【正文】 ，是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要標志之一 [3]。但是其輸送效率卻比較低，現(xiàn)在對于螺旋輸送機存在的輸送效率問題，越來越來受到各界的重視，而且國外也有了很多的研究成果。 3 第二章 螺旋輸送機工作過程分析 螺旋輸送機的一般結(jié)構(gòu) 如圖 21 所示為螺旋輸送機的裝配圖。電機由工作要求來確定相關(guān)電機參數(shù)繼而確定其型號。 頭部和尾部主體部分基本相同，都有螺旋體和機槽。 物料由進料口進入螺旋輸送機，沿軸向運動從卸料口排出。機器工作時，螺旋體葉片推動物料的力可分解為軸向和徑向，其中徑向分力使物料有繞軸轉(zhuǎn)動的趨勢。若機殼內(nèi)壁對物料的摩擦力和物料自重一起克服了螺旋葉片推動物料的法向分力，同時螺旋體葉片推動物料的力的軸向分量克服了機殼內(nèi)壁對物料的摩擦力，則所輸送的物料只能軸向移 動 [5]。則旋轉(zhuǎn)螺旋面作用于半徑為 r 處的物料顆粒 A 上的力為 P 合 。再將此力十字分解為與葉面相切的 P 切 和與葉面垂直的 P 法 ，如圖 22 所示。即 A 的合成速度為 v 合 分解為圓周速度 v 側(cè) 和軸向速度 v 軸 。分析 A 的運動狀態(tài)，由圖中 ABC圖形可得 ?? s inc o s ABV ?合 （ 21） 因為 5 602 rnAB ?? （ 22） 所以 ???? cossin602 ?? nV合 （ 33） 圓周速度為 ? ? ? ?? ??????? c os s i ns i n602s i n ????? nVV 合圓 （ 23） 以摩擦系數(shù) μ=tan ρ 代入上式，得到圓周速度 ? ??????? c oss ins in602 ?? nV 圓 （ 24） 綜上，可得物料顆粒的圓周速度計算公式 122602?????????rsrssnV???圓 （ 25） 式中 ： s—— 螺旋的螺距 (m) n—— 螺旋的轉(zhuǎn)速 (r/min) r—— 物料顆粒離軸線的半徑 (m) μ 面 —— 物料與螺旋面的摩擦系數(shù)（其中μ 面 =tanρ） 把上式對 r 求導(dǎo)，然后使對 r 的倒數(shù)為 0，當在 v 圓 值最大時， r 值為 sr ??? 21 2面面 ??? （ 26） 根據(jù)圖 23 可得，物料顆粒根據(jù)上述速度分解，則軸向速度為： 122160 2 ?????????rsrssnV??? 面軸 （ 27） 圖 24 中的橫軸表示的是半徑大小，縱軸表示的是速度，圖中的曲線表明隨著輸送物料距離螺旋軸的距離變化，輸送物料的速度 v 圓 和 v 軸 也跟隨著變化。圖中在直線 Om 以右的半徑 r 值的輸送物料，輸送物料的圓周速度 v 圓 會根據(jù)半徑的改變而不同，即使在一定的半徑范圍內(nèi)也并不是恒定的。機槽中輸送的物料，物料距離螺旋軸越遠物料的圓周速度越小，而物料 距離螺旋軸越遠物料的軸向輸送速度越大。附加料流的存在不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，降低了機器的輸送效率，增加了輸送成本，損耗更多的能量 [6]。這種螺旋體葉片形式能有效的減少附加料流帶來的不良影響。有效避免了附加料流降低了機器的輸送效率，增加了輸送成本，損耗更多的能量的弊端。如圖 26 所示，當物料轉(zhuǎn)角超過倒塌角時表面的物料由于受力不平衡而向下滑落，然后下層物料逐漸上移，而 7 重復(fù)向 下滑落。綜上所述，為保證機器為高效的工作運轉(zhuǎn)而需控制物料面的轉(zhuǎn)角，即 ??? ?? d （ 28） 式中：φ 0 —— 物料的內(nèi)摩擦角（186。） φ —— 物料面的轉(zhuǎn)角（186。而螺旋輸送機物料面的轉(zhuǎn)角不僅與對物料本身的進料量要求有關(guān)，還需考慮螺旋體葉片的螺距大小以及形狀。其中進料量用填充系數(shù)ψ表示。當進料量較小時（假設(shè)為ψ =5%），如圖 27a，物料輸送量較小且物料堆積厚度小，物料圓周速度受物料自身重力和較小的機槽內(nèi) 壁摩擦力作用，圓周速度很小，而葉片推力的軸向分力是物料軸向速度很大。當進料量變大時（假設(shè)ψ =20％），如圖 27b。