螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和確定:螺旋輸送機(jī)是一種常用的不具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)械，利用工作構(gòu)件即螺旋的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使物料向前運(yùn)送，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運(yùn)輸不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備之一。
螺旋輸送機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，主要是用來運(yùn)送大宗散貨物料，如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。在糧食、輕紡織業(yè)、化工業(yè)、食品等工業(yè)部門，采用螺旋輸送機(jī)往往不單純是輸送物料，同時(shí)還伴隨進(jìn)行某些工藝處理等。螺旋輸送機(jī)種類較多、結(jié)構(gòu)差異大、設(shè)計(jì)參數(shù)多，并且各參數(shù)之間相互聯(lián)系和制約，使得設(shè)計(jì)和選擇復(fù)雜、難度大，尤其是一些主要參數(shù)，如果選擇和組合不當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響螺旋輸送機(jī)的生產(chǎn)效率和工作性能。
1.螺旋輸送機(jī)工作原理
螺旋輸送機(jī)主要分為水平和垂直螺旋輸送機(jī)，可分別沿水平、傾斜或垂直方向上輸送物料，這兩種機(jī)型也是最常用的。螺旋輸送機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為雙螺旋輸送機(jī)和單螺旋輸送機(jī)，后者使用較多。螺旋輸送機(jī)的安裝方式有固定式和移動(dòng)式兩種，大部分螺旋輸送機(jī)采用固定式。
面粉工業(yè)中的螺旋輸送機(jī)主要用于原料的輸送和混合，一般采用實(shí)體螺旋葉片、無吊掛軸承、等螺距的單頭普通螺旋輸送機(jī)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由一根裝有螺旋葉片的轉(zhuǎn)軸和料槽組成。轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝在料槽兩端軸承座上，轉(zhuǎn)軸一端的軸頭與驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)。料槽頂面和槽底開有進(jìn)、出料口。其工作原理是：物料從進(jìn)料口加人，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料受到螺旋葉片推力的作用，該推力的徑向分力和葉片對(duì)物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于物料本身的重力和料槽對(duì)物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動(dòng)。
理論分析表明，螺旋在一定的轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，物料隨螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這種附加的物料流對(duì)物料運(yùn)動(dòng)的影響并不顯著。但是，當(dāng)超過一定的轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，物料就會(huì)產(chǎn)生垂直于輸送方向的跳躍的翻滾，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(shè)備構(gòu)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(xiàn)象的產(chǎn)生，螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)不得超過它的臨界轉(zhuǎn)速。
2螺旋輸送機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)分析
2.1輸送量
輸送量是衡量螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力的一個(gè)重要指標(biāo)，一般根據(jù)生產(chǎn)需要給定，但它與其他參數(shù)密切相關(guān)。在輸送物料時(shí)，螺旋軸徑所占據(jù)的截面雖然對(duì)輸送能力有一定的影響，但對(duì)于整機(jī)而言所占比例不大，因此，螺旋輸送機(jī)的物料輸送量可粗略按下式計(jì)算：
2.2螺旋軸轉(zhuǎn)速
螺旋軸的轉(zhuǎn)速對(duì)輸送量有較大的影響。一般說來，螺旋軸轉(zhuǎn)速加快，輸送機(jī)的生產(chǎn)能力提高，轉(zhuǎn)速過小則使輸送機(jī)的輸送量下降。但轉(zhuǎn)速也不宜過高，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)速超過一定的極限值時(shí)，物料會(huì)因?yàn)殡x心力過大而向外拋，以致無法輸送。所以還需要對(duì)轉(zhuǎn)速n進(jìn)行一定的限定，不能超過某一極限值。
當(dāng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，則它所受慣性離心力的最大值與其自身重力之間應(yīng)有如下關(guān)系：
物料綜合特性系數(shù)為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。一般說來，根據(jù)物料性質(zhì)，可將物料分成4類。第1類為流動(dòng)性好、較輕且無磨琢性的物料；第2類為無磨琢性但流動(dòng)性較第1類差的物料；第3類為粒度尺寸及流動(dòng)性同第2類接近，但磨琢性較大的物料；第4類為流動(dòng)性差且磨琢強(qiáng)烈的物料。各種物料的K值見表2。
螺旋葉片的直徑通常制成標(biāo)準(zhǔn)系列，D=100,120,150,200,250,300,400,500和600 mm，目前發(fā)展到D=1000 mm，最大可達(dá)1250 mm。為限制規(guī)格過多過亂．國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在系統(tǒng)研究、試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制訂了螺旋輸送機(jī)標(biāo)準(zhǔn)草案，規(guī)定螺旋直經(jīng)采用R10基本系列優(yōu)先數(shù)系。根據(jù)式(5)計(jì)算出來的D值應(yīng)盡量圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑（mm）。
