【正文】 36 滑動軸承 機(jī)槽 螺旋輸送機(jī)的機(jī)槽根據(jù)外形的有 U 字 型和圓筒型。中間懸掛軸承適宜采用滑動軸承，軸承需要設(shè)計(jì)有潤滑油杯，以便進(jìn)行潤滑 [11]。 圖 35 尾部軸承 由于螺旋輸送機(jī)的螺旋體過長且高速旋轉(zhuǎn)而容易發(fā)生彎曲，為了避免上訴不良影響，每隔 2m 左右應(yīng)合理安裝一個軸承對螺旋軸進(jìn)行緊固。此設(shè)計(jì)軸承內(nèi)徑 90mm，外徑 190mm，根據(jù) GB/T 2811994 查表選取軸承代號 1318。 14 圖 34頭部軸承 尾部軸承主要承受徑向載荷和少量的軸向載荷，應(yīng)該采用調(diào)心球 面軸承。此設(shè)計(jì)軸承內(nèi)徑 90mm，外徑 190mm，根據(jù) GB/T 2971994 查表選取軸承代號 30318。頭部軸承要同時承受徑向載荷和軸向載荷，因此頭部軸承應(yīng)采用圓錐滾子軸承。 螺旋輸送機(jī)中所使用的軸承有三種，頭部軸承、尾部軸承和中間懸掛軸承。 軸承 軸承是螺旋輸送機(jī)中的重要零部件。 綜合考量，此設(shè)計(jì)的軸選擇空心鋼管比較科學(xué)且經(jīng)濟(jì)、減輕自重的同時又節(jié)省材料，而且兩個構(gòu)件之間的連接也容易實(shí)現(xiàn)。為保證機(jī)器工作的可靠性，軸與軸之間的的連 接需要強(qiáng)化，聯(lián)接要求如圖 33 所示。由于軸體在負(fù)載相同的情況下，選擇空心鋼管比較科學(xué)且經(jīng)濟(jì)、減輕自重的同時又節(jié)省材料，而且兩個構(gòu)件之間的連接也容易實(shí)現(xiàn)。 由于螺旋體的葉片在工作時長時間與物料（五谷）相互摩擦而易于 磨損，且物料因?yàn)槭苤亓ψ饔枚嘧饔糜谌~片外緣，從而導(dǎo)致葉片的外緣磨損較重，為了 13 保證機(jī)器合理的使 用壽命，取葉片厚度 6mm，并需要保證葉片的質(zhì)量，葉片需進(jìn)行熱處理，從而使葉片表面硬化，性能更優(yōu)越。 α 內(nèi) 為 176。有 s=k*D （ 32） 其中系數(shù) k=，帶入上式得 s=320mm 用 α 表示螺旋升角，螺旋升角是指螺旋軸向與螺旋葉片上某點(diǎn)的法線之間的夾角。正螺旋面葉 片的母線始終垂直于螺旋軸。滿面式螺旋葉片制造易于批量化生產(chǎn)從而成本低廉、輸送能力強(qiáng)，特別適合輸送五谷等細(xì)小顆粒的農(nóng)作物，是此設(shè)計(jì)最合理的葉片形式 [9]。圖 31 所示為滿面式螺旋葉片。 （ 1）螺旋葉片 螺旋葉片為適應(yīng)當(dāng)今多元化的要求而形式多樣。它在整個機(jī)器中起著至關(guān)重要的作用，物 料的不斷向前推進(jìn)就是螺旋體的功勞。 A 物 料 特 性 系 數(shù) 。如果轉(zhuǎn)速超過這一定值，葉片對物料產(chǎn)生過大 的切向力而導(dǎo)致物料被拋起，使物料產(chǎn)生徑向跳躍，由此降低輸送效率。 由上文所分析輸送物料在螺旋圓周處的速度分解， v 圓 ≤ v 軸 ，通過計(jì)算得 12216012260 22 ?????????????????rsrssnrsrssn?????? 面面 （ 214） rrS ?????? 24tan112 ?????? ?????面面 （ 215） 又因?yàn)榇藭r 2r=D（螺旋圓周處），故得求螺距的條件為 DS ??? ?????? ?? 4t a n （ 216） 綜上分析可得：進(jìn)料量較小則螺距選取較小值，進(jìn)料量較大則螺距選取較大值。若螺旋葉片螺距變大，在物料的軸向輸送速度變大的同時會導(dǎo)致圓周速度不符合要求，從而產(chǎn)生附加料流。也就是說物料在輸送過程中所具有的軸向速度應(yīng)該盡可能的大從而提高輸送效率 ，同時應(yīng)使物料的圓周速度盡可能低，以減少附加料流對能量的損耗。