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螺旋供料器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jì)速度要求供料，并能. 通過(guò)改變其運(yùn)動(dòng)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?cè)谠O(shè)計(jì)面粉包裝機(jī)的供料器時(shí)，選定 螺旋供料器作為該類面粉包裝機(jī)的供 料器。為保證包裝機(jī)稱量的精度和速 度.同時(shí)兼顧整機(jī)性能及制造成本，針 對(duì)面粉這種物料的底動(dòng)性較差、容易含 氣及易壓結(jié)等特點(diǎn).對(duì)螺旋供料器進(jìn)行 了分析研究.并在設(shè)計(jì)中采用了相應(yīng)的 改進(jìn)措施，現(xiàn)將有關(guān)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介如下。

1工作原理

根據(jù)包裝機(jī)對(duì)供料速度和精度的 要求，螺旋供料器設(shè)計(jì)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(jiǎn)線          時(shí)間

包裝機(jī)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(dòng)調(diào)

 

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

2物料的運(yùn)動(dòng)分析及螺族設(shè)計(jì)

由于物料本身的重力及其對(duì)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(yùn)動(dòng)，除向前輸送的軸 向運(yùn)動(dòng)外,還具有徑向的圓周方向的運(yùn) 動(dòng)。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(duì)象.進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 分析（見(jiàn)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(duì)螺旋面的摩擦簡(jiǎn)P及由旋 面的表面粗糙程度決定,對(duì)于一般加工 良好的螺旋面，忽略其表面粗糙程度對(duì) 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(jìn)行著一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即沿軸向前 進(jìn),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(yùn)動(dòng)速度可由圖3中的三角形ABC關(guān) 系求遂

 

S3物料運(yùn)動(dòng)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(shí)，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(jī)結(jié)椅

 

 

 

 

■XmiTi rr

由圖4可見(jiàn),電在半徑長(zhǎng)度范圍內(nèi) 不是常數(shù)，因此.物料在螺旋內(nèi)的運(yùn)移 過(guò)程中要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。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??；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(dòng).較早 地到達(dá)表面，因而產(chǎn)生了一個(gè)附加的物 料值,這不但對(duì)物料輸送造成不良影 響，同時(shí)也増加了摞旋功率的消耗■

針對(duì)這一問(wèn)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(jì)為 正a,而在靠近槽壁處部分的升角設(shè)計(jì) 為負(fù)。.這可增加內(nèi)層物料對(duì)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(duì) 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(diǎn) 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(guò)程和能量消耗。當(dāng)填充系數(shù) 較小時(shí)、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(yùn)動(dòng)要比圓周方向顯著得多 ，運(yùn)動(dòng)的滑移面幾乎平行于輸送方向。 這時(shí)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(shí)，物料運(yùn)動(dòng)的滑移面很陡.其在 圓周方向的運(yùn)動(dòng)將比笹送方向的運(yùn)動(dòng) 強(qiáng),這將導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能 量的消耗。可見(jiàn).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(guò) 程,進(jìn)料量不變時(shí).摞距改變，物料運(yùn)動(dòng) 的滑移面也隨著改變.這也將導(dǎo)致物料 運(yùn)動(dòng)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?yàn)?「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(yùn)動(dòng)速度 各分量間的合理分布問(wèn)題，既要使物 料顆粒具有盡可能大的軸向轆送速度. 同時(shí)，又要使各點(diǎn)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(shí)，因此 處2r= D（在摞旋圓周姓），故可將上式 寫為：

S丄WirDtg（號(hào)-p）

綜合分析螺旋面、螺距及填充系數(shù) 對(duì)物料輸送過(guò)程的影響可見(jiàn)，將直母線 螺旋改為彎曲母線螺旋面的對(duì)策,會(huì)造 成設(shè)計(jì)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(jì)對(duì)策比較可取。為此,決定根據(jù)物料 狀況將螺旋設(shè)計(jì)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(jì)算出來(lái)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(jì)螺旋 的摞距.

螺旋供料器進(jìn)料口一般聯(lián)接在料 倉(cāng)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(jìn) 料段的螺旋的3/4長(zhǎng)度上設(shè)計(jì)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(jì)了大螺距，以降低填充 系數(shù)、改善物料運(yùn)動(dòng)狀況。這樣的設(shè)計(jì) 可防止物料壓實(shí)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的平穩(wěn)過(guò)渡，在小螺距 和大螺距之間又設(shè)計(jì)了丄個(gè)中間螺距 過(guò)渡段。這樣，制造簡(jiǎn)單易行，加工成 本與標(biāo)準(zhǔn)型螺旋相比相差無(wú)幾。

3其他改進(jìn)措施

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

〔1）為避免面粉在輸送過(guò)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(jī)殼的進(jìn)料口段設(shè)計(jì)了 一 個(gè)拌氣小段（冕圖5）,即在螺旋進(jìn)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(wú)物 料進(jìn)入,專供面粉中的夾帶氣體排放之 用。在機(jī)殼的出料口上部也設(shè)置有一 個(gè)透氣孔罩4,以排除面粉在輸送及卸 料過(guò)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(dòng)，在大小摞 旋輔上分別加裝了松料附件1和3【見(jiàn) 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(lái)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(dú)立 的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)、咸速裝置及 有關(guān)構(gòu)件等。為保證啟停準(zhǔn)確，選用制 動(dòng)型電機(jī).工作于頻繁啟停狀態(tài)。

 

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