高效耐磨锥塞螺旋的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种高效耐磨锥塞螺旋，属于化工设备【技术领域】，其结构是该锥塞螺旋包括头部、主体转轴部、螺旋叶片部和尾部；该锥塞螺旋的头部设置有伸出轴；该锥塞螺旋的螺旋叶片部设置为组合变距螺旋，螺旋叶片部设置有进料段、压缩段两段；进料段采用等距圆柱型螺旋叶片；压缩段采用变距圆锥型螺旋叶片，变距圆锥型螺旋叶片由尾部向头部方向收缩；靠近该锥塞螺旋头部的半圈螺旋叶片设置为向主体转轴部的轴身侧面逐渐收缩的结构；该锥塞螺旋的头部、主体转轴部、螺旋叶片部和尾部整体浇铸一体而成。该高效耐磨锥塞螺旋既具备物料输送的作用，又具备物料压缩密实的作用，从而料塞起到密封作用；从而实现连续性进料。
【专利说明】高效耐磨锥塞螺旋
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工设备【技术领域】，具体地说是一种高效耐磨锥塞螺旋。
【背景技术】
[0002]一般的，锥塞螺旋是纤维磨浆系统中的一个关键设备，主要用于农林枝桠材原料的挤压、滤水和疏松，使原料在运动中形成密实料塞，实现连续性进料，以降低热磨机研磨的能耗。锥塞螺旋承担着原材料的挤压任务，磨损相当严重。现锥塞螺旋在使用过程中经常出现打滑，进料量少，转矩大，挤压不充分，磨损大，使用寿命短。拆卸一次就需一天时间，给生产正常运行来很大的影响。
【发明内容】
[0003]本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种高效耐磨锥塞螺旋。
[0004]本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，该高效耐磨锥塞螺旋，其结构是该维塞螺旋包括头部、王体转轴部、螺旋叶片部和尾部;
[0005]该锥塞螺旋的头部设置有伸出轴；
[0006]该锥塞螺旋的螺旋叶片部设置为组合变距螺旋，螺旋叶片部设置有进料段、压缩段两段；
[0007]进料段采用等距圆柱型螺旋叶片；
[0008]压缩段采用变距圆锥型螺旋叶片，变距圆锥型螺旋叶片由尾部向头部方向收缩；
[0009]进料段的主体转轴部锥度设置为4°，由尾部向头部方向收缩；
[0010]进料段的等距圆柱型螺旋叶片的叶片棱面与推料面、叶片棱面与导料面的夹角分别设置为90° ；
[0011]压缩段的主体转轴部锥度设置为3°，由尾部向头部方向收缩；
[0012]变距圆锥型螺旋叶片的叶片外缘在由该锥塞螺旋的尾部向头部方向上的锥度设置为3°51 '，
[0013]靠近该锥塞螺旋头部的半圈螺旋叶片设置为向主体转轴部的轴身侧面逐渐收缩的结构；
[0014]该锥塞螺旋的尾部设置有根肩台，根肩台上开设有刮料槽，刮料槽斜向朝向并与螺旋叶片部的螺旋叶片方向斜向一致；该锥塞螺旋的尾端设置为安装座，安装座上开设有安装槽孔，安装槽孔的孔底开设有定位柱销孔；
[0015]该锥塞螺旋的头部、主体转轴部、螺旋叶片部和尾部整体浇铸一体而成。
[0016]伸出轴设置为圆柱状伸出轴。
[0017]进料段的主体转轴部的锥度设置为直径由尾部Φ228πιπι向头部方向收缩到Φ 196mm，进料段的等距圆柱型螺旋叶片外缘直径Φ408πιπι，进料段的等距圆柱型螺旋叶片的叶片厚度设置为40mm。
[0018]压缩段的主体转轴部的锥度设置为直径由尾部Φ194_向头部方向收缩到Φ145πιπι，压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的叶片厚度设置为50mm。
[0019]在螺旋叶片部的整个组合变距螺旋的推料面及螺旋叶片棱面堆焊5_厚的司太立合金耐磨层。
[0020]进料段的等距圆柱型螺旋叶片的导料面与主体转轴部的夹角处，以及压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的导料面与主体转轴部的夹角处，均设置有圆角过渡。
