螺旋供料器结构简单，密封性能 好,操作安全方便，制造成本低，能均 匀、连续地按设计速度要求供料，并能. 通过改变其运动参数达到较精确地调 节物料流量的目的，因而应用广泛。我 们在设计面粉包装机的供料器时，选定 螺旋供料器作为该类面粉包装机的供 料器。为保证包装机称量的精度和速 度.同时兼顾整机性能及制造成本，针 对面粉这种物料的底动性较差、容易含 气及易压结等特点.对螺旋供料器进行 了分析研究.并在设计中采用了相应的 改进措施，现将有关设计简介如下。

1工作原理

根据包装机对供料速度和精度的 要求，螺旋供料器设计成一大一小的双 螺旋型式,大螺旋作粗供料用，小螺旋 主要作精供料用。大小螺旋的启停由

S1自道应趋制簡线          时间

包装机控制系统根据供料参数设置及 称重变化情况，按自适应方式自动调

 

供料器的一个工作循环是（见图 1）:秤斗卸空关门后，大小螺旋同时启 动.向秤斗供料,当达到称重量80% ~ 90 %时，大螺旋停机，小螺旋继续供料; 至目标重量时,小螺旋也停机；秤斗稳 定后开门卸料.卸料完毕关门。重复此 工作循环，保证包装机的连续工作。

2物料的运动分析及螺族设计

由于物料本身的重力及其对輯糟 内壁和螺旋表面的摩擦力作用,物料在 螺旋供料器中的运动，除向前输送的轴 向运动外,还具有径向的圆周方向的运 动。设螺旋为标准的等嫌距、等直径、 直母线螺旋、螺旋面升角a,螺旋供料器 内充满了物料。以距离螺旋轴线r处 的物料颗粒A作为研究对象.进行运动 分析（见图2）。

 

'图2蝶叢面作用在物料A上的力

旋转螺旋面作用在物料颗粒A上 的力为P.由于摩擦的原因,P力方面与 螺旋面的法线方向偏离了 B角邙的大 小由物料对螺旋面的摩擦简P及由旋 面的表面粗糙程度决定,对于一般加工 良好的螺旋面，忽略其表面粗糙程度对 B角的影响，可认为B宀p。P力可分解 为法向分力P,和切向分力旦。

物料颗粒A在P力作用下，在料AT 中进行着一个复合运动，即沿轴向前 进,又沿径向旋转，如图3所示，既有轴 向速度U,,又有圆周速度电，其含速度

设螺旋转速为则物料题粒A的 运动速度可由图3中的三角形ABC关 系求遂

 

S3物料运动速度

v cosp = AB sina

、AB= 2irm/60

, 2xrn v sim
OU C06p

则 Vj = w sin( a + p)

_ 2ffrn x 业i(口 + R)X sin，

60                cosp

以摩擦系数R=tgp代入得：

i>2 =专訐 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

 

据此,可得出物料原粒在螺距不变 时，轴向速度处与圖周速度U2随半径r 而变化的曲线图（图4）。

圏5聲机结椅

 

 

 

 

■XmiTi rr

由图4可见,电在半径长度范围内 不是常数，因此.物料在螺旋内的运移 过程中要产生相对滑动。r/i线右边的 变化规律是：靠近摞旋轴的物料的电 比外层的大.而处却比外层的小；反 之、通离螺旋轴的物料的_U1大、电小。 这将使内层物料较快的绕轴转动.较早 地到达表面，因而产生了一个附加的物 料值,这不但对物料输送造成不良影 响，同时也増加了摞旋功率的消耗■

针对这一问题,可果用将直母线摞 旋面改为弯曲母线螺旋面的措施,即将 螺旋面靠近螺旋轴部分的升的设计为 正a,而在靠近槽壁处部分的升角设计 为负。.这可增加内层物料对外层物料 的压力和摩擦力，迫使螺旋轴附近的附 加物料流适当减少，还可使外层物料对 槽壁的压力降低.咸弱能量消耗和轴向 输送速度的降低。怛这种措施的映点 是:螺旋制造较困难，增加加工成本。

