富宇環(huán)保是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)除塵器的廠(chǎng)家，型號齊全，價(jià)格合理，批發(fā)定做，圖片說(shuō)明。訂購熱線(xiàn)：18931717856。

螺旋輸送機是一種常用的不具有撓性牽引構件的連續輸送機械,利用工作構件即螺旋的旋轉運動(dòng)，使物料向前運送,是現代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設備之一。螺旋輸送機在G民經(jīng)濟的各個(gè)部門(mén)中得到了相當廣泛的應用,已經(jīng)遍及冶金、采礦、動(dòng)力、建材、輕工、碼頭等一些重工業(yè)及交通運輸等部門(mén),主要是用來(lái)運送大宗散貨物料,如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。在機械制造部門(mén),螺旋輸送機是生產(chǎn)過(guò)程中組成現代化有節奏流水作業(yè)線(xiàn),使得設計和選擇復雜、難度大,尤其是一些主要參數,如果選擇和組合不當,將會(huì )嚴重影響螺旋輸送機的生產(chǎn)效率和工作性能。

1 螺旋輸送機工作原理

螺旋輸送機主要分為水平和垂直螺旋輸送機,可分別沿水平、傾斜或垂直方向輸送物料,這兩種機型也是比較常用的。水平螺旋輸送機主要利用摩擦力輸送物料,而垂直螺旋輸送機主要利用離心力輸送物料。螺旋輸送機根據結構可分為雙螺旋輸送機和單螺旋輸送機,后者使用較多。螺旋輸送機的安裝方式有固定式和移動(dòng)式兩種,大部分螺旋輸送機采用固定式。另外,按軸承布置狀況,螺旋輸送機還可分為有吊掛軸承和無(wú)吊掛軸承兩類(lèi)。有吊掛軸承是除了在螺旋體兩端有軸承支撐外,在中部還設置軸承,軸承懸掛于殼體上支撐螺旋體,這種結構的優(yōu)點(diǎn)是軸的剛度較好,撓曲變形小,缺點(diǎn)是結構復雜,物料運行不暢,主要用于長(cháng)度大于5 m的螺旋輸送機；無(wú)吊掛軸承則只在螺旋體兩端有軸承支撐,結構簡(jiǎn)單,物料輸送運行通暢,但螺旋體軸容易發(fā)生撓曲變形,主要用于長(cháng)度小于5 m的螺旋輸送機。

飼料工業(yè)中的螺旋輸送機主要用于原料的輸送和混合，長(cháng)度較短，水平運送。一般采用實(shí)體螺旋葉片、無(wú)吊掛軸承、等螺距的單頭普通水平布置的螺旋輸送機。本文僅以此類(lèi)螺旋輸送機進(jìn)行探討，其結構如圖1所示，由一根裝有螺旋葉片的轉軸和料槽組成。轉軸通過(guò)軸承安裝在料槽兩端軸承座上，轉軸一端的軸頭與驅動(dòng)裝置相連。料槽高面和槽底開(kāi)有進(jìn)、出料口。其工作原理是：物料從進(jìn)料口加入，當轉軸轉動(dòng)時(shí)，物料受到螺旋葉片法向推力的作用，該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著(zhù)物料繞軸轉動(dòng)，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著(zhù)料槽軸向移動(dòng)。

1. 進(jìn)料口　2. 槽體　3. 螺旋軸　4. 卸料口

螺旋輸送機在輸送物料過(guò)程中,物料由于受旋轉螺旋的影響,其運動(dòng)并非是單純的沿軸線(xiàn)做直線(xiàn)運動(dòng)，而是在一復合運動(dòng)中沿螺旋軸做一個(gè)空間運動(dòng)。設螺旋輸送機的螺旋為標準的等螺距、等直徑,螺旋面升角為α的單頭螺旋。當螺旋面的升角α在展開(kāi)的狀態(tài)時(shí),螺旋線(xiàn)用一條斜直線(xiàn)來(lái)表示。下面以距離螺旋軸線(xiàn)r處的物料顆粒M作為研究對象,進(jìn)行運動(dòng)分析(見(jiàn)圖2)。

旋轉螺旋面作用在物料顆粒M上的力為P，由于物料與葉片的摩擦關(guān)系，P力的方向與螺旋面的法線(xiàn)方向偏離了β角。β角的大小由物料對螺旋面的摩擦角ρ及螺旋面的表面粗糙程度決定，對于一般熱壓或用冷軋鋼板拉制的螺旋面，可忽略其表面粗糙程度對β角的影響，即認為β=ρ。P力可分解為法向分力P1，和徑向分力P2。物料顆粒M在P力的作用下，在料槽中進(jìn)行著(zhù)一個(gè)復合運動(dòng)，既沿軸向移動(dòng)，又沿徑向旋轉，如圖3所示，既有軸向速度V1，又有圓周速度V2，其合速度為V。

