一种新型多段滚珠链式机械螺旋输送装置设计

一种新型多段滚珠链式机械螺旋输送装置设计

冯建华

身份证号码：441882198511183396

摘要：对于农业农作物运输与物件运输的螺旋输送装置的输送效率小，输送物件少，输送速度慢等问题同时链板长度也受到了较大的螺旋输送装置长度限制，本文针对新型多段滚珠链式机械螺旋输送装置进行理论分析与设计，在设计过程中对于输送物件的压缩性与螺距变化等参数进行了统一的计算，对于输送效率与输送生产率进行了一定的数学模型构建，同时根据新型多段滚珠链式螺旋输送装置的物理参数确定后，即当喂入量定为30kg/min，装置的转速设定为50r/min，装置的螺柱确定在160-300mm之间时进行实验取得相对精准的理论数据。

关键词：多段滚珠链；模型设计；螺旋输送

引言

对于农作物的运输与物件的传递来说，螺旋式输送是相对重要的输送方式，现阶段国内外对于螺旋输送装置研究设计主要集中在螺旋装置的输送效率提高，螺旋装置降低堵塞情况发生等的研究上，对于螺旋装置本身输送方式内外变化的研究较少，本文提出一种较为特殊的螺旋式运输装置内外部分改变，即改变原来的传送方式变为多段滚珠链式输送：

该多段滚珠链式螺旋输送装置的设计主要包含着支架部分与驱动装置部分，转笼部分以及螺旋输送道部分，支架牢固的固定住螺旋输送道，转笼在与螺旋中心轴为中心进行转动。装置开启时，转笼转动，立柱推动在螺旋输送装置开始部分的物件进行运动，多段滚珠进行推动物件运输，整个输送道无需运动，极大的降低了因为运输道运输造成的摩擦效率损失与物件磨损，同时也使得整个螺旋道的长度不受限制，可以在一定范围内增加螺旋输送道的长度来提高物件输送的高度与效率。

通过图一可以看到，整体的多段滚珠链式螺旋输送装置包括了支架部分，驱动装置部分，螺旋输送道部分与转笼部分，当输送装置进行输送物件时，螺旋输送道进行对于物件的输送提升，送料带位于螺旋输送道靠近地面的部分，接料带位于输送道远离地面的部分，启动螺旋输送装置，转笼进行转动，驱动装置进行电力传输，多个立柱进行围绕螺旋轴空槽转动。送料带传递物件到输送道上，经过检测光眼进行检测，检测光眼输送信号到电控装置中，电控装置根据立柱的位置控制送料带运行与停止，保证物件可以顺利进入到螺旋输送道中相邻两个立柱之间，当下一个立柱转动到物件所在位置背面，推动物件围绕着输送道向上运动，运动到接料带中，接料带将物件带离到出料口。

一、分析装置工作原理

使得物件运输就要让物件上升受到的推力要大于物件下滑受到的力，基于此可以在一定程度上提升滚珠的密度或者提升通电量来提升推力，当通电量或是滚珠密度相对较低时，物件会受到较大的离心力与滚珠之间的摩擦力，使得物件不能有效提升与运输，当增大通电量或者提升滚珠密度后物件受到较大的驱动力，使得驱动力克服离心力与物件的摩擦力，最终使得物件通过滚珠螺旋上升，在出料口排出。

二、关键装置部件与参数设计

1）采集数据：通过ZRN503传感型扭矩传感器进行数据采集，将采集到的扭转数据信号进行编码传递到计算机内，利用传感器的传感特性进行对于数据的分类处理与采集计算，获得相对准确的扭矩等数据‘

2）动力系统：此次螺旋多段滚珠链式输送装置的动力系统选择Y90L4电动机，该电动机连接到联轴器前方，通过联轴器的输送效果传递到传感器内，再经过传感器的传递效果传递到旋转处。

3）螺旋轴：螺旋轴做成笼式旋转轴，是这个新型螺旋装置的主要创新点，采取的是多段滚珠链式形成输送道进行运输。

4）入料口与出料口：由于螺旋装置的主要用于饮料等较大型物件的运输工作，此类物件的流动性相对较小，物件的整体性相对较高，所以使用重力式进料，为了保证物件运输过程中不发生返流现象，所以出料口的轴线夹角设定为15°，与此同时将螺旋轴最后的出料口设计成滚珠链式一轴向使得最后的物件更会容易排出装置，使得物件能够相对完整顺畅的卸料。

三、多段滚珠链式螺旋输送装置试验

3.1实验条件

2013年12月，在广州达意隆包装机械股份有限公司工厂内进行试验，使用的就是新型多段滚珠链式螺旋输送装置与普通螺旋输送装置，让两者在统一外部条件下进行输送试验，观察其输送效率变化，试验材料选择的是标准500ml饮料满载饮料瓶。

3.2试验安排

通过理论分析可以得知，螺旋式的输送装置运输效率与性能提升与装置轴倾角，螺旋转速存在着一定的数据关系，所以在实验过程中采取多种因素实验方法进行对于多段滚珠链式输送装置的性能研究，通过以往的生产分析可以得出结论，如果要提升到相同的高度，其他外界因素如果不变，螺旋输送装置的螺旋轴倾角与螺旋速度会在很大程度上影响输送效率，所以对于多段滚珠链式螺旋输送装置与普通螺旋输送装置的螺旋周转速与螺旋轴倾角都是相同的，都是采取50r/min与15°。

3.3试验指标选择

1）流量输送：实验过程中，不改变试验螺旋轴倾角与螺旋轴运输速度，进行对于物件称重并计算流量输送量，通过确定的倾角调整装置使得两种螺旋输送装置调整到统一15°倾角，人工进行物件的推进工作，使得饮料能够持续进入螺旋运输装置的入料口，在出料口进行饮料收集箱收集提升后的饮料，使用XK3190精密称重器测量最后的饮料质量，从而获得饮料的运输流量：

式中：Q-----物件在螺旋运输装置总的提升和输送的流量

m-----已经提升了的物件质量

t------提升物件所需要的时间

3.4实验结果与分析

由表中可知，多段滚珠链式螺旋输送装置拥有较好的运输流量，即可以在同等条件下比普通链板式螺旋输送装置有着更高的效率

结语

从上表可得多段滚珠链式螺旋输送装置拥有较好的运输流量，即可以在同等条件下比普通链板式螺旋输送装置有着更高的效率，同时多段滚珠链式螺旋输送装置有着较为重要的创新点在于能够提供一种链板长度不受限制的螺旋输送装置，现阶段国内外的物件输送装置的输送道主要是以链板式的螺旋箱输送体系为主，传统型的输送装置是由内而外形成一个较大的闭环，闭环环绕而上通过链板运动使得物件运输，物件与链板同时运动从入料口进入出料口，但是这样有一个较大的问题就是链板太容易损坏，当链板也随着物件运输时链板与物件因为速度原因会有着较大的摩擦，这段摩擦不仅仅会影响物件的运输速度与物件的磨损程度，同时也会对于链板造成较大且不可恢复的拉断的力，当链板长度再增大时，极易造成链板的拉断。

多段滚珠式螺旋输送装置有效的降低了这点造成的损害，使用滚珠链连接形成运输道，当螺旋链板长度再次提升后，可以使得摩擦降低到极小的程度，这样即可以提升物件的运输速度也可以降低对于运输道的损耗。

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