CN110434290A - 一种摊铺机布料器复合搅龙叶片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于摊铺机布料装置技术领域，尤其是涉及一种摊铺机布料器复合搅龙叶片及其制备方法；该叶片的根部向轴向延伸形成瓦片状的瓦轴口；并且叶片内部包裹有一个加强构件，并且，加强构件与叶片采用不同的金属材料；一种摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，包括如下步骤：步骤A、将预制好的加强构件放置于金属模具型腔中；步骤B、制作包裹加强构件的白模；步骤C、将白模进行组串涂料形成灰品并烘干；步骤D、将灰品进行埋箱造型，往砂箱内浇注金属液，在浇注过程中EPC气化形成空腔，然后被金属液取代，形成包裹加强构件的复合叶片铸件；本发明可以解决目前摊铺机布料器中的搅龙叶片容易断裂、磨损、使用寿命短的问题。
Description
技术领域
本发明属于摊铺机布料装置技术领域，尤其是涉及一种摊铺机布料器复合搅龙叶片及其制备方法。
背景技术
摊铺机前后设置两个搅龙式布料器，各布料器的螺旋叶片是由铸造成型的包括瓦轴口及其半圆形叶片构成的单个螺旋叶片组合构成，前后布料器的单个螺旋叶片螺旋方向相反而形状对称。运动原理是：带有螺旋叶片的螺旋轴在布料槽内转动，使流入布料槽的物料在旋转叶片的动力、本身重力及布料槽的摩擦力共同作用下，沿着布料槽向两侧运动(即轴向运动)，并不与螺旋叶片一起旋转(即圆周运动)。在这个过程中螺旋叶片与物料之间存在较大的摩擦力(物料不同摩擦力会有差别)，同时还要承受不同物料的冲击作用，如果物料内掺杂大块状坚硬的物料会引起螺旋叶片断裂。
市场上的摊铺机类叶片一般是高锰钢或耐磨铸铁材质，是由单一材质组成，当叶片采用耐磨铸铁材质时，虽然耐磨性好，但是叶片硬脆，容易断裂，使用高锰钢材质时，虽然产品不容易断裂，但是耐磨性差，寿命不能保证。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种摊铺机布料器复合搅龙叶片及其制备方法，可以解决目前摊铺机布料器中的搅龙叶片容易断裂、磨损、使用寿命短的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种摊铺机布料器复合搅龙叶片，该叶片的根部向轴向延伸形成瓦片状的瓦轴口；并且叶片内部包裹有一个加强构件，加强构件为一块沿叶片径向延伸形成的扇形片状结构，加强构件与叶片固接在一起形成一体化结构；并且，加强构件与叶片采用不同的金属材料，其中，叶片所用材料的耐磨性优于加强构件所用材料的耐磨性，加强构件所采用材料的强度优于叶片所用材料的强度。
进一步地，加强构件的表面积占叶片表面积的10％-80％，加强构件的外缘轮廓边缘为凹凸状边缘。
进一步地，加强构件采用钢网，钢网的镂空率不小于50％。
进一步地，还包括一个弧形的插接钢片，插接钢片包裹在瓦轴口内部且与瓦轴口固接在一起形成一体化结构，插接钢片与加强构件采用同种材料。
进一步地，加强构件采用金属片，金属片上设有若干孔洞，且金属片的镂空率不小于50％。
进一步地，金属片的根部向轴向延伸形成瓦片状的加固围挡。
进一步地，金属片表面设有若干定位柱。
一种摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，采用消失模铸造法制造叶片，包括如下步骤：
步骤A、将预制好的加强构件，放置于金属模具型腔中，确保位置准确；确定加强构件的放置位置时，要保证叶片浇注成型后，加强构件位于叶片扇面接近根部位置；
步骤B、制作包裹加强构件的白模；
步骤C、将制好的白模放入烘干房内充分烘干，将烘干后的白模进行组串，然后蘸涂料形成灰品，将灰品放入烘干房内烘干，使其充分干燥；
