螺旋输送器的原理与设计.pdf

弓 ， } 第 2 2卷 第 4期 2 0 0 0年 L 2月 南 昌大 学学报 工 科 版 J o u ms l o f Na n c h a n g Un i v e r s i t y E n g i n e e r i n g＆ T e c h n o lo g y 22 NO． 4 DC C 20OO 文章 编号1 0 0 60 4 5 6 2 0 0 0 0 40 0 2 90 5 螺 旋输送 器 的原理 与设 计 胡 勇克 戴莉莉 。皮亚 南 - t- H， 吒 。 南 昌大 学设 善 处 ． 江 西 南 昌 3 3 0 0 2 9 南 昌大 学机 电工程 学院 ， 江 西 南 昌 3 3 0 0 2 9 摘 要对 螺 旋 输 送器 的 结构 设 计 、 计 算设 计 、 制 造 材料 厦 计 算 方法 作 了 舟 绍 ． 并 给 出 了计 算 公 关 键 词堡 壁 塑 垄 量 ． ． 过 墅苎 管 盅 罾 帮由 ， 虫 默 肚 中圉 法 分 类号TH 2 2 4 文献 标 识码A 螺 旋输送器 简称搅 龙， 主要用来 输送各种 粮食 、 油 料及 其 他物 料， 在 输送 过 程 中也 可 完 成 混合 、 压缩 、 揉 搓， 并可输送 高温物料 ． 它 的特 点是结 构 简单 耐久 ， 体 积 小而 紧凑 ， 操 作管 理方 便 ， 使用安 全可靠 ， 密 闭性好 ， 物料不 易抛散 ， 灰尘 不易外扬 ； 可 以水 平安 装， 也 可 以倾 斜和垂 直 安装 ， 转速 可在很大 范 围内变 化 ． 其 缺 点是 易使 被 运输 物 破碎 ， 消耗 功 率 比其 他输 送 装 置 高 5 0 ％ ～9 0％， 要 求喂 料均 匀 ． 尽 管如 此 ， 它 仍是 目前 粮食 和 油脂 工 厂 应 用最 广 泛的物 料 输送 器． 螺旋输 送器按 其安装形 式可分水 平、 倾斜和垂直 式 ． 结 构基本相 似 ． 垂 直螺旋 输送器 下面 有 水平送 料器 ， 上部 出 口处 为了避免阻料 而装有卸料 板 ． 螺旋 方向有 右旋和左 旋， 可根据物 料 所 要求 的输送方 向来定 ． 1 螺旋输 送器的结 构 螺旋 输送 器主要 由螺 旋轴 1 ， 螺旋 片 2 ， 机 壳 3 ， 轴 承 4 ， 端墙板 5 ， 上盖 板 6及卸料板 7等零 件组 成， 如 图 1所 示 ． 1 ． 1螺 旋轴 螺旋 片固定在上 面， 用轴承支 承， 作旋 转运动 ． 材 料为 直 径 3 0-3 5mm， 长 为 2 --4m 的 A 4钢 管或 圆钢 制成 ． 1 ． 2 螺 旋片 螺旋 片是螺旋 输送器 的主要工件 ， 材料 为 3 ～6 mm厚 的钢 带或钢 板冲 压或轧 制而 成 ， 然 后焊 或 用螺 钉 固定 在螺 旋轴 上 ， 常用 的种类如 图 2所示 ． 1 ． 2． 1 满面式 螺旋面 主要用来输送干燥后的粒状、 粉状及有粘附性的物料 广 的一种 ． 薯 禺 哿 留 虽 。 年 生 , -r p1 9 5 8 作 者 恂 介 t 胡 勇 克 。 男 ， 年 生 圈 l螺旋 转 进 器结 构 它 推送 力 太， 生 产率 高 ． 是 应 用最 维普资讯 南 昌大学 学 报 工 科版 j 2 0 0 0芷 1． 2． 2带 式 多用于输送 较大粒 状 、 块状和稍带 牯性 的物 料， 也可 用于两种 物 e 料的混 合 ． ． 1 3 月牙式 b 酋 将一 片片月牙 状的 叶片按 照输送 方 向， 一 定距 离用 螺钉 固定 _ ￡霉≠ 在 螺 旋轴 上形 成螺 旋 ， 其 角度 按物 料 的推 进 速度和方 向能很方 便地 、 ～ 具 有 强 烈 的 搅 拌 作 用 ’ 适 用 于 输 逑 潮 湿 发 牯 和 易 于 挤 压 d 】 ≤ 拿 静 成 块 的 物 料 ． 1 ． 2 ． 4锯 齿式 图 2 螺旋叶片型式 它适用于输送粘性大和腐蚀性强的物料， 如油脚等 ． 它还具有搅动和松散作用 ． 