雙級活塞推料離心機篩片的加工

■ 天津博瑞康機械制造有限公司 （天津 300402） 張建民

1. 雙級活塞推料離心機篩片加工的意義

雙級活塞推料離心機廣泛應用于化工、化肥、制堿和制鹽等行業，適合分離含固相物粒度＞0.1mm、濃度＞40%的懸浮液，實現物料的固相、液相分離。

圖1所示為雙級活塞推料離心機結構。其中攔截固相體的篩網由若干篩片組成，篩片安裝在一級轉鼓和二級轉鼓內壁上。

雙級活塞推料離心機在使用過程中，由于固相體長期在篩片上滑動，極易造成篩片磨損，此時就需要將磨損的篩片更換下來，保證機器的正常分離。因此，生產中需要準備一定數量的篩片作為備件進行及時補充，篩片的加工就成為離心機使用中的一項重要工作。

圖1 雙級活塞推料離心機結構

2. 篩片的作用機理與加工難點分析

雙級活塞推料離心機篩片的作用機理是：液體透過篩片的篩縫流出轉鼓，晶體顆粒被篩片擋住留存在轉鼓內。為此，篩片篩縫的形狀結構被設計成“喇叭口”形狀（見圖2），這樣便于液體從篩縫中流出。圖2中，R為篩片曲率半徑；θ為篩片圓心角；L為篩片寬度；H為篩片總厚度；h為篩片局部厚度；b、c為篩片安裝接觸面寬度；a為篩片的篩條寬度；δ為篩片篩縫寬度；β為篩片篩縫“喇叭口”角度。

由于篩片篩縫結構為“喇叭口”形狀，很難利用常規加工手段完成加工，具體的加工難點在于：篩片篩縫δ值一般在0.08～0.2mm，很細??；篩縫長度為120mm，相對較長；篩片篩縫呈“喇叭口”形狀，角度β一般是11°。

3. 篩片加工工藝流程及參數計算

篩片加工工藝流程為：圓管選材下料→車削加工→銑削加工→切割→壓彎成形。

（1）圓管選材工序 ①根據篩片安裝面弧長選擇管材的內、外徑。篩片安裝面弧長S＝（R+H）θπ/180。管材內徑為φ內-5＝2S/π-5；管材外徑為φ外+5＝φ內+2H+5。②選擇管材的長度?？紤]加工留量，選擇圓管材軸向長度為（L+10）mm。

（2）車削加工工序 車削加工的工藝尺寸如圖3所示，其中φ內為內孔尺寸；φ外為外徑尺寸；L為軸向長度。

（3）銑削加工工序 在圓管的外表面加工出2n個圓周方向均布的長槽，如圖4所示，其中m為槽寬度；n為篩片篩縫的數量；槽深度為（h+0.5）mm。m＝δ+2（h+0.5）tan（β/2）。

（4）切割工序 將已經加工出2n個均布m寬槽的圓管工件，沿軸向對稱切割成等尺寸的兩件半圓管形工件。

（5）壓彎成形工序 先將半圓管形工件壓平（見圖5a），再用工裝壓彎成形（見圖5b）。在壓力P的作用下，使篩片反方向變形，形成凹圓弧面的一側即為篩縫面。該篩縫面的篩縫保證了篩縫尺寸δ，形成的凸圓弧面即成為篩片的安裝面。篩片安裝圓弧面的曲率半徑為R。

圖2 雙級活塞推料離心機篩片結構

圖3 車削加工的工藝尺寸

圖4 銑削加工的工藝尺寸

4. 加工實例說明

篩片尺寸參數如下：篩片圓心角θ=2 1°；篩片曲率半徑R=460m m；篩片總厚度H=6 m m；篩片局部厚度h=4m m；篩片安裝接觸面寬度b=8m m，c=4m m；篩片的篩條寬度a=5.5mm；篩片篩縫寬度δ=0.13mm；篩縫的等邊梯形角度β=11°；篩片寬度L=120mm；篩片篩縫的數量n=29。篩片安裝面的弧長S＝（R+H）θπ/180＝（460+6）×21×3.14/180＝170.7（mm）。

（1）選擇管材 管材內徑：φ內-5＝2 S/π-5＝2×170.7/3.14-5＝103.7（mm）；管材外徑：φ外+5＝φ內+2H+5＝108.7+2×6+5＝125.7（mm）；軸向長度：L+1 0＝120+10＝130（mm）。根據計算，選取管材尺寸為φ126mm×φ103mm×130mm。

（2）機加工 ①車床加工標準管材：外圓加工至φ外=120.7m m，內圓加工至φ內=1 0 8.7 m m，長度加工至L=120mm。②銑床加工。沿其外圓周分度銑削2n＝58條直槽，槽寬m＝δ+2（h+0.5）tan（β/2）＝1（mm），槽深度為（h+0.5）mm＝4.5mm。

（3）切割加工 將加工成的圓管形工件沿軸向切成兩個對稱的半圓管工件。

（4）壓彎成形 ①將半圓形工件壓平，呈平板狀。②用工裝壓彎成形，在壓力P的作用下，使篩片反向變形，篩縫面形成凹圓弧面，保證篩縫δ=0.13mm；凸圓弧面形成篩片的安裝面，篩片的安裝圓弧面的曲率半徑R=460mm。

圖5 壓彎成形工藝示意

至此完成了雙級活塞推料離心機篩片的制作過程，加工出了篩縫寬度0.13mm、“喇叭口”角度11°的雙級活塞推料離心機篩片。

專家點評

作者在離心機篩片制作中別出心裁，構思巧妙地通過半圓管開槽、反向變形的辦法，加工出了“喇叭口”形狀的篩縫結構，具有一定的創新性。