螺旋输送机是一种应用于化工、粮食、食品、矿山等行业常用物料输送设备，在实际生产中对一些闲置的螺旋输送机加以改造后使用在新的工艺生产线上，这种做法修旧利废，提高设备利用率，符合设备再造的新理念要求。本文将对一例闲置螺旋输送机现场设计改造、制作加工过程及主要的注意事项加以介绍。
1 原螺旋输送机存在的问题
用于木糠粉干燥的螺旋输送机原输送量为1．4～1．5t/h，随着生产规模扩大已经不能适应生产要求。此外原螺旋输送机使用中还发现很多影响设备安全生产运行的问题，主要问题：选用的深沟球轴承，轴承过热，易于损坏；原减速机输出轴通过爪式联轴器与螺旋轴连接，由于螺旋输送机呈倾斜状，所以减速机漏油情况较严重，不好维护；原螺旋叶片存在刮底现象，严重时螺旋外壳发热，经检查原螺旋轴同轴度不好，偏差最大达到3．5mm ；原螺旋入料口高于地面600mm ，操作人员加料困难；出料口下料管直接插入振动筛入口，存在压坏振动筛筛网的故障；原料有时含杂质，特别是一些铁器有时会卡住螺旋叶片，对于封闭式螺旋外壳十分不利，铁器卡住难以清除。
2螺旋输送机改造要求
2．1 木糠粉干燥工艺
木糠粉原料—螺旋输送机—振动筛—干燥器—出料。
2．2 总体设计要求
木糠粉最大输送量达到2t/h；螺旋长度4～4．5m ，
螺旋输送机倾斜角40°，保证木糠粉经输送机送至振动筛；设计布
局要合理，只针对输送机进行改造；消除原螺旋输送机存在的缺陷及不足；用本次改造，增设一道隔墙跨过第一道螺旋输送机，隔墙将木糠粉的储存与处理分成两个相对独立工作间；电气设备采用防尘隔爆设备，增加系统安全性；增设检修平台，方便检修维护。
3改造可行性、合理性分析
3．1 现场位置进行测量 根据新螺旋输送机要求，综合现场设备和建筑物之间、设备和设备之间、设备本身外部尺寸，考虑安装维护空间，重新设计输送方案，并确定了如图1所示的设计输送方案。
图1螺旋输送机结构简图
1－下部轴承2－入料口3－螺旋体4－上部轴承5－万向联轴器
6－减速机7－电动机8－检修平台 9－出料口
3．2轴承的选择
螺旋输送机的下轴承安装两列轴承，一列为深沟球轴承，另一列为圆锥滚子轴承；上轴承采用一套圆柱孔调心球轴承，调心轴承主要防止由于轴弯曲以及加工安装过程中累积偏差产生过大应力，损坏轴承甚至烧坏电机。
3．3 传动方式的选择
传动方式采用万向轴连接，选型SWCBH 型（标准伸缩焊接式）十字轴式万向联轴器，轴线折角β=20°。采用十字轴式万向联轴器由于传动轴是可以伸缩的，配合上部轴承座的调心轴承，进一步化解螺旋轴同轴度偏差及挠度对轴承的应力作用，保证了传动系统的可靠运行。
3．4 出入料口的设计
入料口上平面与地面在同一水平面，这样就要求将下部轴承及入料口置于一地坑之内，做好盖板，做好入料口与盖板间密封。入料口平行装设强磁力棒及大孔筛网，磁力棒间距40mm ，以防止大块杂质及铁器进入螺旋内，造成设备损坏。出料口与下面振动筛为帆布软连接，堵料时，帆布连接胀开，保护螺旋轴不致卡死。
3．5 检修平台的设计
将检修平台、上部轴承固定支架、电机减速机支架加工为一体，结构紧凑，占用空间小；检修平台跨过振动筛，为振动筛运行维护留出空间；检修平台与地面连接固定考虑用化学锚固螺栓，快捷稳定
3．6 闲置螺旋输送机的选用
拟选用输送机是一条从硝酸铵输送生产线拆下的输送机，有七成新，原长5m ，螺旋轴为中空不锈钢管，外径90mm ，壁厚10mm 。实用截取螺旋体及外壳4m 长加工成所需螺旋体。
