JP2001252789A - 二軸式圧縮形成機のスクリュー羽根およびその製造方法 - Google Patents
二軸式圧縮形成機のスクリュー羽根およびその製造方法Info
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- JP2001252789A JP2001252789A JP2000063973A JP2000063973A JP2001252789A JP 2001252789 A JP2001252789 A JP 2001252789A JP 2000063973 A JP2000063973 A JP 2000063973A JP 2000063973 A JP2000063973 A JP 2000063973A JP 2001252789 A JP2001252789 A JP 2001252789A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二軸式圧縮成形機のスクリュー羽根の摩耗が
激しい。 【解決手段】 スクリュー羽根２の移送側側面２１から
頂面２２にかけてのコーナー部を厚さＨ1，幅Ｗで硬度
Ｈｖ９００以下の第一肉盛り層３１と、これを含む移送
側側面、頂面の全面を被覆する厚さＨ2でビッカース硬
度Ｈｖ９００以上の第二肉盛り層３２を複合した溶接肉
盛り層３で形成し、前記のＨ1／Ｈ2およびＷ／Ｈ1が何
れも２．０以上の比率を保つ構成とする。炭酸ガスアー
ク溶接法は生産性がよい代わりにビード表面が粗いが、
この粗面をビッカース硬度Ｈｖ９００以上の緻密で滑ら
かな第二肉盛層で覆って、耐摩耗性の強化と処理原料の
スムースな移送を促進する
激しい。 【解決手段】 スクリュー羽根２の移送側側面２１から
頂面２２にかけてのコーナー部を厚さＨ1，幅Ｗで硬度
Ｈｖ９００以下の第一肉盛り層３１と、これを含む移送
側側面、頂面の全面を被覆する厚さＨ2でビッカース硬
度Ｈｖ９００以上の第二肉盛り層３２を複合した溶接肉
盛り層３で形成し、前記のＨ1／Ｈ2およびＷ／Ｈ1が何
れも２．０以上の比率を保つ構成とする。炭酸ガスアー
ク溶接法は生産性がよい代わりにビード表面が粗いが、
この粗面をビッカース硬度Ｈｖ９００以上の緻密で滑ら
かな第二肉盛層で覆って、耐摩耗性の強化と処理原料の
スムースな移送を促進する
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二軸式圧縮形成機に
使用するスクリュー羽根に係る。
使用するスクリュー羽根に係る。
【０００２】
【従来の技術】二軸式圧縮形成機とは、筒状のケーシン
グ内で筒軸と平行方向に二個のスクリュー羽根を互いに
逆回転し、ケーシングの一端から装入した原料を羽根面
に乗せて混練しつつ移送し他端から圧密形成体として排
出する方式である。この方式は粉粒体を均等に練り合わ
せる混練機や、粉体を圧密成形して搾り出す造粒機、ま
たはプラスチックや都市ごみを圧縮して密度の高い成形
体に凝縮する減容成形機など、種々の用途に供して好評
を得ている。
グ内で筒軸と平行方向に二個のスクリュー羽根を互いに
逆回転し、ケーシングの一端から装入した原料を羽根面
に乗せて混練しつつ移送し他端から圧密形成体として排
出する方式である。この方式は粉粒体を均等に練り合わ
せる混練機や、粉体を圧密成形して搾り出す造粒機、ま
たはプラスチックや都市ごみを圧縮して密度の高い成形
体に凝縮する減容成形機など、種々の用途に供して好評
を得ている。
【０００３】従来技術の一例として特開平６−２６２６
６４号を挙げてこの形式の装置の原理を説明すると、図
５、図６のように筒状のケーシング１の内部に二個のス
クリュー羽根２を筒軸と平行に軸支し、互いに逆回転で
きるように図示しない機外の電動機と連結する。スクリ
ュー羽根２の中心に嵌合した回転軸２４が前記電動機の
回転を受ける。ケーシング１はスクリュー羽根２の頂面
２２とわずかの間隙Ｃを隔てて対向する円弧を形成する
耐摩耗性金属よりなるライナー１１を周設し、二個のス
クリュー羽根の頂面を囲み一部で重合した二個の円筒形
の移送空間を形成する。
６４号を挙げてこの形式の装置の原理を説明すると、図
５、図６のように筒状のケーシング１の内部に二個のス
クリュー羽根２を筒軸と平行に軸支し、互いに逆回転で
きるように図示しない機外の電動機と連結する。スクリ
ュー羽根２の中心に嵌合した回転軸２４が前記電動機の
回転を受ける。ケーシング１はスクリュー羽根２の頂面
２２とわずかの間隙Ｃを隔てて対向する円弧を形成する
耐摩耗性金属よりなるライナー１１を周設し、二個のス
クリュー羽根の頂面を囲み一部で重合した二個の円筒形
の移送空間を形成する。
【０００４】ケーシング１の一端上部には処理すべき原
料の装入口１２（図５、図６の点線表示）を開口し、こ
の装入口１２から装入された原料は、前記の移送空間内
