[发明专利]梯形螺纹双螺杆磨浆机螺杆螺纹设计方法

说明书

技术领域

本发明属于机械工程和制浆造纸工程领域，涉及双螺杆磨浆机，尤其是一种梯形螺纹双螺杆磨浆机螺杆螺纹的设计方法。

背景技术

双螺杆磨浆机是制浆造纸工业中应用的一种资源节约型的新型磨浆设备，它采用挤压与剪切原理将制浆材料(如杨木片、棉秆等)加工成一定长度的纤维状的纸浆。在磨浆过程中，制浆材料由进料口送入，沿正向螺旋的螺旋槽向前移动，被推向反向螺旋，在正、反向螺旋挤压作用下物料被压缩，由于正向螺旋挤压作用较大，物料被迫从反向螺旋的狭槽通过而被撕裂揉碎、进入下一个挤压区，如此反复，在出料口物料被磨制成纸浆。双螺杆磨浆机螺杆的结构和参数直接影响磨浆的质量和效率，关系到整个设备的性能。目前双螺杆磨浆机设计规范和依据很少，主要是借鉴塑料工业同向双螺杆挤出机的有关方法。但由于双螺杆磨浆机与双螺杆挤出机加工物料、工作原理不同，加之双螺杆磨浆机尺寸规格较大，所以双螺杆磨浆机螺杆螺纹设计需要一些新的方法。

双螺杆磨浆机核心部件是由两根相互平行、彼此啮合、同向旋转的特殊螺杆与其配合的机筒组成的双螺杆磨浆机构，根据制造和维修的要求，每个螺杆是在一根芯轴上装配不同螺距、不同旋向的螺杆元件组合而成的，螺纹正反向交替，反向螺旋螺棱上开设狭槽。目前，螺杆螺纹的设计主要借鉴塑料工业同向双螺杆挤出机的结构形式，即同向双螺杆挤出机的螺纹法截面理论廓形由IJ、JK、KL、LM、MN五条线所构成的曲边梯形形状，参见图3，其中JK、LM为曲线。这种曲边梯形形状的螺杆螺纹特别适于熔融物料，自扫性好，但加工制造难度较大，成本较高。而制浆材料是一种非熔融物料，不要求很高的自扫性。因此，借用塑料工业同向双螺杆挤出机用做制浆造纸工业的磨浆机，实际上是一种浪费。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种梯形螺纹双螺杆磨浆机螺杆螺纹设计方法，通过该方法制造的双螺杆磨浆机螺杆设计科学，结构简单，制造容易，成本低廉。

本发明实现其目的的技术方案是：

一种梯形螺纹双螺杆磨浆机螺杆螺纹设计方法，螺杆螺纹包括正向输送螺旋螺纹、大螺距进料螺旋螺纹和反向挤压螺旋螺纹，所述螺杆螺旋槽的法截面形状为梯形，该梯形参数包括螺纹深度、梯形斜角、实际螺棱顶宽、实际螺槽顶宽和实际螺槽底宽，其中正向输送螺旋螺纹参数为

螺纹深度H＝(0.15～0.2)D_b，D_b为螺杆外径；

梯形斜角取值范围θ₁＝9.5～35.3°；

实际螺棱顶宽e₁＝(0.7～1.0)e，e是根据共轭自扫型同向双螺杆几何学计算的理论螺棱顶宽；

实际螺槽顶宽b₁＝T-e₁，T为螺纹导程，T＝(0.5～1.0)D_b；

实际螺槽底宽c₁＝T-e₁-2Htanθ₁。

而且，所述大螺距进料螺旋螺纹的螺纹旋向、螺纹头数、螺纹深度与正向输送螺旋相同，大螺距进料螺旋实际螺棱顶宽e_1b、梯形斜角θ_1b与正向输送螺旋实际螺棱顶宽e₁、梯形斜角θ₁相等；大螺距进料螺旋螺纹导程T_b的选择为：

T_b＝(1.3～2.0)T

大螺旋进料螺旋和正向输送螺旋的体积压缩比ε符合以下关系：