飼料螺旋輸送機參數設計探討

劉明明 李江鵬

摘 要 螺旋輸送機是飼料廠生產工藝流程中的重要輸送設備，本文以20T/h產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、螺旋軸轉速、驅動功率等關鍵參數設計過程，為解決類似物料輸送產品設計提供應用參考。

關鍵詞 飼料;螺旋輸送機;設計;關鍵參數

隨著畜牧業快速地發展，其對飼料需求量也日益增加，飼料生產過程中物料的輸送問題成為飼料行業急需解決的問題。螺旋輸送機是一種利用螺旋的旋轉運動，使物料連續向前運輸的機械設備，它能夠實現水平、傾斜、垂直運輸，具有適應性強、安裝使用方便等優點，其廣泛應用于糧食、飼料、化工、水泥、食品等行業[1]。但是螺旋輸送機結構差異大、設計參數多、不同行業輸送的物料特性不同、輸送使用要求也各異。尤其對一些關鍵參數計算，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要求

本文以20T/h產量顆粒飼料輸送機為例，來探討關鍵參數設計計算過程，具體功能參數要求如表1所示。

表1 螺旋輸送機功能參數要求

2飼料螺旋輸送機關鍵參數設計

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為機槽內飼料層橫截面積（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，本設計螺旋輸送機為水平安裝，取C=1[2]。

式中，為填充系數，D為旋轉葉片直徑。

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為螺旋軸轉速（m/s）。

由公式（2-1）、（2-2）、（2-3）綜合可得：

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

螺旋葉片直徑設計計算公式為：

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

螺旋軸轉速對輸送量影響較大，一般情況下，旋轉速度越高，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為螺旋軸極限轉速（r/min），A為物料綜合系數，查閱參考文獻3，A值為50。

2.3 驅動功率計算及電機選型

螺旋輸送機的驅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，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），其余參數含義同上。

驅動電機功率：

式中，Ph為電動機驅動功率（kW），k為功率備用系數（k=1.2-1.4），η為驅動裝置總傳動效率，一般取值0.9～0.94[5]。根據上述計算已知：電機功率為1.41kW，轉速為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結束語

本文以20T/h產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、螺旋軸轉速計算、驅動功率計算等關鍵參數設計過程以及這些關鍵參數計算過程中涉及的有關公式參數選型方法。經設備現場試驗證明，這種方法設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.螺旋輸送機的設計[J].鹽科學與化工，2012，46（4）：51-53.

[2] 梁庚煌.輸送機械手冊[M].北京：化學工業出版社，1983：93-94.

[3] 范祖堯.現代機械設備設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1996： 138-142.

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

[5] 張殿印.除塵工程設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2010：217.

作者簡介

劉明明（1986-），男，山東臨沂人;學歷：碩士研究生，職稱：講師，現就職單位：山東農業工程學院機械電子工程學院，研究方向：新型機械與機電設備。