步骤D、将烘干好的灰品进行埋箱造型，将造好型的砂箱运至浇注区，往砂箱内浇注金属液，在浇注金属液过程中，要提高浇注速度，减少冲型时间，使金属液快速充满型腔，EPC材料气化形成空腔，然后被金属液取代，形成包裹加强构件(2)的复合叶片铸件。
进一步地，所述步骤B中，制作包裹加强构件的白模的方法为：通过加压方式在金属模具型腔中注入EPC材料，EPC材料经过熟化膨胀充满型腔，将加强构件包裹，形成白模后取出。
进一步地，所述步骤B中，白模表面加设排气口，在砂箱中放置灰品时，要保证排气口位于浇注系统的最高点。
一种摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，采用砂型铸造法制造叶片，包括如下步骤：
步骤A、预先制作砂型模具；
步骤B、将砂箱套在模具上，向砂箱内注入事先混好的型砂并压实，然后起箱拼合，形成具有产品形状空腔的整体型腔模型；
步骤C、将加强构件放入整体型腔内的特定位置，确定加强构件的放置位置时，要保证叶片浇注成型后，加强构件位于叶片扇面接近根部位置；
步骤D、合箱并浇注金属液，金属液凝固后形成包裹加强构件的复合叶片铸件。
相对于现有技术，本发明所述的具有以下优势：
本发明提出了一种复合金属叶片，及采用一种固液复合技术来制备该叶片的方法，具有以下优势：
本发明通过在搅龙叶片中内置加强构件，将强度较好的加强构件和耐磨性较好的叶片融合为一体，结合了两种材料的优势，使得叶片在具有良好耐磨性的同时还具有较高的强度，因加强构件位于叶片扇面易断裂位置，因此，当叶片在承受不同物料的冲击作用时，可防止叶片断裂，同时叶片表面具有良好的耐磨性，可延长使用寿命。
采用固液复合技术来制备该叶片的方法，在铸造过程中将提前预制好的多孔金属片或钢网放入型腔内，并浇注耐磨材质的金属液将其包裹，金属液凝固后，多孔金属片或钢网与叶片熔接为一体，解决了如何将加强构件与叶片完美一体化成型的问题。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为加强构件透视状态下本发明的结构示意图；
图2为加强构件不透视状态下本发明的结构示意图；
图3为加强构件采用钢网时的结构示意图；
图4为插接钢片的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为同时采用钢网与插接钢片时钢网延伸至叶片根部附近的结构示意图；
图7为同时采用钢网与插接钢片时钢网分布在叶片的中间部位的结构示意图；
图8为同时采用钢网与插接钢片时钢网延伸至叶片边缘附近的结构示意图；
图9为加强构件采用采用金属片时的结构示意图；
图10为定位柱在金属片上的分布结构示意图；
图11为白模的结构示意图。
附图标记说明：
1-叶片；11-瓦轴口；111-安装孔；2-加强构件；21-孔洞；22-加固围挡；23-定位柱；3-白模；31-排气口；4-插接钢片；41-配合安装孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-11所示，一种摊铺机布料器复合搅龙叶片，该叶片1的根部向轴向延伸形成瓦片状的瓦轴口11，瓦轴口11用于将叶片1通过螺栓连接在布料器的布料轴上，在瓦轴口11上开有用于螺栓连接的安装孔111；并且叶片1内部包裹有一个加强构件2，加强构件2为一块沿叶片1径向延伸形成的扇形片状结构，加强构件2与叶片1固接在一起形成一体化结构；并且，加强构件2与叶片1采用不同的金属材料，其中，叶片1所用材料的耐磨性优于加强构件2所用材料的耐磨性，加强构件2所采用材料的强度优于叶片1所用材料的强度。本实施例中，加强构件2材质采用碳钢，叶片1材质采用高铬铸铁。
