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螺旋给料机设计与制作中的注意要点

[发布日期:2018-09-03 11:41:00 浏览量:230 ]
 

        管式螺旋给料机是螺旋轴在密闭的圆管壳体内运转实现物料输送,俗称圆管绞龙”以下简称螺旋给料机),其结构及工作原理与螺旋输送机相同。适用于流动性好,无粘性或粘性小的无磨琢性或磨琢小的粉状、物料粒度不大于 50 mm 的粒状物料。因此螺旋给料机广泛应用于粮食加工及饲料工业的
配粉、配料系统中,安装在出仓,包装斗,配料(粉)仓下;油脂加工企业中用于浸出车间作为料封绞龙,阻止溶剂气体从浸出器和蒸脱机内外漏,降低溶剂消耗,减少不安全因素;也可用于油脂精炼车间脱色工段作为脱色剂定量绞龙。螺旋给料机进料段的负载能力为 100 %,通过螺旋叶片的结构(直径、螺距)的变化以及螺旋给料机转速的变化,调节物料的体积流量,使其卸出的物料量控制在所要求的范围内。螺旋给料机不仅可以水平安装,也可以在 0°~15°范围内倾斜安装,不仅可以在支承面上安装,也可以在空中吊装。因此,由其使用性质及其结构所具有的独特性,就决定了其在设计制作上也必须有一定的特殊要求。


1 螺旋给料机的结构与工作原理
1)螺旋给料机的结构
螺旋给料机的结构主要由进出料端轴承、头尾密封装置、螺旋轴、圆管壳体、进料斗、出料口、出料溢流口等组成,如图 1 所示。

图 1 螺旋给料机的结构

1. 进出料端轴承;2. 头尾密封装置;3. 螺旋轴;4. 进料斗;5. 圆管壳体;6. 出料溢流口;7. 出料口
 

2) 螺旋给料机的工作原理
给料机若采用普通满面式等螺距叶片,每段的输送能力相等,将导致整个给料机体内充满物料,很容易发生堵塞,如图 2(a)所示。若进料段长时,后段
则被前段叶片向后推送的物料充满,不再从进料斗内接受物料,物料在进料斗内就会形成静止的“死角”A。物料很容易在进料斗内结拱,甚至会造成给料仓(或给料设备)的堵塞。

图 2 螺旋给料机的工作原理

    螺旋给料机的正常工作状态如图 2(b)所示。其螺旋叶片由进料段、过渡段及输送段三部分组成,三段的状态各不相同,螺距由进料段至输送段逐渐增大,输送能力逐段增大即 g1由于过渡段的隔离作用,物料离开进料段后其流量不变,但物料在过渡段中仍处于充满状态。输送段的螺距大于过渡段,由于螺距的增大,物料的推送速度加快,使机体内物料的充满程度下降而处于松散状态,有利于物料的输送。

2 螺旋给料机的设计与制作

1)进料斗
在面粉企业和饲料加工企业,要保证配粉(料)比例,就必须保证给料机的恒定流量,才能保证配粉(料)的质量,这就要求进料斗 100 %的负载能力。进料口采用钣金放样,数控加工制作而成,制作精度高,连接过渡处比较平滑,不会造成物料残留,进料斗的制作方法如图 3 所示。
图 3 进料斗示意图
1. 连接口圈;2. 吊装托盘连接法兰;3. 进料口过体;4. 传感器护罩;5. 传感器接口