3．7 对拟选用的闲置螺旋进行校核
看其是否能够满足输送量要求并核算驱动电机的功率匹配情况。
3．7．1 输送量核算 输送量根据相关文献［1］采用下列公式核
算
Q=47D2Snφλε=3．3t/h
式中 Q —螺旋输送机输送量/t·h －1
D —螺旋外径/m；这里数据由闲置螺旋测得，选用0．3m S —螺距/m；这里数据由闲置螺旋测得 0．24m
n —转速/r·min －1；选用一台闲置的摆 线针轮减速机，速比17，输出转速60r/min
φ—填充系数；现场设计螺旋输送机倾斜角40°，相应的φ数值查得0．36
λ—物料的单位容积质量/t·m －3；实际测量0．2t/m 3
ε—倾斜输送系数；螺旋输送机倾斜角40°，相应的ε数值选0．76
根据实际生产要求，木糠粉的需要量最大为2t/h，所以拟改造的螺旋输送机的输送量Q=3．3t/h能够满足要求。
3．7．2 驱动电机的功率核算
总的轴功率。螺旋输送机总的轴功率P 包括物料运行需要功率P1，空载运转所需功率P2，以及由于倾斜引起的附加功率P3三个部分： P=P1+P2+P3 =QLμ/367+DL/20+QLsinβ/367=0．100kW 式中 P ———螺旋输送机总的轴功率/kW
Q —输送量/t·h －1；选用2t ·h －1L —输送距离/m；选用4m D —螺旋外径/m；选用0．3m
μ— 物料运行阻力系数；木糠粉选用1．2
β— 螺旋倾斜角度/°；
选用40°对于电动机驱动功率N=ξP/η
式中 ξ—表示功率储备系数，根据经验我们选 用较大数值4
η—传动效率，包括电机效率0．9；十字轴联轴器传动效率0．95；摆线针轮减速机效率取0．9，则η=0．9×0．95×0．9=0．7695 经过计算电动机驱动功率为N=0．52kW ，实际选用了0．75kW 电动机［2］ 。
4改造工作的实施重点
4．1螺旋输送机轴加工
4．1．1 闲置螺旋轴矫直处理 由于闲置螺旋制造精度及残余应力等原因，主体螺旋轴会出现弯曲。采用如下方法矫正：在截取的螺旋轴两端装配假轴，以0．03～0．05mm 装配间隙装配假轴，同时还要制作一对双辊托架，每个双辊托架主要由一对轴承制成，将假轴架设在托架轴承双辊上，转动主体螺旋轴，让整个螺旋轴稳定地安放双辊托架上，固定好两端托架。在整个螺旋轴长度方向上设3个测量点（最少要在螺旋轴中部设1个测点），用划针盘画针指向螺旋轴3个测量点，旋转主体螺旋轴找出螺旋弯曲的部位，做好弯曲部位的数据记录。确定主体螺旋轴的弯曲状况后，对主体螺旋轴矫直处理。用均匀加热加压法对主体螺旋进行校正、校直处理，使整个主体螺旋轴同轴度精度达0．5～1mm 。
4．1．2 端部接长轴的焊接加工 端部接长轴的作用是装配轴承、联轴器等部件。在完成螺旋轴初步矫正后，卸下两端假轴，热装配加工
好的端部接长轴。两端部接长轴，采用0．15～0．18mm 过盈量热装于主体螺旋空心轴 中，然后焊接，其中空心轴内层焊点采用圆周方向钻孔后再焊接的工艺，焊口位置见图2螺旋轴端处理简图。
图2螺旋轴端处理简图
4．1．3端部接长轴矫正
