一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵及其组装工艺的制作方法

1.本发明涉及往复泵技术领域，特别是一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵及其组装工艺。


背景技术：

2.随着工业信息化的领域的飞速发展，传统工业装备在不同程度上创新优化已逐步走上市场化，传统的往复泵应用领域已从小型小功率走向大型大功率。常规的往复泵传动形式随着人们对噪声振动的危害健康意识的提高，特对配置改变传动思路，常规标准上对往复泵的传动方式定位在500kw以下以皮带传动为多，大于500kw的均配减速箱传动。目前油田注水设备已从小功率发展到大功率往复泵来替代离心泵提高效率节约能源，大于500kw功率的往复泵配套电机与泵联接间选用硬齿面减速机来进行传动。可根据泵的速度与电机的转速选配减速比匹配的减速机。目前的配套中都存在减速机的噪声振动过大，特别是现场连接要求高，往往在油田的现场很难实现做到，尤其是环境差、沙漠地带、软土洼地基础很难达到设计要求，早期进口的大型减速机传动往复泵在西北油田上应用也存在噪声振动大，维护困难费用高，设备精度在安装基础上得不到保证，早期的大型减速机传动往复泵往往因以上问题失效、报废。油田用户特别对大功率的往复泵配置传动系统方式心存顾虑，对安全环保呼声很大。因此能否把大型大功率往复泵（500kw-1250kw）传动配置使用软连接结构（也即多组皮带传动结构），以达到噪声、振动小，对安装精度的要求低，方便安装，制造成本低的要求，成为了目前业内亟待解决的一大难题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵及其组装工艺。本发明具有噪声小、振动小、对安装精度的要求低、制造成本低、维护费用低的优点。
4.本发明的技术方案：一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵，在往复泵功率大于等于500kw的前提下，采用软联接进行传动，包括共同底座，所述共同底座上设有往复泵本体、大皮带轮、小皮带轮、皮带和电机，所述往复泵本体与共同底座之间设有支脚，所述大皮带轮与共同底座之间设有主支承支架，所述小皮带轮与共同底座之间设有副支承支架，所述电机底部连接有移动底座，所述移动底座与共同底座之间经移动导轨连接配合；所述往复泵本体包括动力端和液力端，所述动力端包括机身，所述液力端包括泵体；所述机身相对于外部连接的基准面数量为两个，包括机身的前端面和底平面，所述前端面与液力端的泵体相连接，所述底平面与共同底座的基准面相平行；机身与共同底座连接时，先对机身的底平面进行金属切削加工（简称金切加工），以金切加工后的底平面为基准面，在底平面上固定若干支脚，同时在共同底座上组焊与若干支脚一一对应的位置板，将机身底平面的若干支脚对准共同底座上的位置板，对机身底平面进行校正，校正后在支脚与位置板的连接位置上进行塞缝后组焊，使支脚与共同底座组焊成一体。
5.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明往复泵的主体结构通过支脚、
主支承支架、副支承支架、移动导轨、移动底座等零部件实现与共同底座之间的连接，共同底座上仅需对与各零部件所连接的点位预置定位可组焊的板，进而再对占地面积较小的定位点进行金切加工，最终用金切过的面再去连接各零部件使其与共同底座连成一体，共同底座本身则不需经过金切刨铣、磨钻加工基准面等加工步骤，极大降低了制造成本。
