[实用新型]锥形混合设备的螺旋轴及锥形混合设备

说明书

本实用新型提供一种锥形混合设备的螺旋轴及锥形混合设备，螺旋轴包括有：轴头和管轴，所述轴头具有连接法兰和延伸柱，所述连接法兰固定在所述延伸柱的固定端，所述管轴具有管壁，所述管壁的连接端焊接在所述延伸柱远离所述固定端的连接端。锥形混合设备包括有：倒锥形筒体；公转机构，设置在所述倒锥形筒体的底部并绕所述倒锥形筒体的轴线作圆周运动；如前文描述的锥形混合设备的螺旋轴，所述螺旋轴设置于所述倒锥形筒体中，所述连接法兰固定在所述公转机构上，所述管轴沿所述倒锥形筒体的母线延伸至所述倒锥形筒体的顶部。本实用新型提供的锥形混合设备的螺旋轴及锥形混合设备结构简单，使用寿命可达到现有技术的几倍以上。

技术领域

本实用新型涉及锥形混合设备技术领域，特别涉及一种锥形混合设备的螺旋轴及锥形混合设备。

背景技术

锥形单螺旋混合机是单螺旋混合设备，沿其锥形筒体内壁的母线分布有一根螺旋轴，该混合机的搅拌原理是：螺旋轴围绕自己的轴中心线转动(称之为“自转”)；同时螺旋轴还借助于公转臂环绕锥形筒体的中心轴回转，使螺旋轴在锥体壁附近做行星运动(称之为“公转”)。锥形单螺旋混合机是借助螺旋的公、自转使物料在锥体内产生复合运动，从而达到均匀混合的目的。螺旋轴自转方向以使物料从锥体底部向锥体顶部运动为正方向(严禁反方向旋转)。锥形单螺旋混合机按螺旋轴安装形式又可分为下支撑、上浮动的“锥形单螺旋混合机”和悬臂的“锥形悬臂单螺旋混合机”两种。

目前，锥形悬臂单螺旋混合机中螺旋轴的结构为四部分进行焊接组成，如图1所示。其中该螺旋轴1＇包括：带法兰的实心锻件，称为轴头11＇；空心的厚壁管，称为管轴12＇；螺旋叶片13＇；管轴的堵头，称为堵头14＇。

在螺旋轴中，轴头与管轴的组焊是十分关键，该部位直接影响了螺旋轴的使用寿命。在这里进行重点阐述。原先轴头与管轴的组焊结构为：轴头一端在法兰外加工出与管轴内径相配的轴外径，长约300mm。管轴在离轴端50mm处加工宽50mm，长200mm的三个长圆槽。将轴头插入管轴300mm深之后，在法兰与轴管的交接处进行角焊连接，该角焊焊缝15＇是腰高10mm的强度焊；在管轴的长圆槽内与轴头进行塞焊焊接。从理论上来说，法兰与轴管的交接处的角接焊缝15＇主要承担螺旋轴的主体重量及物料提升翻抛的能量；管轴的长圆槽内与轴头的塞焊焊缝16＇主要承担螺旋轴转动扭矩。然而，在实际使用中不到3个月就出现了断裂、塞焊处滑脱分离等事故。

为此，对螺旋轴的断裂情况进行了分析：

原设计螺旋轴的转动扭矩主要由管轴的三处长圆形塞焊焊缝来承担。当管轴的三处长圆形塞焊焊缝与法兰轴端没有完全熔合，造成假焊时，无法完全承担螺旋轴的转动扭矩，此时必须由法兰与轴管的交接处进行角焊缝来承担。但是，由于角焊缝的腰高及角焊缝的内部质量较难保证，以及角焊缝处的产生的焊接应力也比较大，又螺旋轴的转动时此处产生的应力是交变应力。因此，由它来承担轴的转动扭矩是困难的。运转一段时间后，会在轴管与法兰处的焊缝产生疲劳裂纹，最终导致轴管与法兰断裂而脱离。

在锥形混合设备中螺旋轴是一个十分关键的部件。锥形悬臂单螺旋混合机中螺旋轴可看作为倒挂在公转臂上、与垂直面偏转17°的悬臂梁，其受力情况非常复杂。悬臂梁的法兰固定端处受到的作用力最大，远端变形位移最大。特别是锥形悬臂单螺旋混合机的螺旋轴在密度与粘度较大的物料的混合过程中，受到的作用力更大。更容易使螺旋轴发生弯曲和断裂。当综合应力大于或等于疲劳强度限时，螺旋轴就会疲劳而产生疲劳裂纹，最后导致疲劳断裂。因此，严重影响了螺旋轴的使用寿命。通常只能使用2个月。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中锥形混合设备中螺旋轴易发生断裂从而影响设备的使用寿命的缺陷，提供一种锥形混合设备的螺旋轴及锥形混合设备。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：