，外包式集成轴套，轴套部和动环安装部热熔压铸一体成型或注塑一体成型时：外包式集成轴套一端为金属材质的轴套部，另一端为非金属材质的动环安装部，轴套部与动环安装部的接触处相互固接。

作为优选，外包式集成轴套，套状动环与动环安装部耦合固接。

作为优选，动环安装部与动环之间通过设置防转凹凸耦合固接。

作为优选，防转凹凸设置在动环内壁及动环安装部的外周面。

另一种一体成型集成轴套的制备方法，采用热熔压铸成型:对预制好的轴套部进行加工，对预制好的动环安装部进行加工，将加工完成的轴套部和动环安装部组合在一起并置于模具中，二者间形成腔体；在常温下将树脂与矿物的混合物、液体橡胶、铸型尼龙或树脂加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，加压压制，在轴套部与动环安装部形成的腔体内形成固性体，得到由固性体固接的外包式集成轴套。

另一种一体成型集成轴套的制备方法，采用热熔压铸成型:加工制作出轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的压制模具中；将压制模具整体加温至设定温度后，向压制模具中加入塑料、热塑性聚脂或玻璃钢；加压压制，加工得到一端为金属轴套部，另一端为动环安装部，且轴套部与动环安装部的相互固接的外包式集成轴套。

作为优选，采用热熔压铸成型：向压制模具中加入玻璃钢时，压制模具包括上模和下模，向上模中加入玻璃钢，向下模中也加入玻璃钢，再合并上模和下模，整体加压压制。

作为优选，所加入的塑料选用聚乙烯、聚全氟乙丙烯或聚苯硫醚。

作为优选，动环为碳化硅、氧化铝、氮化硅或硬质合金材质，能够降低动环脆性和加工难度，还能避免泵输送高温液体时动环容易被胀裂的缺陷；动环安装部为陶瓷材质或玻璃钢材质；轴套为不锈钢或碳钢材质。

作为优选，动环安装部为玻璃钢材质时，玻璃钢选用酚荃玻璃钢。

本发明的有益效果是：

本发明的动环选用硬质合金，优选氧化铝，能够降低动环脆性和加工难度，还能避免泵输送高温液体时动环容易被胀裂的缺陷。

本发明公开了嵌接式集成轴套及制备方法，通过热熔压铸和注塑成型手段，利用预制好的轴套部和预制好的动环安装部进行加工，得到一体集成的嵌接式集成轴套，复合强度高，加工方法简单。嵌接式集成轴套，动环安装部设置有向外翻折的翻边，翻边与动环安装部本体间形成容纳动环的凹部，动环的外周小于动环安装部的外周，动环的端部嵌于凹部内，能够很好地固定动环及轴套，能够让动环安装部随主轴旋转，将扭力传递给动环，能够有效防止动环位移；防腐、防漏、耐磨、安装简单，造价低廉、制作难度低，能按需制作。

本发明公开了外包式集成轴套及制备方法，通过热熔压铸和注塑成型手段，能够应对不同的制备需求；能够解决集装式机封的动环托部的耐温、耐磨、耐腐问题。机械密封的动环为套状，套状动环内形成腔体，动环安装部位于该腔体内，动环包套在动环安装部外周，能够让动环安装部随主轴旋转，将扭力传递给动环，能够有效防止动环位移，防腐、防漏、耐磨、安装简单，造价低廉、制作难度低，能按需制作。

附图说明

图1为嵌接式集成轴套立体图；

图2为嵌接式集成轴套内轴套部与动环安装部通过固性体热塑成型的剖视图；

图3为嵌接式集成轴套中内衬套剖视图；

图4为嵌接式集成轴套中防磨套的剖视图；

图5为嵌接式集成轴套内轴套部与动环安装部相互固接的剖视图；

图6为嵌接式集成轴套中防转凹部的剖视图；

图7为外包式集成轴套立体图；

图8为外包式集成轴套内轴套部与动环安装部通过固性体热塑成型的剖视图；

图9为防转凹凸的示意图；其中图9(A)为外包式集成轴套中设于动环安装部外周面的动环防转凸部的示意图；图9(B)为外包式集成轴套中设于动环内壁的动环防转凹部的示意图；图9(C)为外包式集成轴套中防转凹凸的剖视图。