在焊接过程中，长轴连接虽然采用过盈热装的工艺，但还是可能会在焊口部位产生应力，造成变形，焊好的轴颈段与主体螺旋轴段的同轴度出现偏差，这种偏差对整个轴的弯曲总体偏差影响较大，螺旋轴越长，端部偏差对螺旋轴中间部位造成弯曲效果越明显。现场必须给予处理。 同样利用滚动双辊托架，将轴端焊好后的螺旋轴架在双辊托架上，注意托架架设的位置是在轴颈的最端部，尽量拉开测量百分表与托架之间的距离，以便取得良好的测量效果。在靠近焊口的部位，选择接长轴的加工面作为圆周跳动测点位置。如图2，一般在圆周方向上8等分一个圆周，测出等分点的跳动量并记录，把每组对应点的跳动量做差即可确定出由于焊接产生的弯曲偏移方向和偏移量，利用捻打的方法锤击焊口及一部分主体螺旋轴轴面，锤击点以每组偏差值最大量的反向位置为中线，径向覆盖90°范围。捻打时力量不
能太大，循序渐进，中线部位力量可以大一些，直至矫直螺旋焊口部位产生的偏差，此时测量螺旋轴中部的百分表显示螺旋轴中间部位每组对应点的跳动量差值1mm ，即整个螺旋轴最大弯曲偏差影响控制在1mm 以内。用同样的方法处理另一端的端部接长轴［3－4］ 。
4．1．4 复测螺旋轴
复测整个螺旋轴，中部最大的跳动偏差控制到0．5～1mm ，达不到该要求即重新执行矫正操作。
4．2 输送机圆管外壳加工
本次改造螺旋输送机，圆管外壳两端焊接圆形法兰，主要注意圆管外壳两端圆形法兰的焊接，保证法兰面与管壳的垂直度，法兰内孔与圆管外径径向间隙控制在0．4mm ，垂直度偏差控制在0．1mm ，注意焊接时工艺处理，焊接加工前，都要做试焊处理，以保证公差要求。圆管外壳端盖法兰与圆管法兰成对装配，为保证螺旋轴与圆管中心同轴度，圆管外壳端盖与圆管法兰要加装两个定位销。
4．3 轴承座的加工 针对现场情况，轴承座设计成一端带有凸肩，与轴承座设计成主体加工为一体，这样对轴承定位及受力有良好的支撑作用。一边端盖只是带有密封毡，起到密封条支架作用，另一边端盖除有密封作用外，还要压紧轴承外圈，以固定轴承，防止螺旋轴串动。另外轴承座上设有加油孔 ［5－6］ 。 轴承座用螺栓固定于轴承座支架上，轴承支架与螺旋端盖加工成一体，轴承上下支架承受整个螺旋重力以及输送过程中的其他外力的作用。
5 结束语
螺旋输送机加工安装后，使用效果较好。通过对螺旋输送机改造，参加改造的工作人员积累 了现场螺旋输送机改造的经验，特别是螺旋轴的弯曲处理办法，我们又多次应用于精度要求较高的螺旋输送机的维修改造，效果都很理想。此外，其他结构设计对螺旋输送机加工改造也有一定的参考价值，比如在现场改造中，由于现场环境限制，考虑十字轴式万向联轴节输出动力是一个很实用的解决思路。再有，维修改造工作一定要严格执行设计和加工工艺要求，这是现场工作达到理想效果的基础。
参考文献： ［1］向冬枝，徐余伟．螺旋输送机设计参数的选择和确定 ［J ］．水泥技术，2010（1）：29－33．
［2］徐余伟．螺旋输送机设计参数的选择和确定［J ］．面 粉通讯， 2008（5）：21－24．
［3］张鹏，韩纯玉， 张镇．大倾角螺旋输送机的设计制造［J ］．中国科技信息，2011（22）：115－118．
［4］陈建全，韩省亮， 崔铭洋，等．新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究 ［J ］．流体机械，2014，42（1）：1－5．
［5］陈志静，王大成， 冯敏，不同结构参数缩放管传热综合性能的数值模拟 ［J ］．压力容器，2013，30（11）：37－41．
