本實用新型是一種建筑打印增材制造用的機械部件，特別涉及一種雙變螺距螺桿結(jié)構(gòu)，屬于增材制造3D建筑打印技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工信部于2015年2月28日發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015-2016年)》，旨在落實國務院關(guān)于發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決策部署，搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重大機遇，加快推進我國增材制造產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。增材制造技術(shù)是集材料技術(shù)、信息技術(shù)、激光技術(shù)、精密機械于一體的，囊括眾多科學領(lǐng)域的技術(shù)。建筑打印增材制造技術(shù)利用設計好的三維數(shù)據(jù)模型，可以在一臺設備上進行精準、快速、安全地建造房屋，其核心是將所需成形的三維物體通過切片處理轉(zhuǎn)化為簡單的二維界面組合。(《增材制造、快速成形、三維打印與第三次工業(yè)革命》王運贛)在建造方面可以大大地縮短工作周期，減少加工工序；節(jié)省建筑材料，節(jié)能減排；甚至不需要人工干預，從根本上杜絕參與施工人員的傷亡。在建筑打印的機械結(jié)構(gòu)中，螺桿是所需設備中的一項重要部件，螺桿具有造型獨特、自吸力強、工作穩(wěn)定、工作效率高、占用空間小的特點，可應用于電力、機械、航運、造紙、航天航空、食品制造、污水處理、石油化工等工業(yè)，且可運送廣泛范圍各種粘度的材料。隨著我國對螺桿的投入和使用率的逐漸增加，螺桿也在不斷地改進，新型螺桿的研究和開發(fā)相比傳統(tǒng)的技術(shù)行業(yè)勢必會取得更好的應用效果。但傳統(tǒng)的螺桿只能輸送一種材料，且不夠牢固，在輸送材料時會由于壓力不足導致材料堵塞，且密封性不高，嚴重影響螺桿泵的正常使用壽命和工作效率。本實用新型在傳統(tǒng)的螺桿結(jié)構(gòu)上進行改進，可以同時運送多種建筑打印材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型需要解決的主要問題是：通過雙變距螺桿解決建筑材料難以擠出的問題，雙變距螺桿結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，氣密性好，占用空間較小，且機械部件之間連接性良好。

為了實現(xiàn)上述的問題的解決辦法，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

使用同步電機驅(qū)動一個齒輪箱的主軸，在齒輪箱內(nèi)部有一對完全相同的齒輪相互嚙合，作相對運動；主軸中間部套上的齒輪從齒輪箱兩端伸出，一端伸出與同步電機連接，另一端則伸出到料倉箱中并安裝右旋螺桿，齒輪箱中的從動齒輪套上一個從動軸，延伸到料倉箱中，并安裝左旋螺桿。這樣一來，同步電機作順時針旋轉(zhuǎn)，則主軸也作順時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動右旋螺桿作順時針旋轉(zhuǎn)，齒輪箱中的從動齒輪相應作逆時針旋轉(zhuǎn)，則從動軸作逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動左旋螺桿作逆時針旋轉(zhuǎn)；在電機的帶動下，左右兩個螺桿則相對旋轉(zhuǎn)。

采用方形螺紋的雙變螺距螺桿，螺桿的粗糙度在0.8-1.6之間。主動軸上的螺桿為右旋螺桿，從動軸上的螺桿為左旋螺桿。使用的螺桿前端螺距小于后端螺距，使材料更容易受壓輸送。雙螺桿泵體與螺桿外圓表面和螺桿之間的間隙很小，使得吸入室和排出室完全隔開，襯套及螺桿與螺桿之間形成密閉的封閉腔，螺桿每轉(zhuǎn)動一圈即向擠出口移動一個封閉腔，排除一個單位體積的建筑材料。

作為一種用于輸送建筑打印材料的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型采用了兩個螺桿并排工作的方案，一個主動軸螺桿驅(qū)動，另一個從動螺桿反向跟隨運動，兩個螺桿協(xié)同工作，緊密嚙合。

作為一種用于輸送建筑打印材料的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型采用了變螺距螺桿的結(jié)構(gòu)方式，每個螺桿約有1-10圈的螺紋結(jié)構(gòu)，最優(yōu)范圍為3-5圈；每圈螺紋和上一圈螺紋的間距在1-20mm左右，優(yōu)選范圍為9-12mm，螺桿后端的螺距比前端螺距長3％～6％左右。

作為一種輸送建筑打印材料用的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型采用的螺桿橫切面直徑20-100mm之間，最佳范圍為50-55mm。

