螺旋輸送機的設計優(yōu)化與應用實(shí)踐的論文
輸設備，其工作原理是利用旋轉葉片推動(dòng)物料前移從而實(shí)現物料運輸。由于螺旋輸送機結構簡(jiǎn)單，操作易捷，占地面積小，且能實(shí)現任何角度的物料輸送，故其廣泛應用于煤炭、焦化、冶金、化工、食品加工等生產(chǎn)領(lǐng)域。螺旋輸送機往往在加工、運輸設備中起到承前啟后的作用，即其在生產(chǎn)中起到中間運輸環(huán)節作用，故螺旋輸送機運行一旦出現問(wèn)題便會(huì )造成整個(gè)加工、運輸系統出現問(wèn)題甚至造成系統停滯�？紤]到螺旋輸送機所處環(huán)境往往存在濕氣大、粉塵多等特點(diǎn)，且部分螺旋輸送機設計不盡合理，在運行過(guò)程中經(jīng)常會(huì )出現故障導致停機。這些問(wèn)題的存在一方面降低了螺旋輸送機運輸效率和使用壽命，另一方面也會(huì )給企業(yè)造成一定的經(jīng)濟損失，故對螺旋輸送機進(jìn)行優(yōu)化設計改造顯得尤為重要。
1 螺旋輸送機結構組成及工作原理
螺旋輸送機根據布置不同可分為水平螺旋輸送機和垂直螺旋輸送機。水平螺旋輸送機主要由螺旋軸、料槽、中間軸承、葉片、末端軸承、首端軸承、中間裝載口、中間卸料口、末端卸料口、驅動(dòng)裝置等部分組成，這些部件通過(guò)焊接、法蘭式或穿軸式中間連軸形成一體，除了料口和驅動(dòng)裝置等，其余部件全部安裝在封閉的料槽內;驅動(dòng)裝置作用于螺旋軸使其旋轉，經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入到料槽內的物料在焊接在螺旋軸上的葉片的推動(dòng)作用下前移并在出料口進(jìn)行卸載。垂直螺旋輸送機結構與水平螺旋輸送機近似，其工作原理是物料在螺旋離心力作用下向葉片邊緣移動(dòng)進(jìn)而壓在輸送管壁上，這樣增加了物料與管壁的摩擦力，該摩擦力迫使物料旋轉速度低于葉片旋轉速度，在葉片的推動(dòng)作用下從而實(shí)現物料上升，最后經(jīng)卸料口卸載�？偟膩�(lái)說(shuō)，無(wú)論何種螺旋輸送機最終是依靠葉片的推動(dòng)實(shí)現物料運輸的。
2 螺旋輸送機存在的問(wèn)題及優(yōu)化方案
螺旋輸送機是我單位重要的運輸設備，但是使用過(guò)程中受到外界環(huán)境、自身結構的影響，據不完全統計在2013 年~2014 年之間便因運輸機故障停機達70 多個(gè)小時(shí)，嚴重時(shí)甚至一個(gè)生產(chǎn)班出現幾次停機，這樣造成經(jīng)濟損失達20 余萬(wàn)元，其中設備更換花費就達到4 萬(wàn)余元。另外，因螺旋輸送機故障還經(jīng)常造成輸送機運輸能力不足、出現經(jīng)常性的堵料和溢料現象，大幅度的降低了螺旋輸送機運輸性能。技術(shù)人員對螺旋輸送機故障進(jìn)行了統計分析，發(fā)現輸送機故障主要為吊軸承磨損、葉片變形、螺旋磨損等。
吊軸承磨損是連接相鄰螺旋體的部件，其可分為滾動(dòng)和滑動(dòng)吊軸承兩種，若吊軸承油封密封性差或者軸承本身密封性不好，則容易導致超細粉塵物料進(jìn)入軸承套內造成連接軸與軸承套連接處磨損，進(jìn)而增加吊軸承磨損程度。吊軸承磨損不僅會(huì )使螺旋軸擺動(dòng)幅度加大，同時(shí)也會(huì )促使螺旋結構出現疲勞損壞。解決吊軸承磨損可以從改變吊軸承結構和改變吊軸承材質(zhì)兩方面著(zhù)手，改滑動(dòng)軸承支承方式為滾動(dòng)支承，在吊軸承兩側增加兩個(gè)托輥，避免軸承產(chǎn)生軸向運動(dòng)進(jìn)而增加了吊軸承使用期限;采用高抗磨性材質(zhì)進(jìn)行鑄造吊軸承，可有效降低吊軸承磨損速度和磨損程度，有助于提高吊軸承使用壽命。
