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更好的了解螺旋輸送機性能對生產(chǎn)工作的幫助 |
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螺旋輸送機是一種常用的不具有撓性牽引構(gòu)件的連 續(xù)輸送機械 。 它是利用工作構(gòu)件即螺旋體的旋轉(zhuǎn)運動使 物料向前運送 ， 是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設(shè)備之一 ， 在國民經(jīng)濟的各個部門中得到了相當廣泛的應用，已經(jīng)遍及冶金、采礦、動力、建材 、輕工 、碼頭等一些重工業(yè)及交通運輸?shù)炔块T。 主要是用來運送大 宗散貨物料 ， 如煤 、 礦石 、 糧食 、 砂 、 化肥等 。
在水泥工業(yè)部門， 螺旋輸送機主要用來輸送水泥生產(chǎn)所需要的原料，同時還伴隨進行一些工藝處理，如攪拌、混合等 。 螺旋輸送機類型較多、結(jié)構(gòu)差異大、 設(shè)計參數(shù)多，并且各參數(shù)之間相互聯(lián)系和相互影響， 使得設(shè)計和選擇工作復雜、難度大 ，尤其是一些主要參數(shù)，如果選擇和組合不當，將會嚴重影響螺旋輸送機的生產(chǎn)效率和工作性能。
工業(yè)中的螺旋輸送機主要用于原料的輸送和混合 ， 一般采用實體螺旋葉片 、 中間吊掛軸承、 等螺距的單 頭普通螺旋輸送機。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)動裝置相聯(lián) 。 料槽 頂面和槽底開有進 、 出料口 。 其工作原理是 ： 物料從進料 口加 入 ， 當 轉(zhuǎn) 軸 轉(zhuǎn) 動 時 ， 物 料 受 到 螺 旋 葉 片 法 向 推 力 的 作 用 ，該 推 力 的 徑 向 分 力 和 葉 片 對 物 料 的 摩 擦 力 ，有 可 能帶著物料繞軸轉(zhuǎn)動 ， 但由于物料本身的重力和料槽對 物料的摩擦力的緣故 ， 才不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn) ， 而 1 螺旋輸送機工作原理 螺旋輸送機主要分為水平和垂直螺旋輸送機，可分別沿水平 、傾 斜或垂直方向上輸送物料，這兩種機型也是最常用的。 螺旋輸送機根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為雙螺旋輸送機 和單螺旋輸送機 ， 后者使用較多 。 螺旋輸送機的安裝方 式有固定式和移動式兩種 ， 大部分螺旋輸送機采用固螺旋葉片半徑 r ，mm 圖 2 物料受力分析 圖 3 物料運動速度分析 圖 4 螺旋面上速度的變化曲線 在葉 片 法 向 推 力 的 軸 向 分 力 作 用 下 ， 沿 著 料 槽 軸 向 移 動。 螺旋輸送機在輸送物料過程中 ， 物料的運動由于受 旋轉(zhuǎn)螺旋的影響 ， 其運動并非是單純的沿軸線作直線運 動 ，而 是 在 一 復 合 運 動 中 沿 螺 旋 軸 運 動 ，作 一 個 空 間 運 動 。 設(shè)螺旋輸送機的 螺 旋 為 標 準 的 等 螺 距 等 直 徑 、 螺 旋 面 升 角 為 α 的 單 頭 螺 旋 。 當螺旋面的升角 α 在展 開的狀態(tài)時 ， 螺旋線用一條斜直線來表示 。 下面以距離 螺旋軸線 r 處的物料顆粒 M 作為研究對象 ， 進 行 運 動分 析 ( 圖 2) 。 旋轉(zhuǎn)螺旋面作用在物料顆粒 M 上的力為 P ， 由于物 料與葉片的摩擦關(guān)系 ，P 力的方向與螺旋面的法線方向 偏離了 β 角 。 β 角的大小由物料對螺旋面的摩擦角 ρ 及 螺旋面的表面粗糙程度決定 ， 對于一般熱壓或用冷軋鋼 板拉制 的 螺 旋 面 ， 可 忽 略 其 表 面 粗 糙 程 度 對 β 角 的 影 響 ， 即認為 β＝ρ 。 