1 。 3轴 承 螺旋输送器 除 了承 受径 向力外还 承受轴 向力， 故轴 承应 选 向心推 力 轴承 ．中 间轴承 为 滑 动轴 承， 它 与两边螺 叶间隙越 小越好 ， 以免物料断 流 ． 垂直 螺旋输送器 两端轴 承 为推 力轴承 或 向心轴承与角接触球轴承的组台支承， 不能安装中间轴承， 否则会阻料 ． I ． 4机壳 { 输 送槽 机 壳 由槽 身 、 两端墙板 、 上 盖板 、 进 料 口和 出料 口组成 ．由厚 2 ～5mm 的 A 3钢 板制 成 ， 有 的可用木料， 固定的输送槽可用水泥 ． 当螺轴圆周速度小于 0 ． 8 m／ s 时可用扩 口或 u形槽， 如 图 3所示 ， 其尺 寸可参 考 表 1 ． 当圆周速度 大于 0 ． 8 m／ s时 ， 应 在上 述 两种 槽 的顶 部加 上 盖板 ， 以免物 料抛散 ． 2螺旋输 送器的工作过程 2 ． 1水平 或倾 斜螺旋输送 器 2． 1 ． 1 输送量 计 算 输送量 与输 送器 的截 面 积、 输 送 速 度及物 料性 质 、 装 满程 度 有关． 装 满 程 度 与 螺旋输送 器 所 处 位 置有关 ， 水平 安 装 装满 程度大于 倾斜安 装 ． 物 流截面 积 按下式 计算 A 学 C 1 式 中 A 为螺 旋 输送 器 内物 料 流 的截 面 积 ； D 为 螺 旋 叶 片的 直 径 ； 为 装 满 系 数 ， 见 表 2 ； C 为 倾 斜 输 送 时 的修 正 系 数 ， 如 表 1所示 ． 输送 速度用 下式计 算 2 。密 。 融 8 l 扩 口 图 3 b 】u形 机 壳 表 1 角 与修正 系数 c 的关 系 ／ ‘ 0 5 l O 1 5 2 0 3 0 4 0 5 0 6 O C l 0． 9 5 0． 9 2 0 9 0 0． 8 6 0 8 0 0 7 4 0． 7 0 6 大豆 、 蓖 麻 籽 花生 、 粉碎 饼块 油 菜 籽 、 芝 麻 葵花 籽 、 棉 籽 米 糠厦 粉 状 物料 小麦 水 稻 玉 米 0． 6 8～ 0 8 0 O 5 O～ 0 6 3 0 5 6 ～ 0． 6 7 0 40～ 0 44 O． 3 0～ 0 44 0 6 9～ 0 72 0 4 5～ 0． 5 5 0 6 8～ 0 7 7 0． 6 0～ 0 8 0 0 6 0～0． 7 5 0 8 0 0 9 0 0． 6 5～ 0 8 5 0 5～ 0 5 5 0． 3～ o． 4 0 3～ 0 4 0 3～ 0 4 维普资讯 第 4期 胡 勇克 等 螺旋 输 送 器的 原理 与 设计 式 中 口为物料轴 向推送 速度 ； ￡ 为 螺旋叶 片的螺距 ， 满 面 式叶 片取 ￡ 0 ． 8 D． 用牙式 叶 片取 ￡ D； n为螺旋轴 的转 速 ． 输送 量 Q 按下式计 算 Q 3 6 0 0 A 口 Q 4 7D ” C 3 式 中 y为物料 容重 ， 如 表 2所示 ． 2． 1 ． 2极限转 速的确 定 螺旋轴 的转 速是根据 其输送量 、 螺旋 直径和被 输送物料 的特 征来 确定的 ， 其 目的是输送 时 物料 不被抛 起而 影响输送 量 ， 极限转速 。 按 下式 确定 式 中 为物 料综合特 性 系数 ， 如 表 3所示 ． 螺旋 输送器 转速按下 式计算 表 3 物料综台特性系数 } 丽 5 而 2 ． 1 ． 3功率 计算 功率 N。按下式 计算 式 中 Kl为输送 物 的阻力 系数 安 置高 度 ． 所 需 电机功 率 4 N 。 品 K 1 L H 6 与物 料性 质 有关 ， 如 表 4所 示 ； L 为输 送机 的长 度 ； H 为 倾斜 N 2 7 叼 式 中 为 传动 装 置 总 效率 查 机 械设计 手册 ； K2为功 率储备 系 表 4物 料阻 力 系 数 K 数 ．当 L2 0 m 时， K2 1 ． 2． 2 ． 2立式 螺旋 输送器 2 ． 2． 1 工 作 原 理 当螺旋 叶 片以角速度 旋转 时． 