饲料螺旋输送机工作原理及设计参数

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      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输送机械设备之一。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，已经遍及冶金、采矿、动力、建材、轻工、码头等一些重工业及交通运输等部门，主要是用来运送大宗散货物料，如煤、 矿石、粮食、砂、化肥等。在机械制造部门，螺旋输送机是生产过程中组成现代化有节奏流水作业线所必不可少的设备之一，在粮食、饲料、 轻纺织、化工、食品等行业，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
      饲料工业中的螺旋输送机主要用于原料的输送和混合，长度较短，水平运送。一般采用实体螺旋叶片、无吊挂轴承、等螺距的单头普通水平布置的螺旋输送机。本文仅以此类螺旋输送机进行探讨，其工作原理是：物料从进料口加入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用，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，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。
      2、螺旋输送机主要设计参数分析
      (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，但它与其它参数密切相关。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。
      (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。
      (3)螺旋叶片直径
      螺旋叶片直径是螺旋输送机的重要参数，直接关系到输送机的生产量和结构尺寸。一般根据螺旋输送机生产能力、输送物料类型、结构和布置形式确定螺旋叶片直径。
      (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。
      (5)螺旋轴直径
      螺旋轴直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。
      (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φ＜50％。此外，倾斜角度的大小对填充系数也有一定的影响。
      (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。螺旋输送机输送能力将随着倾斜角度的增加而迅速降低，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γ＝100°～300°。若一级不能满足要求，可采用多级倾斜布置，以减少损耗。
      (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。从另外的角度，也可以这样分：物料与料槽间摩擦消耗的功率；物料与螺旋叶片间摩擦消耗的功率；轴承处摩擦消耗的功率；提升物料及物料颗粒间相互运动消耗的功率。
      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。
      螺旋输送机是一种连续的物料输送机械，由于连续输送机在工作原理、 结构特点、输送物料的方法和方向以及其它一系列特性上各有不同，因此种类繁多。在螺旋输送机的设计中，主要是根据输送物料性质、输送量、输送距离、输送倾角、螺旋转速来确定螺旋输送机的生产率和功率。设计参数主要有两类，一类为设计常量，它是根据客观规律，具体条件所确定的已知数据或者是预先给定的参数。另一类为设计变量，它是设计中可变化的需要确定的结构参数。由于饲料原料多种多样，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。