物料在料槽中的填充系数中也影 响输送过程和能量消耗。当填充系数 较小时、物料堆积的高度较低，大部分 物料靠近槽壁，因而具有较-高的轴向速 度和较低的圆周速度，物料,颗粒在输送 方向上的运动要比圆周方向显著得多 ，运动的滑移面几乎平行于输送方向。 这时垂直于输送方向的附加物料流減 弱、能量消耗降低；相反，当填充系数 较高时，物料运动的滑移面很陡.其在 圆周方向的运动将比笹送方向的运动 强,这将导致输送速度的降低和附加能 量的消耗。可见.填充系数适当取小值 较有利。

螺距的大小也影响物料的输送过 程,进料量不变时.摞距改变，物料运动 的滑移面也随着改变.这也将导致物料 运动速度分布的变化。从图2可知物 料颗料A所受螺旋面在轴向的作用力 P«为：

P銀=Peosta + 臼）=Poos（a + p）

为使P箱〉。,必须满足aV — p, 因为,「顾=£处的a最大W为螺旋轴 的直径），PM最小，所以，最大许用螺距 j可由下式求得：

-p）

*此外.还应考虑物料顆粒运动速度 各分量间的合理分布问题，既要使物 料颗粒具有尽可能大的轴向辘送速度. 同时，又要使各点的轴向速度均大于圆 周速度.即也〈由，由此可得：

整理可裡\3<2眾皿廿-时，因此 处2r= D（在摞旋圆周姓），故可将上式 写为：

S丄WirDtg（号-p）

综合分析螺旋面、螺距及填充系数 对物料输送过程的影响可见，将直母线 螺旋改为弯曲母线螺旋面的对策,会造 成设计及制造的困难，増加成本，不宜 釆用。仍保持直母线摞旋面不变,螺旋 外径不变，只改变螺距和填充系数的设 计对策比较可取。为此,决定根据物料 状况将螺旋设计成不等距摞旋，为改 善物料速度各分量间的分布状况，参考 上述公式计算出来的螺距§也和S'g 值，按大填充系数取小螺距值,小填充 系数取大螺距值的原则逐段设计螺旋 的摞距.

螺旋供料器进料口一般联接在料 仓出口，该处物料填充系数可达0.8~ 0.9,即基本上充满了物料.因此，在进 料段的螺旋的3/4长度上设计了小摞 距，以减少附加物料,降低功率消耗。 而在出料段设计了大螺距，以降低填充 系数、改善物料运动状况。这样的设计 可防止物料压实结块，利于物料的均匀 供料，保证称量精度。为便于加工制造 和物料运动状态的平稳过渡，在小螺距 和大螺距之间又设计了丄个中间螺距 过渡段。这样，制造简单易行，加工成 本与标准型螺旋相比相差无几。

3其他改进措施

螺旋供料器设计中还参考有关样 机,釆取了其他一些改进措施：

〔1）为避免面粉在输送过程中可能 产生的气塞、气泡现象，保证供料速度 及均匀性.在机壳的进料口段设计了 一 个拌气小段（冕图5）,即在螺旋进料段 的端部分隔出一小段空间.上面盖上含 透气孔的盖板2,这一小段螺旋中无物 料进入,专供面粉中的夹带气体排放之 用。在机壳的出料口上部也设置有一 个透气孔罩4,以排除面粉在输送及卸 料过程中夹帯的气体；

（2）为防止面粉结块而造成的供料 不均匀或对秤斗的冲击振动，在大小摞 旋辅上分别加装了松料附件1和3【见 图5"该附件各为一组打爪.固定在大 小螺旋的卸料端.可将螺旋输送来的粉 料打散，使之均匀连续地撤入秤斗中 部,保证称量的精度；

〔3）大小螺旋分别采用了两组独立 的传动系统，包括电动机、咸速装置及 有关构件等。为保证启停准确，选用制 动型电机.工作于频繁启停状态。

 

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