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1、螺旋输送机喂料口几何形状对其性能的影响黄石茂(华南理工大学工业装备与控制工程系,广州,510640)摘要 本文针对螺旋输送机喂料口几何形状对其性能的影响进行了探讨。分析结果表明:改变喂料口的几何形状,可以减少物料的堵塞,提高输送能力。关键词 螺旋输送机;喂料口;形状;性能呈长条状,当物料从喂料口进入时,部分物料1 前 言落入螺旋叶片中被带走,部分物料则滞留在 造纸厂常用螺旋输送机输送原料和浆螺旋叶片外缘与外壳之间,引起堵塞。如果料。螺旋输送机在输送草类纤维原料时最常长条状物料能被完全切断,就可以落入螺旋见的故障是喂料口有部分原料不易加入到螺
2、叶片中送走;反之,将使物料堵塞在喂料口拐旋叶片中而造成堵塞现象。如果堵塞频繁,角处。不仅操作困难,降低输送能力,而且影响正常普通螺旋输送机的喂料口一般为矩形,生产。为了减少物料在喂料口的堵塞,有必其布置如图1所示。外壳上喂料口剪切刃要对喂料口的几何形状进行重新设计。本文CD垂直于螺旋轴线,螺旋叶片外缘轮廓线针对水平布置螺旋输送机喂料口几何形状对AB与剪切刃CD之间的夹角成钝角,物料在其性能的影响作了初步探讨。螺旋叶片外缘AB与剪切刃CD之间有滑移趋势,导致对物料剪切效果变差。相反,螺旋2 理论分析叶片与喂料口剪切刃之间的夹角变为锐角, 螺旋
3、输送机的输送能力是由螺旋的直如图2所示,就可以减少物料的滑移,增强螺径、节距、转速及被输送物料的尺寸、形状和旋叶片与喂料口剪切刃之间对物料的剪切作摩擦性质所决定。物料在喂料口喂入过程用。中,螺旋叶片推动物料前移。由于纤维原料 图1 普通螺旋输送机图2 剪切刃与螺旋线间成锐角 图3为螺旋叶片与喂料口剪切刃之间叶片外缘轮廓线,CD为喂料口剪切刃,ψ为的几何关系及物料受力情况。AB为螺旋螺旋角β,为螺旋叶片与喂料口剪切刃之间《广东造纸》 2000.No.341©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Lt
4、d.Allrightsreserved.的夹角。假设纤维原料滞留在螺旋叶片与间的夹角小于物料与螺旋叶片和喂料口剪喂料口剪切刃之间,螺旋叶片AB对物料的切刃的摩擦角之和时,物料才能被夹住。[3]作用力有正压力P和动摩擦力fp,喂料口根据资料介绍,风干草料与钢板的剪切刃CD对物料的作用力有正压力p1和静摩擦系数f1和动摩擦系数f分别为0.17静摩擦力f1p1,设坐标如图3所示,则物料～0.42和0.28～0.33,推荐平均值:f1=在螺旋叶片与剪切刃之间不滑移而被夹住0.35,f=0.3的条件是:作用在物料上的合力必须小于零0.3+0.35则
5、 tgβ==0.726或等于零,即:1+0.3×0.35β≈36°6Fx=psinβ-fpcosβ-f1p1≤0即螺旋叶片与喂料口剪切刃间的夹角6Fy=p1-pcosβ-fpsinβ≤0大约在36°左右,风干草料才被夹住不发生滑移。普通螺旋输送机的矩形喂料口剪切刃垂直于螺旋轴线,它与螺旋叶片的夹角大于90°,所以物料在其间必然产生滑移,造成部分物料未能及时被螺旋叶片带走而造成堵塞。如果把喂料口剪切刃与螺旋叶片的夹角变成锐角(风干草料约36°左右),则可防止物料的滑移,增强对物料的剪切作用,避免堵塞。3 实验[2] 国外有学者做过实验,实验用
6、螺旋输送机主要参数:螺旋角:17.7°,螺旋外径70mm,节距70mm,实验物料分别是自由流物料和纤维物料,喂料口剪切刃与螺旋轴线图3 剪切刃与叶片几何关系及物料受力图AB—螺旋叶片 CD—喂料口剪切刃的法线的夹角α分别取0°,28.5°、35.5°,45°,49°,实验结果见表1、2。表1α与自由流物料的生产率实验结果(转速40r/min)整理上述方程可得:f+f1α028.535.545.049.0tgβ≤1-ff1锯屑(生产率kg/min)1.3901.4231.4241.3801.360再将摩擦系数f和f1用与它相应的摩大麦(生产率k
7、g/min)3.93.9703.9703.8303.815擦角φ和φ1的正切代入,则得:tgβ≤tg(φ+φ1) 实验结果显示:改变喂料口几何形状,β≤φ+φ1喂入自由流物料,见表1,较之常规矩形喂式中β———螺旋叶片与喂料口剪切刃间的料口其输送能力无明显增加。对于长麦秸夹角;和干草,当α由0°增加到35°时,其平均生产φ———螺旋叶片与物料间的摩擦角;率最高增加50%左右。超过45°时,最大生φ1———喂料口剪切刃与物料间的摩擦产率开始下降。生产率最高时,比能耗最角。低。由此可知:螺旋叶片与喂料口剪切刃之42《广东造纸》 2000.No.
8、3©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.表2α与长麦秸及干草生产率、比能耗实
