CN101659011B - 一种带式输送机双螺旋滚筒板的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带式输送机双螺旋滚筒板的成型方法，是针对螺旋滚筒板的双螺旋双斜角的结构形状特征，采用气割下料、周边修整、压平整形，程序控制划线刻槽，三辊卷板成型，二氧化碳气体保护焊接对接接口，氧气切制螺旋槽，车制外圆及左右端斜度角、表面发蓝处理、检测、储存，制成中空、双螺旋、双斜角螺旋滚筒板，此成型方法先进合理，参数优选准确，生产效率高，比现有技术可提高5-6倍，产品质量好、精度高，使用寿命长，是十分理想的煤矿带式输送机的双螺旋滚筒板的成型方法，此方法也可用于制造类似机械零件。

Description

一种带式输送机双螺旋滚筒板的成型方法 

技术领域

本发明涉及一种带式输送机双螺旋滚筒板的成型方法，属煤矿井下输送设备带式输送机零部件的设计与制造的技术领域。 

背景技术

螺旋滚筒是煤矿带式输送机自移机尾装置中的重要部件，其结构是由轴承座、筒圈、筋板、螺旋板组成焊接在一起的可旋转的结构件，螺旋板在螺旋滚筒的外部，由于成型后形成左右螺旋升角，故谓双螺旋滚筒，双螺旋滚筒的作用主要是支撑皮带运行以及清理积煤。 

双螺旋滚筒板主要由：左向螺旋板、右向螺旋板、中环板、左环板、右环板五部分组成，中间为空心筒状。 

双螺旋滚筒板是一个结构好、强度高、耐撞击的机械零件，常采用低合金锰钢板制作，锰钢板厚度为30mm，滚筒直径为Φ630mm，是十分难加工成型的机械零件。 

双螺旋滚筒的成型方法有卷板机卷制、压力机压制、筒体气割、缠绕热成型；卷板机卷制主要是根据螺旋角大小制作相应的定位装置，然后按螺旋高度卷制，不能一次成型；压力机压制是先制作工装，气割条料，然后压制成螺旋板，对接难度大；气割成型，按螺旋角气割切槽组装，但气割变形大，校正困难；缠绕成型，把条形料在加热状态下，用工装缠绕成型，但能耗大；这些成型方法均存在技术上的不足和弊端。 

发明内容

发明目的 

本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用三辊冷挤压成型方法，将滚筒板材平面气割成左右对称相连的斜向板，在挤辊轴的作用下，滚筒板材发生塑性弯曲变形，直接冷挤辊挤成圆筒形，然后焊接成双螺旋滚筒板，以大幅度提高双螺旋滚筒板的成型质量和生产效率。 

技术方案 

本发明双螺旋滚筒板为圆筒形，由：中环板、左边环板、右边环板、左向螺旋板、右向螺旋板、圆形部、斜形部组成；中环板1为圆环形，中环板的左部为左向螺旋板4、右部为右向螺旋板5、左向螺旋板上设有斜形部17、圆形部19，右向螺旋板上设有斜形部18、圆形部20，左右向螺旋板4、5的外部为左边环板2、右边环板3，中环板1、左右边环板2、3的直径、内孔、长度相等；螺旋滚筒板外部为外圆直径D、内部为内孔直径d，中环板1、左右边环板2、3、左右向螺旋板4、5的内孔直径d相等；左右向螺旋板4、5螺旋方向相反，螺旋角相等，螺旋截形相同，均为矩形螺纹，螺旋导程螺距为t，螺旋槽宽度为t₁，螺旋齿宽度为t₂； 