P 力可分解為法向分力 P1， 和徑向分力 根據(jù)物料顆粒 M 運動速度圖的分析 ， 可得到物料軸 向移動的速度為 ：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 ） 式又可寫成 ： V1＝ Sn · 1－fS ／ 2πr 2 60 1＋（S ／ 2πr） 同理可得圓周速度 ： （2 ） V2＝ Sn · f＋S ／ 2πr 2 60 1＋（S ／ 2πr） 式中 ：S— —— 螺旋螺距 ，mm —— 螺旋轉(zhuǎn)速 ，r ／ min n— —— 物料與葉片問的摩擦系數(shù) ，f＝tanρ ，ρ 為葉片 f— 與物料的摩擦角 ，° —— 螺旋面升角 ，° α— （3 ） P2。 物料顆粒 M 在 P 力的作用下 ， 在料槽中進行著一個 復 合 運 動 ，既 沿 軸 向 移 動 ，又 沿 徑 向 旋 轉(zhuǎn) ，如 圖 3 所 示 ， 既有軸向速度 Vl， 又有圓周速度 V2， 其合速度為 V 。 當螺旋體以角速度 ω 繞軸回轉(zhuǎn)時 ， 距離螺旋葉片任 一半徑 r 處的 O 點物料顆粒 M 的運動速度 可 由 速 度 三 角形求解 。 葉片上 O 點的線速度 Vo 就是物料顆粒 M 牽 連運 動 的 速 度 ， 可 用 矢 量 OA 表 示 ， 方 向 為 沿 O 點 回 轉(zhuǎn) 的切線方向 ； 物料顆粒 M 相對于螺旋面的相對 滑 動 速 度 ， 平行于 O 點的螺旋線切線方向 ， 可用矢量 AB 表示 。 若不考慮葉片摩擦 ， 則物料顆粒 M 絕對運動的速度 V 。 應是螺旋面上 O 點的法線方向 ， 可用矢量 OB 表示 。 由 于物料與葉片有摩擦 ， 物料顆粒 M 自 O 點的運動速度 由 式 （2 ） 及 式 （3 ）， 可 得 出 物 料 在 料 槽 內(nèi) 軸 向 移 動 速 度 V1 和圓周速度 V2 隨半徑 r 而變化的曲線圖 ( 圖 4) 。 由 圖 4 可見 ，V2 在螺旋軸后隨半徑的增加而減小 ， 因此 ， 物 料在螺旋內(nèi)的移動過程中要產(chǎn)生相對滑動 ，V1 在半徑長 度范圍內(nèi)隨半徑的增加而增加 。 可見 ， 靠近螺旋軸的物 料的 V2 比外層的大 ， 而 V1 卻比外層的要小 ； 反之 ， 靠近 螺旋外側(cè)的物料 V1 大 、V2 小 。 這將使內(nèi)層物料較容易隨 螺旋軸轉(zhuǎn)動 ， 因而產(chǎn)生一個附加的物料流 。 螺旋在一定 的轉(zhuǎn)數(shù)之前 ， 這種附加的物料流對物料運動的影響并不 顯著 。 但是 ， 當超過一定的轉(zhuǎn)數(shù)時 ， 物料就會產(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 作 用 。 這不僅會降低物料的輸送效率 ， 加速設(shè)備構(gòu)件的磨 損 ， 而且會增大螺旋功率的消耗 。 因此 ， 為了避免這種現(xiàn) V 的方向應與法線偏轉(zhuǎn)摩擦角 ρ。 對 V 進行分解 ， 則 可 得 到 物 料 顆 粒 自 O 點 移 動 的 軸 向 速 度 Vl 和 圓 周 速 度 V2。 其中 ，Vl 就是料槽中物料的軸向輸送速度 ， 而 V2 則 是對物料輸送的阻滯和干擾 。 30 CEMENT TECHNOLOGY 1 ／ 2010 設(shè)計與研究 表 1 傾斜輸送系數(shù) 傾斜角度 ，° 傾斜輸送系數(shù) ε 填充系數(shù) 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 象的產(chǎn)生 ， 螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)不得超過它的臨界轉(zhuǎn)速 。 表 2 物料綜合特性系數(shù) 物料塊度 粉 狀 粉 狀 粒 狀 粒 狀 塊 狀 塊 狀 液 狀 液 狀 磨琢性 無磨琢性 半磨琢性 半磨琢性 磨琢性 無磨琢性 半磨琢性 無磨琢性 舉例 面粉 、 米粉 水泥 、 石灰 小麥 、 玉米 砂石 、 化肥 豆粕 、 菜餅 煤 、 礦石 面漿 、 紙漿 填充系數(shù) 2 螺旋輸送機主要設(shè)計參數(shù)分析 2．1 輸送量 輸送量是衡量螺旋輸送機生產(chǎn)能力的一個重要指標 ， 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) 。 |
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