で二個のスクリュー羽根の移送側側面２１に乗せられ羽
根の捻れによって圧縮と混練作用を受けながら図５の右
方に進み、ケーシング１の他端に装着した排出板１３に
穿設した多数の成形孔１４から搾り出される。
料の装入口１２（図５、図６の点線表示）を開口し、こ
の装入口１２から装入された原料は、前記の移送空間内
で二個のスクリュー羽根の移送側側面２１に乗せられ羽
根の捻れによって圧縮と混練作用を受けながら図５の右
方に進み、ケーシング１の他端に装着した排出板１３に
穿設した多数の成形孔１４から搾り出される。
【０００５】装入から排出までの間に原料は混練作用に
よって、原料同士、原料とスクリュー羽根、および原料
とライナー間で相互に摩擦し合い、熱可塑性プラスチッ
クは軟化溶融すると共に圧密化され、成形孔１４を通過
して強制的に排出されるときには押圧力によって容積は
減縮し、軟化溶融したプラスチックが粘結剤となって成
形され、崩壊しない形状を保つに至る。
よって、原料同士、原料とスクリュー羽根、および原料
とライナー間で相互に摩擦し合い、熱可塑性プラスチッ
クは軟化溶融すると共に圧密化され、成形孔１４を通過
して強制的に排出されるときには押圧力によって容積は
減縮し、軟化溶融したプラスチックが粘結剤となって成
形され、崩壊しない形状を保つに至る。
【０００６】一方、この構造であるから通過する原料と
接触する各部材の表面は何れも擦過摩耗を受けざるを得
ず、早期に減耗する条件に置かれる。このためスクリュ
ー羽根２やライナー１１を耐摩耗性の鋳造品、たとえば
２７％高Ｃｒ鋳鉄で製造する方法が講じられる。またス
クリュー羽根については、図７に例示するように比較的
耐摩耗性の低い靭性に富んだ鋳鋼品の表面に耐摩耗性の
優れた肉盛層１０３を施工し、摩耗作用に対抗する強い
接触面を形成する方法も採られてきた。
接触する各部材の表面は何れも擦過摩耗を受けざるを得
ず、早期に減耗する条件に置かれる。このためスクリュ
ー羽根２やライナー１１を耐摩耗性の鋳造品、たとえば
２７％高Ｃｒ鋳鉄で製造する方法が講じられる。またス
クリュー羽根については、図７に例示するように比較的
耐摩耗性の低い靭性に富んだ鋳鋼品の表面に耐摩耗性の
優れた肉盛層１０３を施工し、摩耗作用に対抗する強い
接触面を形成する方法も採られてきた。
【０００７】その中でも図８は最もビード外観のなめら
かで信頼性の高いティグ溶接法の原理を示した図であ
り、溶接法４はシールド用の不活性ガス（アルゴンガ
ス）４１を供給するガスノズル４２、該ガスノズル４２
の中央から突出する非消耗のタングステン電極４３、そ
して該電極と母材Ｍの間に生成した溶接アーク４４を熱
源とし不活性ガス４１によって空気を遮断した雰囲気内
で母材Ｍ上へビード４６を置く溶加棒４５よりなってい
る。
かで信頼性の高いティグ溶接法の原理を示した図であ
り、溶接法４はシールド用の不活性ガス（アルゴンガ
ス）４１を供給するガスノズル４２、該ガスノズル４２
の中央から突出する非消耗のタングステン電極４３、そ
して該電極と母材Ｍの間に生成した溶接アーク４４を熱
源とし不活性ガス４１によって空気を遮断した雰囲気内
で母材Ｍ上へビード４６を置く溶加棒４５よりなってい
る。
【０００８】溶加棒は耐摩耗性の肉盛層を溶着するため
に配合された棒状体であり、たとえばＮｉをベースとし
てＣ、Ｃｒ、Ｂを配合してアーク熱によって高硬度のク
ロムカーバイド、ホウ化クロムまたはＣ、Ｃｒ、Ｗ、Ｂ
を配合してアーク熱によって高硬度のクロムカーバイ
ド、ホウ化クロム、Ｂ−Ｃｒ−Ｗの三元系金属間化合物
を折出させ、耐摩耗性を飛躍的にレベルアップさせるだ
けでなく、ビードの表面が滑らかで滑り性能の良い流体
抵抗の少ない表面を形成する利点が大きい。
に配合された棒状体であり、たとえばＮｉをベースとし
てＣ、Ｃｒ、Ｂを配合してアーク熱によって高硬度のク
ロムカーバイド、ホウ化クロムまたはＣ、Ｃｒ、Ｗ、Ｂ
を配合してアーク熱によって高硬度のクロムカーバイ
ド、ホウ化クロム、Ｂ−Ｃｒ−Ｗの三元系金属間化合物
を折出させ、耐摩耗性を飛躍的にレベルアップさせるだ
けでなく、ビードの表面が滑らかで滑り性能の良い流体
抵抗の少ない表面を形成する利点が大きい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】素材全体を耐摩耗材で
製造（鋳造）するときは、鋳造技術の兼ね合いで一つの
限界と直面せざるを得ない。耐摩耗性は材料の硬度にほ
ぼ連動するから、高い耐摩耗材は高硬度である代わりに
脆性も急増し、鋳込み後の凝固や冷却の段階で発生する
内部応力に耐え切れず破断する危険は避け難く、高い硬
度を求める上の致命的な制約となる。
製造（鋳造）するときは、鋳造技術の兼ね合いで一つの
限界と直面せざるを得ない。耐摩耗性は材料の硬度にほ
ぼ連動するから、高い耐摩耗材は高硬度である代わりに
脆性も急増し、鋳込み後の凝固や冷却の段階で発生する