[0021]进料段的等距圆柱型螺旋叶片的推料面与主体转轴部的夹角处，以及压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的推料面与丰体转轴部的夹角处，均设置有倒角过渡。
[0022]该锥塞螺旋的进料段、压缩段的螺旋叶片的导料面和推料面分别垂直于主体转轴部的轴线；即:该锥塞螺旋的进料段、压缩段的螺旋叶片的导料面和推料面均是一垂直于主体转轴部轴线的一直线围绕主体转轴部轴线，先等距螺旋再变距圆锥螺旋式的由尾部向头部螺旋移动所得的曲面。
[0023]本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是:
[0024]该高效耐磨锥塞螺旋利用等距圆柱型螺旋叶片和变距圆锥型螺旋叶片的组合设计，实现压缩作用，使原料在螺旋叶片的运行中形成密实的料塞，压实效果明显，既具备物料输送的作用，又具备物料压缩密实的作用，从而料塞起到密封作用；原料的不断加入，该高效耐磨锥塞螺旋不断旋转，料塞便不断地形成并向前推移，从而实现连续性进料。保证了连续进料，实现了进料的连续性。
[0025]该高效耐磨锥塞螺旋整个螺旋上车床对中，加工纠正螺旋叶片外缘尺寸，保证安装尺寸，消除尺寸偏差。
[0026]该高效耐磨锥塞螺旋的螺旋流道可被打磨呈光滑的流线型，避免堆积物料和降低摩擦力，从而增大螺旋轴向摩擦力，保证枝桠材平稳前行，不打滑。
[0027]该高效耐磨锥塞螺旋安装连续使用可已达3?6年，其转矩大，转速低，不打滑，耐磨，广泛使用于人造板及高耐磨螺旋领域。
[0028]该高效耐磨锥塞螺旋设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]附图1是本实用新型的结构示意图；
[0030]附图2是本实用新型的变距圆锥型螺旋叶片局部抛面结构示意图。
[0031 ]附图中的标记分别表示:
[0032]1、头部，2、主体转轴部，3、螺旋叶片部，4、尾部，
[0033]5、伸出轴，
[0034]6、进料段，7、压缩段，
[0035]8、等距圆柱型螺旋叶片，9、变距圆锥型螺旋叶片，
[0036]10、叶片棱面，11、推料面，12、导料面，
[0037]13、根肩台，14、刮料槽，15、安装座，16、安装槽孔，17、定位柱销孔，
[0038]18、司太立合金耐磨层，
[0039]19、Al 槽腔，20、A2 槽腔，21、A3 槽腔，22、A4 槽腔，23、A5 槽腔，24、A6 槽腔，25、Cl槽腔，26、C2槽腔，27、C3槽腔，28、C4槽腔，29、C5槽腔，30、定位销孔。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图对本实用新型的高效耐磨锥塞螺旋作以下详细说明。
[0041]如附图所示，本实用新型的高效耐磨锥塞螺旋，其结构是该锥塞螺旋包括头部1、主体转轴部2、螺旋叶片部3和尾部4 ；
[0042]该锥塞螺旋的头部I设置有伸出轴5 ；
[0043]该锥塞螺旋的螺旋叶片部3设置为组合变距螺旋，螺旋叶片部设置有进料段6、压缩段7两段；
[0044]进料段6采用等距圆柱型螺旋叶片8 ；
[0045]压缩段7采用变距圆锥型螺旋叶片9，变距圆锥型螺旋叶片9由尾部向头部方向收缩；
[0046]进料段6的主体转轴部锥度设置为4°，由尾部向头部方向收缩；
[0047]进料段6的等距圆柱型螺旋叶片8的叶片棱面10与推料面11、叶片棱面10与导料面12的夹角分别设置为90° ；
[0048]压缩段7的主体转轴部锥度设置为3°，由尾部向头部方向收缩；
[0049]变距圆锥型螺旋叶片9的叶片外缘在由该锥塞螺旋的尾部向头部方向上的锥度设置为3°51 z，
[0050]靠近该锥塞螺旋头部的半圈螺旋叶片设置为向主体转轴部的轴身侧面逐渐收缩的结构；
