一款螺旋輸送式散裝飼料運輸車

季寶全

唐山亞特專用汽車有限公司 河北唐山 063000

一款螺旋輸送式散裝飼料運輸車

季寶全

唐山亞特專用汽車有限公司 河北唐山 063000

為解決普通散裝物料運輸車輸送大顆粒飼料氣力困難，易造成管道堵塞的問題，開發了一款螺旋輸送式散裝飼料運輸車。介紹了該車的總體設計與布置，并詳細介紹了螺旋輸送機的螺旋設計及計算方法。經驗證，該螺旋輸送式散裝飼料運輸車動力強勁，能夠滿足各種性狀飼料輸送的使用要求。

散裝飼料運輸車 螺旋輸送機 輸送能力

1 前言

散裝飼料經機械加工而成，其顆粒性狀不一。當運輸飼料顆粒直徑大于5 mm、長度大于9 mm、密度為500 kg/m3左右的大顆粒飼料時，采用普通的散裝物料運輸車氣力輸送較為困難，極易造成管道堵塞，影響正常輸送。為解決這一難題，特研發了一款螺旋輸送式散裝飼料運輸車，其動力強勁，對顆粒狀及粉狀飼料均能良好輸送。

2 散裝飼料運輸車的總體設計

2.1 總體布局

散裝飼料運輸車是在普通載貨汽車底盤的基礎上，加裝散裝飼料運輸專用設備的專用車輛。其中散裝飼料運輸設備主要由罐體總成、水平卸料輸送系統、垂直卸料輸送系統、自由俯仰旋轉卸料系統組成。散裝飼料運輸車罐體可根據不同要求將飼料箱分隔為幾個小倉室，倉室內裝有流板，以實現幾種飼料同時運輸。在罐體的頂部開有幾個裝料罐口，罐口蓋設有防雨槽。罐體底部設有放料閘門，在閘門下方安裝水平螺旋輸送器（即水平攪籠），在罐體的后部設置垂直螺旋輸送器（即垂直攪籠），在罐體頂部安裝一根自由俯仰回轉活動攪籠，上述三根攪籠通過關節相連通，形成完整的裝/卸料系統，如圖1、2所示。

2.2 螺旋輸送器的動力驅動方式

散裝飼料運輸車螺旋輸送器的攪籠驅動和自由螺旋輸送器俯仰回轉驅動均可采用液壓驅動和電動機驅動兩種方式。采用液壓驅動時，汽車變速箱取力器輸出動力傳遞至液壓泵驅動液壓系統，液壓馬達帶動螺旋輸送器的攪籠葉片旋轉，經活動螺旋輸送器將飼料卸出。同時，液壓馬達還可驅動活動攪籠自由回轉和伸縮油缸，可將活動攪籠抬升俯仰，以調整卸料位置及高度。而電動機驅動結構簡單，但現場要備有外接電源，使用不便。

3 螺旋輸送器的卸料能力

3.1 輸送機理

3.1.1 水平螺旋輸送機理

物料在重力和機槽間的摩擦力作用下，在機槽下部的物料不隨螺旋體旋轉，在旋轉螺旋葉片推動下向前移動，達到輸送物料的目的。

3.1.2 垂直螺旋輸送機理

垂直螺旋轉速比水平螺旋轉速高，加入的物料在離心力的作用下與機殼產生摩擦力，該摩擦力阻止物料隨螺旋葉片一起旋轉，克服了物料下降的重力，實現物料垂直輸送。垂直螺旋一般小于8 m，并有水平螺旋喂料，以保證必要的進料壓力。

3.2 螺旋輸送器水平卸料能力

3.2.1 螺旋輸送器水平輸送能力計算

選取通用冷軋螺旋葉片直徑D=270 mm，依據螺旋水平輸送能力計算公式[1]：

式中，Q為輸送能力，t/h；k為物料特性系數，取k=0.042；φ為填充系數，取φ=0.4；c為傾角系數，取c=1；ρ為物料堆密度，取ρ=0.5t/m3；D為螺旋軸直徑，D=0.27 m。