作為一種用于輸送建筑打印材料的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型的螺桿在與其他部件連接部分之間有一層或多層密封墊片，增加裝置的密封程度。

作為一種用于輸送建筑打印材料的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型每個螺桿上的螺紋末端有一個或多個1-20mm的徑直通道，用于注入建筑打印的材料，通道數(shù)量由需要輸送的建筑打印材料的種類而定，通道直徑最優(yōu)范圍為9-12mm。從初始角0°開始，每60°即有一個材料輸入口。

作為一種用于輸送建筑打印材料的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型每個螺桿上的螺紋末端通道的前一圈，對應位置有半徑1-30mm弧形豁口，用于緩沖由于建筑打印材料注入時產(chǎn)生的沖擊力，減少因材料輸送而對螺桿造成的磨損，豁口最佳直徑范圍為5-15mm。

作為一種用于輸送建筑打印材料的雙螺桿結(jié)構(gòu)，本實用新型兩個螺桿之間完全嚙合。

有益效果

1、本技術(shù)方案解決了通過建筑材料難以擠出的問題，雙變距螺桿結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊，氣密性好，占用空間較小，且機械部件之間連接性良好

2、雙螺桿結(jié)構(gòu)的工作穩(wěn)定、工作效率高、自吸能力強。

附圖說明

圖1為螺桿側(cè)面示意圖；

圖2為螺桿背面示意圖。

圖中：1.螺紋；2.材料A輸入口；3.材料B輸入口；4.材料A緩沖豁口5.材料B緩沖豁口；6.后端螺距；7.前端螺距。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細說明。附圖為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，此示意方式說明本實用新型的基本機構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。

兩個螺桿獨立處于料倉箱體中，料倉箱體與齒輪箱相連，除了進出料口整個箱體都是密封的。當進料口上方的料斗堆滿材料時，在同步電機的帶動下二個螺桿相對旋轉(zhuǎn)，其間產(chǎn)生負壓，材料自動進入螺桿處并被擠壓旋轉(zhuǎn)到出料口。齒輪箱的主軸由一個同步電機驅(qū)動，在齒輪箱內(nèi)部的兩個相同的齒輪相互嚙合，并進行相對運動。主軸中間部套上的齒輪從齒輪箱的兩端伸出，一端與同步電機連接，另一端與料倉箱中安裝的右旋螺桿相連。齒輪箱中的從動齒輪套上一個從動軸，連接到料倉箱中，安裝左旋螺桿。同步電機作順時針旋轉(zhuǎn)，則主軸也作順時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動右旋螺桿作順時針旋轉(zhuǎn)，齒輪箱中的從動齒輪相應作逆時針旋轉(zhuǎn)，則從動軸作逆時針旋轉(zhuǎn)，帶動左旋螺桿作逆時針旋轉(zhuǎn)。在電機的帶動下，左右兩個螺桿則相對旋轉(zhuǎn)。

圖1所示的為本實用新型的雙變螺距的螺桿示意圖，其中包括螺桿末端的建筑材料注入通道口2和3，以及緩沖注入材料時產(chǎn)生壓力的豁口4和5。兩個通道可以同時加入不同的建筑打印材料；豁口分為小豁口4和大豁口5，分別有利于緩解不同材料的沖擊力，特別適用于注入兩種不同的混合材料的情況，避免在輸送建筑材料的過程中，由于不同材料的擠壓對螺桿造成額外損傷。

圖2所示的本實用新型的雙變螺距螺桿，6和7是螺距部分，其中螺距6比螺距7長3％～6％左右，螺距7約為9.71mm，螺距6約為9.25mm。由于螺桿結(jié)構(gòu)的特殊性，從通道2和3進入的建筑打印材料會通過螺紋1的旋轉(zhuǎn)，被逐層擠向螺桿前端，由后部的材料產(chǎn)生一定的推力，擠壓中端和前端的材料，直至送出。由于螺桿前端部分的螺距稍小，后送入的材料會為前方的材料提供更大的壓力，更好地推動材料的輸送。

基于本實用新型雙變螺距螺桿的獨特結(jié)構(gòu)，裝置擁有較好的氣密性，不易混入外部雜質(zhì)，并且材料中的空氣會因為螺距的不同被很快擠出，不會留在裝置內(nèi)部，影響打印過程的正常進行。

上述敘述是依據(jù)本實用新型為實例的描述，相關(guān)人員可以在不影響本項實用新型的技術(shù)涵蓋范圍內(nèi)進行一定的操作和修訂。本實用新型所包含的技術(shù)性范圍不僅局限于上述的說明內(nèi)容，也同樣對類似的權(quán)利要求作相應的保護。