季宝全

唐山亚特专用汽车有限公司 河北唐山 063000

一款螺旋输送式散装饲料运输车

季宝全

唐山亚特专用汽车有限公司 河北唐山 063000

为解决普通散装物料运输车输送大颗粒饲料气力困难，易造成管道堵塞的问题，开发了一款螺旋输送式散装饲料运输车。介绍了该车的总体设计与布置，并详细介绍了螺旋输送机的螺旋设计及计算方法。经验证，该螺旋输送式散装饲料运输车动力强劲，能够满足各种性状饲料输送的使用要求。

散装饲料运输车 螺旋输送机 输送能力

1 前言

散装饲料经机械加工而成，其颗粒性状不一。当运输饲料颗粒直径大于5 mm、长度大于9 mm、密度为500 kg/m3左右的大颗粒饲料时，采用普通的散装物料运输车气力输送较为困难，极易造成管道堵塞，影响正常输送。为解决这一难题，特研发了一款螺旋输送式散装饲料运输车，其动力强劲，对颗粒状及粉状饲料均能良好输送。

2 散装饲料运输车的总体设计

2.1 总体布局

散装饲料运输车是在普通载货汽车底盘的基础上，加装散装饲料运输专用设备的专用车辆。其中散装饲料运输设备主要由罐体总成、水平卸料输送系统、垂直卸料输送系统、自由俯仰旋转卸料系统组成。散装饲料运输车罐体可根据不同要求将饲料箱分隔为几个小仓室，仓室内装有流板，以实现几种饲料同时运输。在罐体的顶部开有几个装料罐口，罐口盖设有防雨槽。罐体底部设有放料闸门，在闸门下方安装水平螺旋输送器（即水平搅笼），在罐体的后部设置垂直螺旋输送器（即垂直搅笼），在罐体顶部安装一根自由俯仰回转活动搅笼，上述三根搅笼通过关节相连通，形成完整的装/卸料系统，如图1、2所示。

2.2 螺旋输送器的动力驱动方式

散装饲料运输车螺旋输送器的搅笼驱动和自由螺旋输送器俯仰回转驱动均可采用液压驱动和电动机驱动两种方式。采用液压驱动时，汽车变速箱取力器输出动力传递至液压泵驱动液压系统，液压马达带动螺旋输送器的搅笼叶片旋转，经活动螺旋输送器将饲料卸出。同时，液压马达还可驱动活动搅笼自由回转和伸缩油缸，可将活动搅笼抬升俯仰，以调整卸料位置及高度。而电动机驱动结构简单，但现场要备有外接电源，使用不便。

3 螺旋输送器的卸料能力

3.1 输送机理

3.1.1 水平螺旋输送机理

物料在重力和机槽间的摩擦力作用下，在机槽下部的物料不随螺旋体旋转，在旋转螺旋叶片推动下向前移动，达到输送物料的目的。

3.1.2 垂直螺旋输送机理

垂直螺旋转速比水平螺旋转速高，加入的物料在离心力的作用下与机壳产生摩擦力，该摩擦力阻止物料随螺旋叶片一起旋转，克服了物料下降的重力，实现物料垂直输送。垂直螺旋一般小于8 m，并有水平螺旋喂料，以保证必要的进料压力。

3.2 螺旋输送器水平卸料能力

3.2.1 螺旋输送器水平输送能力计算

选取通用冷轧螺旋叶片直径D=270 mm，依据螺旋水平输送能力计算公式[1]：

式中，Q为输送能力，t/h；k为物料特性系数，取k=0.042；φ为填充系数，取φ=0.4；c为倾角系数，取c=1；ρ为物料堆密度，取ρ=0.5t/m3；D为螺旋轴直径，D=0.27 m。

将上述数值代入公式(1)，计算得出螺旋输送器水平输送能力Q=20.9 t/h，即348 kg/min。

3.2.2 水平螺旋转速的确定

水平螺旋轴转速不宜过高，以免物料受过大切向力而被抛起，不能正常向前输送。在输送量不变的情况下，选择较低螺旋转速可延长螺旋输送器寿命。

依据水平螺旋转速计算公式[1]：

式中，n为水平螺旋转速，r/min；A为物料综合系数，取A=50～70。

将数值代入公式(2)，计算得出水平螺旋转速范围为96～135 r/min。

3.2.3 水平螺旋所需功率

依据水平螺旋所需功率计算公式：

式中，P1为水平螺旋功率，kW；L1为水平螺旋轴长度，设计L1=9.5 m； ω1为物料阻力系数，谷物取ω1=1.5；k为功率备用系数，取k=1.4；Q为输送能力，Q=20.9 t/h。

将上述数值代入公式(3)，计算得出理论水平螺旋输送所需功率P1=1.14 kW。

3.3 螺旋输送器垂直卸料能力

3.3.1 垂直螺旋临界转速

垂直螺旋转速应大于临界转速，根据垂直螺旋临界转速计算公式[2]：

式中， no为垂直螺旋临界转速，r/min；α为螺旋叶片螺旋角，推荐值α=15°；ρ为物料与螺旋表面摩擦角，饲料取ρ=18.5°；g为重力加速度，g=9.8 m/s2；f为物料与机壳摩擦系数，饲料取f=0.385；r为物料距转轴中心的平均半径，m，计算得r=0.106 7 m。

将上述数值代入公式(4)，计算得出垂直螺旋临界转速no=120 r/min。

3.3.2 垂直螺旋所需功率

依据垂直螺旋所需功率计算公式[2]：

式中，P2为垂直螺旋功率，kW；ω2为垂直物料阻力系数，谷物取ω2=7；H为垂直螺旋高度，设计高度H=3.2 m。

将上述数值代入公式(5)，计算得出垂直螺旋输送所需功率P2=1.78 kW。

3.4 卸料螺旋功率

因卸料螺旋最大抬升倾角可达75°，因此将其按垂直螺旋计算其功率即可。

卸料螺旋功率计算公式可借鉴公式(5)，最终计算得出卸料螺旋输送所需功率P3=4.07 kW。

经过上述计算可知，该型散装饲料运输车动力强劲，能够满足各种性状饲料输送的使用要求，卸料系统经长期验证工作可靠稳定。

4 结语

该螺旋输送式散装饲料运输车通过液压系统及PLC系统控制可实现全自动化操作，无需人工上料和出料，操作简单。其总体设计与布置及螺旋输送机的螺旋设计及计算方法，可为同类散装饲料运输车产品的设计提供参考。

[1] 袁纽.运输机械设计选用手册[M].北京∶化学工业出版社,1999.

[2] 王鹰.连续输送机械设计手册[M]. 北京∶中国铁道出版社,2001.

A Screw Conveyed Bulk Feed Transport Truck

JI Bao-quan

Regarding the difficulty of pneumatic transmission for bulk feed which would stem the channel, the screw conveyed bulk feed transporter was developed. The overall design and layout of the vehicle was introduced and the design method and calculation method of screw was elaborated. The power of screw conveyed bulk feed transporter was excellent and can meet the requirement of several kind of feed transport after test.

bulk feed transport truck; screw conveyor; transmission capacity

U469.6+1.02

A

1004-0226(2015)06-0100-02

季宝全 ， 男 ， 1972年生 ，高级工程师， 现从事专用汽车研发与技术管理工作。