本实施例中，加强构件2的厚度约为1.5-8mm；加强构件2在叶片1内的位置可放置于叶片1根部或叶片1中部，也可延伸至叶片1边缘，优选地，加强构件2放置在叶片1扇面接近根部位置，因来自叶片1扇面的物料阻力会通过叶片1扇面向叶片1根部或者沿着瓦轴口11的安装孔111传递，加强构件2刚好阻止这种力传到瓦轴口11位置，可防止叶片1断裂。
优选地，加强构件2的表面积占叶片1表面积的10％-80％。加强构件2的大小要适中，加强构件2过小，达不到提高叶片1强度的目的，加强构件2过大，金属液不能将其形成良好的包裹。
优选地，加强构件2的外缘轮廓边缘为凹凸状边缘。这样，在金属液与加强构件2熔接后，金属液对加强构件2有一个包裹力，防止加强构件2在金属液凝固后有明显分层，降低叶片1的整体刚度。
加强构件2可单独采用钢网(如图3所示)，钢网的镂空率不小于50％。
优选地，可以加设一个弧形的插接钢片4，采用钢网与插接钢片4组合方式，可用于进一步加强瓦轴口11部位的强度，插接钢片4的结构如图4、图5所示，插接钢片4包裹在瓦轴口11内部且与瓦轴口11固接在一起形成一体化结构，插接钢片4中设有一个与安装孔111相配合的配合安装孔41，方便安装螺栓，插接钢片4与加强构件2采用同种材料。同理，钢网的表面积占叶片1表面积的10％-80％，钢网在叶片1内的位置、大小可有多种变化形式，钢网可只分布在叶片1的中间部位(如图7所示)；钢网也可起始于叶片1根部沿叶片1径向延伸，此时，钢网可只延伸至叶片1的根部附近(如图6所示)，也可延伸至叶片1边缘附近(如图8所示)；优选采用钢网起始于叶片1根部的分布形式。
作为一种替代方案，加强构件2可采用金属片，金属片上设有若干孔洞21，金属片的镂空率不小于50％；且金属片的根部向轴向延伸形成瓦片状的加固围挡22(如图9所示)，加固围挡22包裹在瓦轴口11部位，可用于进一步加强瓦轴口11部位的强度。
作为一种优选方案，金属片表面设有若干定位柱23(如图10所示)；在复合叶片1铸造成型的过程中，方便给金属片定位，使其在叶片1中的位置尽量精准。
无论采用钢网或者镂空金属片，孔洞21的大小和形状不受限制，依据叶片1产品的形状结构决定，但是为了保证在叶片1铸造成型的过程中，叶片1金属液能够良好包裹加强构件2，因此，加强构件2的镂空率不能过小，以保证金属片或钢网与金属液形成液固复合。
本发明中所述复合搅龙叶片的制备方法为：采用消失模铸造法制造叶片1，包括如下步骤：
步骤A、将预制好的加强构件2，放置于金属模具型腔中，确保位置准确；确定加强构件2的放置位置时，要保证叶片1浇注成型后，加强构件2位于叶片1扇面接近根部位置。为确保加强构件2放置位置准确，可采用在加强构件2表面预设若干定位柱23的方法帮助定位，定位柱23的尺寸形状设计要考虑使加强构件2不易滑动，且产品成型后方便打磨。
步骤B、制作白模3：合模并通过加压方式注入EPC材料，EPC材料采用可发性聚苯乙烯，EPC材料经过熟化膨胀充满型腔，将加强构件2包裹，形成白模3后取出，在加压注入EPC材料的过程中，将0.6Mp的水混合聚苯乙烯泡沫在0.6Mp气压下注入，之后在蒸汽压0.4Mp的条件下，泡沫气化长大成型。
在白模3制备过程中要保证EPC材料充满型腔，且加强构件2的镂空率很关键，不小于50％，若加强构件2镂空率不足，在冲型过程中容易产生EPC材料填充受阻，产生白模3制作失败，造成铸件气孔和夹杂等不良的问题。
步骤C、将制好的白模3放入烘干房内充分烘干，烘干时在相对封闭性较好的房间内进行，烘干房内设置加热器提高室内温度，烘干房室内温度保持在45-55℃，烘干时间约24小时，烘干完成后，使用水分烘干仪测量其含水率，保证烘干完成后含水率在0.5g/cm3以下，将烘干后的白模3进行组串，然后蘸涂耐火性涂料，便于产品凝固成型后容易脱模，将蘸完涂料的白模3，即灰品，放入烘干房内烘干，使其充分干燥，使用水分烘干仪测量其含水率，保证烘干完成后含水率在1.5g/cm3以下；将白模3充分烘干，是为了避免干燥不充分导致产品成型过程中产品内部产生气孔而形成废品。
