杨 钊，辛龙胜，韩 雨

（1. 青岛软控机电工程有限公司，山东青岛 266000；2. 南通润邦重机有限公司，江苏南通 226000）

0 引言

螺旋给料器是在橡胶、塑料行业广泛应用的一种输送设备，主要用于输送粉状、颗粒状和小块状物料。螺旋输送机与其他输送设备相比较，具有结构简单、横截面尺寸小、密封性能好、可以中间多点装料和卸料、操作简单、安全方便以及制造成本低等优点。螺旋输送机调节输送速度非常方便，适用于要求输送速度可调及要求有时进行微下料的场合，尤其适合用作粉料称量时的输送和进料设备。

本文分析了一种用于上辅机系统炭黑输送的螺旋给料器，为了确保螺旋给料器在工程应用中的可靠性，需要对螺旋叶片进行强度和疲劳分析。螺旋给料器的结构如图1所示，螺旋给料器通过螺旋叶片的旋转输送料仓内的炭黑物料，其中与螺旋给料器连接的料仓分为上部圆筒和下部锥体两个部分。

1 螺旋叶片的受力分析

螺旋叶片的受力分析如图2所示[1]，图中：F为作用在叶片上的合力；Ff为作用在叶片背侧的力；Fd为作用在叶片驱动侧的力；F1为F的法向分力；F2为F的切向分力；Fda为作用在叶片驱动侧的轴向力；Ffa为作用在叶片背侧的轴向力；αr为螺旋升角；φf为炭黑的壁面摩擦角。本文所分析的螺旋给料器主要参数见表1，炭黑的物料属性见表2。

根据螺旋叶片的受力分析图，得到式（1）～式（5）[1]。螺旋叶片的受力可以分为初始填充状态和输送状态下的受力，在这两种状态下，螺旋叶片受到上部料仓内物料施加的竖直方向应力，该应力可分别通过式（6）和式（7）计算得到[2]。……