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钢球螺旋输送机能力分析试验结果分析

[作者:螺旋输送机 2015-05-03 09:29 点击:]

2. 1 槽深对输送能力的影响

    常规螺旋输送机槽深对输送能力有非常显著的影响,同时还影响螺杆强度,因此槽深是螺旋输送机重要的结构参数。粉状物料具有可压实性,导致输送粉状物料时并不是槽深越大输送能力越好[3]; 而粒子冲击钻井技术中粒子注入系统使用的螺旋输送机输送的物料为球形颗粒,几乎不具有可压实性,所以输送粉状物料的螺槽深度与输送能力的规律不一定适用于粒子冲击钻井中使用的螺旋输送机,研究螺槽深度与输送能力的关系在此处显得十分必要。用粒径d = 6. 5 mm 的黄豆作为物料进行输送试验,使用螺杆1、螺杆2、螺杆3 分别进行试验,各个螺杆参数如表1,试验结果如图2。

 

 

图2 槽深对输送能力的影响

    图2 表明槽深与输送能力密切相关,槽深与输送量的关系是一条二次抛物线,螺槽越深输送 量增加越快。黄豆颗粒之间存在较大的间隙,颗 粒表面比较光滑,相互之间摩擦力较小,黄豆在 输送过程中的滑移同时伴随着自身的滚动,不会 出现常规输送机输送粉状物料时经常出现的物料 在螺槽中形成固体塞包裹住螺杆的现象,影响输 送能力。当所需要的输送量变化时,可以通过调 整转速和根据图2 所示曲线确定所需要的螺槽深 度,实现输送量的变化。

    2. 2 螺杆与筒壁间隙对输送能力的影响

    在前期试验中通过增大螺杆与筒壁的间隙才 解决了球状颗粒夹卡的问题,可见螺杆与筒壁的 间隙是输送钢球等硬质物料的螺旋输送机重要的 结构参数,所以需要探究螺杆与筒壁间隙大小对 输送能力的影响,为后续工程应用做准备。用粒 径6. 5 mm 的黄豆作为物料进行输送试验,使用螺 杆4、螺杆5、螺杆6 分别进行试验,各个螺杆参 数如表2,试验结果如图3。

    图3 表明螺杆与筒壁间隙对输送能力影响比 较明显。螺杆与筒壁的间隙越大,输送能力越低。 间隙值越大,存在于螺杆与筒壁间隙中的物料就 越多,因为间隙中的物料相对于存在于螺槽中的 物料轴向速度很小,处于其中的物料越多,螺旋 输送机的输送能力就越差。

    3 筒壁和螺杆表面质量对输送能力的影响

    物料为粉状螺旋输送机的输送能力受螺杆表 面质量和筒壁表面质量影响较明显,螺杆表面越 粗糙,输送能力越低; 筒壁表面越粗糙,输送能 力越高[3]。原因是螺杆表面粗糙,使得粘度较大 的粉状物料与螺杆之间的摩擦力较大,就会出现 物料包裹住螺杆,随着螺杆进行圆周运动,而不 是沿轴向运动,输送能力降低; 机筒内壁粗糙, 提供的切向摩擦力就越大,阻碍物料进行圆周运 动,相对地增大了物料沿轴向的运动速率,使输送能力提高。

    粒子冲击钻井中注入系统使用的螺旋输送机输送的物料为球形颗粒,其表面光滑,与粉状物料性质差别很大,所以仍需要确定筒壁和螺杆粗 糙度对其输送能力的影响。在试验室用粒径d = 2. 5 mm 的钢球作为物料进行输送试验,螺杆参 数: 外径86 mm,内径50 mm,螺距100 mm,螺 棱宽10 mm,螺杆与筒壁单侧间隙7 mm,试验结果如图4 所示。

    图4 表明螺杆与机筒表面质量对钢球螺旋输送机输送能力的影响很小。因为钢球表面光滑, 所以钢球与螺杆的摩擦因数和钢球与筒壁的摩擦 因数都非常小,导致摩擦力很小。结果就是单独 改变螺杆的粗糙度和单独改变筒壁的粗糙度对于 输送能力几乎没有影响。所以,在以后的试验和 工程应用中,物料为表面光滑的球体时,不必尽 量提高螺杆表面质量和采取措施降低筒壁表面质 量,可降低零件制造成本。

4 物料粒径对输送能力的影响

    现阶段使用的是粒径d = 2. 5 mm 的钢球作为 物料进行输送,考虑到未来可能采用不同粒径的 粒子进行输送,需要通过试验研究粒径对输送能 力的影响,为后续试验和工程应用做准备。分别 用粒径d = 6. 5 mm 的黄豆、粒径d = 4. 5 mm 的红 小豆和粒径d = 2. 5 mm 的钢球作为物料进行输送 试验,螺杆参数: 外径86 mm,内径50 mm,螺距 100 mm,螺棱宽10 mm,螺杆与筒壁单侧间隙 7 mm,结果如图5。

    图5 表明: 在同一转速下,物料为d = 4. 5 mm 的红小豆输送能力最高,其次是物料为d = 2. 5 mm 的钢球,输送能力最低的是物料为d = 6. 5 mm 的 黄豆。可见物料粒径对输送能力有一定影响,粒 径太大或者太小都会导致输送能力降低。物料粒 径太大,物料之间的空隙增大,浪费机筒的空间, 使得被输送的粒子所占的空间相对变小,降低输 送能力; 物料粒径太小,使得处于螺杆与机筒内 壁之间的间隙的粒子增多,处在螺杆与筒壁间隙 中的粒子由于其轴向运动的驱动力仅是粒子间的 相互作用力,导致轴向速度很小,处在其中的粒子数目越多,输送能力就越差。

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螺旋输送机介绍
螺旋输送机俗称绞龙,一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成,利用旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送,使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。——摘自百度百科《螺旋输送机》