关键词：螺旋输送机；应用；优化分析
螺旋输送机俗称螺旋绞龙，是在冶金、煤矿、化工等行业中广泛应用的输送设备，主要结构为钢材制作，适用于水平或倾斜输送粉状、粒状和小块状物料，特别是温度较高或适于密封输送的粉末或固体颗粒。聚合物分散溶解装置主要用于油田三次采油的聚合物驱工程的母液配制。主要功能是完成聚合物干粉上料、存储、计量下料等过程。其中，聚合物干粉上料、存储过程中，操作人员在加料平台上通过站内天吊把一吨的聚合物干粉袋吊到存储罐上，这个过程中存在危险性。为解决以上问题，特设计一种自动上料的螺旋输送器，以实现自动加料功能。
1 螺旋输送机原理及结构特点
螺旋输送机结构（见图1）主要有1.减速电机、2.支撑架、3.振动器、4.料仓、5.防尘盖、6.输送机壳、7.螺旋叶片、8.输送轴、9.端轴承等。螺旋输送机工作中，料仓内聚合物干粉进入到输送机壳内，干粉自重及对机壳内表面摩擦力作用而不随螺旋体一起旋转，干粉在螺旋叶片的作用下向上、向前运动，直至从出料口落下，从而实现对干粉输送目的。螺旋输送机结构简单、易于密封，且采用变频器控制运行，粉料落差相对较小，可以提高加料控制的精度与计量精度；具有较大的可调范围，耐磨损性能好，运行成本低，因此，其应用广泛。
2 螺旋输送机常见故障分析
2.1 螺旋轴停转
导致螺旋轴停止旋转的主要原因可能有以下3种情况：①输送物料量太多，导致其在通过中间的吊轴承时受到较大阻力，加大了电机的负荷最终停机；②可能是由于中间轴承处密封被损坏，受到过大阻力，物料进入轴承后损坏轴承。③可能是由于输送过程中掺有大粒径的物料，加大了物料与机槽间的运行阻力，增加电机运转负荷，电机热继电器启动自动保护。
2.2 减速机轴承异常
在开车后减速机轴承出现异常升温，伴有异常噪声，而且电机和减速机也出现异常的振动现象。可能是以下几点原因导致该问题：（1）减速机输入轴位置正常，但是输出轴位置的轴承温度过高，这是由于螺旋轴中心线可能出现走偏，或者减速机输出轴位置的轴承被烧毁，也有可能是由于两端轴承座固定不牢，发生松动。（2）也有可能输出轴承温度正常，但是输入轴温度升高，主要是因为电机固定螺栓出现松动，或者减速机输出轴承被烧坏。（3）减速机输出轴承、输入轴承温度同时升高，主要是由于减速机两端的轴承被同时损坏，或者减速机固定螺栓松动。
2.3 螺杆断裂
对于无杆式螺旋输送机而言，由于其结构中缺少中心杆对螺杆的支撑与定位，所以在螺旋角的作用下，一旦叶片的某个螺旋面受到荷载，就会将螺旋角的作用力分解为两个方向的两个力，一是沿着轴心方向，另外一个则是与叶片半径互相垂直的方向。在这两个方向不同力的作用下，螺旋叶片会出现两个结果，一种是被轴向拉长，直径变小；另外一种就是压缩叶片螺距，直径变大。在受到钢筒内壁的约束作用后，这种弹性变形会沿着轴向逐节传递，直至传递至传动套前端。如果运行过程中，螺旋输送机所输送的物料质量均匀，比如石灰等，则可以保证叶片各处受力均匀，从而保证螺杆正常的使用寿命。反之，如果螺旋输送机所输送的物料粒径较大，甚至存在大块状物，则会卡出螺杆。如果为了排除故障反复正转、反转，则会导致螺旋叶片反复受较大冲击力，特别是传动套所约束的前端螺杆，所受到的冲击力最大，达到疲劳极限后，就会从转动套前端开始出现断裂。
2.4 其它故障
螺旋输送机其他故障包括：（1）开式齿轮传动异常噪声。导致开式齿轮传动出现异常噪声的主要原因可能是由于传动装置或者支架出现松动、偏移，影响到传动齿轮的间距，或者首、末端的轴承出现偏移、松动等情况影响到传动齿轮的间距等。（2）法兰焊口扭裂。主要原因是由于产生了异常扭矩，导致联结法兰焊接失效。（3）空芯联结轴出现裂缝。主要是由于长期运行磨损降低抗据强度，最终出现裂缝等。
3 螺旋输送机优化
3.1 改善螺栓的联结强度
