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螺旋供料器結(jié)構(gòu)簡單，密封性能 好,操作安全方便，制造成本低，能均 勻、連續(xù)地按設(shè)計速度要求供料，并能. 通過改變其運動參數(shù)達(dá)到較精確地調(diào) 節(jié)物料流量的目的，因而應(yīng)用廣泛。我 們在設(shè)計面粉包裝機的供料器時，選定 螺旋供料器作為該類面粉包裝機的供 料器。為保證包裝機稱量的精度和速 度.同時兼顧整機性能及制造成本，針 對面粉這種物料的底動性較差、容易含 氣及易壓結(jié)等特點.對螺旋供料器進行 了分析研究.并在設(shè)計中采用了相應(yīng)的 改進措施，現(xiàn)將有關(guān)設(shè)計簡介如下。

1工作原理

根據(jù)包裝機對供料速度和精度的 要求，螺旋供料器設(shè)計成一大一小的雙 螺旋型式,大螺旋作粗供料用，小螺旋 主要作精供料用。大小螺旋的啟停由

S1自道應(yīng)趨制簡線          時間

包裝機控制系統(tǒng)根據(jù)供料參數(shù)設(shè)置及 稱重變化情況，按自適應(yīng)方式自動調(diào)

 

供料器的一個工作循環(huán)是（見圖 1）:秤斗卸空關(guān)門后，大小螺旋同時啟 動.向秤斗供料,當(dāng)達(dá)到稱重量80% ~ 90 %時，大螺旋停機，小螺旋繼續(xù)供料; 至目標(biāo)重量時,小螺旋也停機；秤斗穩(wěn) 定后開門卸料.卸料完畢關(guān)門。重復(fù)此 工作循環(huán)，保證包裝機的連續(xù)工作。

2物料的運動分析及螺族設(shè)計

由于物料本身的重力及其對輯糟 內(nèi)壁和螺旋表面的摩擦力作用,物料在 螺旋供料器中的運動，除向前輸送的軸 向運動外,還具有徑向的圓周方向的運 動。設(shè)螺旋為標(biāo)準(zhǔn)的等嫌距、等直徑、 直母線螺旋、螺旋面升角a,螺旋供料器 內(nèi)充滿了物料。以距離螺旋軸線r處 的物料顆粒A作為研究對象.進行運動 分析（見圖2）。

 

'圖2蝶叢面作用在物料A上的力

旋轉(zhuǎn)螺旋面作用在物料顆粒A上 的力為P.由于摩擦的原因,P力方面與 螺旋面的法線方向偏離了 B角邙的大 小由物料對螺旋面的摩擦簡P及由旋 面的表面粗糙程度決定,對于一般加工 良好的螺旋面，忽略其表面粗糙程度對 B角的影響，可認(rèn)為B宀p。P力可分解 為法向分力P,和切向分力旦。

物料顆粒A在P力作用下，在料AT 中進行著一個復(fù)合運動，即沿軸向前 進,又沿徑向旋轉(zhuǎn)，如圖3所示，既有軸 向速度U,,又有圓周速度電，其含速度

設(shè)螺旋轉(zhuǎn)速為則物料題粒A的 運動速度可由圖3中的三角形ABC關(guān) 系求遂

 

S3物料運動速度

v cosp = AB sina

、AB= 2irm/60

, 2xrn v sim
OU C06p

則 Vj = w sin( a + p)

_ 2ffrn x 業(yè)i(口 + R)X sin，

60                cosp

以摩擦系數(shù)R=tgp代入得：

i>2 =專訐 X gina(sina ♦ pcasa)

g                          1

由于 tgfa =方插 X sin« =—            -

 

式中3S~«距

再代入前式,整理可得：

_ Sn H， 2ffr ■

同理，可得1

 

據(jù)此,可得出物料原粒在螺距不變 時，軸向速度處與圖周速度U2隨半徑r 而變化的曲線圖（圖4）。

圏5聲機結(jié)椅

 

 

 

 

■XmiTi rr

由圖4可見,電在半徑長度范圍內(nèi) 不是常數(shù)，因此.物料在螺旋內(nèi)的運移 過程中要產(chǎn)生相對滑動。r/i線右邊的 變化規(guī)律是：靠近摞旋軸的物料的電 比外層的大.而處卻比外層的小；反 之、通離螺旋軸的物料的_U1大、電小。 這將使內(nèi)層物料較快的繞軸轉(zhuǎn)動.較早 地到達(dá)表面，因而產(chǎn)生了一個附加的物 料值,這不但對物料輸送造成不良影 響，同時也増加了摞旋功率的消耗■

