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1、第四章 螺旋输送机,第一节 概述,螺旋输送机既可以用来沿水平方向输送物料，又可以用来沿倾斜和垂直方向输送物料。主要用作输送各种粉状、粒状、小块状的物料，在输送过程中同时可以对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺。螺旋输送机被广泛地应用于粮食工业，建筑材料工业、化学工业、机械制造工业、交通运输业等部门中。,一、工作原理,螺旋输送机输送物料不过程有点类似于螺旋付出运动。当螺母不转，而螺杆旋转时，螺母就会沿着螺杆的方向向前或后移动。摩擦力阻止物料同步旋转，物料因而得以前进或提升。,水平螺旋输送机：物料因自重贴紧料槽，螺旋轴旋转时，摩擦力阻止同步旋转，物料得以上升。垂直螺旋输送机中，物料由于重力和离心
2、力的作用而与管壁(料管)紧贴，当螺旋轴旋转时，管壁与物料之间的摩擦力阻物料与螺旋轴同步旋转，从而实现物料的上升运动。,二、特点（优点）,1）结构简单，造价低，易于维修管理。2）尺寸紧凑，占地面积小，易于进出船舱口。3）能实现密闭输送，减少对环境的污染，改善工人的作业条件。4）可以在输送线路的任意点装料和卸料。5）输送过程是可逆的，对同一台输送机可以同时向两个方面输送物料，即集体向中心或远离中心。,二、特点（缺点）,6）不易输送易变质，粘性大的，易结块的，易碎的和大块的物料。7）单位能耗较大，这是由于物料与螺旋以及机槽壁之间的摩擦，以及物料内部因搅拌而产生的附加阻力。8）螺旋叶片和机壳易于磨损。
3、9）螺旋输送机对超载很敏感，易于产生堵塞现象。,螺旋输运机一般在输送距离不大，生产率不高的情况下用来输送磨磋性小的粉末状，颗粒状及小块状的散粒物料或成件物品。,三、其它形式：,螺旋卸车机可弯曲螺旋输送机：螺旋轴弯曲-用一根高强度的挠性轴作心轴，在心轴上粘附用特种橡胶制成的螺旋叶片。这样螺旋轴就可以弯曲，从而实现一根螺旋进行空间输送的目的。螺旋管输送机（内螺旋输送机）,螺旋管输送机（内螺旋输送机）,螺旋焊在旋转管的内壁；当螺旋管旋转时，位于管内的在螺旋叶片之间的物料、由于离心力和管壁摩擦力的作用，随同螺旋管一起旋转并被提升起来，直至在重力作用下，使其沿螺旋通道下滑从而使物料沿螺旋管的轴线方向输送
4、。,第二节 水平螺旋输送机,一、主要部件,1）螺旋轴、2）料槽、3）中间轴承、4）末端轴承、5）首端轴承、6）装载漏斗、7）中间装载口、8）中间卸料口、9）末端卸料口、10）驱动装置,标准形式：螺旋面的母线时一垂直于螺旋线的直线。螺旋叶片一般由厚48mm的薄钢板冲压而成，然后焊接到螺旋轴上，并在相互间加以焊接，其具体厚度，根据不同的物料，按表4-1选取。对于磨损性大及粘性大的物料，可采用扁钢扎制或用铸铁铸造而成。我们看螺旋内外边的展开图，可知，1t，即内螺旋角大于外螺旋角的。,1.螺旋叶片：,下料尺寸 已知：螺距h；外径D；d,a.螺线长度：,下料尺寸 已知：螺距h；外径D；d,b.螺线L，l
