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,主要是用来运送大宗散货物料,如煤、矿石、粮食、砂、化肥等。在粮食、轻纺织业、化工业、食品等工业部门,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
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定式。
螺旋在一定的转数范围内,物料随螺旋轴转动,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,为了避免这种现象的产生,螺旋的转数不得超过它的临界转速。
2、螺旋输送机主要设计参数分析
(1)螺旋输送机输送量
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。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)螺旋输送机螺旋轴转速
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)螺旋输送机螺旋叶片直径
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)螺旋输送机螺距
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)螺旋输送机螺旋轴直径
螺旋轴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)螺旋输送机填充系数
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影响。
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