螺旋输送机设计参数的选择和确定.doc

螺旋输送机设计参数的选择和确定 螺旋输送机是一种常用的不具有挠性牵引构件的连续输送机械，利用工作构件即螺旋的旋转运动，使物料向前运送，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。螺旋输送机在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，主要是用来运送大宗散货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等。在粮食、轻纺织业、化工业、食品等工业部门，采用螺旋输送机往往不单纯是输送物料，同时还伴随进行某些工艺处理等。螺旋输送机种类较多、结构差异大、设计参数多，并且各参数之间相互联系和制约，使得设计和选择复杂、难度大，尤其是一些主要参数，如果选择和组合不当，将会严重影响螺旋输送机的生产效率和工作性能。 1螺旋输送机工作原理 螺旋输送机主要分为水平和垂直螺旋输送机，可分别沿水平、倾斜或垂直方向上输送物料，这两种机型也是最常用的。螺旋输送机根据结构可分为双螺旋输送机和单螺旋输送机，后者使用较多。螺旋输送机的安装方式有固定式和移动式两种，大部分螺旋输送机采用固定式。 面粉工业中的螺旋输送机主要用于原料的输送和混合，一般采用实体螺旋叶片、无吊挂轴承、等螺距的单头普通螺旋输送机。其结构如图1所示，它由一根装有螺旋叶片的转轴和料槽组成。转轴通过轴承安装在料槽两端轴承座上，转轴一端的轴头与驱动装置相联。料槽顶面和槽底开有进、出料口。其工作原理是物料从进料口加人，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。 理论分析表明，螺旋在一定的转数范围内，物料随螺旋轴转动，这种附加的物料流对物料运动的影响并不显著。但是，当超过一定的转数时，物料就会产生垂直于输送方向的跳跃的翻滚，起搅拌而不起轴向的推进作用。这不仅会降低物料的输送效率，加速设备构件的磨损，而且会增大螺旋功率的消耗。因此，为了避免这种现象的产生，螺旋的转数不得超过它的临界转速。 2螺旋输送机主要设计参数分析 2.1输送量 输送量是衡量螺旋输送机生产能力的一个重要指标，一般根据生产需要给定，但它与其他参数密切相关。在输送物料时，螺旋轴径所占据的截面虽然对输送能力有一定的影响，但对于整机而言所占比例不大，因此，螺旋输送机的物料输送量可粗略按下式计算 2.2螺旋轴转速 螺旋轴的转速对输送量有较大的影响。一般说来，螺旋轴转速加快，输送机的生产能力提高，转速过小则使输送机的输送量下降。但转速也不宜过高，因为当转速超过一定的极限值时，物料会因为离心力过大而向外抛，以致无法输送。所以还需要对转速n进行一定的限定，不能超过某一极限值。 当位于螺旋外径处的物料颗粒不产生垂直于输送方向的径向运动时，则它所受惯性离心力的最大值与其自身重力之间应有如下关系 物料综合特性系数为经验数值。一般说来，根据物料性质，可将物料分成4类。第1类为流动性好、较轻且无磨琢性的物料；第2类为无磨琢性但流动性较第1类差的物料；第3类为粒度尺寸及流动性同第2类接近，但磨琢性较大的物料；第4类为流动性差且磨琢强烈的物料。各种物料的K值见表2。 螺旋叶片的直径通常制成标准系列，D100,120,150,200,250,300,400,500和600 mm，目前发展到D1000 mm，最大可达1250 mm。为限制规格过多过乱．国际标准化组织在系统研究、试验的基础上制订了螺旋输送机标准草案，规定螺旋直经采用R10基本系列优先数系。根据式5计算出来的D值应尽量圆整成标准直径（mm）。 2.4螺距 螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料输送过程。输送量Q和直径D一定时，螺距改变，物料运动的滑移面随着改变，这将导致物料运动速度分布的变化。通常螺距应满足下列两个条件即考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量间的适当分布关系两个条件，来确定最合理的螺距尺寸。 通常可按下式计算螺距 SK,D 6 对于标准的输送机，通常K,为0.8-1.0;当倾斜布置或输送物料流动性较差时K1≤0.8;当水平布置时，K10.8-1.O。 2.5螺旋轴直径 螺旋轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也就决定了物料的滑移方向及速度分布，所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量的适当分布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系。 一般轴径计算公式为 d0.20.35D（7 2.6填充系数 物料在料槽中的填充系数对物料的输送和能量的消耗有很大影响。当填充系数较小时，物料堆积高度较低，大部分物料靠近螺旋外侧，因而具有较高的轴向速度和较低的圆周速度，物料在输送方向上的运动要比圆周方向显著得多，运动的滑移面几乎平行于输送方向，这时垂直于输送方向的附加物料流减弱，能量消耗降低；相反，当填充系数较高时，物料运动的滑移面很陡，其在圆周方向的运动将比输送方向的运动强，这将导致输送速度的降低和附加能量的消耗。因而，填充系数适当取小值较有利，一般取φ50％。此外，倾斜角度的大小对填充系数也有一定影响。各种物料的填充系数φ值可参考表1。 2.7倾斜角度 螺旋输送机的倾斜角度对于螺旋输送机输送过程的生产率和功率消耗都有影响，一般它是以一个影响系数的形式来体现的，倾斜输送系数见表1。螺旋输送机输送能力将随着倾斜角度的增加而迅速降低的，同时，螺旋输送机布置时倾斜角度也将影响物料的输送效果。另外倾斜角度的大小还会影响填充系数，倾斜角度对填充系数的影响如表1。倾斜角度越大，允许的填充系数越小，螺旋输送机的输送能力越低。因此，在满足使用条件的前提下，螺旋输送机尽量避免倾斜布置，而最好采用水平布置；若工艺需要采用用倾斜布置，为了提高输送效率，倾斜角度也不宜太大，一般倾斜角度β10。-20。若一级不能满足要求，可采用多级倾斜布置，以减少损耗。 2.8传动功率 螺旋输送机的驱动功率，是用于克服在物料输送过程中的各种阻力所消耗的能量，主要包括以下几个部分①使被运物料提升高度H（水平或倾斜）所需的能量；②被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；③物料内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗；④物料沿料槽运动造成在止推轴承处的摩擦引起的能量消耗；⑤中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。 为简便起见，螺旋输送机总的轴功率P包括物料运行需要功率P1空载运转所需功率P2,以及由于倾斜引起的附加功率几三个部分 对于连续运行系统中的螺旋输送机，由于整个系统连续作业，且自动化程度很高，任何一个部位发生故障都会影响整个系统的正常运转。因此，这种场合使用的输送机应有较大的功率储备。 3结束语 由于面粉工业原料多种多样，而且原料的特性随原料的种类、产地、湿度以及备料净化方式及效果等各种因素的不同而改变，因此，在确定螺旋输送机的主要参数时，要从其输送机理、物料的特性等方面入手，尽可能进行多种试验，取得一些设计参数，才能设计出较符合物料特性的螺旋输送机。 螺旋输送机对于减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。未来螺旋输送机发展方向和趋势是①大运量、高速度、长使用寿命；②低能源消耗及降低能量消耗；③智能化发展；④空间可弯曲输送。空间可弯曲输送；⑤组合复合化输送，向着大型化发展；⑥扩大使用范围；⑦环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标。 本文来源于中国面粉信息网 http//