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麻花形螺旋葉片扭轉(zhuǎn)加工工裝

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摘要：本文成功設(shè)計制造出麻花形螺旋葉片的扭轉(zhuǎn)工裝，解決了這一工裝依賴于外購進口而交貨期得不到保證的難題。

燃煤工業(yè)爐窯煙氣SCR脫硝模塊中都含有混合器?；旌掀鹘Y(jié)構(gòu)為管道內(nèi)安裝有麻花形的螺旋葉片，其作用是將水和氨水混合均勻，稀釋達到一定的濃度，噴入煙氣中進行脫硝?；旌掀髦械闹匾考褪锹榛ㄐ蔚穆菪~片，其為3mm厚度的不銹鋼葉片扭制而成，如圖1所示。

圖1　螺旋葉片

麻花形螺旋葉片對氨水的混合效果起到至關(guān)重要的作用，因其加工難度較大，多為外購或進口，交貨期得不到保證，且價格偏高。工程技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)試驗，成功設(shè)計出麻花形螺旋葉片的扭轉(zhuǎn)工裝，解決了這一難題。

1. 工裝結(jié)構(gòu)

本工裝主要由旋轉(zhuǎn)夾頭、固定套管和移動夾頭組成，如圖2所示。

旋轉(zhuǎn)夾頭：設(shè)有旋轉(zhuǎn)手柄，

用于扭轉(zhuǎn)加工；中間用線切割加工，有供放置工件的貫通長方形槽，工件放入長方形槽后，通過定位銷1定位；另一端設(shè)有定位銷2，與固定套管的環(huán)形槽定位，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

固定套管：與工作臺固定。固定套管起聯(lián)接旋轉(zhuǎn)夾頭和移動夾頭的作用，內(nèi)部為扭轉(zhuǎn)空間，防止工件扭轉(zhuǎn)時彎曲；另一端設(shè)有長槽，通過移動夾頭上的定位銷4，保證移動夾頭實現(xiàn)軸向移動，而不能旋轉(zhuǎn)。

移動夾頭：一端有供放置工件的開口長方形槽，工件放入長方形槽后，通過定位銷3定位；另一端設(shè)有定位銷4，移動夾頭只能軸向移動，而不能旋轉(zhuǎn)。

圖2　扭轉(zhuǎn)工裝

2. 扭轉(zhuǎn)步驟

（1）下料及鉆孔（見圖3）：下料寬度K同工件寬度，下料長度L在工件長度L0的基礎(chǔ)上加上兩倍的工件定位長度L1，即：L =L0+2L1。按設(shè)計位置鉆孔，鉆孔的目的是定位工件，防止工件在扭轉(zhuǎn)過程中滑出旋轉(zhuǎn)夾頭和移動夾頭。

（2）扭轉(zhuǎn)：工件插入移動夾頭開口的長方形槽內(nèi)，穿入定位銷7，將工件連同移動夾頭放入固定套管內(nèi)，向前移動，使工件進入旋轉(zhuǎn)夾頭中間的長方形槽內(nèi)，通過定位銷4將工件定位。工件定位后，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)夾頭上的手柄，旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)按設(shè)計的螺距確定。

（3）取出工件，切除工件兩頭的定位部分至要求長度。

圖3　下料及鉆孔

3. 工裝加工相關(guān)事項說明

（1）下料扭轉(zhuǎn)后，葉片直徑將會小于葉片的寬度。麻花形螺旋葉片直徑根據(jù)混合器管道的內(nèi)徑確定，考慮安裝的可能，一般取負差。實際下料時葉片的寬度取混合器管道的內(nèi)徑，下料扭轉(zhuǎn)后，葉片直徑都會略小于葉片的寬度，這正好滿足麻花形螺旋葉片在混合器管道內(nèi)的安裝要求。

（2）由于材質(zhì)不均勻，扭轉(zhuǎn)后葉片可能產(chǎn)生螺距不均勻。混合器的混合效果主要取決于混合器管道內(nèi)介質(zhì)流態(tài)、混合的長度及混合器葉片的類型?；旌掀鞴艿纼?nèi)介質(zhì)設(shè)計流速較高，屬湍流，混合效果很好，一般在混合器內(nèi)管道內(nèi)徑3～4倍的距離內(nèi)即可完全混合。

為確?；旌闲Ч鶕?jù)湍流混合的特性，設(shè)計混合器長度取混合器管道內(nèi)徑的10倍。實際操作中，混合器葉片一般下料尺寸為25mm×250mm，厚3mm，尺寸很小，材質(zhì)變化很小，由材質(zhì)不均勻而引起的螺距變化很小，對混合效果的影響也很小，完全可以忽略。

（3）扭轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生回彈現(xiàn)象，回彈的結(jié)果就是螺距的變化。為了保持產(chǎn)品的一致性，根據(jù)回彈量多扭一定的角度。回彈量可從旋轉(zhuǎn)手柄扭轉(zhuǎn)的位置和回彈的位置確定，在旋轉(zhuǎn)手柄扭轉(zhuǎn)的位置上設(shè)有定位標(biāo)記即可。

（4）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力對葉片產(chǎn)生的變形。麻花形螺旋葉片扭轉(zhuǎn)成形后放在混合器管道內(nèi)，葉片兩頭焊在混合器管道的兩頭，長度方向和直徑方向都得到約束固定。所以，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力對葉片產(chǎn)生的變形完全可以忽略。

4. 結(jié)語

經(jīng)過工程實踐證明，本工裝加工的麻花形螺旋葉片完全滿足SCR脫硝模塊中混合器的使用要求。本工裝解決了原來外購或進口所帶來的交貨期和價格的問題，成本下降，效益顯著。但本工裝也存在加工效率不高、勞動強度大和材料利用率低的問題，有待進一步解決。

收稿日期：（20150530）