螺旋滚筒板基本尺寸： 

外圆直径：Φ＝630mm 

内孔直径：Φ＝582mm 

长度：1680mm 

螺旋导程螺距：t＝125mm 

左、右向螺旋板螺旋升角：3°54′ 

左右斜形部斜度角：1° 

螺旋槽宽度：t₁＝75mm 

螺旋齿宽度：t₂＝50mm 

螺旋槽深度：h＝24mm 

中环板：外圆直径Φ630mm，内孔直径Φ582mm，宽度50mm 

左右斜形部长度：300mm 

左右圆形部长度：540mm 

左右边环板：外圆直径：Φ630mm，内孔直径Φ582mm，宽度50mm 

左右向螺旋板圆形部：外圆直径Φ630mm，内孔直径Φ582mm   

材料：低合金锰钢Q345 

双螺旋滚筒板成型方法如下： 

(1)气割下料 

①将低合金锰钢板置于平面工作台上； 

②用氧气火焰气割四周边，各边留余量，成：2360×1042×30mm矩形板； 

(2)用砂轮修整四周边 

用100粒度砂轮修整四周边毛刺，使边缘整齐，成：2360×1042×30mm； 

(3)压平整形 

将修整边缘后的矩形钢板置于压力机上滚压压平，使上下平行； 

(4)划线、刻槽 

①划线、刻槽在数控气割机上进行； 

②编制数据气割计算机程序； 

③将平面钢板置于数控气割机的平面工作台上，以中环板为基准； 

中部：中环板为圆环形，宽度50mm； 

左部：左向螺旋角3°54′，为左向斜线； 

右部：右向螺旋角3°54′，为右向斜线； 

左部：左边环板宽度50mm，为直线； 

右部：右边环板宽度50mm，为直线； 

④用刻线刀按斜线、直线程序轨迹在正面刻槽，槽宽1mm，槽深1mm，中部为直线槽，左右部为斜线槽； 

直线槽、斜线槽均为盲槽； 

(5)双螺旋滚筒板成型 

①双螺旋滚筒板成型在三辊卷板机上进行，由一个上辊、二个下侧辊组成三辊； 

②将三辊置于开启位置，将平面滚筒板置于上辊、下侧辊之间； 

③开启上辊，上辊顺时针转动，上辊为定位承接辊，不作移动； 

④开启左右下侧辊，左右下侧辊逆时针转动，左右下侧辊为调整辊，可上下、左右调整； 

⑤平面滚筒板在上辊、下辊之间进行塑性变形，由平面板逐渐进行弧形塑变，上辊成型滚筒板内孔，两下侧辊成型滚筒板外圆； 

⑥上辊、下侧辊转动线速度均为4m/min； 

⑦两下侧辊的进给速度为160mm/min； 

⑧预弯两端，先将平面滚筒板一端伸入三辊之间，进行预弯，得到R＝291mm的曲离半径，并用样板检查，然后再将另一端伸入三辊之间进行预弯，成同样的曲率半径； 

⑨卸下滚筒，划滚筒板余头气割线； 

⑩用氧气+乙炔火焰气割余头，气割出对接缺口，并打磨； 

成型，将滚筒板置于三辊之间，向前、向后反复渐进液压，使其逐渐闭合，然后点焊坡口； 

卸下滚筒，置于平面工作台上，用氧气气割两端余头，并锉平端面，气割对接坡口； 

重新将滚筒安装于卷板机三辊之间，开启三辊转动，逐渐进给，使筒板闭合； 

校圆，重新将滚筒安装于卷板机三辊之间，进行校圆，三辊不再进给，使筒体在三辊之间做贯性校对，使筒体曲率逐渐符合要求，外径尺寸偏差±3mm，外圆直径、内孔直径分别为Φ642mm、Φ582mm； 