當螺旋體以角速度ω繞軸回轉時(shí),距離螺旋葉片任一半徑r處的O點(diǎn)物料顆粒M的運動(dòng)速度可由速度三角形求解。葉片上O點(diǎn)的線(xiàn)速度VO就是物料顆粒M牽連運動(dòng)的速度，可用矢量OA表示，方向為沿O點(diǎn)回轉的切線(xiàn)方向；物料顆粒M相對于螺旋面的相對滑動(dòng)速度，平行于O點(diǎn)的螺旋線(xiàn)切線(xiàn)方向，可用矢量AB表示。若不考慮葉片摩擦，則物料顆粒M應該運動(dòng)的速度V。應是螺旋面上O點(diǎn)的法線(xiàn)方向，可用矢量OB表示。由于物料與葉片有摩擦，物料顆粒M自O點(diǎn)的運動(dòng)速度V的方向應與法線(xiàn)偏轉摩擦角ρ相同。對V進(jìn)行分解,則可得到物料顆粒自O點(diǎn)移動(dòng)的軸向速度V1和圓周速度V2。其中，V1就是料槽中物料的軸向輸送速度,而V2則是對物料輸送的阻滯和干擾。

根據物料顆粒M運動(dòng)速度圖的分析，可得到物料軸向移動(dòng)的速度為：

所以(1)式又可寫(xiě)成：

式中：S——螺旋螺距（mm）；n——螺旋轉速（r/min）；?蕊——物料與葉片間的摩擦系數，?蕊=tanρ；ρ——葉片與物料的摩擦角(°)；α——螺旋面升角(°)。

由式(2)及式(3)可得出,物料在料槽內軸向移動(dòng)速度V1和圓周速度V2隨半徑r而變化的曲線(xiàn)(見(jiàn)圖4)。

由圖4可見(jiàn),V2在半徑長(cháng)度范圍內是變化的,在螺旋軸后隨半徑的增加而減小,因此,物料在螺旋內的移動(dòng)過(guò)程中要產(chǎn)生相對滑動(dòng),V1在半徑長(cháng)度范圍內也變化，隨半徑的增加而增加?？梢?jiàn),且靠近螺旋軸的物料的V2比外層的大，而V1卻比外層的要??；反之,靠近螺旋外側的物料V1大、V2小。這將使內層物料較容易隨螺旋軸轉動(dòng),因而產(chǎn)生一個(gè)附加的物料流。螺旋在一定的轉數之前,這種附加的物料流對物料運動(dòng)的影響并不顯著(zhù)。但是,當CA過(guò)一定的轉數時(shí),物料就會(huì )產(chǎn)生垂直于輸送方向的跳躍翻滾,起攪拌而不起軸向的推進(jìn)作用。這不僅會(huì )降低物料的輸送效率,加速設備構件的磨損,而且會(huì )增大螺旋功率的消耗。因此，為了避免這種現象的產(chǎn)生,螺旋的轉數不得CA過(guò)它的臨界轉速。

2 螺旋輸送機主要設計參數分析

2.1 輸送量

輸送量是衡量螺旋輸送機生產(chǎn)能力的一個(gè)重要指標,一般根據生產(chǎn)需要給定,但它與其它參數密切相關(guān)。在輸送物料時(shí)，螺旋軸徑所占據的截面雖然對輸送能力有一定的影響,但對于整機而言所占比例不大,因此,螺旋輸送機的物料輸送量可粗略按下式計算：

Q＝3 600F·λ·V1·ε

式中：Q——螺旋輸送機輸送量（t/h）；F——料槽內物料層橫截面積(m2)，F=φD2π/4，其中，φ——填充系數(見(jiàn)表1)；D——螺旋葉片直徑(mm)；λ——物料的單位容積質(zhì)量(t/m3)，它同原料的種類(lèi)、濕度、切料的長(cháng)度以及凈化方式、效果等多種因素有關(guān)，其值查閱相關(guān)的手冊；ε——傾斜輸送系數，考慮到螺旋輸送機傾斜布置時(shí)對物料輸送效果的影響，傾斜輸送系數見(jiàn)表1。

在實(shí)際工作中，通常不考慮物料軸向阻滯的影響，因此物料在料槽內的軸向移動(dòng)速度V1≈Sn/60。

∴Q=47D2S·n·?漬·?姿·ε(4)

