螺旋供料器結構簡單，密封性能 好,操作安全方便，製造成本低，能均 勻、連續地按設計速度要求供料，並能. 通過改變其運動參數達到較精確地調 節物料K8凯发登录入口的目的，因而應用廣泛。我 們在設計麵粉包裝機的供料器時，選定 螺旋供料器作為該類麵粉包裝機的供 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製造成本，針 對麵粉這種物料的底動性較差、容易含 氣及易壓結等特點.對螺旋供料器進行 了分析研究.並在設計中采用了相應的 改進措施，現將有關設計簡介如下。

1工作原理

根據包裝機對供料速度和精度的 要求，螺旋供料器設計成一大一小的雙 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自道應趨製簡線          時間

包裝機控製係統根據供料參數設置及 稱重變化情況，按自適應方式自動調

供料器的一個工作循環是（見圖 1）:秤鬥卸空關門後，大小螺旋同時啟 動.向秤鬥供料,當達到稱重量80% ~ 90 %時，大螺旋停機，小螺旋繼續供料; 至目標重量時,小螺旋也停機；秤鬥穩 定後開門卸料.卸料完畢關門。重複此 工作循環，保證包裝機的連續工作。

2物料的運動分析及螺族設計

由於物料本身的重力及其對輯糟 內壁和螺旋表麵的摩擦力作用,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。設螺旋為標準的等嫌距、等直徑、 直母線螺旋、螺旋麵升角a,螺旋供料器 內充滿了物料。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蝶叢麵作用在物料A上的力

旋轉螺旋麵作用在物料顆粒A上 的力為P.由於摩擦的原因,P力方麵與 螺旋麵的法線方向偏離了 B角邙的大 小由物料對螺旋麵的摩擦簡P及由旋 麵的表麵粗糙程度決定,對於一般加工 良好的螺旋麵，忽略其表麵粗糙程度對 B角的影響，可認為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 中進行著一個複合運動，即沿軸向前 進,又沿徑向旋轉，如圖3所示，既有軸 向速度U,,又有圓周速度電，其含速度

設螺旋轉速為則物料題粒A的 運動速度可由圖3中的三角形ABC關 係求遂

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i(口 + R)X sin，

60                cosp

以摩擦係數R=tgp代入得：

i>2 =專訐 X gina(sina ♦ pcasa)

g                          1

由於 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）。

由圖4可見,電在半徑長度範圍內 不是常數，因此.物料在螺旋內的運移 過程中要產生相對滑動。r/i線右邊的 變化規律是：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。 這將使內層物料較快的繞軸轉動.較早 地到達表麵，因而產生了一個附加的物 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 旋麵改為彎曲母線螺旋麵的措施,即將 螺旋麵靠近螺旋軸部分的升的設計為 正a,而在靠近槽壁處部分的升角設計 為負。.這可增加內層物料對外層物料 的壓力和摩擦力，迫使螺旋軸附近的附 加物料流適當減少，還可使外層物料對 槽壁的壓力降低.鹹弱能量消耗和軸向 輸送速度的降低。怛這種措施的映點 是:螺旋製造較困難，增加加工成本。

物料在料槽中的填充係數中也影 響輸送過程和能量消耗。當填充係數 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 ，運動的滑移麵幾乎平行於輸送方向。 這時垂直於輸送方向的附加物料流減 弱、能量消耗降低；相反，當填充係數 較高時，物料運動的滑移麵很陡.其在 圓周方向的運動將比笹送方向的運動 強,這將導致輸送速度的降低和附加能 量的消耗。可見.填充係數適當取小值 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 的滑移麵也隨著改變.這也將導致物料 運動速度分布的變化。從圖2可知物 料顆料A所受螺旋麵在軸向的作用力 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於圓 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）

綜合分析螺旋麵、螺距及填充係數 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麵的對策,會造 成設計及製造的困難，増加成本，不宜 釆用。仍保持直母線摞旋麵不變,螺旋 外徑不變，隻改變螺距和填充係數的設 計對策比較可取。為此,決定根據物料 狀況將螺旋設計成不等距摞旋，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，按大填充係數取小螺距值,小填充 係數取大螺距值的原則逐段設計螺旋 的摞距.

螺旋供料器進料口一般聯接在料 倉出口，該處物料填充係數可達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長度上設計了小摞 距，以減少附加物料,降低功率消耗。 而在出料段設計了大螺距，以降低填充 係數、改善物料運動狀況。這樣的設計 可防止物料壓實結塊，利於物料的均勻 供料，保證稱量精度。為便於加工製造 和物料運動狀態的平穩過渡，在小螺距 和大螺距之間又設計了丄個中間螺距 過渡段。這樣，製造簡單易行，加工成 本與標準型螺旋相比相差無幾。

3其他改進措施

螺旋供料器設計中還參考有關樣 機,釆取了其他一些改進措施：

〔1）為避免麵粉在輸送過程中可能 產生的氣塞、氣泡現象，保證供料速度 及均勻性.在機殼的進料口段設計了 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.上麵蓋上含 透氣孔的蓋板2,這一小段螺旋中無物 料進入,專供麵粉中的夾帶氣體排放之 用。在機殼的出料口上部也設置有一 個透氣孔罩4,以排除麵粉在輸送及卸 料過程中夾帯的氣體；

（2）為防止麵粉結塊而造成的供料 不均勻或對秤鬥的衝擊振動，在大小摞 旋輔上分別加裝了鬆料附件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，使之均勻連續地撤入秤鬥中 部,保證稱量的精度；

〔3）大小螺旋分別采用了兩組獨立 的傳動係統，包括電動機、鹹速裝置及 有關構件等。為保證啟停準確，選用製 動型電機.工作於頻繁啟停狀態。

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