图10为外包式集成轴套中内衬套剖视图；

图11为外包式集成轴套内轴套部与动环安装部相互固接的剖视图；

图12为与图7外包式集成轴套相匹配的动环的立体图；

图13为另一种外包式集成轴套的立体图；

图14为与图13外包式集成轴套相匹配的动环的立体图；

图15为与图1嵌接式集成轴套立体图相匹配的动环的立体图。

附图标记说明：轴套部1、动环3、动环安装部4、固性体5、动环防转凸部6、内衬套7、动环防转凹部8、动环端部及动环安装部的结合面9、动环内壁10、动环安装部外周面11、防磨套12。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1

一种嵌接式集成轴套，嵌接式集成轴套套接于泵主轴上；嵌接式集成轴套包括轴套部和动环安装部；如图1和图15所示，动环安装部设置有向外翻折的翻边，翻边与动环安装部本体间形成容纳动环的凹部，动环的外周小于动环安装部的外周，机械密封的动环的端部嵌于凹部内；动环为氧化铝材质；

如图2所示，轴套部与动环安装部通过固性体一体固接成型；轴套部为不锈钢或碳钢材质，动环安装部为非金属材质；固性体为浇注型材料。

如图1、图6和图14所示，动环安装部与动环之间通过设置防转凹凸耦合固接，防转凹凸(动环防转凹部和动环防转凸部)设置在动环端部及动环安装部的结合面上。

实施例2

在实施例1的基础上，如图4所示，本实施例的嵌接式集成轴套，动环安装部外部还包裹一层超高分子量聚乙烯材质的防磨套，防磨套位于动环与动环安装部之间。设置超高分子量聚乙烯材质的防磨套能够有效防止动环安装部被所输送的介质磨蚀。

实施例3

在实施例1的基础上，如图3所示，本实施例的嵌接式集成轴套，轴套部的其中一个端部缺失一部分，动环安装部设于轴套部上存在缺失的端部外侧，轴套部存在缺失的端部和动环安装部之间设有陶瓷材质的内衬套；陶瓷材质的内衬套、轴套部存在缺失的端部及动环安装部三者形成封闭腔，封闭腔内设置固性体，轴套部与动环安装部通过固性体固接成型。

本实施例设置陶瓷材质的内衬套，使得金属材质的轴套部不与所输送的介质接触，能够保护金属材质的轴套部，具有一定防腐耐磨作用。

实施例4

在实施例1的基础上，当固性体为树脂与矿物的混合物这种浇注型材料时，本实施例提供了采用热熔压铸方式制作嵌接式集成轴套的方法：加工预制好的轴套部和预制好的动环安装部后，组合在一起置于模具中，二者间形成腔体；在常温下将树脂与矿物的混合物加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，加压压制，在轴套部与动环安装部形成的腔体内形成固性体，得到热熔压铸一体成型的嵌接式集成轴套。

预制好的动环安装部为陶瓷材质。

实施例5

在实施例4的基础上，另一种采用热熔压铸方式制作嵌接式集成轴套的方法为，当预制好的动环安装部为碳化硅材质，固性体为液体橡胶这种浇注型材料时，在常温下将液体橡胶加料到处于模具中的腔体内，其余步骤与实施例4相同。

实施例6

在实施例4的基础上，另一种采用热熔压铸方式制作嵌接式集成轴套的方法为，当预制好的动环安装部为聚全氟乙丙烯材质，固性体为铸型尼龙这种浇注型材料时，在常温下将铸型尼龙加料到处于模具中的腔体内，其余步骤与实施例4相同。

实施例7

在实施例4的基础上，另一种采用热熔压铸方式制作嵌接式集成轴套的方法为，当预制好的动环安装部为橡胶材质，固性体为树脂这种浇注型材料时，在常温下将树脂加料到处于模具中的腔体内，其余步骤与实施例4相同。

