螺旋给料器的设计样本

5螺旋给料器设计给料设备给料精度是影响称量精度重要因素，小料称量上使用给料设备规定可以将粉料均匀、定量地给进料斗，并要依照所称量粉料料量拟定加料时间周期长短和加料速度大小。

因此要依照所需要加料时间周期和加料速度设计和选用恰当给料设备。

普通小料称量上使用给料设备重要有两种形式，螺旋给料器和电磁振动给料器。

由于橡胶行业原料中小剂量化学添加剂料性都不太好，并且粒度较小、吸水性较强、比较粘，因此选取螺旋给料器比较适当。

设计螺旋给料器时要依照料量大小来选取螺旋直径和螺旋转速。

由于小料称量上使用螺旋给料器与其她场合使用螺旋输送机不同，小料称量在保证给料量和给料速度前提下，重点规定是给料精度，因此本课题设计为变螺距变直径双螺旋给料器。

5.1螺旋给料器分类及构造特性1）螺旋给料器螺旋叶片有实体螺旋面型、带螺旋面型及叶片螺旋面型三种。

实体螺旋面成为S制法，其螺旋节距GX型为叶片直径0.8倍，合用于输送粉状和粒状物料。

带式螺旋面又称D制法，其螺旋节距与螺旋叶片直径相似，合用输送粉状及小块物料。

叶片式螺旋面应用较少，重要用于输送粘度较大和可压缩性物料，输送过程中，同步完毕搅拌、混合等工序，其螺旋节距约为螺旋叶片直径1.2倍。

2）螺旋给料器螺旋叶片有左旋与右旋两种旋向。

3）螺旋给料器类型有水平固定式螺旋给料器、垂直是螺旋给料器。

水平固定式螺旋给料器是最惯用一种形式。

垂直式螺旋给料器用于短距离提高物料，输送高度普通不不不大于8m，螺旋叶片为实体面型，它必要有水平螺旋喂料，以保证必要进料压力。

4）螺旋给料器物料出口端，应设立1/2~1全反向螺旋片，防止物料堵塞端部轴承。

5）螺旋给料器由给料器主体、给料器护罩、破拱装置及驱动装置四大某些构成。

给料器主体由筒体、大小变距螺杆、大小齿轮、大小链轮、及盖板构成。

5.2螺旋给料器工作原理螺旋给料器运用螺旋叶片螺旋轴旋转，使物料产生沿螺旋面相对运动，物料受到料槽或输送管壁摩擦力作用不与螺旋一起旋转，从而使物料轴向推动，实现物料输送。

该双螺旋给料器重要用于对称量精度规定较高小料给料。

大、小螺旋分别由两台电机驱动，大螺旋作用是加快给料速度，小螺旋重要作用是保证下料精度。

双螺旋给料器给料能力取决于大螺旋设计参数。

初给料时大小螺旋同步送料，称量过程中，当称重物料值达到设定称量值98%时，大螺旋停止送料，小螺旋单独将剩余物料送完。

本次设计双螺旋给料器应用于密炼机上辅机系统中小料称量加料系统。

在称量过程中，称量精度重要取决于双螺旋给料器，称量料仓出口与螺旋给料器供料口直接相连。

5.3螺旋给料器构造改进设计（a）螺距恒定状况（b）螺距沿卸料方向逐渐增大状况图5-1 螺旋距对料仓流型影响Fig.5-1 Impact of spiral distance to the flow of silo在本设计中，螺旋给料器构造上有如下改进：1）采用变螺距螺杆进行物料输送，螺距逐渐变大，物料就不容易被压实、结块。

由图5-1中所示，在螺距恒定期[29]，料仓下料区域只位于螺旋轴后方，而有一某些区域为粉料流动死区。

这样会导致粉料在料斗处流动能力变差，某些粉料也会长时间积聚于此。

为了变化粉体粉料流动性，将螺杆螺距沿沿卸料方向逐渐增大，这样可将料仓漏斗流改为整体流，同步还可以有效防止气化后粉料从料仓中向外涌料。

2）采用一种大螺杆和一种小螺杆组合形式，螺杆采用空心钢管，螺杆外部焊接螺旋钢片构成螺旋。

在开始时大小螺杆同步工作，在结束阶段只有小螺杆工作，在一定限度上提高了加料精度。

3）由于粘性粉料容易成拱，为防止结拱浮现，增长了破拱装置与螺旋给料器配合。

在螺旋给料器进料端增长破拱轴，轴上安装有破拱拐，运用破拱轴带动破拱拐转动，实现粉料破拱。

构造如图5-2和图5-3所示。

图5-2 破拱装置二维示意图Fig.5-2 2d schematic diagram of arch breaker device图5-3 破拱装置三维示意图Fig.5-3 3d schematic diagram of arch breaker device 5.4螺旋给料器重要设计参数分析与拟定对于螺旋给料器，其给料能力可按下式计算[30]：2147n Q D S ρϕ=（5-1）式中：Q —螺旋给料器给料能力，/t h ；D —螺旋直径，m ；S —螺距，m ；n —螺旋转速，/min r ；1ρ—粉料堆积密度，3/t m ；ϕ—物料填充系数。

由上式可以看出，当物料给料量Q 拟定后，可以调节外径D ，螺距S ，螺旋转速n 和填充系数ϕ四个参数来满足Q 规定。

双螺旋给料器给料能力为左右螺旋给料能力之和。

5.4.1螺旋直径设计计算螺旋叶片直径是螺旋给料器重要参数，直接关系到给料器生产量和构造尺寸。

普通依照螺旋给料器生产能力、输送物料类型、构造和布置形式拟定螺旋叶片直径，由5-2式可得出螺旋叶片直径计算公式：2.51Q D K C ϕρ≥•• (5-2)式中：Q —螺旋给料器给料能力，/t h ；K —物料综合特性系数；ϕ—物料填充系数，粉料ϕ=0.4~0.5；1ρ—粉料堆积密度，3/t m ；C —倾角系数。

