王 鵬

（中鋁山東有限公司氧化鋁廠，山東 淄博 255052）

1 前言

螺旋輸送機是水泥廠常用的輸送設備。主要適用于輸送粉狀、顆粒狀物料，如水泥、生料、窯灰、煤粉、再生膠、氧化鋅及小塊煤等。螺旋輸送機與其它輸送設備相比較，具有結構簡單，橫截面尺寸小，密封性能好，可中間多點進料和出料，操作安全方便，制造成本低等優(yōu)點。

螺旋輸送機的輸送方式為：當物料由螺旋進料口進入槽內時，物料依靠自身的重力堆積在機槽下部，同時物料與機槽間有摩擦力作用，在不斷旋轉的螺旋葉片推動下，堆積的物料不隨螺旋體旋轉，而只在向前移動，達到輸送物料的目的。螺旋輸送機可以實現(xiàn)多點裝料與卸料，輸送過程中還可對物料進行混合、攪拌、加熱、冷卻等作業(yè)。螺旋輸送機一般由輸送機本體、進料排料裝置及驅動裝置三大部分組成，輸送機本體又分為頭節(jié)、中間節(jié)和尾節(jié)。頭節(jié)有止推軸承、螺旋體、機殼三部分組成，止推軸承是承受物料移動時的軸向推力，中間節(jié)的吊軸承支撐著螺旋軸和螺旋體，使螺旋正常運行，尾節(jié)的平軸承不僅支撐著尾部螺旋，而且在調整整條螺旋安裝時的軸向長度，起著重要作用。驅動裝置有電動機、減速機、聯(lián)軸器等組成。

螺旋輸送機的類型有水平固定式螺旋輸送機、垂直式螺旋輸送機和彈簧螺旋輸送機三種，水平固定式螺旋輸送機是最常用的一種型式，其輸送傾角小于20度，螺旋葉片有實體面型及帶式面型兩種，輸送長度一般在40米以下；垂直式螺旋輸送機用于短距離提升物料，輸送高度一般不大于6米；彈簧螺旋輸送機是用撓性的螺旋彈簧代替剛性的螺旋軸而輸送物料，它的特點是結構簡單，安裝維修方便，但輸送量較小，輸送距離短。在確定螺旋輸送機的規(guī)格后，如何選擇公式進行軸功率計算，是進一步確定合適的電機功率的關鍵，對節(jié)約電能有著直接的影響。目前，根據(jù)國內有關設計手冊給出的公式，計算出的固定式螺旋輸送機軸功率，經在工廠調查使用情況，一致反映電機功率配置偏大。電機功率是在軸功率的基礎上，又考慮功率儲備系數(shù)和傳動效率因素，且兩因素是以軸功率為基數(shù)進行系數(shù)放大的?；鶖?shù)偏大，電機功率隨之放大，軸功率直接關系到電機功率。因此，探討合理的螺旋輸送機的軸功率計算公式問題，是選擇電機功率的重要基礎，也是解決電機“大馬拉小車”的有效節(jié)能途徑。

2 螺旋輸送機的有關計算公式及實例計算比較

2.1 螺旋輸送機的有關計算公式

《運輸機械手冊》和《水泥廠工藝設計手冊》公式均相同，其螺旋輸送機軸功率（N。）計算公式為：N。=Q（ω。L±H）/367kW。式中Q--輸送量（t/h）；L--輸送機水平投影距離（m）；H--輸送機垂直投影高度（m）；ω。--物料的阻力系數(shù)（查有關表）。但同一水泥介質，上述兩手冊給出的物料阻力系數(shù)ω。值也不同。

國際標準：ISO7119-81《松散物料連續(xù)搬運設備螺旋輸送機驅動功率設計規(guī)則》計算公式，螺旋輸送機軸功率N。為：N。=Q（λL±H）/367+DL/20 kW。

式中：Q、L、H符號意義同前；D--螺旋直徑（m）；λ--運行阻力系數(shù)。

2.2 實例計算比較

以山東淄博某水泥廠水泥組磨的成品螺旋輸送機為例，螺旋輸送機設備規(guī)格型號為GX500×18m，水平布置。配套齒輪減速電機，型號YTC903，額定功率13.2kW，出軸轉速48rpm，額定電流27.4A,螺旋輸送機與齒輪減速電機為聯(lián)軸器直聯(lián)結構。