实施例8

一种嵌接式集成轴套，嵌接式集成轴套套接于泵主轴上；嵌接式集成轴套包括轴套部和动环安装部；如图1所示，动环安装部设置有向外翻折的翻边，翻边与动环安装部本体间形成容纳动环的凹部，动环的外周小于动环安装部的外周，动环的端部嵌于凹部内；动环为氧化铝材质；

如图5所示，轴套部和动环安装部一体成型的方式为：嵌接式集成轴套一端为不锈钢或碳钢的轴套部，嵌接式集成轴套另一端连接有非金属材质的动环安装部，轴套部与动环安装部的接触处相互固接；

如图1、图6和图14所示，动环安装部与动环之间通过设置防转凹凸耦合固接，防转凹凸(防转凹部和防转凸部)设置在动环端部及动环安装部的结合面上。

实施例9

在实施例8的基础上，本实施例提供了采用注塑方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：用不锈钢加工制作得到轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的注塑模具中；将注塑模具整体加温至设定温度后，将聚乙烯在料腔中加温至设定温度，将加温后的聚乙烯注入放有轴套部的注塑模具中，得到注塑一体成型的嵌接式集成轴套。

实施例10

在实施例9的基础上，本实施例提供了采用注塑方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：将聚全氟乙丙烯在料腔中加温至设定温度，将加温后的聚全氟乙丙烯注入放有轴套部的注塑模具中；其余步骤与实施例9相同。

实施例11

在实施例9的基础上，本实施例提供了采用注塑方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：将热塑性聚脂在料腔中加温至设定温度，将加温后的热塑性聚脂注入放有轴套部的注塑模具中；其余步骤与实施例9相同。

实施例12

在实施例9的基础上，本实施例提供了采用注塑方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：将聚苯硫醚在料腔中加温至设定温度，将加温后的聚苯硫醚注入放有轴套部的注塑模具中；其余步骤与实施例9相同。

实施例13

在实施例8的基础上，本实施例提供了采用热熔压铸方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：加工制作出轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的压制模具中；将压制模具整体加温至设定温度后，向压制模具中加入塑料；加压压制，加工得到一端为金属轴套部，另一端为动环安装部，且轴套部与动环安装部的相互固接的嵌接式集成轴套。

实施例14

在实施例13的基础上，本实施例提供了采用热熔压铸方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：向压制模具中加入热塑性聚脂，加压压制，其余步骤与实施例13一致。

实施例15

在实施例13的基础上，本实施例提供了采用热熔压铸方式制作实施例8中嵌接式集成轴套的方法：加工制作出轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的压制模具中；压制模具包括上模和下模，向上模中加入玻璃钢，向下模中也加入玻璃钢，再合并上模和下模，整体加压压制，加工得到一端为金属轴套部，另一端为动环安装部，且轴套部与动环安装部的相互固接的嵌接式集成轴套。

实施例16

一种外包式集成轴套，外包式集成轴套套接于泵主轴上，外包式集成轴套包括轴套部和动环安装部；轴套部为不锈钢或碳钢材质，动环安装部为非金属材质；如图7所示，机械密封的动环为套状，套状动环内形成腔体，动环安装部位于该腔体内，动环包套在动环安装部外周；动环为氧化铝材质；

如图8所示，轴套部与动环安装部通过固性体固接，固性体为浇注型材料；

如图9(A)、图9(B)和图9(C)动环安装部与动环之间通过设置防转凹凸耦合固接，防转凹凸(动环防转凹部和动环防转凸部)设置在动环内壁及动环安装部的外周面，如图7和图12所示，其中动环防转凸部设于动环安装部上远离轴套部的那侧，动环防转凸部为块状凸起。

实施例17

在实施例16的基础上，本实施例提供了采用热熔压铸方式制作实施例16中外包式集成轴套的方法：预制好的动环安装部为酚荃玻璃钢材质，加工预制好的轴套部和预制好的动环安装部后，组合在一起置于模具中，二者间形成腔体；在常温下将树脂与矿物的混合物加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，加压压制，在轴套部与动环安装部形成的腔体内形成固性体，得到热熔压铸一体成型的外包式集成轴套。