［6］高雁．工业产品包装降低成本的几种方法［J ］ ．包装与食品机械．2012， 30（2
）：70－72．
螺旋输送机是一种应用于化工、粮食、食品、矿山等行业常用物料输送设备，在实际生产中对一些闲置的螺旋输送机加以改造后使用在新的工艺生产线上，这种做法修旧利废，提高设备利用率，符合设备再造的新理念要求。本文将对一例闲置螺旋输送机现场设计改造、制作加工过程及主要的注意事项加以介绍。
1 原螺旋输送机存在的问题
用于木糠粉干燥的螺旋输送机原输送量为1．4～1．5t/h，随着生产规模扩大已经不能适应生产要求。此外原螺旋输送机使用中还发现很多影响设备安全生产运行的问题，主要问题：选用的深沟球轴承，轴承过热，易于损坏；原减速机输出轴通过爪式联轴器与螺旋轴连接，由于螺旋输送机呈倾斜状，所以减速机漏油情况较严重，不好维护；原螺旋叶片存在刮底现象，严重时螺旋外壳发热，经检查原螺旋轴同轴度不好，偏差最大达到3．5mm ；原螺旋入料口高于地面600mm ，操作人员加料困难；出料口下料管直接插入振动筛入口，存在压坏振动筛筛网的故障；原料有时含杂质，特别是一些铁器有时会卡住螺旋叶片，对于封闭式螺旋外壳十分不利，铁器卡住难以清除。
2螺旋输送机改造要求
2．1 木糠粉干燥工艺
木糠粉原料—螺旋输送机—振动筛—干燥器—出料。
2．2 总体设计要求
木糠粉最大输送量达到2t/h；螺旋长度4～4．5m ，
螺旋输送机倾斜角40°，保证木糠粉经输送机送至振动筛；设计布
局要合理，只针对输送机进行改造；消除原螺旋输送机存在的缺陷及不足；用本次改造，增设一道隔墙跨过第一道螺旋输送机，隔墙将木糠粉的储存与处理分成两个相对独立工作间；电气设备采用防尘隔爆设备，增加系统安全性；增设检修平台，方便检修维护。
3改造可行性、合理性分析
3．1 现场位置进行测量 根据新螺旋输送机要求，综合现场设备和建筑物之间、设备和设备之间、设备本身外部尺寸，考虑安装维护空间，重新设计输送方案，并确定了如图1所示的设计输送方案。
图1螺旋输送机结构简图
1－下部轴承2－入料口3－螺旋体4－上部轴承5－万向联轴器
6－减速机7－电动机8－检修平台 9－出料口
3．2轴承的选择
螺旋输送机的下轴承安装两列轴承，一列为深沟球轴承，另一列为圆锥滚子轴承；上轴承采用一套圆柱孔调心球轴承，调心轴承主要防止由于轴弯曲以及加工安装过程中累积偏差产生过大应力，损坏轴承甚至烧坏电机。
3．3 传动方式的选择
传动方式采用万向轴连接，选型SWCBH 型（标准伸缩焊接式）十字轴式万向联轴器，轴线折角β=20°。采用十字轴式万向联轴器由于传动轴是可以伸缩的，配合上部轴承座的调心轴承，进一步化解螺旋轴同轴度偏差及挠度对轴承的应力作用，保证了传动系统的可靠运行。
3．4 出入料口的设计
入料口上平面与地面在同一水平面，这样就要求将下部轴承及入料口置于一地坑之内，做好盖板，做好入料口与盖板间密封。入料口平行装设强磁力棒及大孔筛网，磁力棒间距40mm ，以防止大块杂质及铁器进入螺旋内，造成设备损坏。出料口与下面振动筛为帆布软连接，堵料时，帆布连接胀开，保护螺旋轴不致卡死。
3．5 检修平台的设计
将检修平台、上部轴承固定支架、电机减速机支架加工为一体，结构紧凑，占用空间小；检修平台跨过振动筛，为振动筛运行维护留出空间；检修平台与地面连接固定考虑用化学锚固螺栓，快捷稳定
3．6 闲置螺旋输送机的选用