[0051]该锥塞螺旋的尾部设置有根肩台13，根肩台13上开设有刮料槽14，刮料槽14斜向朝向并与螺旋叶片部的螺旋叶片方向斜向一致；该锥塞螺旋的尾端设置为安装座15，安装座15上开设有安装槽孔16，安装槽孔16的孔底开设有定位柱销孔17 ；
[0052]该锥塞螺旋的头部、主体转轴部、螺旋叶片部和尾部整体浇铸一体而成。
[0053]伸出轴5设置为圆柱状伸出轴。
[0054]进料段6的主体转轴部的锥度设置为直径由尾部Φ228πιπι向头部方向收缩到Φ 196mm，进料段的等距圆柱型螺旋叶片外缘直径Φ408πιπι，进料段的等距圆柱型螺旋叶片的叶片厚度设置为40mm。
[0055]压缩段7的主体转轴部的锥度设置为直径由尾部Φ194_向头部方向收缩到Φ145πιπι，压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的叶片厚度设置为50mm。
[0056]在螺旋叶片部的整个组合变距螺旋的推料面及螺旋叶片棱面堆焊5_厚的司太立合金耐磨层。
[0057]进料段6的等距圆柱型螺旋叶片8的导料面与主体转轴部的夹角处，以及压缩段7的变距圆锥型螺旋叶片9的导料面与主体转轴部的夹角处，均设置有圆角过渡。
[0058]进料段6的等距圆柱型螺旋叶片8的推料面与主体转轴部的夹角处，以及压缩段7的变距圆锥型螺旋叶片9的推料面与丰体转轴部的夹角处，均设置有倒角过渡。
[0059]该锥塞螺旋的进料段、压缩段的螺旋叶片的导料面和推料面分别垂直于主体转轴部的轴线；即:该锥塞螺旋的进料段、压缩段的螺旋叶片的导料面和推料面均是一垂直于主体转轴部轴线的一直线围绕主体转轴部轴线，先等距螺旋再变距圆锥螺旋式的由尾部向头部螺旋移动所得的曲面。
[0060]该高效耐磨锥塞螺旋的工作原理是利用锥塞螺旋的压缩作用，使原料在运行中形成密实的料塞，从而对高压蒸汽起密封作用；预蒸煮缸蒸煮好的树桠材经过下料口进入锥塞螺旋进料段，由于原料的不断加入，料塞便不断地形成并向前推移，从而实现连续性进料。枝桠材原料在持续转动的锥塞螺旋推送面作用下输送前进，在经过锥塞螺旋的压缩段时，原料被挤压、滤水，随着锥塞螺旋直径变小，树桠材原料挤压，滤水加剧，变得更疏松。枝桠材原料在前进中受对面单向阀头反向推力，形成了密实的木料塞，密封住蒸煮缸内的高压蒸汽，防止窜入影响进料；由于该高效耐磨锥塞螺旋不停运转，枝桠材原料持续加入，便连续不断地形成了木料塞，并向前推移。保证了枝桠材原料连续进料，落入高压蒸煮缸内进行蒸煮，实现了进料的连续性。
[0061]该高效耐磨锥塞螺旋可分为进料段、压缩段两部分。针对枝桠材原料的现状，重新设计锥塞螺旋结构尺寸，对锥塞螺旋进料区各型腔进行优化。
[0062]该锥塞螺旋主体采用0Crl8Nil2Mo2Ti材质，直径为16"，结构形式采用组合变距螺旋形式，整体浇铸一体而成。进料段采用等距圆柱型螺旋，压缩段则采用变距的圆锥型螺旋。在进料段，为提高螺旋进料量和工作性能，将进料段螺旋主体锥度α设计为4°。同时加大进料段各螺旋槽腔的深度，增大螺旋腔槽的容积，将Al及Cl槽腔螺旋芯轴直径设计为Φ228mm; A2及C2槽腔螺旋芯轴直径设计为Φ202.ι; A3槽腔螺旋芯轴直径设计为Φ 196mm ;相比原设计减少了 25mm,保证进料段螺旋叶片外缘直径Φ408ι?πι不变。同时将进料段螺旋的叶片棱面与推料面、导料面交角设计为90 °。进料段螺旋叶片厚度设计为40mm。推料面、导料面与螺旋主体设计为相互垂直,并用小圆弧r = 33mm过渡,便于进料。通过适当增大螺旋槽的深度，增大螺旋进料腔空间，既提高了螺旋的进料量，同时又增大了螺旋的转矩，能充分形成密封的木塞，达到充分挤压枝桠材、滤水的效果。
[0063]在压缩段，为达到充分挤压枝桠材原料、滤水，形成连续密封木塞之目的，保证原料正常向前推进，将螺旋主体锥度设计为α I = 3°。主体直径则由Φ194_向Φ145_依次递减，叶片外缘锥度设计为α I = 3° 51 ",叶片外缘直径Φ408ι?πι向Φ145ι?πι相应依次递减，螺旋叶片厚度设计为50mm。
