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摘要:为解决SBS供料螺旋输送机在定量制件生产过程中能耗高,效率低的问题,本文提出了一种面向高效率、低能耗的SBS供料螺旋输送机用定量出料器的技术研究,对其进行设计参数优化方法。
关键词:输送装置、SBS材料、技术创新
引言
19世纪末期,人们根据阿基米德螺线的灵感发明了螺旋输送机的维形,后来经过不断改进,螺旋输送机逐渐用于工业上输送物料。由于螺旋输送机具有结构简单、操作方便、易于维修等特点,螺旋输送机开始广泛使用。随着螺旋输送机在国民经济各个部口中的广泛应用,需要因工况的不同而设计出不同种类的螺旋输送机。例如,在冶金、轻工、采矿、动力、建材、港口等一些重工业部口,螺旋输送机主要是用来输送散货物料,而对螺旋输送机的材料及加工工艺要求不高。相比于在粮食、药品、化肥等物品的运输部,螺旋输送机在输送的基础上,要求不能污染物料,因此对其结构的密封性和工艺性的要求也就比较髙。
一、螺旋输送机
螺旋输送机是一种常见的连续散体物料输送设备,己经广泛应用于粮食、食品、化工、化肥、建材、农药等行业来输送各种颗粒状物料,如;塑料颗粒、化工颗粒、粮食颗粒、化肥、水泥等。
二、SBS材料
SBS材料是苯乙烯系热塑性弹性体,SBS苯乙烯类热塑性弹性体是是SBCs中产量最大(占70%以上)、成本最低、应用较广的一个品种,是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物,兼有塑料和橡胶的特性,被称为"第三代合成橡胶";与丁苯橡胶相似,SBS可以和水、弱酸、碱等接触,具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性,成为目前消费量最大的热塑性弹性体。
三、国内外螺旋输送机研究现状
1、国外研究现状
西方的主要工业国家很早就开展螺旋输送的理论研究和科学实验,在20世纪60年代初期,Roberts等人对螺旋输送机的性能进行了详细的实验研究。他们使用量纲分析和动力相似学原理进行相关分析,指出了是颗粒物料与叶片表面的摩擦导致了物料的下落,准碗预测了螺旋输送机在的物料的受力情况。而后,Roberts等人运用等比例缩小的办法,对缩小的螺旋输送机模型进行试验研究,对垂直螺旋输送机的颗粒运动情况进行探讨。Rademacher等[6]人在Roberts的基础上,又对立式螺旋输送机进行了更深入的研巧。他们将散体颗粒假设为理想流体,采用流体力学的方法,分析了颗粒在输送过程中的运动规律,并对其螺旋输送机的容积性能做出了预测。但是这种将散体假设为理想流体的方法,由于与现实存在较大的误差,没有得到深入研究。
2、国内研究现状
新中国成立后我国开始逐步建立起较为完备的工业体系,输送机械制造行业作为工业体系的重要组成部分,发展迅速,老一代学者吸收国外的技术并将其运用到我国工业生产各个角落。
我国学者很早就针对面粉、水泥、陶瓷等螺旋输送机使用较广的一些行业进行研究,结合大量实验,并总结经验归纳提出了推荐的填充系数及相应的转速、螺距、螺旋轴轴径、螺旋直径,并明确了填充系数是决定输送过程中物料流形态的最主要因素。大连理工大学的张东海在前人的理论基础上,对螺旋叶片、螺距、螺旋体进行计算和优化,分析了填充系数和螺距对输送的影响。洛阳高等专科学校的赵红霞、刘建寿等人,于1997年通过建立螺旋输送机输送过程的简单数学模型模型,推导出了螺旋输送机的效率公式并得出满足螺旋输送机效率最高的公式。刘迎阳工程师对定量包装巧进行了研巧分析,提出了螺旋给料装置的相关参数设计关系到定量包装巧的包装效率及稳定性,并针对各个参数的重要性进行探讨。并提出了一种设计和计算螺旋给料装置参数的方法,来提髙包装巧的稳定性。天津科技大学的李振亮,万文艳等人针对粉洗盐行业中的定量螺旋输送机进行改进并通过采用了髙低两个料位传感器的方式,灵活控制料仓内物料的存量在一个安全而便于输送的位置,使生产线的生产设备均衡工作,延长设备使用寿命,同时提髙了产品质量。胡勇克,戴莉莉,皮亚南提出对螺旋输料器的结构设计进行了深入的讨论,对螺旋片经常使用的制造材料进行了总结。2005年王顺森、毛靖儒等通过实验的方法,得出螺距越小,转速对流量系数的影响越大。