飼料螺旋輸送機參數(shù)設(shè)計探討

劉明明 李江鵬

摘 要 螺旋輸送機是飼料廠生產(chǎn)工藝流程中的重要輸送設(shè)備，本文以20T/h產(chǎn)量顆粒飼料輸送機為例，來探討飼料螺旋輸送機的螺旋葉片直徑及螺距、螺旋軸轉(zhuǎn)速、驅(qū)動功率等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計過程，為解決類似物料輸送產(chǎn)品設(shè)計提供應(yīng)用參考。

關(guān)鍵詞 飼料;螺旋輸送機;設(shè)計;關(guān)鍵參數(shù)

隨著畜牧業(yè)快速地發(fā)展，其對飼料需求量也日益增加，飼料生產(chǎn)過程中物料的輸送問題成為飼料行業(yè)急需解決的問題。螺旋輸送機是一種利用螺旋的旋轉(zhuǎn)運動，使物料連續(xù)向前運輸?shù)臋C械設(shè)備，它能夠?qū)崿F(xiàn)水平、傾斜、垂直運輸，具有適應(yīng)性強、安裝使用方便等優(yōu)點，其廣泛應(yīng)用于糧食、飼料、化工、水泥、食品等行業(yè)[1]。但是螺旋輸送機結(jié)構(gòu)差異大、設(shè)計參數(shù)多、不同行業(yè)輸送的物料特性不同、輸送使用要求也各異。尤其對一些關(guān)鍵參數(shù)計算，選擇和組合不當，會嚴重影響螺旋輸送機的輸送效率和性能。

1飼料螺旋輸送機功能參數(shù)要求

本文以20T/h產(chǎn)量顆粒飼料輸送機為例，來探討關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計計算過程，具體功能參數(shù)要求如表1所示。

表1 螺旋輸送機功能參數(shù)要求

2飼料螺旋輸送機關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計

2.1 螺旋葉片直徑及螺距計算

對于螺旋輸送機輸送量為：

式中，Q為螺旋輸送機輸送量（T/h），F(xiàn)為機槽內(nèi)飼料層橫截面積（m2），V為飼料在機槽中的軸向移動速度（m/s），ρ為飼料密度（T/m3），C為傾角系數(shù)，本設(shè)計螺旋輸送機為水平安裝，取C=1[2]。

式中，為填充系數(shù)，D為旋轉(zhuǎn)葉片直徑。

飼料為顆粒型物料，流動性好，通常不考慮飼料螺旋軸向阻滯的影響 ，故飼料在機料槽內(nèi)的軸向移動速度為：

式中，S為螺旋葉片的螺距（m），n為螺旋軸轉(zhuǎn)速（m/s）。

由公式（2-1）、（2-2）、（2-3）綜合可得：

由公式（2-4）并結(jié)合表1提供的功能參數(shù)，需要完成未知參數(shù)設(shè)計項有：D螺旋葉片直徑，S為螺旋葉片的螺距以及n為螺旋軸轉(zhuǎn)速。

螺旋葉片直徑設(shè)計計算公式為：

式中，K為物料綜合特性系數(shù)[3]，由參考文獻3可查閱，對于粒狀谷物類K取值為0.049，其余參數(shù)含義同上。計算的螺旋葉片直徑D應(yīng)圓整為下列標準螺距直徑[3]：150mm，200mm，250mm，300mm，400mm，500mm，600mm。本次設(shè)計圓整取D值為250mm。

螺旋葉片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的輸送過程。一般對于實體式螺旋葉片取S=0.8D，所以螺旋葉片螺距S=200mm。

2.2 螺旋軸轉(zhuǎn)速計算

螺旋軸轉(zhuǎn)速對輸送量影響較大，一般情況下，旋轉(zhuǎn)速度越高，輸送量越大，反之則越小[3]。如果速度超過一定極限時，物料會因離心力沿著切向拋起，不能對物料起到推動作用。

式中，nj為螺旋軸極限轉(zhuǎn)速（r/min），A為物料綜合系數(shù)，查閱參考文獻3，A值為50。

2.3 驅(qū)動功率計算及電機選型

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。螺旋軸的功率[4]：

式中，P0為螺旋軸所需功率（kW），μ0為物料阻力系數(shù)，查閱參考文獻4，飼料μ0取值2.5，Lh為螺旋工作長度的水平投影（m），H為螺旋工作長度的垂直投影長度（m），其余參數(shù)含義同上。

驅(qū)動電機功率：

式中，Ph為電動機驅(qū)動功率（kW），k為功率備用系數(shù)（k=1.2-1.4），η為驅(qū)動裝置總傳動效率，一般取值0.9～0.94[5]。根據(jù)上述計算已知：電機功率為1.41kW，轉(zhuǎn)速為100r/min，選取減速電機型號為擺線針輪減速機，型號為：BWD11-11-1.5。

3結(jié)束語

本文以20T/h產(chǎn)量顆粒飼料輸送機為例，分別探討了螺旋葉片直徑及螺距計算、螺旋軸轉(zhuǎn)速計算、驅(qū)動功率計算等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計過程以及這些關(guān)鍵參數(shù)計算過程中涉及的有關(guān)公式參數(shù)選型方法。經(jīng)設(shè)備現(xiàn)場試驗證明，這種方法設(shè)計的螺旋輸送機能夠有效解決飼料顆粒運輸問題。

參考文獻

[1] 李超，馬鳳坤.螺旋輸送機的設(shè)計[J].鹽科學(xué)與化工，2012，46（4）：51-53.

[2] 梁庚煌.輸送機械手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983：93-94.

[3] 范祖堯.現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996： 138-142.

[4] 賈朝斌，程珩.螺旋輸送機參數(shù)化設(shè)計方法研究 [J].機械設(shè)計與制造，2015（4）：206-213.

[5] 張殿印.除塵工程設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：217.

作者簡介

劉明明（1986-），男，山東臨沂人;學(xué)歷：碩士研究生，職稱：講師，現(xiàn)就職單位：山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院機械電子工程學(xué)院，研究方向：新型機械與機電設(shè)備。