实施例18

在实施例17的基础上，本实施例提供了另一种采用热熔压铸方式制作实施例16中外包式集成轴套的方法：预制好的动环安装部为树脂与矿物的组合物材质，在常温下将液体橡胶加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，其余步骤与实施例17相同。

实施例19

在实施例17的基础上，本实施例提供了另一种采用热熔压铸方式制作实施例16中外包式集成轴套的方法：预制好的动环安装部为超高分子量聚乙烯材质，在常温下将铸型尼龙加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，其余步骤与实施例17相同。

实施例20

在实施例17的基础上，本实施例提供了另一种采用热熔压铸方式制作实施例16中外包式集成轴套的方法：预制好的动环安装部为聚苯硫醚材质，在常温下将树脂加料到处于模具中的腔体内，加温热熔，其余步骤与实施例17相同。

实施例21

在实施例16的基础上，如图10所示，本实施例的外包式集成轴套，轴套部的其中一个端部缺失一部分，动环安装部设于轴套部上存在缺失的端部外侧，轴套部存在缺失的端部和动环安装部之间设有陶瓷材质的内衬套；陶瓷材质的内衬套、轴套部存在缺失的端部及动环安装部三者形成封闭腔，封闭腔内为固性体。

内衬套能够保护金属轴套部，使金属轴套不与介质接触，具有一定防腐耐磨作用。

实施例22

一种外包式集成轴套，外包式集成轴套套接于泵主轴上，外包式集成轴套包括轴套部和动环安装部；如图7所示，机械密封的动环为套状，套状动环内形成腔体，动环安装部位于该腔体内，动环包套在动环安装部外周；动环为氧化铝材质；

如图11所示，外包式集成轴套一端为不锈钢或碳钢的轴套部，另一端为非金属材质的动环安装部，轴套部与动环安装部的接触处相互固接；

如图9(A)、图9(B)和图9(C)动环安装部与动环之间通过设置防转凹凸耦合固接，如图13和图14所示，防转凹凸(动环防转凹部和动环防转凸部)设置在动环内壁及动环安装部的外周面，其中动环防转凸部设置在动环安装部上靠近轴套部的一侧，动环防转凸部为圆弧状凸起。

实施例23

在实施例22的基础上，本实施例提供了采用注塑方式制作外包式集成轴套的方法：用不锈钢加工制作得到的轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的注塑模具中；将注塑模具整体加温至设定温度后，将聚乙烯在料腔中加温至设定温度，将加温后的聚乙烯注入放有轴套部的注塑模具中，得到注塑一体成型的外包式集成轴套。

实施例24

在实施例22的基础上，本实施例提供了另一种采用注塑方式制作外包式集成轴套的方法：将聚全氟乙丙烯在料腔中加温至设定温度，将加温后的聚全氟乙丙烯注入放有轴套部的注塑模具中，其余步骤与实施例23相同。

实施例25

在实施例22的基础上，本实施例提供了另一种采用注塑方式制作外包式集成轴套的方法：将聚苯硫醚在料腔中加温至设定温度，将加温后的聚苯硫醚注入放有轴套部的注塑模具中，其余步骤与实施例23相同。

实施例26

在实施例22的基础上，本实施例提供了采用热熔压铸方式制作外包式集成轴套的方法：加工制作出轴套部，再在轴套部一端钻若干通孔，将轴套部置于动环安装部的压制模具中；将压制模具整体加温至设定温度后，向压制模具中加入塑料，加压压制，加工得到一端为金属轴套部，另一端为动环安装部，且轴套部与动环安装部的相互固接的外包式集成轴套。

实施例27

在实施例26的基础上，本实施例提供了另一种采用热熔压铸方式制作外包式集成轴套的方法：向压制模具中加入热塑性聚脂，加压压制，其余步骤与实施例26相同。

实施例28

在实施例26的基础上，本实施例提供了另一种采用热熔压铸方式制作外包式集成轴套的方法：向压制模具中加入玻璃钢，压制模具包括上模和下模，向上模中加入玻璃钢，向下模中也加入玻璃钢，再合并上模和下模，整体加压压制，其余步骤与实施例26相同。