位于距轴 L - 为 r展 开的斜面 上， 质量 为 m 的 物料 颗粒 受 到 的离心 力 为 Fc mm 8 在离 L - 力的作 用下 ， 紧靠外 壳的物 料颗粒 产 生了较大的摩 擦力， 其分 力大于颗粒 与螺旋 叶 片表面的 摩擦力及 物料重 力分 力之 和时． 物 料就被螺 叶推动 向上输送 ． 当螺 叶旋 转 时其 上 颗粒 的圆周 速度 为 ， 它所 产生 的摩擦 力为 F ， 颗粒沿 斜 面 向上运 动 速度 为 。 ， 它所产 生的摩擦 力为 F2 ．这 时颗粒 将 以 0的 速度 相 对于 机 壳 内壁 向上 运 动， 而 所 产生的摩 擦力 为 FF1 F2 ． 与 水 平方 向的夹 角 为 p ， 螺旋 角 为 a， 垂 直拉 升 速度 为 ． 这 时颗粒质 量 m 就受到重 力 G 和力 F 的合 力 R 的作 用 ， 如 图 4所示 ． 维普资讯 南 昌大 学学 报 工 科 版 2 0 0 0 笠 R 是 作 用 于 颗 粒 的 外 力 ，它 取 决 于 力 F 的 大 小 和 方 向 ， 也 即取决 于 圆周速 度 所产 生 的离 心 力 ． 它 是 物 料 上升 的必要 条件 ， 而离 心力 与转 速 n有关 ． 2． 2． 2转速 的计算 G s i n c o s 篙南 9 [9 O 一 p ] 一 口 妒 ’ F ] Fcfmr t a 叩 a G r a g 将 a ， b 式代入 9 式得 、 b 图 4物料在螺旋叶片 上 的 受 力分 析 式 中 g为 重力加速度 ； 为物料 与叶 片 钢 、 铁 间的摩擦 角， 如表 5所示 ． 为 保证螺旋 输送 器能 正常工作， 即 有较大 表5 物料的水分、 、 ，及 的离心力 ， 实 际转速 为 k n 1 1 J 式 中 为速度 系 数， 一般 取 1 1 ～1 2 ， 口 小取 大值 ， 大取 小值 ， 当 3 0 。 时 ， k1 ． 2． 2 ． 3几个参 数的确定 1 回转半径 r的确 定 r 1 v r i 1 2 ‘ 式 中 R 为输送器 外壳 半径 ． 2 螺 旋角 a的确 定 1 o 根 据经验 与计算 ， 水平安 装时 a2 5 ， 垂 直安 装时 n 1 5 。 ， 输 送效率 最高 ． 3 口角 的 确 定 当 1 5 。 时， p角 与摩 擦角 及效率 如图 5所示 ， 对 于 某一 物料 ， 根据 ， 可 从 图中找到 最高效 率时 的 p角 ， 也 可参考表 5． 4 螺 轴直径 d 的计算 d小 ， 则生产率 高 ， 但 必 须保 证轴 的刚度 ， 可按 下 面经 验 公式 计算 L 为螺轴 的长度 ； d 0 ． 0 1 ～0 ． 0 2 L 1 3 5 螺旋器简体内径或螺旋直径 D 的计算 D 可 根据输送 量 Q 1 9 式 计算 出 ． 6 节距 螺距 t 的确定 t 1 ～0 ． 8 D 1 4 0 40 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 图 5 袖料 与卢关系曲线 1． 5 ‘ ； 2． 1 0 ‘ j 3． 1 5 ’ ； 4． 2 0‘ i 5． 2 5 ‘ ； 6． 3 0 ’ j 7． 3 5 ‘ ； 8． 4 0 ‘ j 9． 4 5 ’ j 1 0． 0 5 0‘ 维普资讯 第 4期 胡勇克等 螺旋输送器的原理与设计 2． 2． 4生 产 量Q 的 计 算 满 面 式 立式螺 旋输送 器的生产 量按下式 计算 Q 3 6 0 0- A - - 7- 1 5 式 中 A 为螺 旋输送 器的截面 积 ； 7为输送物 容量 ， 见表 2； 为 物料平均提 升速 度 ． s l n p 1 6 s i n 8 0 1 7 [ 1 。 一 n ] s i n n卢 ⋯ 由式 1 6 - 1 7 得 “0 z n j n r s i n a s i n 口 f1 1 8 将 A D ／ 4和式 1 S 代 八 1 5 得 Q 1 9 s 1 n n 十 J 。 