[0064]为充分改善螺旋挤压、压缩性能，将螺旋段叶片外缘棱面与推送面、导料面之间的夹角设计较大，并且将推送面、导料面与螺旋主体之间的夹角设计较大，并且用较大的圆弧过渡，以消除应力集中。推送面与螺旋主体的夹角设计为90°，用半径r = 33mm的圆弧过渡。导料面与螺旋主体的夹角设计为45 °，用半径r = 16mm的圆弧过渡。这样设计能增大轴向摩擦力，有利用原料向前推移。
[0065]螺旋头部设计有直径为ΦΙΟΟπιπι的圆柱状伸出轴，这有利于引导物料向前推移，并有助于形成密实的木塞，防止高压蒸汽的反喷。
[0066]由于螺旋头部是挤压和磨损最为剧烈的部位，因些将螺旋头部最后半圈螺旋叶片设计为逐渐向螺旋主体收缩的形状，这样可分解螺旋头部的负荷，延长螺旋的使用寿命。为提高螺旋的耐磨性，在300°C高温下，在锥塞螺旋的推送面及叶片外缘表面堆焊5_厚的司太立耐磨材料，硬度可达到HRC58-62，耐磨性能明显提高。
[0067]螺旋流道被打磨呈光滑的流线型，避免堆积物料和降低摩擦力，从而增大螺旋轴向摩擦力，保证枝桠材平稳前行，不打滑。
[0068]该高效耐磨锥塞螺旋整个螺旋上车床对中，加工纠正螺旋叶片外缘尺寸，保证安装尺寸，消除尺寸偏差。
[0069]该高效耐磨锥塞螺旋在螺旋叶片部的整个组合变距螺旋的推料面及螺旋叶片棱面堆焊5mm厚的司太立合金耐磨层。司太立(Stellite)是一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金。即通常所说的钴基合金，司太立合金由美国人Elwood Hayness于1907年发明。司太立合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钥、铌、钽、钛、镧等合金元素，偶尔也还含有铁的一类合金。根据合金中成分不同，它们可以制成焊丝，粉末用于硬面堆焊，热喷涂、喷焊等工艺，也可以制成铸锻件和粉末冶金件。
[0070]与其它高温合金不同，司太立高温合金不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化，而是由已被固溶强化的奥氏体fee基体和基体中分布少量碳化物组成。铸造司太立高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417°C以下是密排六方(hep)晶体结构，在更高温度下转变为fee。为了避免司太立高温合金在使用时发生这种转变，实际上所有司太立合金由镍合金化，以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。司太立合金具有平坦的断裂应力-温度关系，但在1000°C以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能，这可能是因为该合金含铬量较高，这是这类合金的一个特征。
[0071]司太立合金的堆焊:司太立堆焊合金含铬25-33%，含钨3-21%，含碳0.7-3.0%。，随着含碳量的增加，其金相组织从亚共晶的奥氏体+M7C3型共晶变成过共晶的M7C3型初生碳化物+ M7C3型共晶。含碳越多，初生M7C3越多，宏观硬度加大，抗磨料磨损性能提高，但耐冲击能力，焊接性，机加工性能都会下降。被铬和钨合金化的司太立合金具有很好的抗氧化性，抗腐蚀性和耐热性。在650°C仍能保持较高的硬度和强度，这是该类合金区别于镍基和铁基合金的重要特点。司太立合金机加工后表面粗糙度低，具有高的抗擦伤能力和低的摩擦系数，也适用于粘着磨损，尤其在滑动和接触的阀门密封面上。但在高应力磨料磨损时，含碳低的钴铬钨合金耐磨性还不如低碳钢，因此，价格昂贵的司太立合金的选用，必须有专业人士的指导，才能发挥材料的最大潜力。
