螺旋輸送機的設計最佳化與應用實踐的論文
輸裝置，其工作原理是利用旋轉葉片推動物料前移從而實現物料運輸。由於螺旋輸送機結構簡單，操作易捷，佔地面積小，且能實現任何角度的物料輸送，故其廣泛應用於煤炭、焦化、冶金、化工、食品加工等生產領域。螺旋輸送機往往在加工、運輸裝置中起到承前啟後的作用，即其在生產中起到中間運輸環節作用，故螺旋輸送機執行一旦出現問題便會造成整個加工、運輸系統出現問題甚至造成系統停滯。考慮到螺旋輸送機所處環境往往存在溼氣大、粉塵多等特點，且部分螺旋輸送機設計不盡合理，在執行過程中經常會出現故障導致停機。這些問題的存在一方面降低了螺旋輸送機運輸效率和使用壽命，另一方面也會給企業造成一定的經濟損失，故對螺旋輸送機進行最佳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
螺旋輸送機根據佈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、驅動裝置等部分組成，這些部件透過焊接、法蘭式或穿軸式中間連軸形成一體，除了料口和驅動裝置等，其餘部件全部安裝在封閉的料槽內;驅動裝置作用於螺旋軸使其旋轉，經進料口進入到料槽內的物料在焊接在螺旋軸上的葉片的推動作用下前移並在出料口進行解除安裝。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進而壓在輸送管壁上，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於葉片旋轉速度，在葉片的推動作用下從而實現物料上升，最後經卸料口解除安裝。總的來說，無論何種螺旋輸送機最終是依靠葉片的推動實現物料運輸的。
2 螺旋輸送機存在的問題及最佳化方案
螺旋輸送機是我單位重要的運輸裝置，但是使用過程中受到外界環境、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 多個小時，嚴重時甚至一個生產班出現幾次停機，這樣造成經濟損失達20 餘萬元，其中裝置更換花費就達到4 萬餘元。另外，因螺旋輸送機故障還經常造成輸送機運輸能力不足、出現經常性的堵料和溢料現象，大幅度的降低了螺旋輸送機運輸效能。技術人員對螺旋輸送機故障進行了統計分析，發現輸送機故障主要為吊軸承磨損、葉片變形、螺旋磨損等。
吊軸承磨損是連線相鄰螺旋體的部件，其可分為滾動和滑動吊軸承兩種，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入軸承套內造成連線軸與軸承套連線處磨損，進而增加吊軸承磨損程度。吊軸承磨損不僅會使螺旋軸擺動幅度加大，同時也會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兩方面著手，改滑動軸承支承方式為滾動支承，在吊軸承兩側增加兩個託輥，避免軸承產生軸向運動進而增加了吊軸承使用期限;採用高抗磨性材質進行鑄造吊軸承，可有效降低吊軸承磨損速度和磨損程度，有助於提高吊軸承使用壽命。
葉片是推動物料前移的關鍵部件，葉片的`磨損變形程度與物料性質、外界溫度、葉片材質密切相關，試驗表明，葉片磨損主要發生在葉片邊緣區域，且離葉片邊緣越近磨損越嚴重。分析認為是在螺旋輸送機執行過程中，葉片對物料進行擠壓，葉片邊緣因距離傳動軸較遠，該區域受力較大，首先出現磨損和裂紋，長時間執行後磨損程度必然高於葉片內緣。另外，由於物料在出料口附近葉片受到物料衝擊滑移摩擦作用，出料口附近葉片比進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塗層和耐磨焊條，此外，採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展方向。
由於物料在運輸過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。透過多次試驗，作者在螺旋軸頭處增加兩片葉片，這樣螺旋旋轉時可以促使增加的葉片推動物料前移，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，螺旋輸送機常採用軸唇形密封圈，在軸承部壓力和溫度的變化下密封圈唇口處也會出現一定程度的彈性變形，在停機過程中，粉塵會因外界氣壓超過軸承腔內氣壓迫使密封唇口處鬆開變形處進入軸承腔，進而造成螺旋軸頭磨損，故可從改進密封著手來降低螺旋磨損程度。為了提高螺旋軸頭密封性，我們採用了帶副唇油封，在螺旋輸送機停機過程中，在副唇的保護作用下，外界粉塵難以進入軸承腔。
上述故障的解決大幅度的提高了螺旋輸送機執行效率和使用壽命，對於提高企業經濟效益起到了顯著的作用。考慮到各螺旋輸送機頭節、尾節和中間節長度不一，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閒置率。鑑於此，為了提高備用件利用率，經過與設計單位共同研究決定，將螺旋輸送機頭節、尾節和中間節進行了統一，這樣既滿足了企業單位資金節約，也可以方便對故障螺旋輸送機的檢修、拆卸和更換。
3 螺旋輸送機改進後應用實踐
螺旋輸送機經改進後執行效果較好，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，提高了裝置的運輸效能和有效運輸率。對於螺旋輸送機頭節、尾節和中間節長度的統一降低了裝置資金閒置率，提高了裝置的維修、維護速度，對於提高裝置利用率具有重要的意義。經過此次改造後，根據螺旋輸送機近半年執行情況來看，降低了因螺旋輸送機故障造成的經濟損失約12 萬餘元，其中節約裝置零部件消耗2 萬餘元，為提高企業的經濟效益奠定了基礎。
4 結束語
螺旋輸送機作為重要的連續性運輸裝置，具有操作便捷、結構簡單、佈置方便等多種優點，對於減輕勞動強度，提高生產效率具有重要的意義。在處理螺旋輸送機故障時應掌握其結構特徵和工作原理，然後根據實際進行故障診斷，並給出相應的措施。在使用螺旋輸送機時應根據企業自身特點，對螺旋輸送機進行主動式最佳化改造，這樣才能從根本上提高螺旋輸送機的工作效能和使用壽命，才能儘可能的提高企業的經濟效益。此外，在應用螺旋輸送機時還應做好日常檢修和維護工作，確保螺旋輸送機處於高效能工作狀態。