根據(jù)以上分析，有以下公式 ?????? ?? ??? 2t a nm a x dS （ 211） 面??dS ?max （ 212） 可得螺距的最大許用值。因此，得出最合理的葉片螺距尺寸應(yīng)該考慮到葉片與物料之間的摩擦系數(shù)以及相關(guān)摩擦性能，還必須考慮由于物料進(jìn)料量的不同而造成物料各方向的受力大小不同。 圖 27 不同填充系數(shù)時物料層堆積情況及其滑移面 (a).ψ =5﹪ (b).ψ =20﹪ (c).ψ =50﹪ 螺距的大小在物料輸送過程中也影響輸送效率，若確定了填充系數(shù)，當(dāng)螺旋體螺 距改變時，機(jī)槽內(nèi)的物料面的存在形式也會改變。 綜上所述，螺旋輸送機(jī)輸送物料的進(jìn)料量并不是越大越好，基于實(shí)際考量，農(nóng)業(yè)輸送物料的填充系數(shù)一般ψ＜ 45％。 物料面接近螺旋軸所在的平面，物料圓周速度受物料自身重力和較大的機(jī)槽內(nèi)壁摩擦力作用，圓周速度明顯加大，而軸線方向的輸送速度降低，產(chǎn)生大 量附加料流。物料輸送量變大且物料堆積厚度變大，物料圓周速度受物料自身重力和較大的機(jī)槽內(nèi)壁摩擦力作用，圓周速度變大，而軸線方向的機(jī)槽對物料的摩擦力增大加大了機(jī)器的工作功率，同時增大了附加料流 [7]。這是基本沒 8 有附加料流的現(xiàn)象產(chǎn)生。 圖 27 表示螺旋體轉(zhuǎn)動而推送物料時，對物料進(jìn)料量要求不同的情況下機(jī)槽內(nèi)物料的存在狀態(tài)。 生產(chǎn)中對螺旋輸送機(jī)進(jìn)料量的要求直接影響輸送效率。） 圖 25 彎曲母線螺旋面的形狀及其速度曲線 圖 26 物料在料槽中的倒塌角 葉片的設(shè)計(jì) 為保障機(jī)器高效工作螺旋輸送機(jī)物料面的轉(zhuǎn)角必須小于物料的倒塌角。） φ d —— 物料面的倒塌角（186。在物料向下滑落的過程中部分物料跨過螺旋軸掉入下一個螺距中，從而產(chǎn)生附加料流，降低了機(jī)器的輸送效率，增加了輸送成本，損耗更多的能量。 機(jī)器輸送物料時，物料受自身重力、螺旋體葉片的作用力以及機(jī)槽內(nèi)壁對物料的摩擦力的綜合作用，物料面并不是以水平形式存在的，物料面與水平面會形成一定的夾角，這個夾角稱為倒塌角（記為φ d）。葉片與螺旋軸連接的地方并不是垂直連接，有升角為正α，而葉片外側(cè)有升角負(fù)α， 如此的設(shè)計(jì)有效的把內(nèi)層的輸送物料向葉片外側(cè)推送，與此同時外緣的物料有向內(nèi)側(cè)移動的趨勢，同時也降低了機(jī)槽內(nèi)壁對輸送物料的摩擦力，從而減少了附加料流。 圖 24 速度隨半徑變化曲線 為了有效解決上述問題帶來的不良影響，如圖 25 葉片形式。內(nèi)層的物料圓周速度大軸向速度小，這就導(dǎo)致輸送物料過程中內(nèi)層的物料繞軸速度更快，在物料運(yùn)動的過程中部分物料跨過螺旋軸掉入下一個螺距中，這種物料輸送現(xiàn)象叫做附加料流。因此，機(jī)器在輸送物料的過程中，由于物料間的速度大小及方向都不同，因而產(chǎn)生相對滑動。且 6 螺旋體的螺距不同曲線的形狀也會有變化。 假設(shè)電機(jī)帶動螺旋體以 n 為轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 圖 22 螺旋面作用于物料顆粒上的力 圖 23 物料運(yùn)動速度的分解 為了便于分析輸送物料的受力特性，假設(shè)其中 A 為一物料顆粒，則 A 因?yàn)槭艿搅?P 合 而在機(jī)器中運(yùn)動， 圖 23 為 A 運(yùn)動的分析?？紤]摩擦力的存在， P 合 的方向與螺旋線的法向方向并不重合，而是產(chǎn)生φ角夾角。 設(shè)螺旋升角為α，螺旋線在展開狀態(tài)時可視為一條斜直線。而與此同時物料本身的重力有阻止物料向上旋轉(zhuǎn)的趨勢，并且由于內(nèi)壁對物料的摩擦力 4 也阻礙物料的徑向運(yùn)動。 