1 目的及意义

1.1 垂直螺旋输送机系统概述

1.1.1 垂直螺旋输送机特点

垂直螺旋输送机是一种使用动力带动一根螺旋状的心轴旋转，利用螺旋状心轴旋转时螺线会向前或向后推动的原理，用来带动物料一起运动，实现物料的远距离机械输送。垂直螺旋输送机具有机械结构简单、造价便宜、工作可靠稳定、噪音小、维护成本低、便于加长输送距离等优点。在结构布局上，它也非常灵活，一般为水平布置，也可以倾斜或者垂直布置，因此得到广泛的应用。垂直螺旋输送机一般用于较小块状的物料、颗粒状的物料以及黏性较低的干粉物料，如炉渣、干河砂、散煤、石灰、水稻、小麦、玉米粉等。从外形方面来看，其分为U 型螺旋输送机和管状螺旋输送机。

1.1.2 垂直螺旋输送机的组成

垂直螺旋输送机一般由电机、减速机、联轴器、前端支座、中间支座、尾端支座、壳体、入料口、卸料口、螺旋轴组成，当螺旋输送机较长时将由多段壳体、多段螺旋轴组成，并且在中间会设置若干个吊轴承作支撑，一般设置吊轴承的间距为3 ～ 4m，也可以根据挠度设计计算确定设置间距，吊轴承应尽量少设置，因为在吊轴承处容易发生物料阻塞现象。壳体一般选用厚度不小于4mm 钢板或是钢管制成。

螺旋轴的结构一般为焊接结构，由空心管外焊有钢板制成的螺旋带、空心管的两端有实心的轴头组焊而成，并且轴头的材料一般都经过调质热处理。两端的轴头支承在前后两端轴承座上，其中一端通过联轴器和动力装置连接，在动力装置的驱动下螺旋轴作旋转运动，被输送物料从入料口进入螺旋输送机，当螺旋轴转动时，由于螺旋轴的推力作用，物料沿着壳体向前推进，当物料被推到卸料口时则排出。螺旋轴受到物料推进的反作用力，受力端装有推力球轴承和调心球轴承各一个，另外一端则只需安装调心球轴承一个。由于螺旋轴转速过快的原因，有的物料会越过卸料口而堆积在端部，为了解决这一现象，通常在卸料口处的螺旋轴上靠近端部的一侧加上圆形挡板使物料不能越过去，也可以在端部增加一小段反向的螺旋叶片，还有一个行之有效的办法就是降低螺旋轴的工作转速。

1.2 垂直螺旋输送机研究现状及发展趋势

1.2.1 垂直螺旋输送机研究现状

国外对垂直螺旋输送机的理论和试验很早就开始了研宄，最早由几个西德学者提出的描述垂直螺旋输送机理的方法，被称为单质点理论法，这个方法的核心思想是把螺旋面上所有的散体简化为一个质点来研宄，通过分析这个简化的单个质点的运动以及它所受的力，从而引入临界转速的概念，进而将散体颗粒向上移动时的速度求解出来，最后确定垂直输送的输送能力和效率。单质点理论对于填充系数较低的垂直螺旋输送机有一定的精确性和适用性，但它的缺陷同样很明显，它既忽略了散体在螺旋轴纵向截面内的分布特性，同时也并不符合真实输送状态下散粒物料在管壁和螺旋面上的压力分布和自由表面等特征。因此，单质点理论并不能应用于填充系数较高的垂直螺旋输送机的设计和计算中。

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，在几代人的努力下经历了从无到有、从小到大的曲折发展历程，特别是在改革开放后结合我国实际需要积极引进吸收了一批国外先进技术并取得的长足发展。螺旋输送机作为一类常见输送机械，国内相关研究成果较多，主要集中在输送机理、螺距优化、螺旋输送机选型问题等三个方面。

1.2.2 垂直螺旋输送机发展趋势

通过综合分析垂直螺旋输送机近年来的研究成果及行业动态，认识到螺旋输送机未来的发展趋势主要有以下几个方面：

（1）增强辅助功能，扩大应用范围：

（2）优化产品设计，降低单位能耗，提升设备效率：

（3）组合复合化、大型化：

（4）智能化控制：