由上式可以看出，螺旋輸送機的物料輸送量與D、S、n、φ、λ、ε有關(guān)，當物料輸送量Q確定后，可以調整螺旋外徑D、螺距S、螺旋轉速n和填充系數φ四個(gè)參數來(lái)滿(mǎn)足Q的要求。

2.2 螺旋軸轉速

螺旋軸的轉速對輸送量有較大的影響。一般說(shuō)來(lái)，螺旋軸轉速加快，輸送機的生產(chǎn)能力提高，轉速過(guò)小則使輸送機的輸送量下降。但轉速也不宜過(guò)高，因為當轉速CA過(guò)一定的極限值時(shí)，物料會(huì )因為離心力過(guò)大而向外拋，以致無(wú)法輸送。所以還需要對轉速n進(jìn)行一定的限定，不能CA過(guò)某一極限值。

當位于螺旋外徑處的物料顆粒不產(chǎn)生垂直于輸送方向的徑向運動(dòng)時(shí)，則它所受慣性離心力的比較大值與其自身重力之間應有如下關(guān)系：

mω2maxr≤mg

式中：K——物料的綜合系數(見(jiàn)表2)；g——重力加速度(m/s2)；nmax——螺旋的比較大轉速,即臨界轉速(r/min)。

式中：A——物料的綜合特性系數(見(jiàn)表2)。

因此，螺旋輸送機的螺旋轉速應根據物料輸送量、螺旋直徑和物料的特性而定，在滿(mǎn)足輸送量要求的前提下，螺旋轉速不宜過(guò)高，更不允許CA過(guò)它的臨界轉速，即：

n≤nmax (7)

式中：n——螺旋的實(shí)際轉速(r/min)。

2.3 螺旋葉片直徑

螺旋葉片直徑是螺旋輸送機的重要參數，直接關(guān)系到輸送機的生產(chǎn)量和結構尺寸。一般根據螺旋輸送機生產(chǎn)能力、輸送物料類(lèi)型、結構和布置形式確定螺旋葉片直徑。

將式(6)代入式(4)，并設S=K1D，K1為螺旋螺距與直徑的比例系數，一般取K1=0.8，則式(4)為

式中：K——物料綜合特性系數。

物料綜合特性系數為經(jīng)驗數值。一般說(shuō)來(lái)，根據物料的性質(zhì)，可將物料分成4類(lèi)。第1類(lèi)為流動(dòng)性好、較輕且無(wú)磨琢性的物料；第2類(lèi)為無(wú)磨琢性但流動(dòng)性較第1類(lèi)差的物料；第3類(lèi)為粒度尺寸及流動(dòng)性同第2類(lèi)接近，但磨琢性較大的物料；第4類(lèi)為流動(dòng)性差且磨琢強烈的物料。各種物料的K值見(jiàn)表2。

螺旋直徑優(yōu)先采用R10基本系列數據。根據式(8)計算出來(lái)的D值應盡量圓整成以上標準直徑(mm)。

2.4 螺距

螺距不僅決定著(zhù)螺旋的升角,還決定著(zhù)在一定填充系數下物料運行的滑移面,所以螺距的大小直接影響著(zhù)物料輸送過(guò)程。輸送量Q和直徑D一定時(shí),螺距改變,物料運動(dòng)的滑移面隨著(zhù)改變，這將導致物料運動(dòng)速度分布的變化。通常螺距應滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件:即考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量間的適當分布關(guān)系兩個(gè)條件,來(lái)確定比較合理的螺距尺寸。

從圖2可知，物料顆粒M所受螺旋面在軸向的作用力Pt為

Pt=Pcos(α+β)≈Pcos(α+ρ)

為使Pt>0，必須滿(mǎn)足α<π/2-ρ，因為在rmin=d/2處的α比較大(d為螺旋軸直徑)，Pt比較小，所以許用螺距可由下式求得：

Smax≤πdtan(π/2-ρ)或Smax≤πk1D/?蕊

若令k1=d/D，則Smax≤πk1D/?蕊

式中——物料與葉片間的摩擦系數；k1——螺旋軸直徑系數，k1=0.3～0.6。

另外，螺距的大小將影響速度各分量的分布。當螺距增加時(shí)，雖然軸向輸送速度增大，但是會(huì )出現圓周速度不恰當的分布情況；相反，當螺距較小時(shí)，速度各分量的分布情況較好，但是軸向輸送速度卻較小。在確定比較大的許用螺距時(shí)，必須滿(mǎn)足的第二個(gè)條件是建立在使物料顆粒具有比較合理的速度各分量間的關(guān)系的基礎上的，即應使物料顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度，同時(shí)又使螺旋面上各點(diǎn)的軸向輸送速度大于圓周速度。即V2≤V1，由此可得：

