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地定位装置，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2345
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：
(d22+h+R)2=(H12)2+(H+R+d12)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。