[0072]另外还有用铬，钥合金化的含Laves相的司太立堆焊合金，如Co-28Mo-17Cr_3Si和Co-28Mo-8Cr-2Si。由于Laves相比碳化物硬度低,在金属摩擦付中与之配对的材料磨损较小。
【权利要求】
1.高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于该锥塞螺旋包括头部、主体转轴部、螺旋叶片部和尾部; 该锥塞螺旋的头部设置有伸出轴； 该锥塞螺旋的螺旋叶片部设置为组合变距螺旋，螺旋叶片部设置有进料段、压缩段两段； 进料段采用等距圆柱型螺旋叶片； 压缩段采用变距圆锥型螺旋叶片，变距圆锥型螺旋叶片由尾部向头部方向收缩； 进料段的主体转轴部锥度设置为4°，由尾部向头部方向收缩； 进料段的等距圆柱型螺旋叶片的叶片棱面与推料面、叶片棱面与导料面的夹角分别设置为90° ； 压缩段的主体转轴部锥度设置为3°，由尾部向头部方向收缩； 变距圆锥型螺旋叶片的叶片外缘在由该锥塞螺旋的尾部向头部方向上的锥度设置为3°51、 靠近该锥塞螺旋头部的半圈螺旋叶片设置为向主体转轴部的轴身侧面逐渐收缩的结构； 该锥塞螺旋的尾部设置有根肩台，根肩台上开设有刮料槽，刮料槽斜向朝向并与螺旋叶片部的螺旋叶片方向斜向一致；该锥塞螺旋的尾端设置为安装座，安装座上开设有安装槽孔，安装槽孔的孔底开设有定位柱销孔； 该锥塞螺旋的头部、主体转轴部、螺旋叶片部和尾部整体浇铸一体而成。
2.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于伸出轴设置为圆柱状伸出轴。
3.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于进料段的主体转轴部的锥度设置为直径由尾部Φ228_向头部方向收缩到Φ196_，进料段的等距圆柱型螺旋叶片外缘直径Φ408πιπι，进料段的等距圆柱型螺旋叶片的叶片厚度设置为40mm。
4.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于压缩段的主体转轴部的锥度设置为直径由尾部Φ194_向头部方向收缩到Φ145_，压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的叶片厚度设置为50mm。
5.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于在螺旋叶片部的整个组合变距螺旋的推料面及螺旋叶片棱面堆焊5mm厚的司太立合金耐磨层。
6.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于进料段的等距圆柱型螺旋叶片的导料面与主体转轴部的夹角处，以及压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的导料面与主体转轴部的夹角处，均设置有圆角过渡。
7.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于进料段的等距圆柱型螺旋叶片的推料面与主体转轴部的夹角处，以及压缩段的变距圆锥型螺旋叶片的推料面与主体转轴部的夹角处，均设置有倒角过渡。
8.根据权利要求1所述的高效耐磨锥塞螺旋，其特征在于该锥塞螺旋的进料段、压缩段的螺旋叶片的导料面和推料面分别垂直于主体转轴部的轴线；即:该锥塞螺旋的进料段、压缩段的螺旋叶片的导料面和推料面均是一垂直于主体转轴部轴线的一直线围绕主体转轴部轴线，先等距螺旋再变距圆锥螺旋式的由尾部向头部螺旋移动所得的曲面。
【文档编号】B02C23/02GK203916850SQ201420324495
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】桑明光, 高长征, 李学凯, 吴西华 申请人:东营人造板厂