内部応力に耐え切れず破断する危険は避け難く、高い硬
度を求める上の致命的な制約となる。
【００１０】一方、肉盛溶接についても一つの限界が立
ち塞がる。すなわちティグ溶接を用い最高の硬度の肉盛
溶接においては、２層以上の肉盛層を重ねるとビードに
割れが発生し、割れが発展して層を部分的に剥離脱落さ
せる原因となる。このように肉盛溶接層が一層のみ（ほ
ぼ３ｍｍまで）に限定されて了うと、必ずしも満足でき
る摩耗代が得られないことが多い。二軸式圧縮形成機で
は、装入された原料は移送されるほど圧密化が進み、図
５のスクリュー羽根２のなかでも最も排出板１３に近い
押し出し羽根２０の移送側側面や頂面に至っては、最大
の圧力を伴って摺動する材料の擦過摩耗を受けた過酷な
使用条件となる上、移送側側面と周辺のライナー１１と
前面の排出板１３との間に形成される微小な間隙Ｃ（図
６に表示）へ、原料の中に含まれる金属片などの異物が
噛み込んで強烈な剪断力や圧縮応力を発生して表面を傷
付ける。この使用条件に対しわずか１層（３ｍｍ限度）
の硬化肉盛層では必ずしも対応できない事例も散見され
到底、万全を期し難い。
ち塞がる。すなわちティグ溶接を用い最高の硬度の肉盛
溶接においては、２層以上の肉盛層を重ねるとビードに
割れが発生し、割れが発展して層を部分的に剥離脱落さ
せる原因となる。このように肉盛溶接層が一層のみ（ほ
ぼ３ｍｍまで）に限定されて了うと、必ずしも満足でき
る摩耗代が得られないことが多い。二軸式圧縮形成機で
は、装入された原料は移送されるほど圧密化が進み、図
５のスクリュー羽根２のなかでも最も排出板１３に近い
押し出し羽根２０の移送側側面や頂面に至っては、最大
の圧力を伴って摺動する材料の擦過摩耗を受けた過酷な
使用条件となる上、移送側側面と周辺のライナー１１と
前面の排出板１３との間に形成される微小な間隙Ｃ（図
６に表示）へ、原料の中に含まれる金属片などの異物が
噛み込んで強烈な剪断力や圧縮応力を発生して表面を傷
付ける。この使用条件に対しわずか１層（３ｍｍ限度）
の硬化肉盛層では必ずしも対応できない事例も散見され
到底、万全を期し難い。
【００１１】また、ティグ溶接法は図８のように溶加棒
を運棒して母材上へ溶滴を置いてビードを形成していく
方式であるから、能率の悪い手作業とならざるを得ず、
技能の攻拙によって出来栄えに決定的な差を生じ易い。
時間当たりに処理できる表面硬化面積はきわめて限られ
ることや、必須の条件であるシールド用のアルゴンガス
も高価であり、この方式の肉盛溶接で実用装置の摩耗面
へ大量の肉盛作業を適用するには、高い代値を必要とす
る点が実務上の大きな障害となる。
を運棒して母材上へ溶滴を置いてビードを形成していく
方式であるから、能率の悪い手作業とならざるを得ず、
技能の攻拙によって出来栄えに決定的な差を生じ易い。
時間当たりに処理できる表面硬化面積はきわめて限られ
ることや、必須の条件であるシールド用のアルゴンガス
も高価であり、この方式の肉盛溶接で実用装置の摩耗面
へ大量の肉盛作業を適用するには、高い代値を必要とす
る点が実務上の大きな障害となる。
【００１２】本発明は以上の課題を解決するために、耐
摩耗性のより向上した二軸式圧縮形成機のスクリュー羽
根を経済的に提供することを目的とする。
摩耗性のより向上した二軸式圧縮形成機のスクリュー羽
根を経済的に提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る二軸式圧縮
形成機のスクリュー羽根は、両端を閉塞した筒状のケー
シング1内で筒軸方向へ相互に逆方向へ回転する二個の
スクリュー羽根２を軸支し、ケーシング１の一端上方か
ら装入した原料を混練圧縮しつつ他端から排出する二軸
式圧縮形成機において、該スクリュー羽根２の全部また
は少なくとも終端付近の移送側側面２１から頂面２２に
かけてのコーナー部を厚さＨ1，幅Ｗでビッカース硬度
Ｈｖ９００以下の第一肉盛り層３１と、該コーナ部を含
む移送側側面２１と頂面２２の全面を被覆する厚さＨ2
でビッカース硬度Ｈｖ９００以上の第二肉盛り層３２を
複合した溶接肉盛り層３で形成し、前記のＨ1／Ｈ2およ
びＷ／Ｈ1が何れも２．０以上の比率を保つことによっ
て前記の課題を解決した。
形成機のスクリュー羽根は、両端を閉塞した筒状のケー
シング1内で筒軸方向へ相互に逆方向へ回転する二個の
スクリュー羽根２を軸支し、ケーシング１の一端上方か
ら装入した原料を混練圧縮しつつ他端から排出する二軸
式圧縮形成機において、該スクリュー羽根２の全部また
は少なくとも終端付近の移送側側面２１から頂面２２に
かけてのコーナー部を厚さＨ1，幅Ｗでビッカース硬度
Ｈｖ９００以下の第一肉盛り層３１と、該コーナ部を含
む移送側側面２１と頂面２２の全面を被覆する厚さＨ2
でビッカース硬度Ｈｖ９００以上の第二肉盛り層３２を
複合した溶接肉盛り層３で形成し、前記のＨ1／Ｈ2およ