将式 1 2 代入 1 9 式 整理后得 Q 培 D ， ． 7 2 o s in n 十 J 上述 Q 为 满面型 的计算式 ， 若为 月牙型 ． 则 Q 与月牙 的数量 、 位置和 安装 角度有 关 ， 而 带式 与 带宽 有关 ， 可近似按 2 0 式计 算， 最 好 由试验确定 ． 2． 2 ． 5所 需功率计 算 立式螺旋输送 器 所需 功率按 下式计 算 2 1 式 中 0 为输 送效 率， 一般取 0 ． 4 --0 ． 5 ． 电机 功率下式 计算 N 2 2 式 中 为 功率储 备系数 ， 取 1 ． 2 ～1 ． 4 ． 3提高螺旋叶片耐磨性的措施 螺旋 输送 器 的寿命取决于 螺旋 叶片的耐 磨性 ． 螺 旋叶片 磨损最 严重 的地 方是 它 的顶 部 ． 磨损 主要 是磨 粒磨 损 、 氧化 磨 损和热 磨损 ． 提 高螺旋 叶片的耐磨性 ． 可 采取下列 措施 ． 1 表层强 化处理 ． 表层强化 并不仅仅提 高表层硬度 ， 还可使 金属材 料 表面具有 某种 特殊 的化学性 能 ． 表 面强化 处理 可 以采用 电弧和 火焰 方 法来 提 高 金属材 料 表 面 的硬 度 ．一般 来 说， 硬度高 ， 耐 磨性 好 ． 2 在 靠螺旋 叶片上 部装上耐 磨钢片或覆 盖增 强高 分子 耐磨片 ， 磨损后 可很快 地更换 ． 3 刷 涂耐磨 涂层 ． 如 HNT耐磨 涂料， 这 种涂料粘 结力强 ， 成型 好， 稳定性 高 ， 摩 擦系数 小， 具 有一 定 的机械 强度 ． 刷 涂工 艺简单 ， 适合于 温度 小于 1 0 0℃的 场合 ， 但抗 冲击性 差 ． 试 验证 明这种 耐磨涂料 的耐磨性 比铸铁高 2 ． 5倍 ． 4 以聚 四氟 乙烯 为基 材， 填充 高分 子 粉或 合金粉 和氧化 物 等材 料 ， 采 用 档末 冶金 烧结 成 型的 螺旋 叶片． 其 耐磨性很 高， 年磨损量 只有 0 ． 0 0 2 ～0． 0 0 4 mm． 下转第9 1页 维普资讯 第 4期 彭 友 文 白莲崖 水 电站 过 渡过 程数 值 计 算 [ 2 ]吴 时强 ． 丁遭 扬 ．水 电站 弓 I 水 系 统过 谴过 程 水 力 学复 合模 型 实 验 方 法 研 究 Z ]． 南 京 水 利 科 学研 究 院 1 9 9 5． A Nu m e r i c a l Ca l c ul a t i on o f Ba i l i a n ya Hydr oe l e c t r i c St a t i o n W a t e r di v e r t i ng St r u c t u r e Tr a ns i t i o n Pr o c e s s Pe ng Y0 uwe n Na n c h a n g Wa t e r 昭 ， Na n c h a n g 3 3 0 0 2 9 ， C h i n a ABS TRACT Ut i l i z i n g ma t h e ma t i c a l mo d d，t h i s p a p e r mak e s a n u me r i c al c a l c u l a t i o n o f Ba i l i a n y a hy d r o e l e c t r i c s t a t i o n wa t e rd i v e r t i n g s t r u c t u r e t r a n s i t i o n p r ess ． By a n a l y s i n g d i ffe r e n t i n i t i a l wa t e r l e v e l a n d c r o s s s e c t i o n a l a r e a o f a i r c h a inb e r i n flu e n c e o n h y d r a u l i c c h a r a c t e r i s t i c s