6.更重要的是，动力端机身的底平面设置成与共同底座的基准面相平行，进而以金切加工后的底平面为基准面，采用倒基准面的方法由上至下地将动力端机身组装到共同底座上，最后通过支脚与位置板进行塞缝后组焊，使支脚与共同底座组焊成一体，实现往复泵本体的组装组合，参与往复泵传动的小皮带轮、大皮带轮除了与轴端配合连接，同时采用主支承支架、副支承支架的双支承结构进行支撑，最终得到采用软联接进行传动且功率大于等于500kw的大功率往复泵，整个组装过程中对安装精度的要求低，组装而成的往复泵还具有噪音小、振动小的优点，现场维护率低，维护成本也较低。
7.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵中，所述机身的内部设有曲轴、连杆、十字头，机身的前端面与曲轴的中心线相平行且与十字头的中心线相垂直，机身的底平面与机身的前端面相垂直。
8.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵中，所述机身的底平面设有若干脚板，若干所述支脚通过螺栓与脚板相连接。
9.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵中，所述大皮带轮包括中心孔，大皮带轮中心孔的一端经第一锥套与曲轴相连接，另一端连接有第一支承轴，所述第一支承轴经轴承固定在第一轴承座上，第一轴承座设置在主支承支架上，且第一轴承座与主支承支架之间垫有用于拆装皮带的第一垫块。
10.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵中，所述小皮带轮包括中心孔，小皮带轮中心孔的一端经第二锥套与电机的输出轴相连接，另一端连接有第二支承轴，所述第二支承轴经轴承固定在第二轴承座上，第二轴承座设置在副支承支架上，且第二轴承座与副支承支架之间垫有用于拆装皮带的第二垫块。
11.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵中，所述小皮带轮与副支承支架安置在移动底座上，移动底座与副支承支架之间设有第三垫块，电机与移动底座之间设有第四垫块，所述共同底座上设有皮带拉紧支架，所述皮带拉紧支架上设有与移动底座相连接、控制皮带松紧的皮带拉紧螺栓。
12.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵中，所述共同底座上设有基准垫块和基准垫板，主支承支架经基准垫块与共同底座相连接，移动导轨经基准垫板与共同底座相连接。
13.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵的组装工艺，包括以下步骤：步骤一、在共同底座上组焊位置板、基准垫块与基准垫板，并对共同底座上组焊好的各部件的上平面进行水平校准；步骤二、在往复泵本体机身底平面的每个脚板位置处均用螺栓连接固定一个支脚；步骤三、把往复泵本体起吊安置在共同底座上方，使支脚对准位置板；步骤四、以曲轴轴端的中心线作为水平基准，对支脚与位置板之间进行塞缝，在塞缝处将支脚与位置板组焊成一体；
步骤五、对移动底座底平面金切加工，对移动导轨上平面金切加工，将以上金切加工的两个面用螺栓进行连接，吊起连接有移动导轨的移动底座，使移动底座对准基准垫板，在移动导轨底平面与基准垫板上平面之间进行塞缝后组焊成一体；步骤六、安装大皮带轮，使大皮带轮中心孔的一端通过第一锥套与曲轴连接，另一端装上第一支承轴，再将第一支承轴固定在第一轴承座上；步骤七、安装主支承支架，将步骤六的第一轴承座经第一垫块固定在主支承支架上平面，主支承支架底平面修磨至与大皮带轮的中心轴线平行，并与基准垫块相连接；步骤八、把小皮带轮中心孔的一端通过第二锥套与电机的输出轴连接，再将电机与小皮带轮一起安在移动底座的位置上，同时加装皮带，保证小皮带轮的中心轴线与大皮带轮的中心轴线平行，小皮带轮的另一端装上第二支承轴，再将第二支承轴固定在第二轴承座上；步骤九、安装副支承支架，将步骤八的第二轴承座经第二垫块固定在副支承支架上平面，对副支承支架的底平面校准，并与移动底座相连接；步骤十、在共同底座上安装皮带拉紧支架，在皮带拉紧支架上安装皮带拉紧螺栓，通过皮带拉紧螺栓将移动底座固定在共同底座上。