①给料机进料斗上口多与料仓联接,一般制作成圆形,下口与圆管壳体连接做成长方形且沿物料输送方向倾斜,这样既便于物料向前输送,又减少了物料在进料斗内结拱的机会。若给料机进料口与振动出仓器联接,应采用软连接,若给料机需要吊装时,需要增加与进料口法兰相配套的吊装托盘。
②为了便于控制,及时解决出现的问题,在进料口上缘处设置料位传感器口。若传感器为圆柱状,接口为内螺纹式,且在传感器接口上部设置一段与传感器长度相等的传感器护罩,护罩形式为角钢状,将传感器上部遮住。其目的是为了防止上部料仓内突然落下少量物料到传感器上,给传感器一个错误的信号,误以为进料斗内物料结拱堵塞。增加传感护罩后,只有进料斗内结拱后物料从下部漫上接触传感器时,传感器才会得到正确的信号进行报警或直接断电停机,以便操作人员及时进行处理,若传感器为电容式,则可以让过支架安装在视镜位置。
2)螺旋体
①螺旋叶片的制作。由于螺旋给料机螺旋轴变径叶片的加工难度大,通常以变螺距叶片的加工方式为主。进料段叶片螺距小且有几种不同螺距,所需的叶片数量也不同。因此,螺旋叶片常采用的是圆环形下料法制做。又因为采用缺角圆环法制做的叶片切去一个角后材料利用率降低,且每个缺角圆环焊接在一起拉制成的叶片,焊缝均在螺旋轴的同一水平面内,会造成整个螺旋体的质量不均匀,运转不平稳。而采用不缺角圆环法制成的叶片克服了缺角圆环法制做的缺点,不仅材料得到了充分利用,且叶片焊缝在螺旋轴的周围上均匀分布,螺旋体上质量分布均衡,不会在运转时产生明显的不平衡现象。因此螺旋叶片采用不缺角圆环法制作。a. 圆环下料尺寸的计算(单位 mm):设螺旋叶片直径为 D;转动轴直径为 d;叶片的螺距为 S;叶片的厚度 δ;圆环的外径D′;圆环内径 d′。
则:d′=√ˉ(πd)+S2 π+δ,
D′=d′+(D-d)-δ。
b. 给料机各叶片的螺距:通常情况下螺旋输送机叶片螺距采用推荐标准值。螺距 S=(0.8~1.2)D,水平螺旋输送机取大值,垂直螺旋输送机和螺旋叶片直径很大的水平螺旋输送机取小值。对于螺旋给料机而言,要保证其使用的稳定性,工作原理就决定了其螺旋叶片采用变螺距生产,即进料段叶片有三种螺距 S1=0.3D;S2=0.5D;S3=0.7D;过渡段有一种螺距,S4=0.8D;输送段为一种螺距段 S5=D。c. 进料端的第一片叶片应距离堵头越近越好,其目的是尽可能将物料送走不在进料端积存,在出料端增加 1 片螺距 80 mm 的反螺旋叶片(与输送段叶片螺旋方向相反),其作用是将送过出料口的物料送回,物料不会在出料端积存,或采用出料端无堵塞结构如图 4,这样就可以避免物料在进出料端积存时间长而发生变质(霉变或生虫)而影响产品质量。

②螺旋轴。螺旋轴采用无缝钢管制作。由于粮油、饲料工业采用的螺旋输送机、螺旋给料机常用满面式叶片,因此,螺旋轴直径 d 常根椐螺旋叶片直径 D 来确定,它们之间的关系是 d=(0.2~0.35)D,螺旋叶片直径大时该范围 取下限值,反之取上限值。
③中间悬挂装置。螺旋输送机和螺旋给料机输送距离较长时其螺旋轴较长,为避免其弯曲,这种情况下常将螺旋体制成 2 m 长一节,使用时将其连接起来,且每个连接处设置中间悬挂一套。悬挂轴承常用滑动轴承,若对轴承密封设计做得可靠,也可以采用滚动轴承。因此螺旋给料机的中间悬挂可做成如图 5 所示的两种形式。
若采用滑动轴承形式,如图 5(a)所示。制作比较复杂,但因为悬挂装置中的滑动轴承和轴瓦套均采用两半对开式,两半轴瓦套采用螺栓连接,当滑动轴承磨损时打开悬挂孔盖板,松开轴承瓦套连接螺栓,无须将螺旋轴全部抽出即可更换;若采用滚动轴承形式,如图 5(b)所示。制作比较简单,但加工
精度要求较高,且轴承损坏时,必须将一端堵头拆开将螺旋轴整体抽出来才能更换,维修比较复杂。
④中间联接轴。为保证螺旋轴的同心度,在开机时减小或避免悬挂的摆动,延长悬挂轴承的使用寿命,中间联接轴两端嵌入钢管内的长度为 L=(3~10)d。L 为中间联接轴嵌入管内长度,d 为所采用钢管的直径。

