螺旋叶片是机械工程上经常遇到的一种较难放样的板金构件,对螺旋叶片的计算方法及公式在很多资料中已有介绍,其制作方法简单。
但是,工作量大,成本高,下面介绍在山东海化集团庆丰公司使用的螺旋叶片制作方法,拉伸制作方法和卷制方g。
第一部分 理论基础
一、展开图法:
1、做直角三角形ABC和ABD,其中AB等于螺旋节的导程H,BC等于πD,BD等于πd,斜边b,a分别为螺旋内外缘线的实长。
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、延长等腰梯,两腰交于o点,以o为圆心,o1,o2各为半径作两圆,并在外圆周上量取a的长度得点4,连o4所得圆环部分即为所求展开图。
二、计算法:从上述展开图画法中看出可通过计算求得途中所有数据
r=bc/(a-b)
R=r+c
α=(2πR-a) ×3600/( 2πR)
式中:D-螺旋外圆直径; d-螺旋内圆y径;
r-螺旋节展开图内圆半径; R-螺旋节展开图外圆半径;
H-螺旋导程;α-展开图切角;
a2= (πD)2+H2 a-螺旋外缘展开长
b2=(πd)2+H2 b-螺旋内缘展开长
c=(D-d)/2 c-螺旋节宽度
第二部分 实际应用制作方法
1、一般常用方法--模具压型
对于一般叶片可用按展开图尺寸下料制作后,再热处理,后用模具压成型,因为模具制作成本较高,只是用于批量生产,不适用于单件和少量加工生产。很多厂家在使用此法,这里不再叙述。
2、山东海化集团庆丰公司自创方法--拉伸制作方法,如下图所示:
叶片按展开图尺寸下料制作后,不需割切角口α,割开一条缝,撬起把各叶片焊接联接起来,一端固定焊接在螺旋轴上,另一端用两倒链拉制如图,拉制后叶片直接焊在螺旋轴上,最后的0片螺旋叶片由于变形较大,已无应用价值割下弃去不用。
由于不需割切角口α,节省材料,每片增加切角口α部分面积,且焊缝不在一条直线上,避免了应力集中,改善受力环境,此法不需热加工处理,节省成本,适用于单件加工制作,螺旋叶片现场使用0完全满足使用要求。
3、山东海化集团庆丰公司自创方法--卷制方法,如下图所示:
传动原理:由0台电动机驱动,经减速机减速后由皮带联接分成两路,各自接入蜗杆蜗轮减速器,经蜗杆蜗轮减速并换向后,再接入垂直面内与垂直线成一定角度的锥行模上。
卷制方法:设计专用机床,由空间成一定角度的一对锥形模转动带动平板料(宽度为(D-d)/2)运动,0板料经挤压产生塑性变形,其一边经挤压产生塑性变形长度缩短了,即以后成为叶片的内孔尺寸部分,其另一边经挤压产生塑性变形长度伸长了,即以后成为叶片的外圆尺寸部分,经挤压产生塑性变形后的材料再经由挡板轮系统顺轮流出,产生螺旋变形,顺螺旋轴模具卷制成螺旋叶片形式0挡板轮系统调整可控制螺旋叶片的螺距,螺旋轴模具与螺旋轴尺寸相同。
螺旋叶片的内孔即为螺旋轴外圆尺寸,由于平板料宽度尺寸未变,仍为(D-d)/2,所以螺旋叶片的外圆尺寸R=r+(D-d)/2,也即为R=r+c,同理论计算公式一样。
此法用平板料(宽度为(D-d)/2)通过专用机床直接卷制成型,真正做到不浪费一点材料,大大提高经济效益,专用机床生产效率高,机床可连续运转,螺旋叶片输出到一定长度后剪切下线即可,此法适用于批量生产。
总论,山东海化集团庆丰公司使用的螺旋叶片拉伸制作宸ǎ制作的螺旋叶片现场使用情况良好,且完全满足使用要求,为厂家节省大量资金,拉伸制作方法简便易行,成本较低;山东海化集团庆丰公司使用的螺旋叶片卷制方法,主要适用于小型螺旋叶片,此法已在多种螺旋叶片上广泛应用,制作的螺旋叶片现场使用情况良好,且完全满足使用迩螅为厂家节省大量资金,卷制方法生产率高,可实现连续生产,适应于批量生产,成本较低;现予以介绍,供其它厂家参考使用。