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《螺旋擠漿機螺旋輥的設計計算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、黃石茂(華南理工大學工業(yè)裝備與控制工程系,廣州510641)摘要本文介紹了設計計算螺旋輥時如何選擇材料和結構,對螺旋輥的受力進行了分析,同時對螺旋輥進行了強度計算和校核。關鍵詞螺旋輥;受力分析;設計計算螺旋擠漿機是采用高濃高壓方式來提取黑液的洗漿設備,這種設備造價和投資低,壓濾脫水能力強,提取率高,且在高濃狀態(tài)下擠壓,所得黑液濃度和溫度較高,有利于漿料和黑液的保溫。因而在中小型造紙廠得到廣泛的應用。螺旋擠漿機是利用螺旋輥在固定的圓筒形濾鼓內旋轉,使?jié){料在濾鼓內軸向推進中受擠壓而脫水、濃縮。螺旋輥是其主要的工作零件。螺旋輥是在漿料的摩擦力及各種阻力下工作,其主要失效為磨損,也有設計
2、不當,由于強度不夠而破壞的。螺旋輥設計計算時,要根據螺旋擠漿機的生產能力和工作條件來選擇材料和結構,確定螺旋輥直徑、長徑比、壓縮比、螺距等結構參數,然后進行受力分析和強度校核。鑄造結構的材料一般采用球墨鑄鐵和鑄鋼。如QT900-2,其強度比40Cr鋼低10%～20%,其他性能與40Cr鋼接近,淬火后回火硬度可達HRc57～60,而耐磨性比40Cr鋼高40%,且可以進行精密鑄造,其加工性能與減震性都優(yōu)于40Cr鋼。鑄鋼,如ZG270-500,具有較高的強度和較好的塑性,鑄造性能和切削性能良好,為提高其耐磨性,壓縮段螺旋工作面和出料段表面應噴焊2～3mm厚的耐磨硬質合金,噴焊后的表面
3、硬度可達HRc52～58。2螺旋輥結構參數的確定螺旋輥的結構按其作用分為輸送段、壓縮段和出料段(光軸段)三個區(qū)段。輸送段起到計量和喂料的作用,它的設計確定了進料的能力。漿料首先從料斗以一定的供料量進入機內的濾鼓和螺旋輥之間的間隙,物料被輸送段強行推進到壓縮段,壓縮段的長度較長,此段設計成定外徑、變根徑和變螺距的結構,因此壓縮段起到輸送、壓縮物料進行脫水、形成料塞和增加料塞密度的作用。物料再向前進入出料段,物料在出料段進一步受到均勻壓縮,最后將料定壓、定量地由出口擠出。出料段一般作為裝設堵頭之用。錐形堵頭尾端有調節(jié)螺旋輥軸向移動的裝置。用以調節(jié)出漿間隙與堵漿壓力。螺旋輥的主要結構參
4、數一般有:螺旋輥直徑、壓縮比、長徑比、螺距和螺旋槽深度等。2.1螺旋輥直徑D2000.No.61螺旋輥的材料和結構的選擇螺旋輥的材料除應滿足強度和剛度外,還應具有很好的耐磨性。螺旋輥從結構上可分為焊接結構和鑄造結構。焊接結構是將螺旋葉片和軸分別加工好焊接在一起,其特點是加工方便,成本低,但螺旋葉片厚度一般不變化,壓縮段后段的螺旋葉片磨損較快,直接影響螺旋輥的使用壽命。焊接結構的材料一般采用45號鋼和40Cr鋼。45號鋼的切削加工性能較好,成本較低,而耐磨性和耐腐蝕性較低。40Cr鋼的強度比45號鋼高20%,加工后進行表面淬火,其硬度可達HRc45?！稄V東造紙》26螺旋輥直徑是螺旋
5、擠漿機的主要結構參數之一。在設計螺旋輥時,一般都已知所需要的生產能力。生產能力不僅與螺旋輥直徑有關,而且與其他幾何尺寸、工藝操作條件、漿料的性能和出漿堵頭壓力等有關,所以,用理論公式計算是有困難的,因此,螺旋輥的直徑往往用以下方式選取。在初步確定的螺旋擠漿機生產能力和轉速之后,可根據近似的生產能力公式確定。近似的生產能力公式Q(kg/h)為:多數螺旋輥為圓柱形,為達到1∶1.15～4的壓縮比,可以改變螺旋槽的深度或改變螺旋的螺距,也可以同時改變。等距變深螺旋是從進料端的第一個螺旋槽開始直至壓縮段的最后一個螺旋槽的深度是逐漸變淺,這種螺旋輥加工方便,螺旋表面可以達到一定光潔度。等深
6、變螺距是指螺旋槽深度不變,螺距從進料段第一螺距開始至壓縮段末端是從寬逐漸變窄。這種螺旋輥當輥徑較大時,在出漿處的漿層太厚,容易內外干度不均勻。變深變距螺旋輥是指螺旋槽深度和螺紋升程(從進料段開始至壓縮段末端都是逐漸變化,即螺旋升程)從寬逐漸變窄,螺旋槽深度由深逐漸變淺。這種螺旋輥具有前兩種螺旋輥的特點,雖然加工比較麻煩,但可以獲得比只收斂螺距或減小螺槽深度具有更大優(yōu)點。現時國內新設計的螺旋輥大多采用這種螺旋輥。2.3長徑比和螺距數目在螺旋輥直徑和壓縮比一定的條件下,螺距數多,壓縮段長,即長徑比大,結果增加物料在壓縮段內停留時間,使?jié){料逐步壓縮和逐漸排出廢液。同時對漿料送進量波動的
7、緩沖能力增加。但是長徑比太大會使?jié){料產生過壓打滑,內摩擦力增加引起末端阻力增大,使電耗增加,而且使?jié){料發(fā)熱,甚至過干引起堵塞。因此長徑比不能太大,但太短又容易跑漿。螺旋輥的長徑比一般為4～5,螺距的數目為6～7個。2.4螺距t螺旋輥的螺距的大小對于一定直徑的螺Q=60πDcp1Anr