影响螺栓联结强度的主要因素包括螺纹牙的载荷分布、应力变化幅度、材料的机械性能、应力的集中程度及附加应力等。通过大量的实践、理论可以证明，紧螺栓连接受到轴向载荷，基于最小应力不变条件下，连结的可靠性与应力幅有着密切的关系，应力幅越小，螺栓发生疲劳损坏的可能性就越小，从而提高连结的可靠性。由于螺栓连结时，会通过螺纹牙面相接触传递其所受的总拉力。由于螺栓、螺母的刚度，变形性质不同，所以圈螺纹牙上的受力也存在差异。当连结受到荷载会拉伸螺栓，增加外螺纹的螺距；相应的螺母受到压缩则会减少内螺纹螺距。因此，要选择适当圈数的螺母。
3.2 提高部件质量与强度
在螺旋输送机结构中，对螺旋叶片间距与导向角度有着严格的要求，如果相邻叶片之间间距、导向角度存在较大误差，__则设备在运行过程中会出现加大摆动幅度和振动幅度的现象，从而影响到叶片的可靠性与安全性。此外，螺旋输送机运行过程中通常物料比较多，运行时间长，所以对螺旋叶片的损害也比较大，从而出现扭曲、变形、磨损等问题。针对这种情况，要从源头开始，提高螺旋叶片的质量，严格控制各叶片之间的尺寸误差，提高焊缝的密实性与可靠性；防止存在夹渣或气孔等问题；此外，还要进一步保证螺旋轴与传动轴的强度。
3.3 保证安装质量
对于螺旋输送机而言，无论采用哪种连结方法，均要保证螺旋安装位置的精度，防止出现法兰焊口扭裂等问题。完成设备安装后要进行接线调试，保证螺旋转向的正确性，不得存在声音异常的问题，且要保证气动蝶阀动作的灵活性与可靠性。进行试运转后要对电机、减速机、轴承温升等相关指标、参数进行检查，保证一切正常再开启手动螺旋料仓闸门，逐渐加料，直至螺旋平稳运转。在螺旋输送机运行过程中，要对物料质量进行严格控制，防止过大粒径物料被送入输送机，将驱动装置作为重点维护项目。
3.4 注重螺旋输送机的日常保养
具体而言，螺旋输送机的日常保养工作重点有以下几个方面：（1）定期检测螺旋叶片的质量，及时排除异常磨损、螺旋轴变形等问题，一旦发现这类问题要及时更换；定期检查连结件，发现松动要进行紧固；如果设备运行过程中出现诸如发热、噪声等问题，则要及时排除，对螺旋或溜槽进行修整或维护。（2）做好头尾轴承箱的润滑工作，可以每个月定期加注锂基润滑脂，注入量为轴承箱内空间的2/3；间隔3～5个，把吊轴承、吊轴同时浸泡在融化的润滑脂中，待其与润滑脂同时冷却后再重新组装。（3）要做好减速机的保养工作。针对滚动轴承，可以采用钙钠基润滑脂，如果螺旋输送机运行频率高，最好间隔三个月更换一次润滑脂，或者根据设备实际的运行情况做适当的延长或缩短；对减速机内的油量进行定期检查；做好维修计划，半年一小修、2年一大修，其中小修的主要项目包括：更换润滑油，对传动齿轮的状况、滚动轴承处的密封等进行检查；大修主要项目除上述小修内容，还要对全部零件进行拆卸开来进行检查，发现问题要及时修理或更换，针对传动齿轮如果出现下列问题之一，则要进行报废更换：裂纹、齿面点蚀为噬合面的1/3、第一级噬合齿轮磨损至原齿厚的1/10等。由于聚合物干粉物料特殊的物理性质，如在雨季空气潮湿时，干粉表面易潮解，干粉堆积密度、流动性均有改变。因此螺旋输送机的工况复杂多变，在使用过程中，要针对螺旋输送机的常见的故障问题提前做好预防，并在出现故障后及时分析解决，才能实现螺旋输送机的高效使用。
参考文献：
[1]皮习常，李伟，康建领.螺旋输送机常见故障处理及预防措施[J].设备管理与维修，2011（s1）：57-58.
[2]李国盛.螺旋输送机的故障分析及改造[J].科技创新与应用，2012（12）：55-56.
[3]赵予太.螺旋输送机料槽内堵灰故障分析及处理[J].矿山机械，2009（24）：93.
论文作者:邱武龙
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第26期
论文发表时间:2019/7/17
标签：螺旋论文; 螺旋输送机论文; 叶片论文; 轴承论文; 干粉论文; 物料论文; 螺栓论文; 《建筑细部》2018年第26期论文;