Способ изготовления витков желоба винтового сепаратора

 

Изобретение относится к области обработки листового металла давлением. В частности, гибки изделий в спиральную форму и может быть использовано при изготовлении желоба винтового сепаратора. Изобретение позволяет снизить затраты и трудоемкость изготовления витков винтового желоба. Это достигается тем, что в способе изготовления витков желоба винтового сепаратора, включающем формирование витков из тонколистового металла обработкой давлением, витки желоба из тонколистового металла формируют обкаткой под давлением по модели с получением кольца, например, в виде пояса сфероида, длина образующей которого равна длине образующей профиля витка, а затем кольцо разрезают по меридиану и растягивают на величину шага витка.

Изобретение относится к области листового металла давлением, в частности гибки изделий в спиральную форму, и может быть использовано при изготовлении желобов винтового сепаратора.

Известен способ изготовления витков желоба винтового сепаратора для мокрого разделения минеральных частиц, включающий формовку витков из цементной смеси на арматурном каркасе, либо отливку их из различных сплавов или пластмасс [1] К недостаткам известного способа относится высокая трудоемкость изготовления и низкая долговечность витков желоба.

Известен также способ изготовления витков желоба винтового сепаратора, включающий формирование витков обработкой листового металла давлением, например, штамповкой [2] Известный способ является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа.

К недостаткам прототипа также относится высокая трудоемкость изготовления и большие материальные затраты, связанные с необходимостью применения сложной и дорогостоящей оснастки и оборудования.

Кроме того, к недостаткам способа относится образование высокой концентрации напряжений в витках желоба, снижающих его долговечность.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение материальных затрат и трудоемкости изготовления витков желоба, а также повышение долговечности витков.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления витков желоба винтового сепаратора, включающем формирование заготовок витков из тонколистового металла обработкой давлением, в виде тела вращения, витки желоба из тонколистового металла формируют обкаткой под давлением по модели с получением кольца, например, в виде пояса сфероида, длина образующей которого равна длине образующей профиля витка, затем кольцо разрезают по меридиану и растягивают на величину шага витка.

Соответствие изобретения требованию новизны обуславливается тем, что совокупность его существенных признаков неидентична существенным признакам прототипа.

Соответствие изобретения требованию изобретательского уровня обуславливается тем, что совокупность его отличительных признаков, обеспечивая возможность формирования витка винтового желоба путем обкатки тонколистового металла под давлением по модели с получением кольца "пояса сфароида" и преобразования его поверхности при растягивании разрезанного кольца в винтовую поверхность, позволяет за счет применения менее сложной и энергоемкой оснастки существенно снизить трудоемкость и затраты на изготовление витков желоба, а достигаемое при этом снижение концентраций напряжений в витке желоба способствует повышению его долговечности.

Сущность способа заключается в том, что при смещении на величину шага витка винтового желоба относительно друг друга двух профилей меридиального разреза кольца, выполненного, например, в виде, "пояса сфероида" x²/a² + y²/a² + z²/b² 1, образованного вращением части эллипса x²/a² + y²/b² 1 вокруг малой оси, совпадающей с осью "Z", поверхность кольца вследствие изменения радиуса кривизны его образующей преобразуется в винтовую поверхность с профилем, соответствующим профилю витка желоба.

Способ осуществляется следующим образом.

По заданным размерам геометрических параметров винтовой поверхности витка желоба сепаратора предварительно устанавливают размеры геометрических параметров модели для обкатки кольца, образованного вращением вокруг вертикальной части кривой второго порядка, например, горизонтального эллипса.

Расчет геометрических параметров модели для обкатки кольца в форме, например, "пояса сфероида" осуществляют по известным формулам: где D_n диаметр нижнего основания пояса сфероида, мм; L₁ длина винтовой линии витка по наружному диаметру, м; где d_n диаметр верхнего основания пояса сфероида, мм; L₂ длина винтовой линии витка по внутреннему диаметру, мм.

где L длина винтовой линии витка, мм;
R радиус винтовой линии, мм;
α угол наклона винтовой линии витка, градус.

t шаг винтовой линии;

где h_n высота "пояса сфероида", мм;
a большая полуось эллипса, мм;
b малая полуось эллипса, мм;
x и y значение ординат соответственно по осям x и y.

Затем по модели "пояса сфероида" с расчетными геометрическими параметрами D_n, d_n и h_n известным способом обкатывают под давлением тонколистовую заготовку, например, из алюминиевого магниевого сплава с получением кольца, длина образующей которого равна длине образующей профиля витка.

Обкатанное по модели кольцо с геометрическими размерами "пояса сфероида" разрезают по меридиану и затем растягивают, смещая оба конца относительно друг друга по высоте на величину шага витка, преобразуя, тем самым, поверхность кольца в форме "пояса сфероида" в винтовую поверхность витка желоба.

Способ опробован при изготовлении витков винтового желоба сепаратора типа CB 4-20, профиль винтовой поверхности которого образован вращением части горизонтального эллипса вокруг вертикали, где a 1000 мм, b 500 мм, x 150.800 мм.

Геометрические параметры профиля поверхности витка винтового желоба были заданы размерами:
наружный диаметр витка, мм 2000
внутренний диаметр витка, мм 700
шаг витка, мм 1400
длина винтовой линии витка по наружному диаметру, мм 6430
длина винтовой линии витка по внутреннему диаметру, мм 2605
высота профиля витка, мм 194.

Расчетные размеры геометрических параметров модели для обкатки кольца - "пояса сфероида" соответственно составили:
диаметр нижнего основания, мм 2050
диаметр верхнего основания, мм 830
высота, мм 304.

По модели с расчетными геометрическими параметрами "пояса сфероида" из листа алюминиево-магниевого сплава толщиной 3 мм обкатали роликом, соприкасающимся с обрабатываемой поверхностью, кольцо, длина образующей которого равна длине образующей поверхности профиля витка желоба.

Полученное кольцо разрезали по меридиану, а затем растягивали на величину шага витка, т.е. на 1400 мм.

При растяжении концов меридиального разреза кольца внутренняя и наружная кромка его образующей смещается во внутрь, при этом образующая поверхности кольца вследствии равенства ее длины с длиной образующей профиля витка искривляется и принимает кривизну профиля витка по всей его поверхности.

Таким образом, предлагаемый способ, обеспечивая возможность формирования витков желоба винтового сепаратора путем обкатки тонколистового металла в форме кольца и преобразования его поверхности в винтовую позволяет при использовании за счет применения менее сложной и энергоемкой оснастки снизить затраты, а также трудо- и энергоемкость изготовления винтовых желобов.

Кроме того, за счет снижения концентрации напряжений, образующихся в витках при обкатывании металла по сравнению со штамповкой, предлагаемый способ позволяет повысить долговечность винтового желоба сепаратора.

Формула изобретения

Способ изготовления витков желоба винтового сепаратора, включающий формирование обработкой давлением заготовок витков в виде тела вращения, длина образующей которого равна длине образующей профиля витка, разрезку по меридиану и образование витка, отличающийся тем, что заготовку витка желоба формируют обкаткой тонколистового металла под давлением по модели с получением кольца в виде пояса сфероида, а образование витка производят растяжением его на величину шага.