[发明专利]生物质颗粒制粒机用锻压合成主轴

说明书

技术领域

本发明涉及生物质颗粒制粒领域，尤其是一种生物质颗粒制粒机用锻压合成主轴。

背景技术

生物质颗粒是目前世界上新兴的可再生能源之一。我国的生物质颗粒生产和应用技术正在逐步发展。在制粒机的环模或进料套筒内通常设有与主轴连接的可旋转的压辊固定座，其上设有两个紧贴环模内壁的压辊，通过压辊固定座上的刮刀带动原料送至指定位置，再经过压辊的挤压，使原料通过环模的通孔挤出成型。

生物质颗粒制粒机压制高纤维含量的物料，例如木屑等生物质原料时，成型载荷比压饲料颗粒大得多，生物质颗粒制粒机运行时，环模在旋转中对应于压辊处受到巨大径向压力，同时将压力传递给压辊和压辊固定座，在压辊和驱动电机的作用下，制粒机主轴承受着巨大的扭力。

为了安装压辊，制粒机主轴与压辊连接的部位分别有沿径向向两侧突出的压辊座盘，轴头部为还有沿轴向突出的两根轴头，由于这种特殊形状使得目前普遍使用的制粒机主轴多采用砂型铸造成型。

然而采用砂型铸造，造成缺陷的原因常有：浇注时沙箱内有落砂，导致砂眼；砂型的气孔没做好或者喊水分过大，造成铸造时气体不能很好排除，形成气孔；浇注压力不够，铸件冷凝收缩过大，铸件尺寸不达标；另外原料融化温度控制不好等都可能造成铸造缺陷。

这些铸造固有的缺陷加上循环应力作用，往往使制粒机主轴上产生疲劳微观裂纹，部分微观裂纹可能发展成宏观裂纹，并迅速扩展至断裂，导致整个制粒机主轴提前报废。

另外，如图1所示，为现有铸造主轴的结构示意图。其压辊座盘2大致呈菱形，压辊座盘2两侧分别有两根轴头8，轴头8外侧为平面，轴头8与压辊座盘2间的连接接触面积较小，极易在轴头8根部产生断裂。压辊座盘2一侧的轴头产生裂纹后或断裂后，其受力体系发生根本改变，无法承受应有的压力，因此，压力转移到另一根轴头上，单侧受力的轴头使该轴头超负荷运转，导致其快速断裂实效。

再者，该铸造结构的主轴所使用的材质品质不高，进一步降低了其性能，难以满足生物制颗粒制粒机对主轴高强度高承载能力的需要，同时，铸造成型的主轴还存在加工周期长、精度差、费时费料等缺陷，加上经常损坏更换，使生产成本居高不下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质颗粒制粒机用锻压合成主轴，该主轴采用合成结构、锻压工艺，彻底克服了铸造主轴的缺陷。

本发明的技术方案是：

一种生物质颗粒制粒机用锻压合成主轴，包括轴杆和位于压辊座盘上的突出的第一轴头和第二轴头，所述轴杆、压辊座盘、第一轴头和第二轴头为一整体锻压件，压辊座盘为圆型，第一轴头和第二轴头的截面为扇形；压辊座盘外缘过盈连接圆环形的压辊座盘外箍环，第一轴头或第二轴头的左右两侧分别设有第一定位孔和第二定位孔，第一定位孔和第二定位孔均分别由位于压辊座盘和压辊座盘外箍环上相互对应的圆弧形缺口组成，第一定位孔和第二定位孔内均设有压辊轴套。

所述压辊座盘外箍环的热膨胀系数大于或等于压辊座盘的热膨胀系数。

所述第一轴头和第二轴头镜像对称设置，第一轴头和第二轴头之间设有分隔槽。

所述轴杆上沿其轴向设有注油孔，注油孔贯穿压辊座盘。

所述第一轴头和第二轴头上设有压辊固定座紧固螺孔。

所述压辊座盘的材质为高硬度钢或马氏体型不锈钢4Cr13，其洛氏硬度大于或等于40HRC。

所述压辊座盘外箍环的材质为普通碳钢或中碳钢。

压辊固定座通过螺栓和压辊固定座紧固螺孔与轴头固定，两个压辊的转轴分别设置在两个压辊轴套内，压辊固定座上设有两把刮刀，刮刀的刀刃为弧形且与环模内壁贴合。

生物质颗粒制粒机用锻压合成主轴的制造方法，包括以下步骤：

a)制造锻压坯轴：使用锻压机将圆柱形棒料整体锻压形成棒状的轴杆、圆盘形的压辊座盘以及位于压辊座盘一侧的轴头墩头，轴头墩头为柱状，上下两个侧面为圆弧形，两个圆弧形侧面之间为两个锻压平面；

b)制造注油孔：使用车床和/或镗床在锻压坯轴上制作出1-5个沿轴向连续贯通轴杆、压辊座盘和轴头墩头的注油孔；

c)制造轴头：将步骤b中的主轴沿轴向固定在车床上，使用盘形铣刀分别切削步骤a中的两个锻压平面，形成两个弧形凹台；使用铣床将两个弧形凹台中部相对较接近的部分切削，形成分隔槽，此时，剩余的与压辊座盘连接的轴头墩头即为第一轴头和第二轴头；

d)装配压辊座盘外箍环：通过热胀法或胀缩法将压辊座盘外箍环套在压辊座盘的外圆柱面上，实现过盈联接；