СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВЫХ АППАРАТОВ Российский патент 1996 года по МПК B65G33/00 B21D53/24 

Изобретение может быть применено в горно-металлургической промышленности, машиностроении, сельском хозяйстве и других отраслях.

Известен ряд устройств для обогащения и подготовки минерального сырья к переработке винтовые (спиральные) сепараторы, шлюзы, спиральные классификаторы, винтовые конвейеры.

Винтовой желоб является главным рабочим органом, от которого зависят технические данные и технологические показатели работы таких аппаратов [1]
В спиральных сепараторах, предназначенных для обогащения руд, к параметрам, характеризующим винтовой желоб, относятся: диаметр, шаг витка, форма и размеры поперечного сечения желоба, длина желоба.

Значение каждого параметра выбирается в зависимости от свойств обогащаемого материала, а также назначения аппарата (основная, перечистная концентрация).

Основное техническое требование, предъявляемое к аппарату, состоит в том, чтобы геометрическая форма и размеры желоба были строго выдержаны. Установлено, что искажения формы и отклонения в геометрических параметрах значительно снижают технологические показатели процесса [1]
Первые зарубежные и отечественные винтовые сепараторы для обогащения руд изготавливались путем отливки отдельных полувитков, которые затем собирались к спиральный желоб.

Такой способ в достаточной мере обеспечивал правильность геометрической формы желоба, но отличался большой трудоемкостью. Кроме того, винтовые сепараторы в металлическом исполнении имеют большой вес, а рабочая поверхность желоба имеет стыки, изменяющие структуру водного потока [2, 3] что является основным недостатком.

Способом литья можно изготавливать и цельнолитые винтовые желоба из силумина, резины, пластмасс и других материалов. Но, как показала практика, у изделий, изготовленных таким способом, по всей длине желоба не сохраняется постоянство кривизны, шага, профиля, то есть не выдерживаются основные геометрические параметры, что в итоге приводит к ухудшению процесса обогащения.

Другим недостатком является то обстоятельство, что для изготовления аппарата (или серии аппаратов) с другими параметрами приходится изготавливать новую форму для отливок, что сопряжено со значительными затратами времени и средств.

Известен способ изготовления винта, включающий формирование винтовой поверхности путем навивки материала на вращающуюся и поступательно перемещающуюся ось [4] Этот способ является наиболее близким к предложенному решению. Недостаток известного способа заключается в том, что предлагается изготовление прямолинейных в профиле винтовых поверхностей и навивку материала производят в горизонтальной плоскости, что более трудоемко в исполнении.

Задачей изобретения является разработка производительного и доступного способа изготовления винтовых аппаратов, обеспечивающего поучение цельных винтовых поверхностей с различными строго выдержанными в пространстве геометрическими параметрами.

В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками.

Существенными признаками изобретения являются: выполняемая по заданной программе навивка путем послойного наращивания слоев материала на вращающуюся ось, образующих винтовой желоб. Навивка материала производится в вертикальной плоскости.

Сущность способа состоит в формировании винтовой поверхности навивкой материала путем его послойного наращивания на вращающуюся и поступательно перемещающуюся ось, осуществляемого в вертикальной плоскости.

Получение желоба с нужными геометрическими параметрами (диаметром, шагом, профилем поперечного сечения) достигается при соответственно заданных скоростях вращения и продольного перемещения оси и продольно-вертикального перемещения материалоподающего устройства.

Данный способ позволяет получить цельные, без стыков и швов винтовые поверхности с любыми геометрическими параметрами, строго выдержанными в пространстве.

Достоинствами способа являются его доступность и нетрудоемкость, при возможности полной автоматизации процесса.

Предложенное техническое решение может применяться как при изготовлении рабочих поверхностей аппаратов, так и для изготовления форм и матриц.

Получаемые по данному способу изделия отличаются своей легкостью и прочностью.

П р и м е р 1. Получение винтовой поверхности с прямым профилем поперечного сечения и постоянным шагом осуществляется следующим образом: на вращающуюся ось, лежащую в горизонтальной плоскости и способную перемещаться в продольном направлении, навивается полоса материала из неподвижного материалоподающего устройства (МПУ). Ось вращается и перемещается равномерно в одну сторону. Материалом полос могут служить бумага, картон, пластмасса, металл и т.д. Соединение отдельных полос (слоев) осуществляется путем склеивания, сплавления или другим способом. Принципиальная схема процесса показана на фиг. 1.

После наращивания одного слоя ось возвращается в исходное положение и наращивается следующий слой (полоса) материала и т.д. до тех пор, пока не образуется винтовая поверхность нужного диаметра (фиг. 2). Так получается цельная винтовая поверхность с постоянным шагом витка и прямолинейным профилем.

Если необходимо изготовить спираль с переменным шагом витка, например, увеличивающимся в одном направлении, то вращающуюся ось (или МПУ) следует перемещать не равномерно, а ускоренно (фиг. 3).

П р и м е р 2. Для получения спирали с криволинейным профилем поперечного сечения необходимо подавать материал на вращающуюся и перемещающуюся равномерно ось с МПУ, перемещающегося в противоположном перемещению оси направлении. При этом МПУ последовательно перемещается вдоль и перпендикулярно оси, описывая траекторию, отвечающую заданной кривой дуге окружности, части параболы, эллипса, прямой и т.д (фиг. 4). Все остальные условия реализуются в последовательности, указанной в примере 1.

Изобретение предназначено для горно-металлургической промышленности, машиностроения, сельского хозяйства и других отраслей. Сущность изобретения: способ изготовления винтовых аппаратов заключается в формировании винтовой поверхности навивкой материала на вращающуюся и перемещающуюся поступательно ось, при этом навивку материала осуществляют путем его послойного наращивания в вертикальной плоскости. 4 ил.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВЫХ АППАРАТОВ, включающий формирование винтовой поверхности путем навивки материала на вращающуюся и перемещающуюся поступательно ось, отличающийся тем, что навивку материала осуществляют путем послойного наращивания материала в вертикальной плоскости.