びＷ／Ｈ1が何れも２．０以上の比率を保つことによっ
て前記の課題を解決した。
【００１４】また、該スクリュー羽根を製造する方法と
しては、スクリュー羽根素材の移送側側面２１から頂面
２２にかけてのコーナ部を厚さＨ1、幅Ｗの角形に切り
欠いた凹溝２３を形成し、該凹溝２３を埋めて他の表面
と同一のレベルとなるまで炭酸ガスアーク溶接法による
肉盛溶接を施して第一肉盛り層３１を形成し、該第一肉
盛り層３１を含む移送側側面２１から頂面２２のすべて
の表面を厚さＨ2のティグ溶接法の肉盛溶接によって第
二肉盛り層を形成し、この場合、Ｈ1／Ｈ2およびＷ／Ｈ
1が何れも２．０以上の比率を保ち、かつ、第一肉盛り
層３１のビッカース硬度Ｈｖが９００以下、第二肉盛り
層３２のビッカース硬度Ｈｖが９００以上に限定するこ
とによって前記の課題を解決した。
しては、スクリュー羽根素材の移送側側面２１から頂面
２２にかけてのコーナ部を厚さＨ1、幅Ｗの角形に切り
欠いた凹溝２３を形成し、該凹溝２３を埋めて他の表面
と同一のレベルとなるまで炭酸ガスアーク溶接法による
肉盛溶接を施して第一肉盛り層３１を形成し、該第一肉
盛り層３１を含む移送側側面２１から頂面２２のすべて
の表面を厚さＨ2のティグ溶接法の肉盛溶接によって第
二肉盛り層を形成し、この場合、Ｈ1／Ｈ2およびＷ／Ｈ
1が何れも２．０以上の比率を保ち、かつ、第一肉盛り
層３１のビッカース硬度Ｈｖが９００以下、第二肉盛り
層３２のビッカース硬度Ｈｖが９００以上に限定するこ
とによって前記の課題を解決した。
【００１５】このスクリュー羽根を実施に供すれば、使
用中に最も強烈な剪断力や圧縮応力が集中するスクリュ
ー羽根の移送側側面と頂面のコーナを重点的に強化向上
する。かつ、そのために下地として多層盛りをしても割
れや脱落の生じる恐れが少なく、肉盛作業の生産性が高
くコストの負担もさほど増大しないという技術的特徴を
具えた第一肉盛り層でサポートした上で、耐摩耗性が最
高である第二肉盛り層を重ね合わせた複合層として、羽
根の移送面（摺動擦過面）全体の耐摩耗性を格段に向上
させる。
用中に最も強烈な剪断力や圧縮応力が集中するスクリュ
ー羽根の移送側側面と頂面のコーナを重点的に強化向上
する。かつ、そのために下地として多層盛りをしても割
れや脱落の生じる恐れが少なく、肉盛作業の生産性が高
くコストの負担もさほど増大しないという技術的特徴を
具えた第一肉盛り層でサポートした上で、耐摩耗性が最
高である第二肉盛り層を重ね合わせた複合層として、羽
根の移送面（摺動擦過面）全体の耐摩耗性を格段に向上
させる。
【００１６】この場合、スクリュー羽根の母材は従来の
鋳鋼品を用いてもよいし、靭性が高く機械切削の容易な
普通鋼材から羽根の形状を削り出して母材としてもよい
が、この表面上へまず、ビッカース硬度Ｈｖを９００以
下に抑えた代りに外力に対してもある程度順応して耐え
られる第一肉盛層を形成する。その厚さＨ1はこの上へ
さらに被覆するビッカース硬度Ｈｖ９００以上の第二肉
盛層の厚さＨ2の２倍以上とする。剥離割れを防止する
条件で許される厚さＨ2は現在の溶接技術でほぼ３ｍｍ
程度が限度とされるから、Ｈ1は６ｍｍ以上となる。第
一肉盛層の幅ＷはさらにＨ1の２倍以上を確保して最も
強烈な圧縮応力が集中する前記コーナ部分を効果的に保
護する決め手とする。ＷがＨ1の２倍以下に留まると、
突然直撃する非定常的な異物の噛み込みによる外力に対
抗するには不十分であったというフィールドテストを根
拠として下限を特定した。これらの具体的な数値はスク
リュー羽根の実寸法によって適宜選択されるべきことは
言うまでもない。
鋳鋼品を用いてもよいし、靭性が高く機械切削の容易な
普通鋼材から羽根の形状を削り出して母材としてもよい
が、この表面上へまず、ビッカース硬度Ｈｖを９００以
下に抑えた代りに外力に対してもある程度順応して耐え
られる第一肉盛層を形成する。その厚さＨ1はこの上へ
さらに被覆するビッカース硬度Ｈｖ９００以上の第二肉
盛層の厚さＨ2の２倍以上とする。剥離割れを防止する
条件で許される厚さＨ2は現在の溶接技術でほぼ３ｍｍ
程度が限度とされるから、Ｈ1は６ｍｍ以上となる。第
一肉盛層の幅ＷはさらにＨ1の２倍以上を確保して最も
強烈な圧縮応力が集中する前記コーナ部分を効果的に保
護する決め手とする。ＷがＨ1の２倍以下に留まると、
突然直撃する非定常的な異物の噛み込みによる外力に対
抗するには不十分であったというフィールドテストを根
拠として下限を特定した。これらの具体的な数値はスク
リュー羽根の実寸法によって適宜選択されるべきことは
言うまでもない。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を実施した二軸式圧縮形成
機は図５に示した都市ごみなどの減容成形機で、既に説
明した通りケーシング１と二個のスクリュー羽根２を主
な構成部材とする。スクリュー羽根２は一方が左捻れ、