步骤D、将烘干好的灰品进行埋箱造型，将造好型的砂箱运至浇注区进行浇注成型，往砂箱内浇注金属液(高铬铸铁金属液)，在浇注过程中EPC材料气化形成空腔，然后被金属液取代，形成完好的包裹加强构件2的复合叶片铸件。这一过程中，加强构件2的厚度和镂空率都有影响，加强构件2太厚、加强构件2的镂空率不足，在金属液浇注过程中易产生大量气体，使产品发生大量气孔及冷隔不良。并且，在浇注金属液过程中，要提高浇注速度，减少冲型时间，使金属液快速充满型腔。
白模3表面设有排气口31(如图11所示)，一方面提供浇注过程中的排气通道，使得型腔内的气体以及加强构件2遇热产生的气体很快排出型腔，防止产品不良发生；另一方面为了提高产品表面质量，在砂箱中放置灰品时，要保证排气口31位于浇注系统的最高点，浇注时，排气口31位于浇注的最前端，金属液首先进入这个区域，该位置处的EPC材料气化形成空腔，形成排气通道，气体通过这个排气通道排到砂箱中，通过砂砾空隙排到外界；因浇注过程结束时，最后的一些残余渣气主要通过排气端排出，若不设置排气口31，排气位置处的产品表面产生孔洞、夹渣等表面质量不良，当加设排气口31后，该位置处会被金属液部分填充，当产品成型后，将此处打磨平整，保证了产品表面质量。
作为本发明所述摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法的另一个实施例，采用砂型铸造法制造叶片1，包括如下步骤：
步骤A、预先制作砂型模具(或样型)。
步骤B、将砂箱套在模具上，向砂箱内注入事先混好的型砂并压实，型砂可采用树脂砂或黏土砂(采用树脂砂时，因树脂砂包含树脂和固化剂，会自行凝固；黏土砂为事先用水、煤粉等混合好的型砂)，然后起箱，将各部分分体型腔组合到一起，形成具有产品形状空腔的整体型腔模型。
步骤C、将加强构件2放入整体型腔内的特定位置，确定加强构件2的放置位置时，要保证叶片1浇注成型后，加强构件2位于叶片1扇面接近根部位置。
步骤D、合箱并浇注金属液(高铬铸铁金属液)，金属液凝固后形成包裹加强构件2的复合叶片铸件。
本发明提出了一种复合金属叶片，及采用一种固液复合技术来制备该叶片1的方法，通过在搅龙叶片1中内置加强构件2，将强度较好的加强构件2和耐磨性较好的叶片1融合为一体，结合了两种材料的优势，使得叶片1在具有良好耐磨性的同时还具有较高的强度，因加强构件2位于叶片1扇面接近根部易断裂位置，因此，当叶片1在承受不同物料的冲击作用时，可防止叶片1断裂，同时叶片1表面具有良好的耐磨性，可延长使用寿命。
采用固液复合技术来制备该叶片1的方法，在铸造过程中将提前预制好的多孔金属片或钢网放入型腔内，并浇注耐磨材质的金属液将其包裹，金属液凝固后，多孔金属片或钢网与叶片1熔接为一体，解决了如何将加强构件2与叶片1完美一体化成型的问题。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种摊铺机布料器复合搅龙叶片，其特征在于：该叶片(1)的根部向轴向延伸形成瓦片状的瓦轴口(11)；并且叶片(1)内部包裹有一个加强构件(2)，加强构件(2)为一块沿叶片(1)径向延伸形成的扇形片状结构，加强构件(2)与叶片(1)固接在一起形成一体化结构；并且，加强构件(2)与叶片(1)采用不同的金属材料，其中，叶片(1)所用材料的耐磨性优于加强构件(2)所用材料的耐磨性，加强构件(2)所采用材料的强度优于叶片(1)所用材料的强度。
