螺旋输送机的设计优化与应用实践的论文
输设备，其工作原理是利用旋转叶片推动物料前移从而实现物料运输。由于螺旋输送机结构简单，操作易捷，占地面积小，且能实现任何角度的物料输送，故其广泛应用于煤炭、焦化、冶金、化工、食品加工等生产领域。螺旋输送机往往在加工、运输设备中起到承前启后的作用，即其在生产中起到中间运输环节作用，故螺旋输送机运行一旦出现问题便会造成整个加工、运输系统出现问题甚至造成系统停滞。考虑到螺旋输送机所处环境往往存在湿气大、粉尘多等特点，且部分螺旋输送机设计不尽合理，在运行过程中经常会出现故障导致停机。这些问题的存在一方面降低了螺旋输送机运输效率和使用寿命，另一方面也会给企业造成一定的经济损失，故对螺旋输送机进行优化设计改造显得尤为重要。
1 螺旋输送机结构组成及工作原理
螺旋输送机根据布置不同可分为水平螺旋输送机和垂直螺旋输送机。水平螺旋输送机主要由螺旋轴、料槽、中间轴承、叶片、末端轴承、首端轴承、中间装载口、中间卸料口、末端卸料口、驱动装置等部分组成，这些部件通过焊接、法兰式或穿轴式中间连轴形成一体，除了料口和驱动装置等，其余部件全部安装在封闭的料槽内;驱动装置作用于螺旋轴使其旋转，经进料口进入到料槽内的物料在焊接在螺旋轴上的叶片的推动作用下前移并在出料口进行卸载。垂直螺旋输送机结构与水平螺旋输送机近似，其工作原理是物料在螺旋离心力作用下向叶片边缘移动进而压在输送管壁上，这样增加了物料与管壁的摩擦力，该摩擦力迫使物料旋转速度低于叶片旋转速度，在叶片的推动作用下从而实现物料上升，最后经卸料口卸载。总的来说，无论何种螺旋输送机最终是依靠叶片的推动实现物料运输的。
2 螺旋输送机存在的问题及优化方案
螺旋输送机是我单位重要的运输设备，但是使用过程中受到外界环境、自身结构的影响，据不完全统计在2013 年~2014 年之间便因运输机故障停机达70 多个小时，严重时甚至一个生产班出现几次停机，这样造成经济损失达20 余万元，其中设备更换花费就达到4 万余元。另外，因螺旋输送机故障还经常造成输送机运输能力不足、出现经常性的堵料和溢料现象，大幅度的降低了螺旋输送机运输性能。技术人员对螺旋输送机故障进行了统计分析，发现输送机故障主要为吊轴承磨损、叶片变形、螺旋磨损等。
吊轴承磨损是连接相邻螺旋体的部件，其可分为滚动和滑动吊轴承两种，若吊轴承油封密封性差或者轴承本身密封性不好，则容易导致超细粉尘物料进入轴承套内造成连接轴与轴承套连接处磨损，进而增加吊轴承磨损程度。吊轴承磨损不仅会使螺旋轴摆动幅度加大，同时也会促使螺旋结构出现疲劳损坏。解决吊轴承磨损可以从改变吊轴承结构和改变吊轴承材质两方面着手，改滑动轴承支承方式为滚动支承，在吊轴承两侧增加两个托辊，避免轴承产生轴向运动进而增加了吊轴承使用期限;采用高抗磨性材质进行铸造吊轴承，可有效降低吊轴承磨损速度和磨损程度，有助于提高吊轴承使用寿命。
叶片是推动物料前移的关键部件，叶片的`磨损变形程度与物料性质、外界温度、叶片材质密切相关，试验表明，叶片磨损主要发生在叶片边缘区域，且离叶片边缘越近磨损越严重。分析认为是在螺旋输送机运行过程中，叶片对物料进行挤压，叶片边缘因距离传动轴较远，该区域受力较大，首先出现磨损和裂纹，长时间运行后磨损程度必然高于叶片内缘。另外，由于物料在出料口附近叶片受到物料冲击滑移摩擦作用，出料口附近叶片比进料口附近叶片磨损程度较严重。解决叶片磨损的主要途径是在叶片边缘增加耐磨涂层和耐磨焊条，此外，采用新型合金体制作叶片也是改良螺旋输送机叶片的重要发展方向。
由于物料在运输过程中容易在螺旋与槽体之间堆积，物料的推挤容易造成螺旋输送机螺旋磨损，且螺旋两端磨损程度往往较中间磨损程度大，分析认为主要是螺旋两端轴承密封性差导致，轴承密封性差容易导致轴承密封失效，造成螺旋轴头磨损。通过多次试验，作者在螺旋轴头处增加两片叶片，这样螺旋旋转时可以促使增加的叶片推动物料前移，减少物料堆积量;在轴承轴头与物料之间填充密封隔离材料也可以降低物料对轴承密封的磨损。另外，螺旋输送机常采用轴唇形密封圈，在轴承部压力和温度的变化下密封圈唇口处也会出现一定程度的弹性变形，在停机过程中，粉尘会因外界气压超过轴承腔内气压迫使密封唇口处松开变形处进入轴承腔，进而造成螺旋轴头磨损，故可从改进密封着手来降低螺旋磨损程度。为了提高螺旋轴头密封性，我们采用了带副唇油封，在螺旋输送机停机过程中，在副唇的保护作用下，外界粉尘难以进入轴承腔。
上述故障的解决大幅度的提高了螺旋输送机运行效率和使用寿命，对于提高企业经济效益起到了显著的作用。考虑到各螺旋输送机头节、尾节和中间节长度不一，缺乏互换性，这样造成螺旋输送机各节备用件增加，也相应的提高了资金的闲置率。鉴于此，为了提高备用件利用率，经过与设计单位共同研究决定，将螺旋输送机头节、尾节和中间节进行了统一，这样既满足了企业单位资金节约，也可以方便对故障螺旋输送机的检修、拆卸和更换。
3 螺旋输送机改进后应用实践
螺旋输送机经改进后运行效果较好，大幅度减少了叶片、吊轴承、螺旋的维修、更换频率，有效地降低了螺旋输送机维护成本，提高了设备的运输性能和有效运输率。对于螺旋输送机头节、尾节和中间节长度的统一降低了设备资金闲置率，提高了设备的维修、维护速度，对于提高设备利用率具有重要的意义。经过此次改造后，根据螺旋输送机近半年运行情况来看，降低了因螺旋输送机故障造成的经济损失约12 万余元，其中节约设备零部件消耗2 万余元，为提高企业的经济效益奠定了基础。
4 结束语
螺旋输送机作为重要的连续性运输设备，具有操作便捷、结构简单、布置方便等多种优点，对于减轻劳动强度，提高生产效率具有重要的意义。在处理螺旋输送机故障时应掌握其结构特征和工作原理，然后根据实际进行故障诊断，并给出相应的措施。在使用螺旋输送机时应根据企业自身特点，对螺旋输送机进行主动式优化改造，这样才能从根本上提高螺旋输送机的工作性能和使用寿命，才能尽可能的提高企业的经济效益。此外，在应用螺旋输送机时还应做好日常检修和维护工作，确保螺旋输送机处于高性能工作状态。
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