5、在平面上是圆心角相同的两条同心圆弧.,旋向,一般选择单线。,2.螺旋轴 管形的比实心的要轻的多(强度相同情况下)，并且连接也方便。,3.轴承a)中间轴承 减少螺旋轴的挠度；从上部悬置在机槽上，因此也可称悬置轴承 螺旋叶片在中间轴承处应间断，所以轴承沿轴线方向的厚度应尽可能地加以限制，以保证前后两螺旋叶片的间断尽可能小,3.轴承,b)首端轴承使螺旋轴在工作中完全受拉状位于物料运移前方的一端；止推轴承；以承受物料运动阻力所产生的轴向力，在这种情况下，螺旋轴的全部长度上都受拉伸作用，因此它的工作条件要比轴向压缩的情况有利。c)末端轴承使螺旋轴承承受径向力。径向轴承；靠近驱动装置；,4.料槽螺旋输送机
6、的料槽由薄钢板制成，一般厚度为28mm，截面形状如图U型底部为一半园，也可直接用木材制成。或者在底部垫上一层金属内衬。螺旋与料槽的间隙与螺旋的直径成正比，其间隙值一般取为710mm，一般讲其间隙愈小，就愈能减小物料的磨损及功率的消耗。5.驱动装置电动机，封闭的齿轮减速器/蜗杆减速器、联轴节。6、进、卸料口 四种组合形式。,二、水平螺旋输送机的计算,1.生产率、螺旋直径及螺旋轴转速的计算.,式中：F被输送物料的横断面积m2 被输送物料的堆积密度。kg/m3 被输送物料的轴向输送速度。m/s,C倾斜修正系数；D螺旋直径。,在料槽中，物料的充填系数影响输送过程和能量的消耗，不同的充填系数，物料的运动
7、的滑移面也就不同。,对于水平螺旋输送机，充填系数并非越大越好,A）,充填系数,值较小时，物料堆积高度低且靠近槽壁；并具有较低圆周速度；物料运动的滑移面几乎平行于输送方向；物料轴向运动比圆周运动显著；垂直于输送方向的附加物料流不严重；因而附加能耗小。,对于水平螺旋输送机，充填系数并非越大越好,值较大时，物料运动滑移面变陡；圆周运动比轴向运动显著；导致输送速度降低；附加能耗大。,对于水平螺旋输送机，充填系数并非越大越好,充填系数,（m/s）,通常,对于摩擦系数大的物料，,0.70.8，取小值，,摩擦系数小，流动性好，易流散：,1,（t/h）,D）轴向输送速度,式中：h螺旋节距m ns螺旋转速r/m
8、in,螺旋节距与螺旋直径的比值,将F、v代入Q公式中得：,E)螺旋轴转速,螺旋的转速在一定的数值以下时，对物料颗粒运动的影响并不显著。但当超过这一数值时，物料颗粒便开始产生垂直于输送方向沿径向跳动，这样不仅扰动飞扬，而且冲撞剧烈，磨损增加。但转速太低则运量不大。,根据输送量和物料特性而定,E)螺旋轴转速,令,完整为标准转速。即20，30，35，45，60，75，90，120，150，190，r/min。,实际转速与最大转速之间有一定的关系,常数，物料综合特性系数,F)螺旋直径,令,对于大块度物料校核：,，圆整。,筛分物料：,未筛分物料：,确定,园整后，验算,确定其在所推荐范围内。,代入,第三节
9、 垂直螺旋输送机,一、结构型式：1.垂直的上部悬置的螺旋轴；螺旋节距上大，下小；2.圆柱形外罩；3.短的水平螺旋给料；4.两套分别驱动装置。,水平段螺旋用来进行给料，而垂直段螺旋用来进行物料的提升。,二、输送机理分析,物料在垂直螺旋输送机内的输送过程与在水平螺旋输送机中不同。在垂直螺旋输送机中，物料的向上输送是依靠适当的螺旋转速所引起的作用在物料颗料上的离心力以及由此对管壁所产生的摩擦力而进行运动的。物料在垂直螺旋输送机中能上升，主要原因是螺旋的旋转速度较高。,二、输送机理分析,垂直螺旋输送机工作时，散粒物料填装入以一定转速旋转的螺旋上逐渐加速而转动，在离心力作用下，物料向叶片边缘移动，压在输