2.4螺距
螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)下物料運(yùn)行的滑移面，所以螺距的大小直接影響著物料輸送過程。輸送量Q和直徑D一定時(shí)，螺距改變，物料運(yùn)動(dòng)的滑移面隨著改變，這將導(dǎo)致物料運(yùn)動(dòng)速度分布的變化。通常螺距應(yīng)滿足下列兩個(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(dāng)分布關(guān)系兩個(gè)條件，來確定最合理的螺距尺寸。
通常可按下式計(jì)算螺距：
S=K,D (6)
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的輸送機(jī)，通常K,為當(dāng)傾斜布置或輸送物料流動(dòng)性較差時(shí)K1≤0.8;當(dāng)水平布置時(shí)，。
2.5螺旋軸直徑
螺旋軸徑的大小與螺距有關(guān)，因?yàn)閮烧吖餐瑳Q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(yīng)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(dāng)分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的關(guān)系。
一般軸徑計(jì)算公式為：
（7)
2.6填充系數(shù)
物料在料槽中的填充系數(shù)對(duì)物料的輸送和能量的消耗有很大影響。當(dāng)填充系數(shù)較小時(shí)，物料堆積高度較低，大部分物料靠近螺旋外側(cè)，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(yùn)動(dòng)要比圓周方向顯著得多，運(yùn)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(dāng)填充系數(shù)較高時(shí)，物料運(yùn)動(dòng)的滑移面很陡，其在圓周方向的運(yùn)動(dòng)將比輸送方向的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，這將導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，填充系數(shù)適當(dāng)取小值較有利，一般取φ<50％。此外，傾斜角度的大小對(duì)填充系數(shù)也有一定影響。各種物料的填充系數(shù)φ值可參考表1。
2.7傾斜角度
螺旋輸送機(jī)的傾斜角度對(duì)于螺旋輸送機(jī)輸送過程的生產(chǎn)率和功率消耗都有影響，一般它是以一個(gè)影響系數(shù)的形式來體現(xiàn)的，傾斜輸送系數(shù)見表1。螺旋輸送機(jī)輸送能力將隨著傾斜角度的增加而迅速降低的，同時(shí)，螺旋輸送機(jī)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(shù)，傾斜角度對(duì)填充系數(shù)的影響如表1。傾斜角度越大，允許的填充系數(shù)越小，螺旋輸送機(jī)的輸送能力越低。因此，在滿足使用條件的前提下，螺旋輸送機(jī)盡量避免傾斜布置，而最好采用水平布置；若工藝需要采用用傾斜布置，為了提高輸送效率，傾斜角度也不宜太大，一般傾斜角度β=10。-20。若一級(jí)不能滿足要求，可采用多級(jí)傾斜布置，以減少損耗。
2.8傳動(dòng)功率
螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率，是用于克服在物料輸送過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(yùn)物料提升高度H（水平或傾斜）所需的能量；②被運(yùn)物料對(duì)料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；③物料內(nèi)部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗；④物料沿料槽運(yùn)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。
為簡(jiǎn)便起見，螺旋輸送機(jī)總的軸功率P包括物料運(yùn)行需要功率P1空載運(yùn)轉(zhuǎn)所需功率P2,以及由于傾斜引起的附加功率幾三個(gè)部分：
對(duì)于連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)中的螺旋輸送機(jī)，由于整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)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(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，這種場(chǎng)合使用的輸送機(jī)應(yīng)有較大的功率儲(chǔ)備。
3結(jié)束語
由于面粉工業(yè)原料多種多樣，而且原料的特性隨原料的種類、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(jī)的主要參數(shù)時(shí)，要從其輸送機(jī)理、物料的特性等方面入手，盡可能進(jìn)行多種試驗(yàn)，取得一些設(shè)計(jì)參數(shù)，才能設(shè)計(jì)出較符合物料特性的螺旋輸送機(jī)。
螺旋輸送機(jī)對(duì)于減輕繁重的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)物料輸送過程的機(jī)械化和自動(dòng)化，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。未來螺旋輸送機(jī)發(fā)展方向和趨勢(shì)是：①大運(yùn)量、高速度、長(zhǎng)使用壽命；②低能源消耗及降低能量消耗；③智能化發(fā)展；④空間可彎曲輸送。空間可彎曲輸送；⑤組合復(fù)合化輸送，向著大型化發(fā)展；⑥擴(kuò)大使用范圍；⑦環(huán)保意識(shí)設(shè)計(jì)，減少污染，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