整理得：S≤2rtan(π/4-ρ)，因此在2r=D處(在螺旋外徑處)，故可將上式寫(xiě)成：

 Smax≤2πDtan(π/4-ρ)

所以螺距S應滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：

Smax≤πk1D/?蕊Smax≤2πDtan(π/4-ρ)(10)

物料的摩擦系數同物料在料槽里的運動(dòng)取向、運動(dòng)速度、物料的尺寸、濕度以及螺旋葉片材料及表面狀態(tài)等有關(guān)。輸送物料的摩擦系數可參考連續運輸機設計手冊。通?？砂聪率接嬎懵菥?：

S=K1D(11)

對于標準的輸送機，通常螺距為K1=0.8~1.0；當傾斜布置或輸送物料流動(dòng)性較差時(shí)K1≤0.8；當水平布置時(shí)，K1=0.8~1.0。

2.5 螺旋軸直徑

螺旋軸直徑的大小與螺距有關(guān)，因為兩者共同決定了螺旋葉片的升角，也就決定了物料的滑移方向及速度分布，所以應從考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量的適當分布來(lái)確定比較合理的軸徑與螺距之間的關(guān)系。

根據物料的運動(dòng)分析可知，要保證物料在料槽中的軸向移動(dòng)，螺旋軸徑處的軸向速度V1要大于0，即螺旋內升角α<π/2-ρ，又因為tanρ=?蕊，tanα=S/(πd)，所以螺距與軸徑之間的關(guān)系必須滿(mǎn)足的條件之一是：

實(shí)踐證明，對大多數螺旋輸送機來(lái)說(shuō)，一般其螺旋體的結構均能滿(mǎn)足優(yōu)異個(gè)條件的要求但對螺旋體直徑較小(例如D=100 mm)的螺旋輸送機來(lái)說(shuō)，其α2不一定能滿(mǎn)足優(yōu)異個(gè)條件的要求，因而在確定較小直徑螺旋體的S和d時(shí)，必須進(jìn)行這項驗算工作。

軸徑與螺距的關(guān)系還應滿(mǎn)足的第二個(gè)條件是：螺旋軸徑處的軸向速度V1要大于圓周速度V2，即V1>V2，由式(9)整理可得：

根據式(9)計算,當?蕊取0.3,S=(0.8~1)D時(shí),d≥(0.47~0.59)D；當?蕊值增加時(shí)，d/D值還要增加。也就是說(shuō)，根據式(13)計算得出的軸徑相當大，這勢必降低有效輸送截面。為了保證足夠的有效輸送截面從而保證輸送能力，就得加大結構，使得輸送機結構粗大笨重，成本增加。所以，螺旋軸徑與螺距的關(guān)系應是輸送功能與結構的綜合，在能夠滿(mǎn)足輸送要求的前提下，應盡可能使結構緊湊。由于螺旋輸送機的填充系數較低，只要保證靠近葉片外側的物料具有較大的軸向速度，且軸向速度大于圓周速度即可。

一般軸徑計算公式為：

d=(0.2~0.35)D(14)

2.6 填充系數

物料在料槽中的填充系數對物料的輸送和能量的消耗有很大影響。當填充系數較小時(shí)，物料堆積高度較低，大部分物料靠近螺旋外側，因而具有較高的軸向速度和較低的圓周速度，物料在輸送方向上的運動(dòng)要比圓周方向顯著(zhù)得多，運動(dòng)的滑移面幾乎平行于輸送方向，這時(shí)垂直于輸送方向的附加物料流減弱，能量消耗降低；相反，當填充系數較高時(shí)，物料運動(dòng)的滑移面很陡，其在圓周方向的運動(dòng)將比輸送方向的運動(dòng)強，這將導致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，填充系數適當取小值較有利，一般取φ<50%。此外，傾斜角度的大小對填充系數也有一定的影響。各種物料的填充系數φ值可參考表1。

2.7 傾斜角度

螺旋輸送機的傾斜角度對于螺旋輸送機輸送過(guò)程的生產(chǎn)率和功率消耗都有影響，一般它是以一個(gè)影響系數的形式來(lái)體現的，傾斜輸送系數見(jiàn)表1。螺旋輸送機輸送能力將隨著(zhù)傾斜角度的增加而迅速降低，同時(shí)，螺旋輸送機布置時(shí)傾斜角度也將影響物料的輸送效果。另外傾斜角度的大小還會(huì )影響填充系數，傾斜角度對填充系數的影響見(jiàn)表1。傾斜角度越大，允許的填充系數越小，螺旋輸送機的輸送能求，可采用多級傾斜布置，以減少損耗。