(6)筒体对接处焊接 

将校圆后的筒体卸下，置于平面工作台上，用二氧化碳气体保护焊接筒体对接处，二氧化碳气体输入速度为20L/min； 

(7)氧气气割切制左右螺旋板螺旋槽 

将筒体板置于工作台上，用氧气间隔气割切制螺旋槽，按数控气割机的划线、盲槽刻槽痕迹进行逐槽切割，成左、右旋向螺旋槽，为通槽； 

(8)锉平焊缝、切割缝，清理筒体内外直径及外部倒角； 

(9)车制成型 

在立式车床上切制滚筒板外形并成形，外圆直径Φ630mm、长度1680mm、左右螺旋板斜度角1°； 

(10)表面防氧化处理，将双螺旋滚筒板置于化学发蓝槽内，进行发蓝处理，时间240min，然后取出晾干，成最终产品； 

(11)检测 

对成型的双螺旋滚筒板的外部形状、各部尺寸进行检测； 

用外径千分卡尺测量外圆直径； 

用内径千分卡尺测量内圆直径； 

用直尺测量滚筒板长度、中环板、左右边环板、左右螺旋板、螺旋槽各部尺寸； 

(12)储存 

对成型的双螺旋滚筒板储存于阴凉干燥环境中，要防水、防潮、防氧化，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。 

所述的三辊卷板机的上辊、左右下侧辊之间的曲率半径决定于滚轴 的相对位置、筒板厚度、材料机械性能，它们之间的关系为： 

${(\frac{d_2}{2}+h+R)}^2={\left(\frac{H_1}{2}\right)}^2+{(H+R+\frac{d_1}{2})}^2$

式中： 

d₁、d₂：三辊直径 

h：滚筒板厚度 

R：筒板曲率半径 

H₁：左右下侧辊之间距离 

H：上下辊轴之间距离 

有益效果 

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是针对螺旋滚筒板的双螺旋双斜角的结构形状特征，采用气割下料、周边修整、压平整形、程序控制划线刻槽、三辊卷板成型、接口二氧化碳气体保护焊接，氧气切制螺旋槽、车制外圆及左右端斜度角、表面发蓝处理、检测、储存，制成双螺旋、双斜角螺旋滚筒板，此成型方法先进合理，参数优选准确，生产效率高，比现有技术可提高5-6提高，产品质量好、精度高、使用寿命长，是十分理想的煤矿带式输送机的双螺旋滚筒板的成型方法，此方法也可用于制造类似机械零件。 

附图说明

图1为双螺旋滚筒板主视图 

图2为图1的A-A剖面图 

图3为双螺旋滚筒板侧视图 

图4为中环板主视图 

图5为中环板侧视图 

图6为左右边环板主视图 

图7为左右边环板侧视图 

图8为双螺旋滚筒板展开状态图 

图9为三辊卷板机卷曲状态图 

图10为三辊与滚筒板卷曲位置图 

图11为三辊卷板机三辊曲率关系图 

图12为螺旋板右端预弯引进图 

图13为螺旋板右端预弯状态图 

图14为螺旋板左端预弯引进图 

图15为螺旋板左端预弯状态图 

图16为螺旋板与两侧辊水平接触状态图 

图17为螺旋板卷筒校圆状态图 

图18为螺旋板校圆后形貌主视图 

图19为左右螺旋槽气割平面状态图 

图中所示，附图标记清单如下： 

1、中环板，2、左边环板，3、右边环板，4、左向螺旋板，5、右向螺旋板，6、底座，7、液压机构，8、左机架，9、右机架，10、传动机构，11、左下侧辊，12、右下侧辊，13、上辊，14、电控箱，15、滚筒板，16、导线，17、斜形部，18、圆形部，19、斜形部，20、圆形部。 

D、外圆直径，d、内孔直径，L、滚筒板长度，L₁、左斜形部长度，L₂、左圆形部长度，L₃、右圆形部长度，L₄、右斜形部长度，t、螺旋导程螺距，t₁、螺旋槽宽度，t₂、螺旋齿宽度，h、螺旋槽深度，d₁、滚筒直径，d₂、滚筒直径，R、筒板曲率半径，H₁、左右下侧辊之间距离，H、上下辊轴之间距离。 