當進料量很大（假設(shè)ψ =50％），如圖 27c。大大降低了機器的輸送效率，增加了輸送成本，損耗更多的電能，不利于生產(chǎn)。填充系數(shù)由輸送物料的性質(zhì)決定 ,當決定輸送了主要的輸送物料后 ,相應(yīng)的填充系數(shù)也就決定了。若改變輸送物料也就是改變填充系數(shù)，會導(dǎo)致輸送物料各個層面的速度變化。 圖 23 中假設(shè)的存在一物料顆粒 A，其受到螺旋葉片沿軸向的分力為 ? ??? ?? c o s合軸 PP （ 29） 為使 P 軸 0，則要求 cos（ ? +? ）為正，其中 ? 必須滿足 ??? ??2 （ 210） 9 綜上可知，葉片上的最小半徑就是螺旋軸的半徑，此時的 α（螺旋升角）最大，而葉片對物料的軸向分力 P 軸 最小。 把 k1=d/D 代入上式，有 面?? DKS 1max? （ 213） 螺距的最大許用值，應(yīng)該使物料的運動狀態(tài)在各方向的分量合理分配。由圖 32 可知螺旋葉片螺距的改變會導(dǎo)致速度的分解的結(jié)果不同。若螺旋葉片螺距變小，在物料運行速度分分布合理的同時物料的軸向輸送速度且減小了 [8]。 若螺旋體的轉(zhuǎn)速低于一定值，則轉(zhuǎn)速在該值內(nèi)的改變對物料的運動并沒有明 10 顯的影響。所以，在實踐生產(chǎn)中，螺旋的最大許用轉(zhuǎn)速如下： DAn ?max （ 217） 式中 :D 螺 旋 直 徑 （ m） 。 11 第三章 螺旋輸送機的相關(guān)設(shè)計計算 螺旋輸送機的主要構(gòu)件 螺旋體 螺旋體包含螺旋葉片和螺旋軸。物料受自身重力和與機器內(nèi)槽壁的相互摩擦力保證了物料持續(xù)向前推進。根據(jù)輸送要求，此設(shè)計采用滿面式螺旋葉片。之所以稱為滿面氏是因為螺旋葉片是連續(xù)的曲面形式，其一側(cè)與螺旋軸密切粘合。 圖 31螺旋面 (滿面式 )的形狀 此設(shè)計的螺旋葉片采用正螺旋面葉片。 12 圖 32 滿面式螺旋葉片的展開圖 圖 32，取螺旋體外徑 D=400mm，則由螺旋軸直徑 Dd )( ?? （ 31） 綜合實際，其中 為指定系數(shù)，可得螺旋軸直徑 d=90mm. 用 s 表示螺旋葉片的螺距，并在此處采用標準值。 α 公式如下 ： ????????? ?11tan Ds?? （ 33） 其中： s—— 螺距（ m） D1—— 該點距離軸心距離的兩倍（ m） 綜上，螺旋體的 α 外 為 176。 由于外徑（ D）大于內(nèi)徑（ d），就有 α 內(nèi) α 外 。 （ 2） 螺旋軸 機器螺旋體的軸用鋼管制造。綜合實際情況的考量，螺旋體應(yīng)制成 4m 的節(jié) 段，使用時按實際要求將所需節(jié)段數(shù)連接起來，選取螺旋軸直徑 90mm，厚度 10mm。 圖 33螺旋輸送軸的聯(lián)接 如上圖在聯(lián)接處的鋼管內(nèi)需要放入一段直徑為 70mm 的實心的鐵棒以加固螺旋軸，然后再在鋼管連接處增加一個適當大小的套筒，然后用螺栓緊固。且用 45 號鋼作材料，此設(shè)計中的螺旋體選用三段長 4m 的節(jié)段。它能保證螺旋體盡可能減小阻力的旋轉(zhuǎn)， 減少電機的工作功率，增強機器工作效率。 頭部軸承安裝于螺旋輸送機的靠近電機的一端。螺旋軸因為圓錐滾子軸承得安裝而能夠承受拉力，避免螺旋軸因為過長且高速旋轉(zhuǎn)而容易發(fā)生撓曲 [10]。結(jié)構(gòu)如圖 34。螺旋軸因為調(diào)心球面軸承的安裝而能夠承受拉力，避免螺旋軸因為過長、軸向壓力的存在且高速旋轉(zhuǎn)而發(fā)生撓曲。尾部軸承的結(jié)構(gòu)如圖 35 所示。在中間懸掛軸承處，葉片遇到固定中間軸承的支架，因此不可避免的需要截斷，為了避免物料在 15 此處不連續(xù)的向前推進，中間軸承的尺寸應(yīng)使葉片分 開的距離可能的小，保障機器的工作效率。滑動軸承半徑 35mm。 U 字型槽體在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運用是比較普遍的， U 字型機槽特征為兩側(cè)壁平行且與底部半圓相切，上端邊沿焊有外緣水平鋼板，用以適當密封機體以及增加機槽的強度，也起到固定螺旋軸上的懸掛軸承的作用。