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螺旋加料器不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、進(jìn)卸料靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以在傳輸?shù)耐瑫r(shí)將物料攪拌、混合、加熱或冷卻。因此，這種設(shè)備在造紙、化工、食品和礦山等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

從結(jié)構(gòu)來看，螺旋加料器可大致分為傳動(dòng)裝置、軸承、殼體和螺旋軸。螺旋軸是加料器的主要構(gòu)件，它直接與物料接觸，在傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的傳輸。在加工過程中，又可把螺旋軸分為螺旋葉片和螺旋軸體兩部分。目前，螺旋軸的加工主要采用以下方法：第一步，制作螺旋葉片。將原料帶鋼通過冷壓機(jī)的一對(duì)錐形軋輥的碾壓，形成連續(xù)的環(huán)狀帶 ( 批量生產(chǎn) )或采用多個(gè)葉片焊接法 ( 小規(guī)模制造 )，再通過螺旋的分導(dǎo)裝置使其具有左 ( 右 ) 旋，并具有一定螺距的螺旋葉片；第二步，制作螺旋軸體。用焊接工藝把螺旋葉片焊接在螺旋軸體上制成螺旋軸。

在應(yīng)用中，由于螺旋葉片與物料之間的相對(duì)滑動(dòng)而受到磨損，或由于長(zhǎng)的螺旋軸發(fā)生撓曲變形致使葉片與殼體發(fā)生摩擦等原因，很容易使螺旋葉片損壞，螺旋葉片一旦損壞，會(huì)降低傳輸效率，甚至整套設(shè)備將無法正常工作。這時(shí)可以通過補(bǔ)焊、堆焊、千斤頂校形或熱校形等方式將螺旋葉片的磨損修復(fù)，以滿足生產(chǎn)需要。當(dāng)螺旋葉片損傷嚴(yán)重不便修復(fù)或各種修復(fù)方法無法滿足生產(chǎn)精度要求時(shí)，就需更換螺旋軸。

一般情況下，螺旋加料器各組成部分中只有葉片較易磨損 , 但從目前的加工方法來看 , 葉片焊接在軸上，更換葉片就得更換整個(gè)螺旋軸。由于只有葉片是耗材，因此可通過改進(jìn)制造工藝把螺旋葉片設(shè)計(jì)成可替換件，為此，提出了螺旋軸制造方法的改進(jìn)方案。

1　改進(jìn)方案

制造時(shí)將螺旋軸設(shè)計(jì)成四部分：螺旋葉片、軸體、葉片夾持套和夾持套固緊螺母。

(1) 葉片夾持套的理論計(jì)算及加工

截取一段寬度為a，長(zhǎng)度為a / tanα +b, 厚度為 t 的帶鋼。帶鋼的下料尺寸可由式⑴和式⑵計(jì)算得出。

式中：L 為夾持套的整體長(zhǎng)度；e 為螺旋葉片的螺距；d 為軸的直徑；α 為葉片夾持套的螺旋升角。

式中：δ 為螺旋葉片的厚度。

加工好帶鋼后，按照虛線將其剪成平行四邊形，夾持套的螺旋升角 α 與螺旋葉片的螺旋升角等值，可由設(shè)計(jì)需要選取。然后按照生產(chǎn)的需要加工成內(nèi)徑為 d 左( 右 ) 旋的螺旋葉片夾持套。為使夾持套對(duì)螺旋葉片有預(yù)夾緊力，在設(shè)計(jì)時(shí)一般取;具體值可根據(jù)式 (2) 和夾持套與螺旋葉片的材料而定。

為了防止螺旋葉片在夾持套的槽內(nèi)竄動(dòng)，就需確保夾持套與螺旋葉片之間的摩擦力 F z 足夠大。

Fz =f1 ×Fsinα           ⑶

式中：f 1 為螺旋葉片與夾持套之間的摩擦因數(shù)；F 為固緊螺母對(duì)夾持套的軸向推力。

在傳輸物料時(shí)如果螺旋加料器的軸向推力為 P，則螺旋葉片與物料之間的摩擦力 F d 可按式⑷計(jì)算。

Fd = f2 × Psinα        ⑷

式中：f 2 為螺旋葉片與物料之間的摩擦因數(shù)。

由上面的計(jì)算公式可知，要避免螺旋葉片與夾持套間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)傳動(dòng)，則需 F d ＜ F z ，即需滿足 f 1 ×F ＞ f 2 ×P 。選材和制造時(shí)設(shè)法提高 f 1 或 F( 例如增加螺旋夾持套的厚度，在固緊螺母承載范圍內(nèi)進(jìn)一步旋緊等 ) 有助于防止葉片的滑動(dòng)。

(2) 螺旋軸體的設(shè)計(jì)

螺旋軸體的選材和尺寸的選定應(yīng)使其滿足強(qiáng)度和剛度要求，分為：左右兩端軸承段、軸肩、光軸段和螺紋段。

為了夾緊螺旋葉片，螺旋軸體右端的螺紋旋向應(yīng)與夾持套的旋向相反。螺旋軸體的螺紋段可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)些，以增大軸上套裝的夾持套的長(zhǎng)度變動(dòng)范圍，提高設(shè)備的柔性。

夾持套套裝到螺旋軸體上之后，要采取一定措施，以防止軸體與夾持套間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。

具體措施如下：

●右端焊接到軸體上。適用于螺旋葉片承載較大而物料對(duì)夾持套的磨損、腐蝕不大的工況。夾持套不需要更換。

●采用定位螺釘、加大夾持套與軸體間的摩擦因數(shù)，增大軸體與夾持套之間的摩擦等。適用于那些易使夾持套損壞的工況。夾持套也可根據(jù)使用情況及時(shí)更換。

●安裝螺旋葉片時(shí)，要確保螺旋葉片與螺旋軸體、外部殼體的中心線同軸。

2　結(jié)　語

該設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)化了螺旋軸的加工工藝，不用焊接即可實(shí)現(xiàn)螺旋葉片和螺旋軸體的連接。因此，對(duì)螺旋傳輸機(jī)制造廠來說可以節(jié)省焊接成本及相應(yīng)的工時(shí)費(fèi)用。同時(shí)該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了螺旋葉片的便攜更換，有助于實(shí)現(xiàn)螺旋葉片制造的標(biāo)準(zhǔn)化、批量化生產(chǎn)及提高螺旋加料器的使用柔性。

但是，該生產(chǎn)方法需要有一定的加工和裝配精度，要有相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，尤其對(duì)錐形螺旋，其夾持套的展開形狀是變直徑的圓環(huán)帶，葉片成形難度大，變徑變螺距的螺旋軸體的葉片和夾持套的展開圖更復(fù)雜，夾持套和葉片的加工都需要有專用的沖裁成形設(shè)備才能生產(chǎn)，這樣就會(huì)大大增加小批量設(shè)備的生產(chǎn)成本；承載時(shí)，軸向推力較大的應(yīng)用工況下，由于需要增加夾持套的厚度，設(shè)備的成本也會(huì)增加，使設(shè)備的應(yīng)用受到制約。
 

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