[发明专利]挠性传动轴及其制造方法

说明书

本发明涉及用于容积式泵或马达（Progressive cavity pumps or motors）的传动轴。在这些泵或马达中，在驱动装置和转子之间用有一个传动轴，因为转子以同转子转动方向相反的方向绕定子的中心线作圆周运动。传动轴可以是两端有挠性联轴节的刚性连接轴，也可以是挠性传动轴。挠性轴较之刚性连接轴有许多优点，如零件数目少，没有磨损件或动态密封件，从而使装配和维修容易。

挠性传动轴承受多种应力组合的作用，即扭应力，交变弯曲应力（由转子的圆周运动和旋转运动所引起），以及轴向拉压应力（由作用于转子的轴向载荷所引起）。

因此，挠性传动轴的结构很大程度上受制造该轴的材料的屈服强度和疲劳强度的影响。通常采用不锈网制造只进行机械加工而不进行热处理的挠性传动轴。这导致挠性传动轴的结构较刚性连接轴为长。

根据本发明，提供了一种制造用于容积式泵或马达的挠性传动轴的方法，它包括以下步骤：

用钢制造一根上述传动轴;

对该轴进行谇火和回火;以及

在谇火和回火后对该轴进行渗氮或碳氮共渗。

该轴可以用例如锻造和机械加工的方法制造。

该轴的钢可以是例如热锻模具钢，冷锻模具钢，或其他任何允许谇火，回火和随后渗氮或碳氮共渗的结合而不降低轴芯强度的钢。

热锻模具钢从来就以其高硬度和高回火稳定性著称，因而应用于例如热锻模中，在此场合上述性质甚为重要。

申请人发现，这些钢在谇火和回火的情况下结合有很高的拉伸强度和很高的耐疲劳强度。不仅如此，其高回火稳定性允许其耐疲劳强度因随后的渗氮或碳氮共渗而进一步加强而不降低轴芯的拉伸强度。

上述情况使得用上述钢做成的挠性传动轴可以设计成比用常用钢做的传动轴短得多。

本发明还提供了一种包括有根据上述方法做出的挠性传动轴的螺旋齿轮泵或马达。

推荐采用的钢是H13热锻模具钢，它能使传动轴缩短大约30%。H13热锻模具钢的优点是回火和渗氮或碳氮共渗的步骤可以实际提高轴的芯部强度。此外，也可用D2冷锻模具钢或DIN39 CrMoV 139（1.8523）号钢。