具体实施方式：

以下结合附图对本发明做进一步说明： 

图1、2、3所示，为双螺旋滚筒板结构图，滚筒板为空心、双螺旋、双斜角结构，各部位置要准确、参数合理，螺旋槽截形为矩形，左右螺旋升角相等，均为3°54′。 

左右螺旋板结构、尺寸一致，旋向相反，外圆直径相等，左右斜度角均为1°。 

图4、5、6、7所示，为中环板、左右边环板结构图，各部尺寸形状均一致，均为圆环形，左右边环板外部为斜形，斜度角为1°。 

图8所示，为螺旋滚筒板平面展开图，以中环板为中心，螺旋槽左右对称、方向相反。 

图9所示，为三辊卷板机结构图，底座6上部设有液压机构7、左机架8、右机架9、上辊13、左右下侧辊11、12，由导线16联接电控箱14；三辊11、12、13由电机联接减速器、齿轮传动机构，左右下侧辊由升降油缸升降。 

图11、12、13、14、15、16为三辊曲率预弯成型状态图，左右端分别进入，逐渐进行塑性变形。 

图17为螺旋板校圆状态图，由三辊逐渐成型为圆形，并反复校正。 

图18所示，为校圆后的形貌主视图，各部规整，线条清晰。 

图19所示，为螺旋槽气割状态图，螺旋槽间断气割，成左右双螺旋形。 

Claims (2)

1.一种带式输送机双螺旋滚筒板的成型方法，其特征在于：双螺旋滚筒板为圆筒形，由：中环板、左边环板、右边环板、左向螺旋板、右向螺旋板、圆形部、斜形部组成；中环板(1)为圆环形，中环板的左部为左向螺旋板(4)、右部为右向螺旋板(5)、左向螺旋板上设有斜形部(17)、圆形部(19)，右向螺旋板上设有斜形部(18)、圆形部(20)，左右向螺旋板(4、5)的外部为左边环板(2)、右边环板(3)，中环板(1)、左右边环板(2、3)的直径、内孔、长度相等；双螺旋滚筒板外部为外圆直径D、内部为内孔直径d，中环板(1)、左右边环板(2、3)、左右向螺旋板(4、5)的内孔直径d相等；左右向螺旋板(4、5)螺旋方向相反，螺旋角相等，螺旋截形相同，均为矩形螺纹，螺旋导程螺距为t，螺旋槽宽度为t₁，螺旋齿宽度为t₂；