他方が右捻れとなって、軸方向へいくつかに分割して共
通するスクリュー軸２４に嵌合して連続した羽根面を形
成する。
機は図５に示した都市ごみなどの減容成形機で、既に説
明した通りケーシング１と二個のスクリュー羽根２を主
な構成部材とする。スクリュー羽根２は一方が左捻れ、
他方が右捻れとなって、軸方向へいくつかに分割して共
通するスクリュー軸２４に嵌合して連続した羽根面を形
成する。
【００１８】図１は本発明の典型的な実施形態としてス
クリュー羽根の終端に装着する押出し羽根２０の左側面
図（Ａ）、正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）を示したもの
であるが、当然この押出し羽根とペアとして組合わされ
る逆捻りの押出し羽根も対称形で位相をずらして取付け
られる。また、図２は発明の要部を拡大した断面図で図
１（Ｃ）のＡ−Ａ断面に相当する。押出し羽根２０は最
も過酷な条件におかれる移送側側面２１と頂面２２のコ
ーナ部にかけて、幅Ｗ３０ｍｍ、厚さＨ1６ｍｍの第一
肉盛層３１を形成し、該第一肉盛層３１を含む移送側側
面２１、頂面２２のすべての表面上を厚さ３ｍｍの第二
肉盛層３２で被覆する。第一肉盛層３１を形成するため
にはあらかじめ鋳鋼品で鋳型に所望の凹溝２３を付けて
おくか、母材をアークエアーガウジング等によって所望
の範囲を削り取って凹溝２３を設け、この凹溝２３を埋
めて他の表面と同一面となるように肉盛溶接する方法が
合理的である。
クリュー羽根の終端に装着する押出し羽根２０の左側面
図（Ａ）、正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）を示したもの
であるが、当然この押出し羽根とペアとして組合わされ
る逆捻りの押出し羽根も対称形で位相をずらして取付け
られる。また、図２は発明の要部を拡大した断面図で図
１（Ｃ）のＡ−Ａ断面に相当する。押出し羽根２０は最
も過酷な条件におかれる移送側側面２１と頂面２２のコ
ーナ部にかけて、幅Ｗ３０ｍｍ、厚さＨ1６ｍｍの第一
肉盛層３１を形成し、該第一肉盛層３１を含む移送側側
面２１、頂面２２のすべての表面上を厚さ３ｍｍの第二
肉盛層３２で被覆する。第一肉盛層３１を形成するため
にはあらかじめ鋳鋼品で鋳型に所望の凹溝２３を付けて
おくか、母材をアークエアーガウジング等によって所望
の範囲を削り取って凹溝２３を設け、この凹溝２３を埋
めて他の表面と同一面となるように肉盛溶接する方法が
合理的である。
【００１９】第一肉盛層の溶接は図３の炭酸ガスアーク
溶接機５による施工方法が推奨される。電極ワイヤ５１
は鋼製の中空ワイヤ中へ、たとえばクロムカーバイド、
タングステンカーバイド、バナジウムカーバイド、ニオ
ブカーバイドの硬化物質、アーク安定剤、脱酸剤を配合
したフラックスを充填したフラックスコアドワイヤを使
用する。電極ワイヤ５１は送給ローラ５２の駆動を受け
て下方へ定速度で送り込まれて母材Ｍとの間に溶接アー
ク５３を形成し、このアーク熱によってワイヤとフラッ
クスとが溶融して溶融池５４を作る。溶融池５４はガス
ノズル５５から送り出される炭酸ガス５６によってシー
ルドされ、空気中の酸素による酸化作用を排除して健全
な肉盛層を作るのである。
溶接機５による施工方法が推奨される。電極ワイヤ５１
は鋼製の中空ワイヤ中へ、たとえばクロムカーバイド、
タングステンカーバイド、バナジウムカーバイド、ニオ
ブカーバイドの硬化物質、アーク安定剤、脱酸剤を配合
したフラックスを充填したフラックスコアドワイヤを使
用する。電極ワイヤ５１は送給ローラ５２の駆動を受け
て下方へ定速度で送り込まれて母材Ｍとの間に溶接アー
ク５３を形成し、このアーク熱によってワイヤとフラッ
クスとが溶融して溶融池５４を作る。溶融池５４はガス
ノズル５５から送り出される炭酸ガス５６によってシー
ルドされ、空気中の酸素による酸化作用を排除して健全
な肉盛層を作るのである。
【００２０】炭酸ガスアーク溶接法の利点は、前記のテ
ィグ溶接法に比べるとシールドガスであるＣＯ2ガスの
コストが安いこと、電極ワイヤを定速で送り込んで定常
的に溶融、溶着させる連続作業であるから生産性が格段
に高く、半自動溶接であるから個人の技量差が肉盛り層
の品質に強い影響を与え難く、大量の肉盛層を短時間に
形成できるという利点のある一方、溶接ビードの表面が
やや粗く凹凸やスパッタが多いこと、得られる肉盛層の
硬度には限界があり、余り高硬度の肉盛層が得られない
などの不利も指摘される。
ィグ溶接法に比べるとシールドガスであるＣＯ2ガスの
コストが安いこと、電極ワイヤを定速で送り込んで定常
的に溶融、溶着させる連続作業であるから生産性が格段
に高く、半自動溶接であるから個人の技量差が肉盛り層
の品質に強い影響を与え難く、大量の肉盛層を短時間に
形成できるという利点のある一方、溶接ビードの表面が
やや粗く凹凸やスパッタが多いこと、得られる肉盛層の