并研究了出料宽度与脉动现象的影响作用。为了改善螺杆加料器出口流量脉动情况,设计出了一种新型的双螺杆加料器,采用了相位互补的形式利用两个螺杆的互补来抑制脉动现象。2014年,邻剑平在对螺旋输送机的结构和输送量进行相关计算和分析后,针对定量螺旋输送机在硝酸镑气流干燥工艺时电机烧毁及物料架空的问题,提出了在进料斗增加揽拌轴和揽拌棒的方法,成功的解决了此类问题。河南工业大学的朱登洁口等设计出了双螺旋的精确给料输送装置,较好的解决了汽车行业、食品行业、医药行业等行业产品物料精确称量的需求。称量精度提髙之后,产品的废品率降低,原材料浪费率降低,工人的劳动强度降低,产品的质量得到了很好的保障。
四、当前SBS供料螺旋输送机存在的问题
目前,在对SBS材料生产过程中需要进行供料,传统的方式是人工上料,目前我国有很多企业仍然采用手工定量配料或者包装,一方面劳动强度大,速率慢,经济效益差,一些有毒有害或者扬尘严重的物料对人体伤害巨大。另一方面,一些工厂正在使用的螺旋输送机设备陈旧,输送速度和精度较低,输送过程中有很多问题,生产效率低。因此对生产企业来说,迫切需要高效、环保、安全、节能的螺旋输送机来满足其物料定量包装或者配料生产要求。
随着机械化的普及,现有技术中出现一些能自动供料的设备,但是,这些设备只能对物料进行持续供料,这样导致物料无法定量出料,无法满足相应的生产要求。
五、SBS供料螺旋输送机用定量出料器
SBS供料螺旋输送机用定量出料器包括:送料筒,送料筒的底部固定安装有安装座,送料筒的一端固定安装有电机,送料筒的内部转动安装有螺旋轴,电机的输出轴与螺旋轴固定连接,送料筒顶部的一端固定安装有进料斗,送料筒底部的另一端固定安装有出料斗,送料筒的顶部安装有进料机构,进料机构包括固定架,固定架的内侧转动安装有若干传动辊,传动辊之间传动安装有传送带,传送带的外侧固定安装有若干隔板,固定架的一端固定安装有投料仓,固定架的远离投料仓的一端位于出料斗的正上方。
SBS供料螺旋输送机用定量出料器通过不完全齿轮与传动齿轮周期性的啮合和脱离,从而可以使得一定周期时间内螺旋轴定量出料。
六、SBS供料螺旋输送机用定量出料器的原理
SBS供料螺旋输送机用定量出料器的原理:出料器包括送料筒,送料筒的底部固定安装有安装座,送料筒的一端固定安装有电机,送料筒的内部转动安装有螺旋轴,电机的输出轴与螺旋轴固定连接,送料筒顶部的一端固定安装有进料斗,送料筒底部的另一端固定安装有出料斗,送料筒的顶部安装有进料机构,进料机构包括固定架,固定架固定安装在送料筒的顶部,固定架的内侧转动安装有若干传动辊,传动辊沿着固定架的长度方向等距分布,传动辊之间传动安装有传送带,传送带的外侧固定安装有若干隔板,隔板在传送带上均匀分布,固定架的一端固定安装有投料仓,固定架的远离投料仓的一端位于出料斗的正上方。
送料筒远离电机的一端安装有传动机构,传动机构包括不完全齿轮,不完全齿轮与螺旋轴固定连接,且不完全齿轮位于送料筒的外侧。送料筒顶部远离电机的一端转动安装有第一转轴,第一转轴的一端固定安装有传动齿轮,传动齿轮可与不完全齿轮啮合,第一转轴的另一端固定安装有第一锥齿轮。
送料筒顶部还转动安装有第二转轴,第二转轴的一端固定安装有第二锥齿轮,第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合,第二转轴的另一端固定安装有第二带轮。任意一个传动辊的外端同轴固定安装有第一带轮,第一带轮与第二带轮通过皮带传动连接。
七、SBS供料螺旋输送机用定量出料器的优点
SBS供料螺旋输送机用定量出料器通过不完全齿轮与传动齿轮周期性的啮合和脱离,从而可以使得一定周期时间内螺旋轴可以导出等量的物料,也就实现了定量出料,进而满足SBS材料的生产需求。
八、结语
本文对SBS供料螺旋输送机用定量出料器的技术研究在经过论证、设计、制作、安装、调试后,现已投入使用。且该SBS供料螺旋输送机用定量出料器改造前后相比较,解决了输送速度和精度较低、无法定量出料的问题。最大程度地保证了设备安全、稳定地运行,为行业的发展提供了横向参考。
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