2.根据权利要求1所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，其特征在于：加强构件(2)的表面积占叶片(1)表面积的10％-80％，加强构件(2)的外缘轮廓边缘为凹凸状边缘。
3.根据权利要求2所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，其特征在于：加强构件(2)采用钢网，钢网的镂空率不小于50％。
4.根据权利要求3所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，其特征在于：还包括一个弧形的插接钢片(4)，插接钢片(4)包裹在瓦轴口(11)内部且与瓦轴口(11)固接在一起形成一体化结构，插接钢片(4)与加强构件(2)采用同种材料。
5.根据权利要求2所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，其特征在于：加强构件(2)采用金属片，金属片上设有若干孔洞(21)，且金属片的镂空率不小于50％。
6.根据权利要求5所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，其特征在于：金属片的根部向轴向延伸形成瓦片状的加固围挡(22)；金属片表面设有若干定位柱(23)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，一种摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，其特征在于：采用消失模铸造法制造叶片(1)，包括如下步骤：
步骤A、将预制好的加强构件(2)，放置于金属模具型腔中，确保位置准确；确定加强构件(2)的放置位置时，要保证叶片(1)浇注成型后，加强构件(2)位于叶片(1)扇面接近根部位置；
步骤B、制作包裹加强构件(2)的白模(3)；
步骤C、将制好的白模(3)放入烘干房内充分烘干，将烘干后的白模(3)进行组串，然后蘸涂料形成灰品，将灰品放入烘干房内烘干，使其充分干燥；
步骤D、将烘干好的灰品进行埋箱造型，将造好型的砂箱运至浇注区，往砂箱内浇注金属液，在浇注金属液过程中，要提高浇注速度，减少冲型时间，使金属液快速充满型腔，EPC材料气化形成空腔，然后被金属液取代，形成包裹加强构件(2)的复合叶片铸件。
8.根据权利要求7所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，制作包裹加强构件(2)的白模(3)的方法为：通过加压方式在金属模具型腔中注入EPC材料，EPC材料经过熟化膨胀充满型腔，将加强构件(2)包裹，形成白模(3)后取出。
9.根据权利要求8所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，白模(3)表面加设排气口(31)，在砂箱中放置灰品时，要保证排气口(31)位于浇注系统的最高点。
10.根据权利要求1-6任一项所述的摊铺机布料器复合搅龙叶片，一种摊铺机布料器复合搅龙叶片的制备方法，其特征在于：采用砂型铸造法制造叶片(1)，包括如下步骤：
步骤A、预先制作砂型模具；
步骤B、将砂箱套在模具上，向砂箱内注入事先混好的型砂并压实，然后起箱拼合，形成具有产品形状空腔的整体型腔模型；
步骤C、将加强构件(2)放入整体型腔内的特定位置，确定加强构件(2)的放置位置时，要保证叶片(1)浇注成型后，加强构件(2)位于叶片(1)扇面接近根部位置；
步骤D、合箱并浇注金属液，金属液凝固后形成包裹加强构件(2)的复合叶片铸件。
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