o f wa t e rd Ne r t i n g s t r u c t u r e ， i t s h o ws i n i t i a l wa t e r l e v e l o f a i r c h a mb e r o b v i ou s i n flu e n c e o n p i p e l i n e p r e s s u r e ， t h e l o we r i n i t i a l wa t e r l e v e l ， t h e b i g g e r a c t i o n o f l y s i s p r e s s u r e wa v e t r a ns mi s s i o n； a d d i n g c r o s s s e c t i o n a l a r -e a o f a i r c h a mb e r ． t he a c t i o n o f r e d u c i n g ma x i mu m f l u c t u a t i o n a mp l i t u d e i s b i g g e r t h a n t h e a c t i o n o f f l o w s t a bi l i t y． KEY W ORDS ma e ma t i c a l m o d e l ，t r a ns i t i on pr o c e s s ，e dg e c ond i t i o n，i ni t i a l w a t e r l e ve 1 ． c r o ss s e c t i o n a l a l e a 上 接 第 3 3页 参考文献 1 ] 英 伍得 利 D R．物料 搬运 M] ． 北京 机械 工业 出版 社 ， 1 9 7 5 ． 2 ] 雕 鸿 荪 ． 油 料 预 址理 及压 榨 工艺 学 [ M] ． 南 昌 江西 科 学 出版杜 ， 1 9 8 5 ． 3 ] 皮 亚南 ． 关 于 螺 旋榨 油机 的 磨 损 问题 J ] ． 中 国油 脂 ． 1 9 9 1 ， I 6 6 4 6 -5 0 ． The o r i e s a nd Ca l c u l a t i o n o f t he Au ge r Type Co nv e ye r Hu Yo n g k e D G a r t mc n t o fE q u i p me n t ． Na n c h a n g Un i v e r s i t y， N a n c h a n g 3 3 0 0 2 9 ， Ch i n a Da i Li l i Pi Ya’ na n Me c h a ni c a l an d El e c t r o n i c En g i n e e r i n g - b o o ／ ． Na n c h a n g Un i v e r s i t y， Nan c h an g 3 3 0 0 2 9． C hi n a ABS TRACT Th e d e s i g n o f t h e s t r u c t ur e a n d c o mp u t a t i o n o f t h e a u g e r t y p e c o n v e y e r a r e i n t r o d u c e d ， t h e ma k i n g ma t e r i a l s a n d ca l c Na t i n g me t h o d s a r e p r e s e n t e d wi t h r e l a t i v e f o r mu l a ． KEY W ORDS a u g e r t y p e c o n v e y e r ， s t r u c t u r e d e s i g n ， c a l c u l a t i n g f o r mu t a 维普资讯