榨輥藕孔加工專用機(jī)械與設(shè)備
2018-5-15 來源: 廣東省湛江農(nóng)墾第一機(jī)械廠 作者:陳錫武
摘要:針對目前糖廠榨輥藕孔加工存在問題,開發(fā)出新型的藕孔加工專用設(shè)備,解決了不調(diào)頭、不注水加工的難題,還能進(jìn)行其它大型工件的鉆孔、擴(kuò)孔加工,同時(shí)滿足了企業(yè)日益嚴(yán)峻的環(huán)保要求,應(yīng)用前景廣闊。
關(guān)鍵詞:深孔加工;仿形排削槽;干切削
1 、引言
在甘蔗制糖工藝中,壓榨機(jī)是必不可少的設(shè)備,三輥壓榨機(jī)中面輥藕孔(也叫排汁孔)在壓榨的過程有著流出蔗汁的功能,是壓榨過程中非常重要的一環(huán)。由于榨輥是易損件,而且榨輥重量大,鑄造需要的時(shí)間長,一般都要提前一個(gè)榨季做備件。要加工藕孔的面輥加工周期更長,如果備件不充足就會(huì)影響糖廠正常生產(chǎn)。
2 、現(xiàn)狀
在機(jī)械加工術(shù)語中,當(dāng)鉆孔的深度l與直徑d之比大于6時(shí),視為深孔鉆削。鉆削深孔的鉆頭細(xì)長,剛性差,鉆削時(shí)鉆頭容易偏斜并與孔壁發(fā)生摩擦,同時(shí)對鉆頭的冷卻和排屑也較困難。因此,當(dāng)l/d之比大于20時(shí)需要采用專門設(shè)計(jì)的深孔鉆,才能達(dá)到較高的鉆削質(zhì)量和效率。目前糖廠普遍使用的中Φ610、Φ710、Φ810 壓 榨 機(jī) 榨 輥 的 長 度 在 1200 到2200mm之間,藕孔直徑在40mm左右,l/d之比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20,目前在使用的加工設(shè)備都要調(diào)頭加工和注水排削,效率低下,精度低,甚至部分藕孔不通,加上污水處理也是個(gè)難題。糖廠急需扭轉(zhuǎn)這個(gè)不利局面,開發(fā)出新的藕孔加工專用設(shè)備,來滿足生產(chǎn)的需求。
3 、方案和參數(shù)的確定
新的藕孔加工專用設(shè)備要達(dá)到高精度和高效率,就不能在現(xiàn)有設(shè)備上小改小鬧,必需要有全新的設(shè)計(jì)和合理的結(jié)構(gòu)。就得滿足不用調(diào)頭加工,不用注水排削等基本要求,還要保證藕孔的精度,提高加工的效率。根據(jù)這基本要求,初步打算采取兩頭鉆削,榨輥中間調(diào)整的結(jié)構(gòu)方案,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 新型藕孔加工設(shè)備示意圖
方案中,可調(diào)速鉆削頭提供切削力,通過更換速比齒輪調(diào)整輸出轉(zhuǎn)速,有五級(jí)可調(diào),最慢40r/min;進(jìn)給箱提供進(jìn)給量,進(jìn)給轉(zhuǎn)速可調(diào),可反向快速退出。通過調(diào)整臺(tái)調(diào)整劃好線的榨輥加工孔位置,然后固定工件,兩頭同時(shí)鉆削,一邊鉆頭在快鉆削到榨輥中間位置時(shí)停止鉆削并快速退出,另一邊繼續(xù)鉆削直至鉆穿排汁孔。這樣不但可以解決了不用調(diào)頭加工的問題,同時(shí)兩頭排汁孔的同軸度偏差大大減小,還能提高一倍以上的效率。確定了初步的方案,選好鉆削頭和進(jìn)給箱的型號(hào),新型藕孔加工專用設(shè)備的基本參數(shù)也就確定下來了,如表1所示。

表1 基本參數(shù)
4 、要解決的技術(shù)難點(diǎn)
新的藕孔加工設(shè)備解決了不用調(diào)頭加工的問題,提高了加工效率,但由于環(huán)保問題不能采用注水的方式來排削和冷卻鉆頭。所以新的藕孔加工設(shè)備要取得成功就必須解決的兩個(gè)主要難題,一是鉆頭的排削問題,二是鉆頭的冷卻問題。解決好這兩個(gè)問題,新的藕孔加工專用設(shè)備就可以進(jìn)入推廣應(yīng)用了。