葉片是推動(dòng)物料前移的關(guān)鍵部件，葉片的`磨損變形程度與物料性質(zhì)、外界溫度、葉片材質(zhì)密切相關(guān)，試驗表明，葉片磨損主要發(fā)生在葉片邊緣區域，且離葉片邊緣越近磨損越嚴重。分析認為是在螺旋輸送機運行過(guò)程中，葉片對物料進(jìn)行擠壓，葉片邊緣因距離傳動(dòng)軸較遠，該區域受力較大，首先出現磨損和裂紋，長(cháng)時(shí)間運行后磨損程度必然高于葉片內緣。另外，由于物料在出料口附近葉片受到物料沖擊滑移摩擦作用，出料口附近葉片比進(jìn)料口附近葉片磨損程度較嚴重。解決葉片磨損的主要途徑是在葉片邊緣增加耐磨涂層和耐磨焊條，此外，采用新型合金體制作葉片也是改良螺旋輸送機葉片的重要發(fā)展方向。
由于物料在運輸過(guò)程中容易在螺旋與槽體之間堆積，物料的推擠容易造成螺旋輸送機螺旋磨損，且螺旋兩端磨損程度往往較中間磨損程度大，分析認為主要是螺旋兩端軸承密封性差導致，軸承密封性差容易導致軸承密封失效，造成螺旋軸頭磨損。通過(guò)多次試驗，作者在螺旋軸頭處增加兩片葉片，這樣螺旋旋轉時(shí)可以促使增加的葉片推動(dòng)物料前移，減少物料堆積量;在軸承軸頭與物料之間填充密封隔離材料也可以降低物料對軸承密封的磨損。另外，螺旋輸送機常采用軸唇形密封圈，在軸承部壓力和溫度的變化下密封圈唇口處也會(huì )出現一定程度的彈性變形，在停機過(guò)程中，粉塵會(huì )因外界氣壓超過(guò)軸承腔內氣壓迫使密封唇口處松開(kāi)變形處進(jìn)入軸承腔，進(jìn)而造成螺旋軸頭磨損，故可從改進(jìn)密封著(zhù)手來(lái)降低螺旋磨損程度。為了提高螺旋軸頭密封性，我們采用了帶副唇油封，在螺旋輸送機停機過(guò)程中，在副唇的保護作用下，外界粉塵難以進(jìn)入軸承腔。
上述故障的解決大幅度的提高了螺旋輸送機運行效率和使用壽命，對于提高企業(yè)經(jīng)濟效益起到了顯著(zhù)的作用�？紤]到各螺旋輸送機頭節、尾節和中間節長(cháng)度不一，缺乏互換性，這樣造成螺旋輸送機各節備用件增加，也相應的提高了資金的閑置率。鑒于此，為了提高備用件利用率，經(jīng)過(guò)與設計單位共同研究決定，將螺旋輸送機頭節、尾節和中間節進(jìn)行了統一，這樣既滿(mǎn)足了企業(yè)單位資金節約，也可以方便對故障螺旋輸送機的檢修、拆卸和更換。
3 螺旋輸送機改進(jìn)后應用實(shí)踐
螺旋輸送機經(jīng)改進(jìn)后運行效果較好，大幅度減少了葉片、吊軸承、螺旋的維修、更換頻率，有效地降低了螺旋輸送機維護成本，提高了設備的運輸性能和有效運輸率。對于螺旋輸送機頭節、尾節和中間節長(cháng)度的統一降低了設備資金閑置率，提高了設備的維修、維護速度，對于提高設備利用率具有重要的意義。經(jīng)過(guò)此次改造后，根據螺旋輸送機近半年運行情況來(lái)看，降低了因螺旋輸送機故障造成的經(jīng)濟損失約12 萬(wàn)余元，其中節約設備零部件消耗2 萬(wàn)余元，為提高企業(yè)的經(jīng)濟效益奠定了基礎。
4 結束語(yǔ)
螺旋輸送機作為重要的連續性運輸設備，具有操作便捷、結構簡(jiǎn)單、布置方便等多種優(yōu)點(diǎn)，對于減輕勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)效率具有重要的意義。在處理螺旋輸送機故障時(shí)應掌握其結構特征和工作原理，然后根據實(shí)際進(jìn)行故障診斷，并給出相應的措施。在使用螺旋輸送機時(shí)應根據企業(yè)自身特點(diǎn)，對螺旋輸送機進(jìn)行主動(dòng)式優(yōu)化改造，這樣才能從根本上提高螺旋輸送機的工作性能和使用壽命，才能盡可能的提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，在應用螺旋輸送機時(shí)還應做好日常檢修和維護工作，確保螺旋輸送機處于高性能工作狀態(tài)。
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