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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)。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)料口加入。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
(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。
(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。
(3)螺旋葉片直徑
螺旋葉片直徑是螺旋輸送機(jī)的重要參數(shù),直接關(guān)系到輸送機(jī)的生產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)尺寸。一般根據(jù)螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力、輸送物料類型、結(jié)構(gòu)和布置形式確定螺旋葉片直徑。
(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。
(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。
(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。
(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。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。
(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)物料提升高度日(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。
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、物料的特性等方面人手,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)展方向和趨勢是:①大運(yùn)量、高速度、長使用壽命;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;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)。
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