利用上述兩類公式分別計算并比較。

螺旋輸送機運行數(shù)據(jù)：輸送物料--水泥；容重--1.33t/m3；螺旋直徑--D500；型式--實體;輸送量--Q=68t/h；輸送機水平投影距離--L=18m;輸送機垂直投影高度--H=0m。

經查《運輸機械手冊》對于水泥得ω。=3.2；查《水泥廠工藝設計手冊》對于水泥得ω。=2.5；查《松散物料連續(xù)搬運設備螺旋輸送機驅動功率設計規(guī)則》ISO7119-81，對于水泥得λ=1.9。

將數(shù)據(jù)分別代入上述公式計算，軸功率分別為：

《運輸機械手冊》計算公式：

《水泥廠工藝設計手冊》計算公式：

《松散物料連續(xù)搬運設備螺旋輸送機驅動功率設計規(guī)則》ISO7119-81計算公式：

再按電機功率（N）計算公式為：N=KN。/η。式中K--功率儲備系數(shù)，取1.2計；η--聯(lián)軸器（直聯(lián)）效率，取0.98計。

得出計算結果如表1：

表1 不同手冊計算軸功率對比表

3 現(xiàn)有設備功率分析及改進方案

實例螺旋輸送機，正常情況下，其輸送量平均為68t/h，電機運行電流在12A，占額定電流的43.8%。設計要求運行電流與額定電流比值為60%～80%，比較合理。從運行的電流數(shù)據(jù)說明該電機確有“大馬拉小車”現(xiàn)象。出現(xiàn)這一結果，主要原因在于電機選型問題。而電機選型又依賴于設備軸功率計算。該螺旋輸送機的軸功率原設計是依據(jù)《運輸機械手冊》進行計算選擇的。通過這一實例計算說明，采用《運輸機械手冊》計算出的軸功率偏大，可適當降低電機儲備系數(shù)來調正;采用《水泥廠工藝設計手冊》計算出的軸功率偏于保守；采用國際標準《松散物料連續(xù)搬運設備 螺旋輸送機 驅動功率設計規(guī)則》ISO7119—81，計算出的軸功率，并考慮電機儲備系數(shù)等，電機實際運行的功率數(shù)與計算的功率數(shù)基本接近。因此，在螺旋輸送機選型中建議采用國際標準ISO7119—81公式進行軸功率計算，選擇配套電機。

就山東淄博某水泥廠現(xiàn)有的螺旋輸送機，可采用國際標準ISO7119—81《松散物料連續(xù)搬運設備 螺旋輸送機 驅動功率設計規(guī)則》計算公式，重新核算，結合全廠設備的大修，逐步改造螺旋輸送機在生產運行中“大馬拉小車”的配套電機，使之達到最佳節(jié)能運行效果。采用改造后的電機，預計水泥輸送單位指標可以節(jié)約：0.002-0.003kWh/t·m 。

4 結論

螺旋輸送機軸功率計算，運用《運輸機械手冊》和《水泥廠工藝設計手冊》計算公式，其結果比實際運行值富裕較大；而按國際標準ISO7119—81計算公式，其結果與實際運行狀態(tài)最接近。

《運輸機械手冊》和（《水泥廠工藝設計手冊》計算公式中，物料的阻力系數(shù)ω。是影響電機功率增大的主要數(shù)據(jù)，而且這兩本手冊中的ω。值也不相同，相差較大。ω。值的修改尚需進一步探討。對于水泥，ω。值可按《水泥廠工藝設計手冊》選取，并盡量選擇電機儲備系數(shù)K范圍值的下限值計算電機功率。

《松散物料連續(xù)搬運設備 螺旋輸送機 驅動功率設計規(guī)則》國際標準ISO7119—81計算公式，表達了運送物料所需功率與克服運動部件磨損所需功率之和，其結果比較符合實際，電能利用較合理，是解決螺旋輸送機配套電機“大馬拉小車”問題的主要方法。