10、送管壁上，从而使作用在输送管壁上的侧压力增加，输送管壁对物料的摩擦力也随之增加，该摩擦力阻止物料与螺旋叶片一起旋转，使物料的旋转速度小于螺旋叶片的旋转速度，从而实现物料的上升运动。,一定 下，物料在离心力作用下压紧管壁；产生侧压力；随着，侧压力随之增大，管壁对物料的摩擦力随之增大，该摩擦阻力阻止物料随叶片旋转，因而物料的旋转速度小于叶片的旋转速度，从而使得物料做上升运动。,，侧压力较小,摩擦阻力不能使物料与叶片之间产生相对速度，物料同步旋转不能上升。,，侧压力较大,摩擦阻力能使物料与叶片之间产生相对速度，物料上升。,二、输送机理分析,单个颗粒的运动：,对象：位于最外半径R处并与螺旋叶片和管壁相
11、接触。,受力分析：,物料颗粒所受的力有：,、重力 mg、物料的离心力Ft，摩擦力 Ftt、螺旋对物料的作用力及摩擦力(合力Fs),(Fs分解为Fsz、Fsy两方向上),（1）临界转速,当,时，物料颗粒贴紧管壁，同步旋转，不能上升。,物料颗粒所受力：重力mg；螺旋叶片作用于物料的法向反作用力 和摩擦力的合力,（与法线方向偏,）；管壁作用于物料的法向反作用,摩擦力,(水平),（1）临界转速,；mg；,；,将物料颗粒所在的螺旋线展开，在临界转速下，物料没有上升运动，管壁作用于物料的摩擦力必定是水平方向的。,临界转速,当,，,，,又,当,0，,，,管壁愈光滑，输送效率愈低。因此，管壁应有足够的粗糙度。
12、,2.物料颗粒的上升速度,当螺旋转速高于临界转速时，物料颗粒由于离心力作用而与管壁紧贴，这时颗粒与管壁之间的摩擦力足以延缓物料的旋转速度，物料得以沿螺旋面向上滑动，产生正常的上升速度。将颗粒所在的螺旋线展开，物料颗粒除随螺旋一起旋转外，还沿螺旋叶片斜面向上运动。,物料颗粒的绝对速度,为螺旋在该点的线速度,和物料与螺旋叶片的相对速度,的几何和。,2.物料颗粒的上升速度,再分解：,(,夹角为,),其中，,螺旋角速度；,物料角速度,该式表明：物料上升速度与所处位置无关，位于不同半径处的物料均以统一速度上升。,物料的运动轨迹：沿一升角,的螺旋线运动；而非围绕螺旋,轴线的圆周运动。,三、基本计算,1.生
13、产率计算,(t/h),(N/m),（,）,2.功率,(Kw),Q生产率，t/hH输送高度m传动机构效率阻力系数，对谷物=5.57.5，对食盐=6.58.3,水平螺旋输送机与垂直螺旋输送机的比较,水平垂直工作原理 重力摩擦力离心力摩擦力螺旋转速较低较高充填系数较低可高生产率功率,第四节 港口螺旋式装卸机械,一、螺旋式卸车机 1.构成：旋转、摆动、起升机构、机架、大车行走机构。2.工作过程：要求侧开门敞开，螺旋卸车机开到车厢端部，大车行走，使螺旋由车厢一端移动到另一端，将散货逐层由车厢侧面卸出。,二、垂直螺旋卸船机,1.构成：门架（portal）转台（slewing tower）、水平螺旋（horizental screw）、垂直螺旋（vertical screw）、喂料器（feeder）驾驶室（cabin）,2.取料装置：,工作原理：外挖掘螺旋套管与给料器螺钉联结；其旋向于垂直螺旋杆方向相反；其作用：松散物料；外围物料流动向下。,3.特点：,适用范围广 生产率利用系数高；a.充填系数高；b.接近满载。环境污染小；结构简单。,
