螺旋输送机(俗称绞龙)是部分化工机械厂经常遇到的设备,其中螺旋输送机轴是该类型设备中的关键部件。这里所说的输送机轴,是芯轴和叶片的总称,下面以一导程螺旋输送机轴(见图一)为例,就其制作中的几个问题加以说明。 叶片料的尺寸计算 叶片计算原理图见图二,以下是具体计算公式及步骤:
⑴内螺旋线投影长: b1=πD=π×89=279(mm)
⑵外螺旋线投影长: b2=π(D+2B)=π×300=942(mm)
⑶内螺旋线实长: L1=s2+b12=2602+2792=381(mm)
⑷外螺旋线实长: L2=s2+b22=2602+9422=977(mm)
⑸内沿展开半径: R1=B L1/( L2 -L1)=105. 5×381/(977-381)=67(mm)
⑹外沿展开半径: R2= R1+B=67+105.5=172.5(mm)
⑺展开料缺口夹角: α=360。-180。×L2/(π×R2)=35。
2.叶片成形
叶片成形可以采用模具热压成型或冷拉成形两种方法,前者较适宜于大批量生产,后者由于方便易行较适宜于单件或小批量生产。由于第一种方法需要制作专用胎具,比较繁琐,这里不再介绍。下面就第二种方法简介如下:
2.1叶片初步成形
图三是一带有缺口的叶片,成形时可以用卡具将叶片的一端固定于工作台或其他辅助工装上,另一端施加拉力。依据笔者的经验,使用手动导链(俗称手拉葫芦)拉制较为理想,因为使用这种机具拉制,拉制时用力比较均匀,速度缓慢易于控制,叶片的成形效果较好。初步成形的目的是为了方便将多片叶片组焊到一块。注意拉时不要拉过,即不要大于一个导程,同时必须保证内孔投影直径大于芯轴直径,以便顺利套入芯轴。
在实际制作中,叶片上的缺口完全不必割去,即将叶片下成整圆。这样不仅可以不影响输送机的导程和制造质量,而且具有以下优点:⑴节省材料 ;⑵ 下成带内孔的整圆,便于在车床上加工,可以提高叶片制造精度;⑶组焊时叶片的焊缝位置可以错开,从焊接应力上优于带缺口的叶片。
2.2螺旋输送机轴的组焊方法
如图四所示,为将初步成形的叶片在冷态下用拉力成形的组焊工艺:
⑴ 用样板在芯轴上画出螺旋线, 以按线点焊叶片。
⑵ 将初步成形的叶片相焊接(一般3-6片为一组,也可以更多)。
⑶ 将组焊在一起的叶片套入芯轴,始端焊实于芯轴上,然后将芯轴固定在工作台上或辅助工装上。
⑷在另一端均匀缓慢的施加拉力。在拉制过程中,叶片开始沿芯轴变形,注意当叶片的形状与螺旋线相符且无间隙时,即可将螺旋片与芯轴分段点焊固定在一起。
⑸ 用上述方法,边拉边点焊,直至终点。
3.叶片下料时须注意的问题
前面叶片料的尺寸计算时没有考虑叶片的厚度,是以叶片与芯轴完全吻合的假象状态,依据公式计算得出的。实际制作中,由于叶片本身具有一定的厚度,并且拉制成形时由于叶片的倾斜变形,实际上叶片与芯轴总是或多或少的存在间隙,这样拉制出来的叶片外圆直径可能要大几个毫米,而叶片内圆与芯轴的间隙也往往稍偏大。对于尺寸要求较为严格的螺旋输送机,可以在下料和叶片加工时加以注意,即将叶片内外圆的实际加工尺寸适当减小几毫米来避免成形后叶片外圆尺寸偏大和叶片内圆与芯轴存在过大间隙的问题。具体减小的尺寸可以通过数学模型建立公式求得,但是非常繁琐,依笔者的经验,一般减少一个叶片厚度即可达到较为理想的效果。