14.前述的一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵的组装工艺中，步骤四、步骤五中均对组焊后的焊缝进行消除应力热处理。
附图说明
15.图1是本发明往复泵的结构示意图；图2是本发明往复泵的俯视图；图3是往复泵机身与共同底座之间的组装结构示意图；图4是大皮带轮的安装结构示意图；图5是共同底座的结构示意图；图6是小皮带轮的安装结构示意图；图7是移动底座的结构示意图。
16.附图标记：1-共同底座，2-往复泵本体，3-大皮带轮，4-小皮带轮，5-电机，6-支脚，7-主支承支架，8-副支承支架，9-移动底座，10-移动导轨，11-位置板，12-第三垫块，13-第四垫块，14-皮带拉紧支架，15-皮带拉紧螺栓，16-基准垫块，17-基准垫板，18-组合冷却油池，21-机身，22-曲轴，23-脚板，31-第一锥套，32-第一支承轴，33-第一轴承座，34-第一垫块，41-第二锥套，42-第二支承轴，43-第二轴承座，44-第二垫块。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
18.实施例：一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵，结构如图1至图7所示，往复泵为五缸、七缸或九缸，往复泵功率大于等于500kw，采用软联接进行传动，包括共同底座1，共同底座1上设有往复泵本体2、大皮带轮3、小皮带轮4、皮带和电机5，往复泵本体2与共同底座1之间设有支脚6，大皮带轮3与共同底座1之间设有主支承支架7，小皮带轮4与共同底
座1之间设有副支承支架8，电机5底部连接有移动底座9，移动底座9与共同底座1之间经移动导轨10连接配合；往复泵本体2包括动力端和液力端，动力端包括机身21，液力端包括泵体；机身21相对于外部连接的基准面数量为两个，包括机身21的前端面和底平面，前端面与液力端的泵体相连接，底平面与共同底座1的基准面相平行；机身21与共同底座1连接时，先对机身21的底平面进行金切加工，以金切加工后的底平面为基准面，在底平面上固定若干支脚6，同时在共同底座1上组焊与若干支脚6一一对应的位置板11，将机身21底平面的若干支脚6对准共同底座1上的位置板11，对机身21底平面进行校正，校正后在支脚6与位置板11的连接位置上进行塞缝后组焊，使支脚6与共同底座1组焊成一体。
19.作为优选，机身21的底平面设有若干脚板23，若干支脚6通过螺栓与脚板23相连接。
20.为便以加工保证机身21与共同底座1的基准面连接，在能符合皮带传动精度前提下，选用共同底座1为铆焊件，共同底座1与机身21配合的基准面不采用金切加工，因为共同底座1的外径尺寸都在几米以上，很难找到金切刨铣大型、合适的设备而且加工成本昂贵，采用倒基准法进行配合，就是通过机身21底平面金切加工后为基准面，在机身21各脚板23上用螺栓拨紧表面已金切加工后的支脚6，放置在共同底座1的位置上，通过机身21的加工基准面校正后，在支脚6与共同底座1的位置上进行塞缝后组焊成一体，使得共同底座1的铆焊大件不需要通过金切加工基准安装面，见图1和图2。
21.作为优选，共同底座1上还设有组合冷却油池18，用于供给、循环动力端和液力端的各油路。
22.作为优选，机身21的内部设有曲轴22、连杆、十字头，机身21的前端面与曲轴22的中心线相平行且与十字头的中心线相垂直，机身21的底平面与机身21的前端面相垂直。
