螺旋輸送機設計參數(shù)的選擇和確定: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，利用工作構(gòu)件即螺旋的旋轉(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備之一。
螺旋輸送機在國民經(jīng)濟的各個部門中得到了相當廣泛的應用，主要是用來運送大宗散貨物料，如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。在糧食、輕紡織業(yè)、化工業(yè)、食品等工業(yè)部門，采用螺旋輸送機往往不單純是輸送物料，同時還伴隨進行某些工藝處理等。螺旋輸送機種類較多、結(jié)構(gòu)差異大、設計參數(shù)多，并且各參數(shù)之間相互聯(lián)系和制約，使得設計和選擇復雜、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。
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定式。
面粉工業(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、無吊掛軸承、等螺距的單頭普通螺旋輸送機。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，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：物料從進料口加人，當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，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)，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。
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，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)象的產(chǎn)生，螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)不得超過它的臨界轉(zhuǎn)速。
2螺旋輸送機主要設計參數(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。在輸送物料時，螺旋軸徑所占據(jù)的截面雖然對輸送能力有一定的影響，但對于整機而言所占比例不大，因此，螺旋輸送機的物料輸送量可粗略按下式計算：
2.2螺旋軸轉(zhuǎn)速
螺旋軸的轉(zhuǎn)速對輸送量有較大的影響。一般說來，螺旋軸轉(zhuǎn)速加快，輸送機的生產(chǎn)能力提高，轉(zhuǎn)速過小則使輸送機的輸送量下降。但轉(zhuǎn)速也不宜過高，因為當轉(zhuǎn)速超過一定的極限值時，物料會因為離心力過大而向外拋，以致無法輸送。所以還需要對轉(zhuǎn)速n進行一定的限定，不能超過某一極限值。
當位于螺旋外徑處的物料顆粒不產(chǎn)生垂直于輸送方向的徑向運動時，則它所受慣性離心力的最大值與其自身重力之間應有如下關系：
物料綜合特性系數(shù)為經(jīng)驗數(shù)值。一般說來，根據(jù)物料性質(zhì)，可將物料分成4類。第1類為流動性好、較輕且無磨琢性的物料；第2類為無磨琢性但流動性較第1類差的物料；第3類為粒度尺寸及流動性同第2類接近，但磨琢性較大的物料；第4類為流動性差且磨琢強烈的物料。各種物料的K值見表2。
螺旋葉片的直徑通常制成標準系列，D=100,120,150,200,250,300,400,500和600 mm，目前發(fā)展到D=1000 mm，最大可達1250 mm。為限制規(guī)格過多過亂．國際標準化組織在系統(tǒng)研究、試驗的基礎上制訂了螺旋輸送機標準草案，規(guī)定螺旋直經(jīng)采用R10基本系列優(yōu)先數(shù)系。根據(jù)式(5)計算出來的D值應盡量圓整成標準直徑（mm）。
2.4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，螺距改變，物料運動的滑移面隨著改變，這將導致物料運動速度分布的變化。通常螺距應滿足下列兩個條件：即考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量間的適當分布關系兩個條件，來確定最合理的螺距尺寸。
通常可按下式計算螺距：
S=K,D (6)
對于標準的輸送機，通常K,為當傾斜布置或輸送物料流動性較差時K1≤0.8;當水平布置時，。
2.5螺旋軸直徑
螺旋軸徑的大小與螺距有關，因為兩者共同決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，所以應從考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量的適當分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的關系。
一般軸徑計算公式為：
（7)
2.6填充系數(shù)
物料在料槽中的填充系數(shù)對物料的輸送和能量的消耗有很大影響。當填充系數(shù)較小時，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動要比圓周方向顯著得多，運動的滑移面幾乎平行于輸送方向，這時垂直于輸送方向的附加物料流減弱，能量消耗降低；相反，當填充系數(shù)較高時，物料運動的滑移面很陡，其在圓周方向的運動將比輸送方向的運動強，這將導致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，填充系數(shù)適當取小值較有利，一般取φ<50％。此外，傾斜角度的大小對填充系數(shù)也有一定影響。各種物料的填充系數(shù)φ值可參考表1。
2.7傾斜角度
螺旋輸送機的傾斜角度對于螺旋輸送機輸送過程的生產(chǎn)率和功率消耗都有影響，一般它是以一個影響系數(shù)的形式來體現(xiàn)的，傾斜輸送系數(shù)見表1。螺旋輸送機輸送能力將隨著傾斜角度的增加而迅速降低的，同時，螺旋輸送機布置時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影響填充系數(shù)，傾斜角度對填充系數(shù)的影響如表1。傾斜角度越大，允許的填充系數(shù)越小，螺旋輸送機的輸送能力越低。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。若一級不能滿足要求，可采用多級傾斜布置，以減少損耗。
2.8傳動功率
螺旋輸送機的驅(qū)動功率，是用于克服在物料輸送過程中的各種阻力所消耗的能量，主要包括以下幾個部分：①使被運物料提升高度H（水平或傾斜）所需的能量；②被運物料對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物料沿料槽運動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。
為簡便起見，螺旋輸送機總的軸功率P包括物料運行需要功率P1空載運轉(zhuǎn)所需功率P2,以及由于傾斜引起的附加功率幾三個部分：
對于連續(xù)運行系統(tǒng)中的螺旋輸送機，由于整個系統(tǒng)連續(xù)作業(yè)，且自動化程度很高，任何一個部位發(fā)生故障都會影響整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。因此，這種場合使用的輸送機應有較大的功率儲備。
3結(jié)束語
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，在確定螺旋輸送機的主要參數(shù)時，要從其輸送機理、物料的特性等方面入手，盡可能進行多種試驗，取得一些設計參數(shù)，才能設計出較符合物料特性的螺旋輸送機。
螺旋輸送機對于減輕繁重的體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)物料輸送過程的機械化和自動化，都具有重要的現(xiàn)實意義。未來螺旋輸送機發(fā)展方向和趨勢是：①大運量、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。空間可彎曲輸送；⑤組合復合化輸送，向著大型化發(fā)展；⑥擴大使用范圍；⑦環(huán)保意識設計，減少污染，實現(xiàn)綠色設計的目標。
