更好的了解螺旋输送机性能对生产工作的帮助
 


     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 。 它是利用工作构件即螺旋体的旋转运动使 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 , 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 。

      在水泥工业部门, 螺旋输送机主要用来输送水泥生产所需要的原料,同时还伴随进行一些工艺处理,如搅拌、混合等 。 螺旋输送机类型较多、结构差异大、 设计参数多,并且各参数之间相互联系和相互影响, 使得设计和选择工作复杂、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。

      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 、 中间吊挂轴承、 等螺距的单 头普通螺旋输送机。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 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 , 才不与螺旋叶片一起旋转 , 而 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螺旋叶片半径 r ,mm 图 2 物料受力分析 图 3 物料运动速度分析 图 4 螺旋面上速度的变化曲线 在叶 片 法 向 推 力 的 轴 向 分 力 作 用 下 , 沿 着 料 槽 轴 向 移 动。 螺旋输送机在输送物料过程中 , 物料的运动由于受 旋转螺旋的影响 , 其运动并非是单纯的沿轴线作直线运 动 ,而 是 在 一 复 合 运 动 中 沿 螺 旋 轴 运 动 ,作 一 个 空 间 运 动 。 设螺旋输送机的 螺 旋 为 标 准 的 等 螺 距 等 直 径 、 螺 旋 面 升 角 为 α 的 单 头 螺 旋 。 当螺旋面的升角 α 在展 开的状态时 , 螺旋线用一条斜直线来表示 。 下面以距离 螺旋轴线 r 处的物料颗粒 M 作为研究对象 , 进 行 运 动分 析 ( 图 2) 。 旋转螺旋面作用在物料颗粒 M 上的力为 P , 由于物 料与叶片的摩擦关系 ,P 力的方向与螺旋面的法线方向 偏离了 β 角 。 β 角的大小由物料对螺旋面的摩擦角 ρ 及 螺旋面的表面粗糙程度决定 , 对于一般热压或用冷轧钢 板拉制 的 螺 旋 面 , 可 忽 略 其 表 面 粗 糙 程 度 对 β 角 的 影 响 , 即认为 β=ρ 。 P 力可分解为法向分力 P1, 和径向分力 根据物料颗粒 M 运动速度图的分析 , 可得到物料轴 向移动的速度为 :V1=Vcos (α+ρ ) 由于 V1=Vn / cosρ ,Vn=V0 / sinα 所以 V1=V0 sinα cos (α+ρ ) cosρ 60 (1 ) 而 V0=ω · r= 2πn · · S S = n 2πtanα 60tanα 2 由于 cosα=1 / 姨1+ (S / 2πr ) ,tanα=S / 2πr 所以 (1 ) 式又可写成 : V1= Sn · 1-fS / 2πr 2 60 1+(S / 2πr) 同理可得圆周速度 : (2 ) V2= Sn · f+S / 2πr 2 60 1+(S / 2πr) 式中 :S— —— 螺旋螺距 ,mm —— 螺旋转速 ,r / min n— —— 物料与叶片问的摩擦系数 ,f=tanρ ,ρ 为叶片 f— 与物料的摩擦角 ,° —— 螺旋面升角 ,° α— (3 ) P2。 物料颗粒 M 在 P 力的作用下 , 在料槽中进行着一个 复 合 运 动 ,既 沿 轴 向 移 动 ,又 沿 径 向 旋 转 ,如 图 3 所 示 , 既有轴向速度 Vl, 又有圆周速度 V2, 其合速度为 V 。 当螺旋体以角速度 ω 绕轴回转时 , 距离螺旋叶片任 一半径 r 处的 O 点物料颗粒 M 的运动速度 可 由 速 度 三 角形求解 。 叶片上 O 点的线速度 Vo 就是物料颗粒 M 牵 连运 动 的 速 度 , 可 用 矢 量 OA 表 示 , 方 向 为 沿 O 点 回 转 的切线方向 ; 物料颗粒 M 相对于螺旋面的相对 滑 动 速 度 , 平行于 O 点的螺旋线切线方向 , 可用矢量 AB 表示 。 若不考虑叶片摩擦 , 则物料颗粒 M 绝对运动的速度 V 。 应是螺旋面上 O 点的法线方向 , 可用矢量 OB 表示 。 由 于物料与叶片有摩擦 , 物料颗粒 M 自 O 点的运动速度 由 式 (2 ) 及 式 (3 ), 可 得 出 物 料 在 料 槽 内 轴 向 移 动 速 度 V1 和圆周速度 V2 随半径 r 而变化的曲线图 ( 图 4) 。 由 图 4 可见 ,V2 在螺旋轴后随半径的增加而减小 , 因此 , 物 料在螺旋内的移动过程中要产生相对滑动 ,V1 在半径长 度范围内随半径的增加而增加 。 可见 , 靠近螺旋轴的物 料的 V2 比外层的大 , 而 V1 却比外层的要小 ; 反之 , 靠近 螺旋外侧的物料 V1 大 、V2 小 。 这将使内层物料较容易随 螺旋轴转动 , 因而产生一个附加的物料流 。 螺旋在一定 的转数之前 , 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 V 的方向应与法线偏转摩擦角 ρ。 对 V 进行分解 , 则 可 得 到 物 料 颗 粒 自 O 点 移 动 的 轴 向 速 度 Vl 和 圆 周 速 度 V2。 其中 ,Vl 就是料槽中物料的轴向输送速度 , 而 V2 则 是对物料输送的阻滞和干扰 。 30 CEMENT TECHNOLOGY 1 / 2010 设计与研究 表 1 倾斜输送系数 倾斜角度 ,° 倾斜输送系数 ε 填充系数 0 1 0.5 5 0.97 0.46 10 0.94 0.46 15 0.92 0.42 20 0.88 0.40 30 0.82 0.38 40 0.76 0.36 50 0.70 0.35 60 0.64 0.35 70 0.58 0.32 80 0.52 0.32 90 0.46 0.30 φ 象的产生 , 螺旋的转数不得超过它的临界转速 。 表 2 物料综合特性系数 物料块度 粉 状 粉 状 粒 状 粒 状 块 状 块 状 液 状 液 状 磨琢性 无磨琢性 半磨琢性 半磨琢性 磨琢性 无磨琢性 半磨琢性 无磨琢性 举例 面粉 、 米粉 水泥 、 石灰 小麦 、 玉米 砂石 、 化肥 豆粕 、 菜饼 煤 、 矿石 面浆 、 纸浆 填充系数 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 。
 
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