硬度には限界があり、余り高硬度の肉盛層が得られない
などの不利も指摘される。
【００２１】炭酸ガスアーク溶接法によって形成した第
一肉盛り層の上へティグ溶接法によって第二肉盛層を形
成する。第二肉盛層の厚さＨ2は３ｍｍとし、現況では
ティグ溶接法によって得られる割れを起点とする剥離を
予防する限度の安定したビード厚と考えられる。炭酸ガ
スアーク溶接法によって生産性よく形成した第一肉盛り
層のビッカース硬度Ｈｖは９００以下であり、かつ、ビ
ード表面は粗くて処理原料が押圧しつつ摺動する場合、
大きな表面抵抗となるが、この粗面をビッカース硬度Ｈ
ｖ９００以上の緻密で滑らかな第二肉盛層で覆って、耐
摩耗性の強化と処理原料のスムースな移送を促進する理
想的な機能が発揮される。
一肉盛り層の上へティグ溶接法によって第二肉盛層を形
成する。第二肉盛層の厚さＨ2は３ｍｍとし、現況では
ティグ溶接法によって得られる割れを起点とする剥離を
予防する限度の安定したビード厚と考えられる。炭酸ガ
スアーク溶接法によって生産性よく形成した第一肉盛り
層のビッカース硬度Ｈｖは９００以下であり、かつ、ビ
ード表面は粗くて処理原料が押圧しつつ摺動する場合、
大きな表面抵抗となるが、この粗面をビッカース硬度Ｈ
ｖ９００以上の緻密で滑らかな第二肉盛層で覆って、耐
摩耗性の強化と処理原料のスムースな移送を促進する理
想的な機能が発揮される。
【００２２】表１は本実施形態に適用した第一肉盛層形
成用の電極ワイヤ５１によって得られた溶着金属の化学
成分と、第二肉盛層形成用の溶加棒によって得られた溶
着金属の化学成分を例示したものである。また表２はこ
の溶接に当っての施工条件をまとめて表示したもので、
健全な肉盛層を得るため何れもプロパンガスバーナで予
熱および層間温度が１５０℃以上に達するまで予熱する
ことが求められる。
成用の電極ワイヤ５１によって得られた溶着金属の化学
成分と、第二肉盛層形成用の溶加棒によって得られた溶
着金属の化学成分を例示したものである。また表２はこ
の溶接に当っての施工条件をまとめて表示したもので、
健全な肉盛層を得るため何れもプロパンガスバーナで予
熱および層間温度が１５０℃以上に達するまで予熱する
ことが求められる。
【表１】
【表２】
【００２３】表３は、本実施形態によって得られた試験
片について測定したビッカース硬度Ｈｖと耐摩耗倍率で
ある。Ｈｖは第一肉盛層においては９００以下、望まし
くは８００〜９００の範囲にあり、苛酷な条件の集中す
る要部を早急な摩擦、剥落、亀裂、破断などから守る。
さらに第二肉盛層は該要部を含む移送側側面、頂面の全
面に亘って、Ｈｖ９００以上の硬くて滑らかな保護層で
被覆して最高の耐摩耗性を保ちつつ処理原料の円滑な押
圧、搾り出しを支える。
片について測定したビッカース硬度Ｈｖと耐摩耗倍率で
ある。Ｈｖは第一肉盛層においては９００以下、望まし
くは８００〜９００の範囲にあり、苛酷な条件の集中す
る要部を早急な摩擦、剥落、亀裂、破断などから守る。
さらに第二肉盛層は該要部を含む移送側側面、頂面の全
面に亘って、Ｈｖ９００以上の硬くて滑らかな保護層で
被覆して最高の耐摩耗性を保ちつつ処理原料の円滑な押
圧、搾り出しを支える。
【表３】
【００２４】耐摩耗倍率はＳＳ４００を基準の１．０と
したとき所定の摩耗テストによって単位時間当たりに減
耗した重量減を計量して比率を定めたものであり、ＡＳ
ＴＭＧ６５規格に準じて製作した回転式加圧摩耗試験機
を使用した。
したとき所定の摩耗テストによって単位時間当たりに減
耗した重量減を計量して比率を定めたものであり、ＡＳ
ＴＭＧ６５規格に準じて製作した回転式加圧摩耗試験機
を使用した。
【００２５】図４は本発明の別の実施形態を示す左側面
図（Ａ）、正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）であり、六角
形のスクリュー軸が内嵌する軸孔２５を図の左方に開口
して全体が片持ち梁的に軸支され、図の右方において排
出板と結合する。この一体型の押出し羽根２０Ａの第一
肉盛層３１Ａ、第二肉盛層３２Ａは、移送側側面２１
Ａ、頂面２２Ａに亘って前の実施形態と同じ関係の下に
形成される。この図の形態は押出し羽根よりも上流側に
分割して装着されるすべてのスクリュー羽根２について
転用できる形態であり、必要に応じてスクリュー羽根２
の一部または全部をこのように強化する。
図（Ａ）、正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）であり、六角
形のスクリュー軸が内嵌する軸孔２５を図の左方に開口
して全体が片持ち梁的に軸支され、図の右方において排
出板と結合する。この一体型の押出し羽根２０Ａの第一
肉盛層３１Ａ、第二肉盛層３２Ａは、移送側側面２１
Ａ、頂面２２Ａに亘って前の実施形態と同じ関係の下に
形成される。この図の形態は押出し羽根よりも上流側に
