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螺旋加料器不僅具有結構簡單、成本低廉、進卸料靈活等優(yōu)點，而且可以在傳輸?shù)耐瑫r將物料攪拌、混合、加熱或冷卻。因此，這種設備在造紙、化工、食品和礦山等行業(yè)得到了廣泛應用。

從結構來看，螺旋加料器可大致分為傳動裝置、軸承、殼體和螺旋軸。螺旋軸是加料器的主要構件，它直接與物料接觸，在傳動裝置的帶動下旋轉，實現(xiàn)對物料的傳輸。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的一對錐形軋輥的碾壓，形成連續(xù)的環(huán)狀帶 ( 批量生產(chǎn) )或采用多個葉片焊接法 ( 小規(guī)模制造 )，再通過螺旋的分導裝置使其具有左 ( 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。

在應用中，由于螺旋葉片與物料之間的相對滑動而受到磨損，或由于長的螺旋軸發(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，會降低傳輸效率，甚至整套設備將無法正常工作。這時可以通過補焊、堆焊、千斤頂校形或熱校形等方式將螺旋葉片的磨損修復，以滿足生產(chǎn)需要。當螺旋葉片損傷嚴重不便修復或各種修復方法無法滿足生產(chǎn)精度要求時，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螺旋軸。由于只有葉片是耗材，因此可通過改進制造工藝把螺旋葉片設計成可替換件，為此，提出了螺旋軸制造方法的改進方案。

1　改進方案

制造時將螺旋軸設計成四部分：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算及加工

截取一段寬度為a，長度為a / tanα +b, 厚度為 t 的帶鋼。帶鋼的下料尺寸可由式⑴和式⑵計算得出。

式中：L 為夾持套的整體長度；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，可由設計需要選取。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。為使夾持套對螺旋葉片有預夾緊力，在設計時一般取;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，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 為固緊螺母對夾持套的軸向推力。

在傳輸物料時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)。

由上面的計算公式可知，要避免螺旋葉片與夾持套間產(chǎn)生相對滑動，實現(xiàn)平穩(wěn)傳動，則需 F d ＜ F z ，即需滿足 f 1 ×F ＞ f 2 ×P 。選材和制造時設法提高 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)進一步旋緊等 ) 有助于防止葉片的滑動。

(2) 螺旋軸體的設計

螺旋軸體的選材和尺寸的選定應使其滿足強度和剛度要求，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與夾持套的旋向相反。螺旋軸體的螺紋段可設計得長些，以增大軸上套裝的夾持套的長度變動范圍，提高設備的柔性。

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)生相對滑動。

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)使用情況及時更換。

●安裝螺旋葉片時，要確保螺旋葉片與螺旋軸體、外部殼體的中心線同軸。

2　結　語

該設計方案簡化了螺旋軸的加工工藝，不用焊接即可實現(xiàn)螺旋葉片和螺旋軸體的連接。因此，對螺旋傳輸機制造廠來說可以節(jié)省焊接成本及相應的工時費用。同時該設計實現(xiàn)了螺旋葉片的便攜更換，有助于實現(xiàn)螺旋葉片制造的標準化、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，要有相應的生產(chǎn)設備，尤其對錐形螺旋，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雜，夾持套和葉片的加工都需要有專用的沖裁成形設備才能生產(chǎn)，這樣就會大大增加小批量設備的生產(chǎn)成本；承載時，軸向推力較大的應用工況下，由于需要增加夾持套的厚度，設備的成本也會增加，使設備的應用受到制約。
 

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