將上述數值代入公式(1)，計算得出螺旋輸送器水平輸送能力Q=20.9 t/h，即348 kg/min。

3.2.2 水平螺旋轉速的確定

水平螺旋軸轉速不宜過高，以免物料受過大切向力而被拋起，不能正常向前輸送。在輸送量不變的情況下，選擇較低螺旋轉速可延長螺旋輸送器壽命。

依據水平螺旋轉速計算公式[1]：

式中，n為水平螺旋轉速，r/min；A為物料綜合系數，取A=50～70。

將數值代入公式(2)，計算得出水平螺旋轉速范圍為96～135 r/min。

3.2.3 水平螺旋所需功率

依據水平螺旋所需功率計算公式：

式中，P1為水平螺旋功率，kW；L1為水平螺旋軸長度，設計L1=9.5 m； ω1為物料阻力系數，谷物取ω1=1.5；k為功率備用系數，取k=1.4；Q為輸送能力，Q=20.9 t/h。

將上述數值代入公式(3)，計算得出理論水平螺旋輸送所需功率P1=1.14 kW。

3.3 螺旋輸送器垂直卸料能力

3.3.1 垂直螺旋臨界轉速

垂直螺旋轉速應大于臨界轉速，根據垂直螺旋臨界轉速計算公式[2]：

式中， no為垂直螺旋臨界轉速，r/min；α為螺旋葉片螺旋角，推薦值α=15°；ρ為物料與螺旋表面摩擦角，飼料取ρ=18.5°；g為重力加速度，g=9.8 m/s2；f為物料與機殼摩擦系數，飼料取f=0.385；r為物料距轉軸中心的平均半徑，m，計算得r=0.106 7 m。

將上述數值代入公式(4)，計算得出垂直螺旋臨界轉速no=120 r/min。

3.3.2 垂直螺旋所需功率

依據垂直螺旋所需功率計算公式[2]：

式中，P2為垂直螺旋功率，kW；ω2為垂直物料阻力系數，谷物取ω2=7；H為垂直螺旋高度，設計高度H=3.2 m。

將上述數值代入公式(5)，計算得出垂直螺旋輸送所需功率P2=1.78 kW。

3.4 卸料螺旋功率

因卸料螺旋最大抬升傾角可達75°，因此將其按垂直螺旋計算其功率即可。

卸料螺旋功率計算公式可借鑒公式(5)，最終計算得出卸料螺旋輸送所需功率P3=4.07 kW。

經過上述計算可知，該型散裝飼料運輸車動力強勁，能夠滿足各種性狀飼料輸送的使用要求，卸料系統經長期驗證工作可靠穩定。

4 結語

該螺旋輸送式散裝飼料運輸車通過液壓系統及PLC系統控制可實現全自動化操作，無需人工上料和出料，操作簡單。其總體設計與布置及螺旋輸送機的螺旋設計及計算方法，可為同類散裝飼料運輸車產品的設計提供參考。

[1] 袁紐.運輸機械設計選用手冊[M].北京∶化學工業出版社,1999.

[2] 王鷹.連續輸送機械設計手冊[M]. 北京∶中國鐵道出版社,2001.

A Screw Conveyed Bulk Feed Transport Truck

JI Bao-quan

Regarding the difficulty of pneumatic transmission for bulk feed which would stem the channel, the screw conveyed bulk feed transporter was developed. The overall design and layout of the vehicle was introduced and the design method and calculation method of screw was elaborated. The power of screw conveyed bulk feed transporter was excellent and can meet the requirement of several kind of feed transport after test.

bulk feed transport truck; screw conveyor; transmission capacity

U469.6+1.02

A

1004-0226(2015)06-0100-02

季寶全 ， 男 ， 1972年生 ，高級工程師， 現從事專用汽車研發與技術管理工作。