5 、鉆頭的排削問題
一般榨輥長度在1200~2000mm,即使不用調(diào)頭加工,要鉆孔的深度也在600~1000mm之間,普通鉆頭是無法滿足加工要求的,必須要用到加長桿,這樣鉆頭就不可能像普通鉆頭那樣通過排削槽來排削。如果借鑒鉆頭的排削槽來做加長桿,應(yīng)該能解決排削問題。但是要在加長桿上加工鉆頭排削槽是一件非常困難的事,只能做成仿排削槽形式,模仿排削槽來排削,具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 仿形排削槽結(jié)構(gòu)圖
仿形排削槽的排削效果理論上是沒問題的,但還得通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。將試驗(yàn)坯料(Φ80X600)固定在T68臥式鏜床的工作臺(tái)上,裝好有仿形排削槽的加長鉆頭,對好中心,然后開始鉆削,并觀察鉆孔的排削情況。通過實(shí)驗(yàn)可以看出,仿形排削槽完全能滿足排削的要求,仿形排削槽螺距的大小決定了排削的快慢,加長桿上的螺距一般比鉆頭上的螺距大一點(diǎn),這樣方便切削快速地排出。排削的順暢與否也直接關(guān)系到鉆頭的冷卻,因?yàn)樵谡5募庸み^程中80%切削熱量由切削帶走。
6 、鉆頭的冷卻問題
在深孔加工中,鉆頭的冷卻是個(gè)比較復(fù)雜的問陳錫武:榨輥藕孔加工專用機(jī)械與設(shè)備30題。一般加工中降低切削刃溫度最有效的方法是采用切削液冷卻,以輔助排屑和帶走熱量。但是,新的藕孔加工設(shè)備方案中為了獲得潔凈、無污染的切屑,省去了切削液及其處理等大量費(fèi)用,可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本而采用干切削。
干切削中比較關(guān)鍵是鉆頭材料的選擇,要求鉆頭材料具有極高的紅硬性和熱韌性,而且還必須有良好的耐磨性、耐熱沖擊和抗粘結(jié)性,比如超細(xì)硬質(zhì)合金。選好了鉆頭還得調(diào)好切削量和進(jìn)給量,兩者選擇得合理,鉆頭摩擦就小,產(chǎn)生的熱量也相對減少,鉆頭的磨損也就小。如何選擇合理的切削量和進(jìn)給量呢?切削量是按照加工要求確定的,根據(jù)藕孔的加工精度、榨輥材料的硬度和鉆頭大小來選擇的。還可以從排出來的切削形狀來判斷,如果切削成3~5mm的片狀,切削量和進(jìn)給量是選擇合理的;如果是粉狀,鉆頭與榨輥已經(jīng)在磨了,切削量和進(jìn)給量是選擇得不合理,需重新設(shè)定。
總的來說,要在新型藕孔加工設(shè)備上實(shí)現(xiàn)干切削,除了要選好鉆頭的材料,還要有順暢的排削和合理切削量、進(jìn)給量才能達(dá)到。解決了這兩個(gè)問題之后,新型的藕孔加工設(shè)備就可以進(jìn)入樣機(jī)的制作了。
7 、使用效果
經(jīng)過反復(fù)的驗(yàn)證、修改、研究,終于完成了樣機(jī)的制作,并投入生產(chǎn)試用。經(jīng)過試用,新型藕孔加工設(shè)備達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的效果,滿足糖廠的加工需要。表2是與糖廠舊深孔鉆對比分析。

表2 新型藕孔加工設(shè)備與糖廠舊深孔鉆對比分析表
從表2可以看出,新型藕孔加工設(shè)備比糖廠舊深孔鉆減少了一次榨輥調(diào)頭裝夾,藕孔的加工精度也大幅度提高,還節(jié)省了污水處理的費(fèi)用,加工效率至少也提高了50%,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。值得推廣應(yīng)用。
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