螺旋葉片是機械工程上經常遇到的一種較難放樣的板金構件,對螺旋葉片的計算方法及公式在很多資料中已有介紹,其制作方法簡單。
但是,工作量大,成本高,下面介紹在山東;瘓F慶豐公司使用的螺旋葉片制作方法,拉伸制作方法和卷制方法。
第一部分 理論基礎
一、展開圖法:
1、做直角三角形ABC和ABD,其中AB等于螺旋節的導程H,BC等于πD,BD等于πd,斜邊b,a分別為螺旋內外緣線的實長。
2、做等腰梯形使其上底等于b,下底等于a,高度等于(D-d)/2。
3、延長等腰梯形兩腰交于o點,以o為圓心,o1,o2各為半徑作兩圓,并在外圓周上量取a的長度得點4,連o4所得圓環部分即為所求展開圖。
二、計算法:從上述展開圖畫法中看出可通過計算求得途中所有數據
r=bc/(a-b)
R=r+c
α=(2πR-a)×3600/( 2πR)
式中:D-螺旋外圓直徑; d-螺旋內圓直徑;
r-螺旋節展開圖內圓半徑; R-螺旋節展開圖外圓半徑;
H-螺旋導程;α-展開圖切角;
a2= (πD)2+H2a-螺旋外緣展開長
b2=(πd)2+H2b-螺旋內緣展開長
c=(D-d)/2 c-螺旋節寬度
第二部分 實際應用制作方法
1、一般常用方法--模具壓型
對于一般葉片可用按展開圖尺寸下料制作后,再熱處理,后用模具壓成型,因為模具制作成本較高,只是用于批量生產,不適用于單件和少量加工生產。很多廠家在使用此法,這里不再敘述。
2、山東;瘓F慶豐公司自創方法--拉伸制作方法,如下圖所示:
葉片按展開圖尺寸下料制作后,不需割切角口α,割開一條縫,撬起把各葉片焊接聯接起來,一端固定焊接在螺旋軸上,另一端用兩倒鏈拉制如圖,拉制后葉片直接焊在螺旋軸上,最后的一片螺旋葉片由于變形較大,已無應用價值割下棄去不用。
由于不需割切角口α,節省材料,每片增加切角口α部分面積,且焊縫不在一條直線上,避免了應力集中,改善受力環境,此法不需熱加工處理,節省成本,適用于單件加工制作,螺旋葉片現場使用中完全滿足使用要求。
3、山東海化集團慶豐公司自創方法--卷制方法,如下圖所示:
傳動原理:由一臺電動機驅動,經減速機減速后由皮帶聯接分成兩路,各自接入蝸桿蝸輪減速器,經蝸桿蝸輪減速并換向后,再接入垂直面內與垂直線成一定角度的錐行模上。
卷制方法:設計專用機床,由空間成一定角度的一對錐形模轉動帶動平板料(寬度為(D-d)/2)運動,平板料經擠壓產生塑性變形,其一邊經擠壓產生塑性變形長度縮短了,即以后成為葉片的內孔尺寸部分,其另一邊經擠壓產生塑性變形長度伸長了,即以后成為葉片的外圓尺寸部分,經擠壓產生塑性變形后的材料再經由擋板輪系統順輪流出,產生螺旋變形,順螺旋軸模具卷制成螺旋葉片形式,擋板輪系統調整可控制螺旋葉片的螺距,螺旋軸模具與螺旋軸尺寸相同。
螺旋葉片的內孔即為螺旋軸外圓尺寸,由于平板料寬度尺寸未變,仍為(D-d)/2,所以螺旋葉片的外圓尺寸R=r+(D-d)/2,也即為R=r+c,同理論計算公式一樣。
此法用平板料(寬度為(D-d)/2)通過專用機床直接卷制成型,真正做到不浪費一點材料,大大提高經濟效益,專用機床生產效率高,機床可連續運轉,螺旋葉片輸出到一定長度后剪切下線即可,此法適用于批量生產。
總論,山東海化集團慶豐公司使用的螺旋葉片拉伸制作方法,制作的螺旋葉片現場使用情況良好,且完全滿足使用要求,為廠家節省大量資金,拉伸制作方法簡便易行,成本較低;山東;瘓F慶豐公司使用的螺旋葉片卷制方法,主要適用于小型螺旋葉片,此法已在多種螺旋葉片上廣泛應用,制作的螺旋葉片現場使用情況良好,且完全滿足使用要求,為廠家節省大量資金,卷制方法生產率高,可實現連續生產,適應于批量生產,成本較低;現予以介紹,供其它廠家參考使用。