饲料螺旋输送机参数设计探讨

刘明明 李江鹏

摘 要 螺旋输送机是饲料厂生产工艺流程中的重要输送设备，本文以20T/h产量颗粒饲料输送机为例，来探讨饲料螺旋输送机的螺旋叶片直径及螺距、螺旋轴转速、驱动功率等关键参数设计过程，为解决类似物料输送产品设计提供应用参考。

关键词 饲料;螺旋输送机;设计;关键参数

随着畜牧业快速地发展，其对饲料需求量也日益增加，饲料生产过程中物料的输送问题成为饲料行业急需解决的问题。螺旋输送机是一种利用螺旋的旋转运动，使物料连续向前运输的机械设备，它能够实现水平、倾斜、垂直运输，具有适应性强、安装使用方便等优点，其广泛应用于粮食、饲料、化工、水泥、食品等行业[1]。但是螺旋输送机结构差异大、设计参数多、不同行业输送的物料特性不同、输送使用要求也各异。尤其对一些关键参数计算，选择和组合不当，会严重影响螺旋输送机的输送效率和性能。

1饲料螺旋输送机功能参数要求

本文以20T/h产量颗粒饲料输送机为例，来探讨关键参数设计计算过程，具体功能参数要求如表1所示。

表1 螺旋输送机功能参数要求

2饲料螺旋输送机关键参数设计

2.1 螺旋叶片直径及螺距计算

对于螺旋输送机输送量为：

式中，Q为螺旋输送机输送量（T/h），F为机槽内饲料层横截面积（m2），V为饲料在机槽中的轴向移动速度（m/s），ρ为饲料密度（T/m3），C为倾角系数，本设计螺旋输送机为水平安装，取C=1[2]。

式中，为填充系数，D为旋转叶片直径。

饲料为颗粒型物料，流动性好，通常不考虑饲料螺旋轴向阻滞的影响 ，故饲料在机料槽内的轴向移动速度为：

式中，S为螺旋叶片的螺距（m），n为螺旋轴转速（m/s）。

由公式（2-1）、（2-2）、（2-3）综合可得：

由公式（2-4）并结合表1提供的功能参数，需要完成未知参数设计项有：D螺旋叶片直径，S为螺旋叶片的螺距以及n为螺旋轴转速。

螺旋叶片直径设计计算公式为：

式中，K为物料综合特性系数[3]，由参考文献3可查阅，对于粒状谷物类K取值为0.049，其余参数含义同上。计算的螺旋叶片直径D应圆整为下列标准螺距直径[3]：150mm，200mm，250mm，300mm，400mm，500mm，600mm。本次设计圆整取D值为250mm。

螺旋叶片螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料的输送过程。一般对于实体式螺旋叶片取S=0.8D，所以螺旋叶片螺距S=200mm。

2.2 螺旋轴转速计算

螺旋轴转速对输送量影响较大，一般情况下，旋转速度越高，输送量越大，反之则越小[3]。如果速度超过一定极限时，物料会因离心力沿着切向抛起，不能对物料起到推动作用。

式中，nj为螺旋轴极限转速（r/min），A为物料综合系数，查阅参考文献3，A值为50。

2.3 驱动功率计算及电机选型

螺旋输送机的驱动功率是用于克服在物料输送过程中的各种阻力所消耗的能量。螺旋轴的功率[4]：

式中，P0为螺旋轴所需功率（kW），μ0为物料阻力系数，查阅参考文献4，饲料μ0取值2.5，Lh为螺旋工作长度的水平投影（m），H为螺旋工作长度的垂直投影长度（m），其余参数含义同上。

驱动电机功率：

式中，Ph为电动机驱动功率（kW），k为功率备用系数（k=1.2-1.4），η为驱动装置总传动效率，一般取值0.9～0.94[5]。根据上述计算已知：电机功率为1.41kW，转速为100r/min，选取减速电机型号为摆线针轮减速机，型号为：BWD11-11-1.5。

3结束语

本文以20T/h产量颗粒饲料输送机为例，分别探讨了螺旋叶片直径及螺距计算、螺旋轴转速计算、驱动功率计算等关键参数设计过程以及这些关键参数计算过程中涉及的有关公式参数选型方法。经设备现场试验证明，这种方法设计的螺旋输送机能够有效解决饲料颗粒运输问题。

参考文献

[1] 李超，马凤坤.螺旋输送机的设计[J].盐科学与化工，2012，46（4）：51-53.

[2] 梁庚煌.输送机械手册[M].北京：化学工业出版社，1983：93-94.

[3] 范祖尧.现代机械设备设计手册[M].北京：机械工业出版社，1996： 138-142.

[4] 贾朝斌，程珩.螺旋输送机参数化设计方法研究 [J].機械设计与制造，2015（4）：206-213.

[5] 张殿印.除尘工程设计手册[M].北京：化学工业出版社，2010：217.

作者简介

刘明明（1986-），男，山东临沂人;学历：硕士研究生，职称：讲师，现就职单位：山东农业工程学院机械电子工程学院，研究方向：新型机械与机电设备。