圖 21 螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 物料 的運(yùn)動分析和葉片的設(shè)計(jì) 物料的運(yùn)動分析 機(jī)器的螺旋體將物料不斷向前推進(jìn)而進(jìn)行物料輸送， 物料受自身重力和與機(jī)器內(nèi)槽壁的相互摩擦力保證了物料持續(xù)向前推進(jìn)。不同的地方是：頭部有前軸、首端軸承，機(jī)器外殼上設(shè)計(jì)了卸料口；尾部有尾軸、尾部軸承，機(jī)器外殼上設(shè)計(jì)有進(jìn)料口。變速器通過定傳動比確定型號。驅(qū)動裝置包括電機(jī)、變速器和聯(lián)軸器。在國內(nèi)的研究成果相對于國外來比較，研究成功還比較少，還不是很先進(jìn) [4]。在我國現(xiàn)代化的發(fā)展和各工業(yè)部門機(jī)械 2 化水平、勞動生產(chǎn)率提高中，螺旋輸送機(jī)將發(fā)揮更大的作用。 綜上所述，螺旋輸送機(jī) 機(jī)動性優(yōu)良、制造成本低廉，容易被小農(nóng)經(jīng)濟(jì)接受。 （ 7） 螺旋葉片和料槽在工作過程中由于物料的作用易于磨損而影響機(jī)器整體使用壽命。 （ 6） 輸送方向可逆向。 （ 5） 輸送物料方便。 （ 3） 機(jī)器靈活性較高，適應(yīng)多種不同的工作環(huán)境。 螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn) 螺旋輸送機(jī)具有如下特點(diǎn)： （ 1） 機(jī)器構(gòu)件簡單，工作原理為單純的 機(jī)械運(yùn)動。 螺旋輸送機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上運(yùn)用很廣：作為輸送部件或作攪拌、擠壓、揉碎等工序的工作部件；作為固定式或移動式的獨(dú)立輸送機(jī)具，在打谷場、谷物糧食和飼料倉庫、畜舍等用來運(yùn)送松散物料 [1]。 1 第一章 概論 螺旋輸送機(jī)的研究背景與意義 螺旋輸送機(jī)是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備之一。廣泛應(yīng)用于糧食工業(yè)、建筑材料工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各部門中。 螺旋輸送機(jī)對于減輕繁重的體力勞動，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn) 高度 機(jī)械化，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義 [2]。 （ 2） 機(jī)器工作性能穩(wěn)定，不易產(chǎn)生故障，即使出現(xiàn)故障，維修也較簡便。 （ 4） 機(jī)器可以適應(yīng)密封性能好、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、操作安全等要求。只需把物料放入進(jìn)料口。只需改變螺旋軸的旋轉(zhuǎn)方向即可實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)輸。 （ 8） 機(jī)器運(yùn)輸作物，不存在物料對機(jī)器的腐蝕作用而影響機(jī)器的整體使用壽命。 國內(nèi)外關(guān)于螺旋輸送機(jī)的 研究現(xiàn)狀 螺旋輸送機(jī)是一種常見的不具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)，現(xiàn)在已經(jīng)成為合理組織成批生產(chǎn)和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和機(jī)械化流水作業(yè)的基礎(chǔ)