2.8 傳動(dòng)功率

螺旋輸送機的驅動(dòng)功率，是用于克服在物料輸送過(guò)程中的各種阻力所消耗的能量，主要包括以下幾個(gè)部分：①使被運物料提升高度H(水平或傾斜)所需的能量；②被運物料對料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；③物料內部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗；④物料沿料槽運動(dòng)造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗；⑤中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。從另外的角度，也可以這樣分：物料與料槽間摩擦消耗的功率；物料與螺旋葉片間摩擦消耗的功率；軸承處摩擦消耗的功率；提升物料及物料顆粒間相互運動(dòng)消耗的功率。

這樣，螺旋輸送機的電動(dòng)機驅動(dòng)功率，就由機構運動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的阻力來(lái)決定。阻力主要由以下幾個(gè)部分組成：①物料與料槽之間的磨擦阻力；②物料對螺旋的摩擦阻力；③物料傾斜向上輸送時(shí)的阻力；④物料懸掛軸承下的堆積阻力；⑤物料被攪拌所產(chǎn)生的阻力；⑥軸承的摩擦阻力。在計算功率的時(shí)候，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可以總結螺旋輸送機功率為以下幾個(gè)主要部分。即總的軸功率P應包括物料運行需要功率P1，空載運轉所需功率P2，以及由于傾斜引起的附加功率P3三個(gè)部分，并且

P1=QLμ/367；P2=DL/

式中：P——螺旋輸送機的驅動(dòng)功率(kW)；Q——輸送量(t/h)；L——輸送距離(m)；H——傾斜高度（m），H=Lsinβ；D——螺旋外徑(m);μ——物料運行阻力系數。

對于電動(dòng)機驅動(dòng)功率為

式中：ξ——功率儲備系數，一般取值為1.2～1.4；η——電動(dòng)機傳動(dòng)效率，η≤0.9，一般為了方便取以0.9計算。

對于連續運行系統中的螺旋輸送機，由于整個(gè)系統連續作業(yè)，且自動(dòng)化程度很高，任何一個(gè)部位發(fā)生故障都會(huì )影響整個(gè)系統的正常運轉。因此，這種場(chǎng)合使用的輸送機應有較大的功率儲備。

3 結語(yǔ)

螺旋輸送機是一種連續的物料輸送機械，由于連續運輸機在工作原理、結構特點(diǎn)、輸送物料的方法和方向以及其它一系列特性上各有不同，因此種類(lèi)繁多。在螺旋輸送機的設計中，主要是根據輸送物料性質(zhì)、輸送量、輸送距離、輸送傾角、螺旋轉速來(lái)確定螺旋輸送機的生產(chǎn)率和功率。設計參數主要有兩類(lèi)，一類(lèi)為設計常量，它是根據客觀(guān)規律，具體條件所確定的已知數據或者是預先給定的參數。另一類(lèi)為設計變量，它是設計中可變化的需要確定的結構參數。由于飼料原料多種多樣，而且原料的特性隨原料的種類(lèi)、產(chǎn)地、濕度以及備料凈化方式及效果等各種因素的不同而改變，因此，在確定螺旋輸送機的主要參數時(shí)，要從其輸送機理、物料的特性等方面入手，盡可能進(jìn)行多種試驗，取得一些設計參數，才能設計出較符合物料特性的螺旋輸送機。

螺旋輸送機對于減輕繁重的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現物料輸送過(guò)程的機械化和自動(dòng)化，都具有重要的現實(shí)意義。未來(lái)螺旋輸送機發(fā)展方向和趨勢是：①大運量、高速度、長(cháng)使用壽命；②低能源消耗；③智能化發(fā)展；④空間可彎曲輸送；⑤組合復合化輸送，向著(zhù)大型化發(fā)展；⑥擴大使用范圍；⑦環(huán)保意識設計，減少污染，實(shí)現綠色設計的目標。

參考文獻：略  作者：陳廣富 徐余偉

飼料螺旋輸送機設計參數的選擇和確定螺旋輸送機技術(shù)參數表螺旋輸送機螺旋葉片生產(chǎn)廠(chǎng)家，型號齊全，價(jià)格合理，批發(fā)定做，圖片說(shuō)明。