分割して装着されるすべてのスクリュー羽根２について
転用できる形態であり、必要に応じてスクリュー羽根２
の一部または全部をこのように強化する。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上に述べた通り、二軸式圧縮
形成機内の生命とも言うべきスクリュー羽根の損耗、と
くに終端の押出し羽根やその付近の羽根面へ加重的に負
荷する過酷な圧縮圧力、剪断力、曲げ応力や、微小な部
材間の隙間へ処理原料の中の異物が噛み込んで発生させ
る剪断力などが作用して惹起する異常な摩耗が装置自体
の破断、硬化肉盛層の剥落現象を阻止し、部材の耐用期
間を格段に延長させる効果が顕著である。これに伴って
部材の取替えに要する運転休止時間などのロスや、処理
作業の停滞、能力の減退の改善など副次的効果も盾過で
きない。
形成機内の生命とも言うべきスクリュー羽根の損耗、と
くに終端の押出し羽根やその付近の羽根面へ加重的に負
荷する過酷な圧縮圧力、剪断力、曲げ応力や、微小な部
材間の隙間へ処理原料の中の異物が噛み込んで発生させ
る剪断力などが作用して惹起する異常な摩耗が装置自体
の破断、硬化肉盛層の剥落現象を阻止し、部材の耐用期
間を格段に延長させる効果が顕著である。これに伴って
部材の取替えに要する運転休止時間などのロスや、処理
作業の停滞、能力の減退の改善など副次的効果も盾過で
きない。
【図１】本発明の実施形態の左側面図（Ａ）、正面図
（Ｂ）、右側面図（Ｃ）である。
（Ｂ）、右側面図（Ｃ）である。
【図２】同じ実施形態の要部の拡大断面図である。
【図３】実際に使用する炭酸ガスアーク溶接法の原理を
示す。
示す。
【図４】本発明の別の実施形態を示す左側面図（Ａ）、
正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）である。
正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）である。
【図５】二軸式圧縮形成機の正面図である。
【図６】同図のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】従来技術の部分拡大断面図である。
【図８】実際に使用するティグ溶接法の原理を示す。
１ ケーシング ２ スクリュー羽根 ３ 溶接肉盛層 ４ ティグ溶接法 ５ 炭酸ガスアーク溶接法 20 押出し羽根 21 移送側側面 22 頂面 31 第一肉盛層 32 第二肉盛層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 35/30 ３４０ Ｂ２３Ｋ 35/30 ３４０Ｌ
Claims (3)
- 【請求項１】 両端を閉塞した筒状のケーシング１内で
筒軸方向へ相互に逆方向へ回転する二個のスクリュー羽
根２を軸支し、ケーシング１の一端上方から装入した原
料を混練圧縮しつつ他端から排出する二軸式圧縮形成機
において、該スクリュー羽根２の全部または少なくとも
終端付近の移送側側面２１から頂面２２にかけてのコー
ナー部を厚さＨ1，幅Ｗでビッカース硬度Ｈｖ９００以
下の第一肉盛層３１と、該コーナ部を含む移送側側面２
１と頂面２２の全面を被覆する厚さＨ2でビッカース硬
度Ｈｖ９００以上の第二肉盛層３２を複合した溶接肉盛
層３で形成し、前記のＨ1／Ｈ2およびＷ／Ｈ1が何れも
２．０以上の比率を保つことを特徴とする二軸式圧縮形
成機のスクリュー羽根。 - 【請求項２】 両端を閉塞した筒状のケーシング１内で
筒軸方向へ相互に逆方向へ回転する二個のスクリュー羽
根２を軸支し、ケーシング１の一端上方から装入した原
料を混練圧縮しつつ他端から排出する二軸式圧縮形成機
の製造方法において、スクリュー羽根素材の移送側側面
２１から頂面２２にかけてのコーナ部を厚さＨ1、幅Ｗ
の角形に切り欠いた凹溝２３を形成し、該凹溝２３を埋
めて他の表面と同一のレベルとなるまで炭酸ガスアーク
溶接法による肉盛溶接を施して第一肉盛層３１を形成
し、該第一肉盛層３１を含む移送側側面２１から頂面２
２のすべての表面を厚さＨ2のティグ溶接法によって第
二肉盛層を形成し、Ｈ1／Ｈ 2およびＷ／Ｈ1が何れも
２．０以上の比率を保ち、かつ、第一肉盛層３１のビッ
カース硬度Ｈｖが９００以下、第二肉盛層３２のビッカ
ース硬度Ｈｖが９００以上であることを特徴とする二軸
式圧縮形成機のスクリュー羽根の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２において、炭酸ガスアーク溶
接がＣ：４．０〜６．０、Ｓｉ：０．３〜１．３、Ｃ
ｒ：２２．０〜２７．０、Ｎｂ：３．０〜５．０、Ｍ
ｏ：０．５〜５．０、Ｗ：２．０〜４．０、Ｖ：０．４
〜２．０（ｗｔ％）、残りＦｅよりなるフラックスコア
ドワイヤによる半自動連続溶接であり、ティグ溶接が
Ｃ：０．８〜１．０、Ｓｉ：３．０〜５．０、Ｃｒ：１