3)螺旋轴两端轴承装置
螺旋轴两端所采用的方座外球面调心轴承采用图 6 的方式安装。在两端堵头内表面钻成沉孔,再以沉头螺栓穿入,将沉孔与螺栓焊平,在螺栓外面套上
间隔套将轴承固定牢固,且在两堵头上设置密封装置。如此设置,其目的一方面是可以减少或避免给料机内物料粉尘进入轴承,另一方面是当轴承损坏或
密封装置磨损后方便更换,否则就必须将堵头一起折掉才能更换。沉头螺栓在堵头内表面开沉孔焊平,其目的是在螺旋轴制作时在进出料端可以最大限度
缩小螺旋叶片与堵头的间距,尽可能将进入给料机内的物料送完,防止两端存料时间长而变质。

4)驱动装置
摆线针轮或硬齿面齿轮式减速器与电机联为一体的减速电机具有结构紧凑、体积小、重量轻、安装方便等优点;而螺旋给料机的进料端有进料口,出料端下有出料口,上有溢流报警装置,其外形尺寸较小,传动装置的设置受到局限;又由于面粉车间和饲料生产车间粉尘浓度大时,若采用皮带传动,皮带打滑可能会引起粉尘爆炸;因此,螺旋给料机的驱动装置常由减速电机和链条、链轮或联轴器组成。图 7 就螺旋给料机驱动装置常采用的几种布置形式。

图 7(a)是减速机采用链条传动左装和右装的
两种装配形式,当一个方向安装位置受到局限时,只需将减速机架与给料机的联接螺栓松开取下,调至另一方向用螺栓联接好即可。图 7(b)是减速电机采用倒装和非倒装通过链条传动的两种吊装装配形式。前面两种驱动布置形式可在给料量为变量时通过改变链轮的直径、或链轮直径不变将电机采用调速电机、或链轮直径不变增加变频器改变给料机的转速来达到相应的给料量。当螺旋给料机输送的物料量为定量时,可以采用传动装置通过联轴器直接联接到给料机轴上,从而使其结构紧凑,运行可靠,图 7(c)即为减速器直接联接的传动布置形式。

5)壳体
螺旋给料机在面粉加工企业用于配粉,饲料加工企业用于输送的均为粉料,物料的磨琢性小。因此,给料机壳体一般采用薄壁有缝或无缝钢管制成。也可以用 2~4 mm 钢板卷制而成。圆管壳体的内径要比螺旋体直径大些,二者之间形成 3~5 mm 间隙,若制作精度高,间隙越小越好。
①壳体制作。为了便于制做和安装,壳体制成每节长 2m,以法兰或卡箍连接,为保证其刚度,避免安装后壳体弯曲下垂,吊装时每 4 m 长设吊装架一个,有支承安装时,每 4 m 长设置支承托架一个。
②检修孔设置。当输送距离小于 3.5 m 时,在壳体底部中间设置检修孔一个,输送距离较长时,每两节设检修孔一个,且每个检修孔的长度不小于300 mm。在检修孔活门的长度方向上,一边为铰链连接,另一边则采用弹簧卡子夹紧或其它形式的快开联接装置,以便给料机堵塞时及时快速打开清理中间堵塞的物料,尽可能缩短停机清理物料的时间。
6)出料口溢流报警装置。在出料口正上方设置溢流口,在溢流口上设置带传感器的活门。当螺旋给料机受料设备出现故障或受料设备中物料结拱时,给料机进料端继续给料, 物料就会从溢流口溢出,当活门被向上顶开时,传感器就发出信号直接停机或将信息反馈到控制室报警,操作人员及时停机抢修受料设备或清除受料设备中的物料结拱,不会造成给料机堵塞。


4、结束语


    螺旋给料机在现代化的面粉、饲料、油脂加工企业中虽不是主机设备,却是生产实现连续化、规模化、自动化、不可缺少的设备。给料机制造质量的可靠与否或功能齐全与否,会直接影响到整条生产线能否正常运行。使用企业在生产中不断地发现问题、信息及时反馈给制造企业,制造企业不断提高加工水平,不断改进其结构、完善其功能、提高其使用性能,才能使给料机这种辅机在企业中发挥更大的作用,提高企业的生产效率和经济效益。



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