23.机身21为灰铁铸件ht200、250或铸钢铆焊件，机身21设置有两端曲轴22安装用的主轴承孔，曲轴22中心线与安置在曲轴22前位置的十字头导轨孔呈垂直，机身21的前端安置液力端泵体的贴合面与十字头导轨孔呈垂直且与曲轴22中心线呈平行。机身21底平面用于连接支脚6的脚板23平面与十字头导轨孔中心线呈平行，且与机身21的前端安置泵体的贴合面垂直。
24.根据机身21安置在共同底座1的位置上与电机5距离的平行度，预测调整后对支脚6与共同底座1的位置板11上进行组焊，并对焊缝作热消应处理，达到机身21在共同底座1上的倒基准法的组焊工艺来代替金切加工装配精度，见图3。
25.作为优选，大皮带轮3包括中心孔，大皮带轮3中心孔的一端经第一锥套31与曲轴22相连接，另一端连接有第一支承轴32，第一支承轴32经轴承固定在第一轴承座33上，第一轴承座33设置在主支承支架7上，且第一轴承座33与主支承支架7之间垫有用于拆装皮带的第一垫块34。
26.大皮带轮3根据配置功率来设定皮带的数量、型号，大皮带轮3的内圆设有可装轮毂的中心孔，中心孔设有两个定位台阶，第一个与曲轴22的前端设有键并通过中间的锥形套与大皮带轮3的锥形内孔配合，锥套内孔为直孔，由曲轴22轴端通过键配合，锥套为剖分式，端面设有平面台肩及周圆上等分内丝扣，用来与大皮带轮3的固定，大皮带轮3第二个定位台阶可安置大皮带轮3的第一支承轴32，第一支承轴32上设有台阶配置螺栓与曲轴22上
的锥套端面平面台阶上的内丝扣连接拨上。第一支承轴32一端的台阶定位在大皮带轮3的第二个定位台阶处，第一支承轴32另一端安置有圆柱滚动轴承及第一轴承座33，装在主支承支架7上，作为大皮带轮3的另一端的支承。大皮带轮3的自身刚性作为一个轴体与曲轴22在同一个中心线上，见图4。
27.作为优选，共同底座1上设有基准垫块16和基准垫板17，主支承支架7经基准垫块16与共同底座1相连接，移动导轨10经基准垫板17与共同底座1相连接。
28.主支承支架7为铆焊件或铸件，第一轴承座33安置在主支承支架7上，中间设有第一垫块34可移动，用于卸装皮带，主支承支架7的底平面安置在共同底座1上，与基准垫块16对准，用螺栓定位固定。第一轴承座33与第一垫块34均用螺栓固定在主支承支架7上，主支承支架7的底平面相配在共同底座1的平面上，见图4。
29.共同底座1为钢板槽钢、工字钢等铆焊组件，为使共同底座1符合大功率往复泵的运行要求，应具备消声隔震使其满足钢性要求在共同底座1的内腔中浇满混凝土。在共同底座1的上平面设置往复泵动力端机身21、大皮带轮3的主支承支架7、移动导轨10及皮带拉紧支架14等预置定位可组焊的板，根据各部位的已金切过的面为基准进行校正后点焊、组焊成一体，替代共同底座1的刨、铣、钻等金切加工，见图5。
30.作为优选，小皮带轮4包括中心孔，小皮带轮4中心孔的一端经第二锥套41与电机5的输出轴相连接，另一端连接有第二支承轴42，第二支承轴42经轴承固定在第二轴承座43上，第二轴承座43设置在副支承支架8上，且第二轴承座43与副支承支架8之间垫有用于拆装皮带的第二垫块44。
31.小皮带轮4的长度根据皮带的数量来确定，与大皮带轮3同样槽数和皮带相间距，小皮带轮4两端均设有可安置轴的台肩，中心孔的一端为锥形孔可安置剖分锥套，以锥套的外锥与内锥配合，锥套的内孔为直圆柱孔与电机5的输出轴配合，通过剖分锥套的收紧与电机5的输出轴固定，锥套的台肩周圆上设有多个螺栓把锥套固定在小皮带轮4上；中心孔的另一端设有第二支承轴42，第二支承轴42装上轴承后固定在第二轴承座43上，第二轴承座43设置成与大皮带轮3相似的结构，也即第二轴承座43与副支承支架8中间设有活动的第二垫块44，可作为方便更换皮带。通过对小皮带轮4的两端支承依靠小皮带自身的刚性为一轴体，一端在电机5的输出轴上，另一端设在副支承支架8上，副支承支架8固定在移动底座9上，这样形成电机5、小皮带轮4、副支承支架8为一体的可移动结构。通过移动底座9的纵向移动可调整皮带的松紧度，横向移动可调整小皮带轮4与大皮带轮3的平行度，见图6。