針對這一問題,可果用將直母線摞 旋面改為彎曲母線螺旋面的措施,即將 螺旋面靠近螺旋軸部分的升的設(shè)計為 正a,而在靠近槽壁處部分的升角設(shè)計 為負(fù)。.這可增加內(nèi)層物料對外層物料 的壓力和摩擦力，迫使螺旋軸附近的附 加物料流適當(dāng)減少，還可使外層物料對 槽壁的壓力降低.咸弱能量消耗和軸向 輸送速度的降低。怛這種措施的映點 是:螺旋制造較困難，增加加工成本。

物料在料槽中的填充系數(shù)中也影 響輸送過程和能量消耗。當(dāng)填充系數(shù) 較小時、物料堆積的高度較低，大部分 物料靠近槽壁，因而具有較-高的軸向速 度和較低的圓周速度，物料,顆粒在輸送 方向上的運動要比圓周方向顯著得多 ，運動的滑移面幾乎平行于輸送方向。 這時垂直于輸送方向的附加物料流減 弱、能量消耗降低；相反，當(dāng)填充系數(shù) 較高時，物料運動的滑移面很陡.其在 圓周方向的運動將比笹送方向的運動 強,這將導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能 量的消耗。可見.填充系數(shù)適當(dāng)取小值 較有利。

螺距的大小也影響物料的輸送過 程,進料量不變時.摞距改變，物料運動 的滑移面也隨著改變.這也將導(dǎo)致物料 運動速度分布的變化。從圖2可知物 料顆料A所受螺旋面在軸向的作用力 P«為：

P銀=Peosta + 臼）=Poos（a + p）

為使P箱〉。,必須滿足aV — p, 因為,「顧=£處的a最大W為螺旋軸 的直徑），PM最小，所以，最大許用螺距 j可由下式求得：

-p）

*此外.還應(yīng)考慮物料顆粒運動速度 各分量間的合理分布問題，既要使物 料顆粒具有盡可能大的軸向轆送速度. 同時，又要使各點的軸向速度均大于圓 周速度.即也〈由，由此可得：

整理可裡\3<2眾皿廿-時，因此 處2r= D（在摞旋圓周姓），故可將上式 寫為：

S丄WirDtg（號-p）

綜合分析螺旋面、螺距及填充系數(shù) 對物料輸送過程的影響可見，將直母線 螺旋改為彎曲母線螺旋面的對策,會造 成設(shè)計及制造的困難，増加成本，不宜 釆用。仍保持直母線摞旋面不變,螺旋 外徑不變，只改變螺距和填充系數(shù)的設(shè) 計對策比較可取。為此,決定根據(jù)物料 狀況將螺旋設(shè)計成不等距摞旋，為改 善物料速度各分量間的分布狀況，參考 上述公式計算出來的螺距§也和S'g 值，按大填充系數(shù)取小螺距值,小填充 系數(shù)取大螺距值的原則逐段設(shè)計螺旋 的摞距.

螺旋供料器進料口一般聯(lián)接在料 倉出口，該處物料填充系數(shù)可達(dá)0.8~ 0.9,即基本上充滿了物料.因此，在進 料段的螺旋的3/4長度上設(shè)計了小摞 距，以減少附加物料,降低功率消耗。 而在出料段設(shè)計了大螺距，以降低填充 系數(shù)、改善物料運動狀況。這樣的設(shè)計 可防止物料壓實結(jié)塊，利于物料的均勻 供料，保證稱量精度。為便于加工制造 和物料運動狀態(tài)的平穩(wěn)過渡，在小螺距 和大螺距之間又設(shè)計了丄個中間螺距 過渡段。這樣，制造簡單易行，加工成 本與標(biāo)準(zhǔn)型螺旋相比相差無幾。

3其他改進措施

螺旋供料器設(shè)計中還參考有關(guān)樣 機,釆取了其他一些改進措施：

〔1）為避免面粉在輸送過程中可能 產(chǎn)生的氣塞、氣泡現(xiàn)象，保證供料速度 及均勻性.在機殼的進料口段設(shè)計了 一 個拌氣小段（冕圖5）,即在螺旋進料段 的端部分隔出一小段空間.上面蓋上含 透氣孔的蓋板2,這一小段螺旋中無物 料進入,專供面粉中的夾帶氣體排放之 用。在機殼的出料口上部也設(shè)置有一 個透氣孔罩4,以排除面粉在輸送及卸 料過程中夾帯的氣體；

（2）為防止面粉結(jié)塊而造成的供料 不均勻或?qū)Τ佣返臎_擊振動，在大小摞 旋輔上分別加裝了松料附件1和3【見 圖5"該附件各為一組打爪.固定在大 小螺旋的卸料端.可將螺旋輸送來的粉 料打散，使之均勻連續(xù)地撤入秤斗中 部,保證稱量的精度；

〔3）大小螺旋分別采用了兩組獨立 的傳動系統(tǒng)，包括電動機、咸速裝置及 有關(guān)構(gòu)件等。為保證啟停準(zhǔn)確，選用制 動型電機.工作于頻繁啟停狀態(tài)。

 

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