５．０〜１７．０、Ｂ：３．０〜５．０、Ｆｅ：３．０
〜５．０（ｗｔ％）、またはこれにさらにＷ：１５．０
〜１８．０ｗｔ％を加え、残りＮｉよりなる溶加棒を使
用することを特徴とする二軸式圧縮形成機のスクリュー
羽根の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000063973A JP2001252789A (ja) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | 二軸式圧縮形成機のスクリュー羽根およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000063973A JP2001252789A (ja) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | 二軸式圧縮形成機のスクリュー羽根およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001252789A true JP2001252789A (ja) | 2001-09-18 |
Family
ID=18583749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000063973A Pending JP2001252789A (ja) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | 二軸式圧縮形成機のスクリュー羽根およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001252789A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009061431A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Shin Nichinan:Kk | 混練装置 |
| JP2012143763A (ja) * | 2012-05-10 | 2012-08-02 | Shin Nichinan:Kk | 混練装置 |
| WO2012114788A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 三菱重工業株式会社 | 洋上高圧ガス配管構造 |
| JP2015029954A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 株式会社栗本鐵工所 | 回転処理機用パドル |
| JP2016112574A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 中国電力株式会社 | 鋳鋼部材の亀裂補修方法 |
| JP2019055349A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 混練装置用の攪拌翼及びそれを用いた混練装置 |
-
2000
- 2000-03-08 JP JP2000063973A patent/JP2001252789A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009061431A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Shin Nichinan:Kk | 混練装置 |
| WO2012114788A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 三菱重工業株式会社 | 洋上高圧ガス配管構造 |
| JP2012143763A (ja) * | 2012-05-10 | 2012-08-02 | Shin Nichinan:Kk | 混練装置 |
| JP2015029954A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | 株式会社栗本鐵工所 | 回転処理機用パドル |
| JP2016112574A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 中国電力株式会社 | 鋳鋼部材の亀裂補修方法 |
| JP2019055349A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 混練装置用の攪拌翼及びそれを用いた混練装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050207 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050606 |