32.作为优选，小皮带轮4与副支承支架8安置在移动底座9上，移动底座9与副支承支架8之间设有第三垫块12，电机5与移动底座9之间设有第四垫块13，共同底座1上设有皮带拉紧支架14，皮带拉紧支架14上设有与移动底座9相连接、控制皮带松紧的皮带拉紧螺栓15，见图7。
33.移动底座9为电机5上小皮带轮4与大皮带轮3之间能对皮带的长度松紧度进行调整分结构，移动底座9安置在共同底座1的移动导轨10上可以滑动锁紧，移动导轨10组焊在共同底座1上。移动底座9的侧面设有安装在共同底座1上的皮带拉紧支架14及皮带拉紧螺栓15，用来调整皮带的松紧度，调整后可对移动底座9进行固定，见图7。
34.一种以泵机身为基准的双支承大功率往复泵的组装工艺，包括以下步骤：步骤一、在共同底座1上组焊位置板11、基准垫块16与基准垫板17，并对共同底座1
上组焊好的各部件的上平面进行水平校准。
35.步骤二、在往复泵本体2机身21底平面的每个脚板23位置处均用螺栓连接固定一个支脚6。
36.步骤三、把往复泵本体2起吊安置在共同底座1上方，使支脚6对准位置板11。
37.步骤四、以曲轴22轴端的中心线作为水平基准，对支脚6与位置板11之间进行塞缝，在塞缝处将支脚6与位置板11组焊成一体。
38.步骤五、对移动底座9底平面金切加工，对移动导轨10上平面金切加工，将以上金切加工的两个面用螺栓进行连接，吊起连接有移动导轨10的移动底座9，使移动底座9对准基准垫板17，在移动导轨10底平面与基准垫板17上平面之间进行塞缝后组焊成一体。
39.步骤六、安装大皮带轮3，先把锥套与大皮带轮3的内锥孔进行配合，确保接触面积大于60%以上（可以修磨正确配合面）相互配合装上，使大皮带轮3中心孔的一端通过第一锥套31与曲轴22连接，另一端装上第一支承轴32，再将第一支承轴32固定在第一轴承座33上。
40.步骤七、安装主支承支架7，将步骤六的第一轴承座33经第一垫块34固定在主支承支架7上平面，主支承支架7底平面修磨至与大皮带轮3的中心轴线平行，并与基准垫块16相连接。
41.步骤八、把小皮带轮4中心孔的一端通过第二锥套41与电机5的输出轴连接，再将电机5与小皮带轮4一起安在移动底座9的位置上，同时加装皮带，保证小皮带轮4的中心轴线与大皮带轮3的中心轴线平行，小皮带轮4的另一端装上第二支承轴42，再将第二支承轴42固定在第二轴承座43上；以曲轴22伸出端的轴外圆为基准校准纵横水平，以曲轴22的中心线对中，移动底座9上电机5的输出轴伸出长度配置小皮带轮4的台肩与曲轴22配置大皮带轮3的台肩成直线，以曲轴22的中心线与电机5移动底座9的中心线为平行，测两中心的距离以选择皮带长度。
42.步骤九、安装副支承支架8，将步骤八的第二轴承座43经第二垫块44固定在副支承支架8上平面，对副支承支架8的底平面校准，并与移动底座9相连接。
43.步骤十、在共同底座1上安装皮带拉紧支架14，在皮带拉紧支架14上安装皮带拉紧螺栓15，通过皮带拉紧螺栓15将移动底座9固定在共同底座1上，确保小皮带轮4与大皮带轮3的直线度，保证皮带合适的松紧度，在运行过程中不相互干涉。
44.其中，步骤四、步骤五中均对组焊后的焊缝进行消除应力热处理。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
46.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。