スクリュー羽根の選択ガイド

1. アプリケーションシナリオを明確にする

スクリュー羽根のアプリケーションシナリオは、その設計と材料の選択を決定します。以下は、一般的なシナリオとその要件です。

材料輸送（スクリューコンベアなど）：粉末、顆粒、または塊状の材料（穀物、石炭、セメントなど）の輸送に使用され、優れた耐摩耗性と均一なピッチが必要です。

流体推進（プロペラなど）：船舶または流体機器に使用され、高精度で優れた動的バランス性能が必要です。

攪拌混合（化学、食品など）：耐食性と滑らかな表面が必要で、材料の付着を防ぎます。

農業機械（収穫機など）：高強度、耐摩耗性が必要で、複雑な作業条件に適応します。

選択のポイント：

作業環境（温度、湿度、腐食性など）を特定します。

材料または媒体の特性（粒径、粘度、研磨性など）を明確にします。

機器の種類（連続輸送または断続運転など）を決定します。

2. 主要な設計パラメータを決定する

スクリュー羽根の設計パラメータは性能に直接影響するため、アプリケーションのニーズに応じて決定する必要があります。

外径と内径：

外径は輸送能力または推進力に影響し、通常は機器のサイズと一致します。

内径はシャフト径と一致する必要があり、確実な取り付けを保証します。

ピッチ：

ピッチの大きさは輸送効率または推力に影響します。ピッチが大きすぎると詰まりが発生し、小さすぎると効率が低下します。

一般的なピッチ範囲：外径の0.5〜2倍。材料または流体の特性に応じて調整します。

羽根の厚さ：

厚さは強度と重量のバランスを取る必要があります。薄い羽根（2〜6mm）は軽負荷に適しており、厚い羽根（6〜20mm）は重負荷または高摩耗環境に適しています。

螺旋角度：

角度は材料の流れまたは推力効率に影響します。通常、計算流体力学（CFD）または経験式を使用して最適化します。

連続性：

連続スクリュー羽根：長距離輸送に適しており、製造コストが高くなります。

分割スクリュー羽根：取り付けとメンテナンスが容易で、非標準または小ロットのアプリケーションに適しています。

選択のポイント：

CADソフトウェアを使用してモデリングし、有限要素解析（FEA）を組み合わせて強度を検証します。

業界標準（コンベアCEMA標準など）または機器の設計仕様を参照します。

3. 材料の選択

材料の選択は、作業環境と予算に基づいて行う必要があります。

普通炭素鋼（Q235、Q345など）：

利点：低コスト、優れた加工性。

用途：乾燥材料の輸送など、非腐食性の環境。

ステンレス鋼（304、316など）：

利点：耐食性、滑らかな表面、食品グレードまたは化学要件に準拠。

用途：湿った、酸性またはアルカリ性の環境、または食品加工。

耐摩耗鋼（Hardox、NM400など）：

利点：高硬度、優れた耐摩耗性。

用途：鉱石、石炭などの高摩耗シナリオ。

合金鋼または複合材料：

利点：耐高温性または特殊な化学腐食。

用途：高温炉、化学反応器など。

表面処理：

耐摩耗性コーティング（セラミック、ポリウレタンなど）または亜鉛メッキをスプレーして、耐久性を高めます。

選択のポイント：

材料の研磨性に応じて硬度を選択します（HRC> 50の耐摩耗鋼など）。

腐食性環境では、ステンレス鋼またはコーティングされた材料を優先的に使用してください。

機器の負荷に対する重量の影響を考慮し、薄肉高強度材料を使用してエネルギー消費を削減できます。

4. 製造プロセスの選択

製造プロセスは、コスト、精度、および生産効率に影響します。ニーズに応じて選択する必要があります。

冷間圧延成形：

利点：高精度、滑らかな表面、大量生産に適しています。

用途：連続薄肉羽根（厚さ<6mmなど）。

制限：厚肉または複雑な形状には適していません。

熱間圧延/型押し成形：

利点：厚肉または大径の羽根に適しており、非標準設計に適応します。

用途：重機またはカスタム羽根。

制限：表面が粗く、後処理が必要です。

分割溶接：

利点：柔軟性が高く、輸送と現場での組み立てが容易です。

用途：小ロットまたは非標準羽根。

制限：溶接部の強度が低いため、変形を厳密に制御する必要があります。

数値制御加工：

利点：高精度、複雑な形状または小ロットに適しています。

用途：高精度プロペラまたはプロトタイプ開発。

制限：高コスト、低効率。

5. 性能と品質の要件

スクリュー羽根が性能と品質基準を満たしていることを確認します。

寸法精度：ピッチ、外径、内径の偏差を±1〜2mm以内に制御します。

表面品質：亀裂、気孔がなく、粗さRa 3.2〜12.5μm。

動的バランス：高速回転機器は、振動を低減するために動的バランステストを実施する必要があります。

溶接品質：分割羽根は、超音波またはX線で溶接部を検査する必要があります。

材料検査：分光分析または硬度テストにより、材料の性能を検証します。

選択のポイント：

サプライヤーに品質検査レポート（寸法、材料、溶接など）を要求します。

高速または重負荷のアプリケーションでは、動的バランスと疲労テストを実施する必要があります。

6. コストと予算の管理

材料費：炭素鋼が最も経済的で、ステンレス鋼と耐摩耗鋼のコストが高くなります。

製造コスト：冷間圧延による大量生産のコストが低く、数値制御加工と3D印刷のコストが高くなります。

メンテナンスコスト：分割羽根は交換が容易で、メンテナンス費用を削減します。

ライフサイクルコスト：耐久性のある材料と高品質のプロセスにより、長期的なメンテナンスと交換のコストを削減できます。

選択のポイント：

初期投資と長期使用コストのバランスを取ります。

小ロットまたは一時的なプロジェクトでは、分割溶接を選択してコストを削減できます。

大規模プロジェクトでは、高効率の冷間圧延プロセスを優先的に選択します。