双螺旋滚筒板基本尺寸：

外圆直径：Φ＝630mm

内孔直径：Φ＝582mm

长度：1680mm

螺旋导程螺距：t＝125mm

左、右向螺旋板螺旋升角：3°54′

左右斜形部斜度角：1°

螺旋槽宽度：t₁＝75mm

螺旋齿宽度：t₂＝50mm

螺旋槽深度：h＝24mm

中环板：外圆直径Φ630mm，内孔直径582mm，宽度50mm

左右斜形部长度：300mm

左右圆形部长度：540mm 

左右边环板：外圆直径：Φ630mm，内孔直径Φ582mm，宽度50mm

左右向螺旋板圆形部：外圆直径Φ630mm，内孔直径Φ582mm

材料：低合金锰钢Q345

双螺旋滚筒板成型方法如下：

(1)气割下料

①将低合金锰钢板置于平面工作台上；

②用氧气火焰气割四周边，各边留余量，成：2360×1042×30mm矩形板；

(2)用砂轮修整四周边

用100粒度砂轮修整四周边毛刺，使边缘整齐，成：2360×1042×30mm；

(3)压平整形

将修整边缘后的矩形钢板置于压力机上滚压压平，使上下平行；

(4)划线、刻槽

①划线、刻槽在数控气割机上进行；

②编制数据气割计算机程序；

③将平面钢板置于数控气割机的平面工作台上，以中环板为基准；

中部：中环板为圆环形，宽度50mm；

左部：左向螺旋角3°54′，为左向斜线；

右部：右向螺旋角3°54′，为右向斜线；

左部：左边环板宽度50mm，为直线；

右部：右边环板宽度50mm，为直线；

④用刻线刀按斜线、直线程序轨迹在正面刻槽，槽宽1mm，槽深1mm，中部为直线槽，左右部为斜线槽；

直线槽、斜线槽均为盲槽； 

(5)双螺旋滚筒板成型

①双螺旋滚筒板成型在三辊卷板机上进行，由一个上辊、二个下侧辊组成三辊；

②将三辊置于开启位置，将平面滚筒板置于上辊、下侧辊之间；

③开启上辊，上辊顺时针转动，上辊为定位承接辊，不作移动；

④开启左右下侧辊，左右下侧辊逆时针转动，左右下侧辊为调整辊，可上下、左右调整；

⑤平面滚筒板在上辊、下辊之间进行塑性变形，由平面板逐渐进行弧形塑变，上辊成型滚筒板内孔，两下侧辊成型滚筒板外圆；

⑥上辊、下侧辊转动线速度均为4m/min；

⑦两下侧辊的进给速度为160mm/min；

⑧预弯两端，先将平面滚筒板一端伸入三辊之间，进行预弯，得到R＝291mm的曲率半径，并用样板检查，然后再将另一端伸入三辊之间进行预弯，成同样的曲率半径；

⑨卸下滚筒，划滚筒板余头气割线；

⑩用氧气+乙炔火焰气割余头，气割出对接缺口，并打磨；

成型，将滚筒板置于三辊之间，向前、向后反复渐进液压，使其逐渐闭合，然后点焊坡口；

卸下滚筒，置于平面工作台上，用氧气气割两端余头，并锉平端面，气割对接坡口；

重新将滚筒安装于卷板机三辊之间，开启三辊转动，逐渐进给，使筒板闭合；

校圆，重新将滚筒安装于卷板机三辊之间，进行校圆，三辊不再进给，使筒体在三辊之间做贯性校对，使筒体曲率逐渐符合要求，外径尺寸偏差±3mm，外圆直径、内孔直径分别为Φ642mm、Φ582mm；

(6)筒体对接处焊接

将校圆后的筒体卸下，置于平面工作台上，用二氧化碳气体保护焊接筒体对接处，二氧化碳气体输入速度为20L/min；

(7)氧气气割切制左右螺旋板螺旋槽

将筒体板置于工作台上，用氧气间隔气割切制螺旋槽，按数控气割机的划线、盲槽刻槽痕迹进行逐槽切割，成左、右旋向螺旋槽，为通槽；

(8)锉平焊缝、切割缝，清理筒体内外直径及外部倒角；

(9)车制成型

在立式车床上切制滚筒板外形并成形，外圆直径Φ630mm、长度1680mm、左右螺旋板斜度角1°；

(10)表面防氧化处理，将双螺旋滚筒板置于化学发蓝槽内，进行发蓝处理，时间240min，然后取出晾干，成最终产品；

(11)检测

对成型的双螺旋滚筒板的外部形状、各部尺寸进行检测；

用外径千分卡尺测量外圆直径；

用内径千分卡尺测量内圆直径；

用直尺测量滚筒板长度、中环板、左右边环板、左右螺旋板、螺旋槽各部尺寸；

(12)储存

对成型的双螺旋滚筒板储存于阴凉干燥环境中，要防水、防潮、防氧化，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。

2.根据权利要求1所述一种带式输送机双螺旋滚筒板的成型方法，其特征在于：所述的三辊卷板机的上辊、左右下侧辊之间的曲率半径决定于滚轴的相对位置、筒板厚度、材料机械性能，它们之间的关系为：

式中：

d₁、d₂：三辊直径 

h：滚筒板厚度

R：筒板曲率半径

H₁：左右下侧辊之间距离

H：上下辊轴之间距离。 

Images