1）大螺旋直径设计计算初定大螺旋给料量0.975/Q t h =，物料综合特性系数0.0415K =，物料填充系数0.5ϕ=，粉料堆积密度310.35/t m ρ=，螺旋给料器水平布置时倾角0β=，倾角系数 1.0C =。

将以上数据带入公式5-2中得：2.50.9750.041582.50.50.35 1.0D mm ≥⨯=⨯⨯ 圆整后取130D mm =，大螺旋直径如图5-4所示。

图5-4大螺旋构造图Fig.5-4 Structure of big helix2）小螺旋直径设计计算初定小螺旋给料量0.569/Q t h =，0.0415K =，0.5ϕ=，310.35/t m ρ=， 1.0C =将以上数据带入公式5-2中得：2.50.5690.041566.50.50.35 1.0D mm ≥⨯=⨯⨯ 圆整后取70D mm =，小螺旋直径如图5-5所示。

图5-5小螺旋构造图Fig.5-5 Structure of small helix5.4.2螺距S 设计计算螺距不但决定着螺旋升角，还决定着在一定填充系数下物料运营滑移面，因此螺距大小直接影响着物料输送过程。

输送量Q 和直径D 一定期，螺距变化，物料运动滑移面随着变化，这将导致物料运动速度分布变化。

螺距应满足下列两个条件：即考虑螺旋面与物料摩擦关系以及速度各分量间恰当分布关系两个条件，来拟定最合理螺距尺寸。

普通可按下式计算螺距：1S K D =(5-3)对于原则输送机，普通螺距为10.8 1.0K =；当倾斜布置或输送物料流动性较差时10.8K ≤；当水平布置时，10.8 1.0K =。

在实际应用中，需要依照不同物料和不同螺距通过大量实验数据才干得出较为抱负成果。

此处由于输送物料流动性较差取10.8K ≤，因此大螺旋进料端螺距取63S mm =，出料端螺距取120S mm =。

如图5-6所示。

图5-6大螺旋螺距Fig.5-6 the pitch of big spiral小螺旋进料端螺距取34S mm=。

如图5-7所示。

=，出料端螺距取70S mm图5-7小螺旋螺距Fig.5-7 the pitch of small spiral5.4.3螺旋轴径设计计算螺旋轴径大小与螺距关于，由于两者共同决定了螺旋叶片升角，也就决定了物料滑移方向及速度分布，因此应从考虑螺旋面与物料摩擦关系以及速度各分量恰当分布来拟定最合理轴径与螺距之间关系[31]。

螺旋轴径与螺距关系应是输送功能与构造综合，在可以满足输送规定前提下，应尽量使构造紧凑。

由于螺旋输送机填充系数较低，只要保证接近叶片外侧物料具备较大轴向速度，且轴向速度不不大于圆周速度即可。

本次设计大、小螺杆由前轴头，后轴头，中间轴和螺旋叶片构成。

大、小螺杆构造如图5-10—图5-13所示。

由于这个设备输送物料为小料，并且输送量不是很大，因此对轴强度规定不是很高，为了节约材料以及尽量减轻设备总重量，中间轴采用空心轴，同步也提高了轴抗弯刚度，本设计采用是无缝钢管。

由于螺旋给料器应用在橡胶工业中，为了防止腐蚀，螺旋轴材料必要选用不锈钢。

对于中间轴径计算，推荐轴径计算公式为：d=(0.20.35)D～ (5-4)此处大螺杆中间轴径取40d mm=，进料端130d mm=。

如图5-8所示。

图5-8大螺杆轴径示意图Fig.5-8the schematic diagram of big helix blade diameter小螺杆中间轴径取32d mm=，进料端125d mm=。

如图5-9所示。

图5-9小螺杆轴径示意图Fig.5-9the schematic diagram of small helix blade diameter图5-10 大螺杆二维示意图Fig.5-10 2d schematic diagram of big helix图5-11 大螺杆三维示意图Fig.5-11 3d schematic diagram of big helix图5-12 小螺杆二维示意图Fig.5-12 2d schematic diagram of small helix图5-13小螺杆三维示意图Fig.5-13 3d schematic diagram of small helix 5.4.4 螺旋轴转速拟定表5-1惯用物料参数Tab.5-1 Material parameter物料粒度物料磨着性物料典型例子推荐填充系数特性系数K综合系数A粉状无磨着性半磨着性面粉、石墨、石灰纯碱0.35～0.40 0.0415 75粉状磨着性干炉粉、水泥、石膏粉、白粉0.25～0.30 0.0565 35粒状无磨着性半磨着性谷物、锯木屑、泥煤、颗粒状食盐0.25～0.35 0.0490 50粒状磨着性造型土、型砂、砂、成粒炉渣0.25～0.30 0.0600 30小块a<60mm 无磨着性半磨着性煤、石灰石0.25～0.30 0.0537 40小块a<60mm 磨着性卵石、砂岩、干炉渣0.20～0.25 0.0645 25中档及大块a>60mm 无磨着性半磨着性块煤、块状石灰0.20～0.25 0.0600 30中档及大块a>60mm 磨着性干粘土、硫矿石、焦炭0.125～0.20 0.0795 15固状粘性、易结块含水糖、淀粉质团0.125～0.20 0.071 20螺旋轴转速对给料量有较大影响。

普通说来，螺旋轴转速加快，给料器生产能力提高，转速过小则使给料器给料量下降。

但在满足给料能力条件下螺旋转速也不适当过高，以免物料会由于离心力过大而向外抛，以致无法输送。