拟选用输送机是一条从硝酸铵输送生产线拆下的输送机，有七成新，原长5m ，螺旋轴为中空不锈钢管，外径90mm ，壁厚10mm 。实用截取螺旋体及外壳4m 长加工成所需螺旋体。
3．7 对拟选用的闲置螺旋进行校核
看其是否能够满足输送量要求并核算驱动电机的功率匹配情况。
3．7．1 输送量核算 输送量根据相关文献［1］采用下列公式核
算
Q=47D2Snφλε=3．3t/h
式中 Q —螺旋输送机输送量/t·h －1
D —螺旋外径/m；这里数据由闲置螺旋测得，选用0．3m S —螺距/m；这里数据由闲置螺旋测得 0．24m
n —转速/r·min －1；选用一台闲置的摆 线针轮减速机，速比17，输出转速60r/min
φ—填充系数；现场设计螺旋输送机倾斜角40°，相应的φ数值查得0．36
λ—物料的单位容积质量/t·m －3；实际测量0．2t/m 3
ε—倾斜输送系数；螺旋输送机倾斜角40°，相应的ε数值选0．76
根据实际生产要求，木糠粉的需要量最大为2t/h，所以拟改造的螺旋输送机的输送量Q=3．3t/h能够满足要求。
3．7．2 驱动电机的功率核算
总的轴功率。螺旋输送机总的轴功率P 包括物料运行需要功率P1，空载运转所需功率P2，以及由于倾斜引起的附加功率P3三个部分： P=P1+P2+P3 =QLμ/367+DL/20+QLsinβ/367=0．100kW 式中 P ———螺旋输送机总的轴功率/kW
Q —输送量/t·h －1；选用2t ·h －1L —输送距离/m；选用4m D —螺旋外径/m；选用0．3m
μ— 物料运行阻力系数；木糠粉选用1．2
β— 螺旋倾斜角度/°；
选用40°对于电动机驱动功率N=ξP/η
式中 ξ—表示功率储备系数，根据经验我们选 用较大数值4
η—传动效率，包括电机效率0．9；十字轴联轴器传动效率0．95；摆线针轮减速机效率取0．9，则η=0．9×0．95×0．9=0．7695 经过计算电动机驱动功率为N=0．52kW ，实际选用了0．75kW 电动机［2］ 。
4改造工作的实施重点
4．1螺旋输送机轴加工
4．1．1 闲置螺旋轴矫直处理 由于闲置螺旋制造精度及残余应力等原因，主体螺旋轴会出现弯曲。采用如下方法矫正：在截取的螺旋轴两端装配假轴，以0．03～0．05mm 装配间隙装配假轴，同时还要制作一对双辊托架，每个双辊托架主要由一对轴承制成，将假轴架设在托架轴承双辊上，转动主体螺旋轴，让整个螺旋轴稳定地安放双辊托架上，固定好两端托架。在整个螺旋轴长度方向上设3个测量点（最少要在螺旋轴中部设1个测点），用划针盘画针指向螺旋轴3个测量点，旋转主体螺旋轴找出螺旋弯曲的部位，做好弯曲部位的数据记录。确定主体螺旋轴的弯曲状况后，对主体螺旋轴矫直处理。用均匀加热加压法对主体螺旋进行校正、校直处理，使整个主体螺旋轴同轴度精度达0．5～1mm 。
4．1．2 端部接长轴的焊接加工 端部接长轴的作用是装配轴承、联轴器等部件。在完成螺旋轴初步矫正后，卸下两端假轴，热装配加工
好的端部接长轴。两端部接长轴，采用0．15～0．18mm 过盈量热装于主体螺旋空心轴 中，然后焊接，其中空心轴内层焊点采用圆周方向钻孔后再焊接的工艺，焊口位置见图2螺旋轴端处理简图。
图2螺旋轴端处理简图
4．1．3端部接长轴矫正
在焊接过程中，长轴连接虽然采用过盈热装的工艺，但还是可能会在焊口部位产生应力，造成变形，焊好的轴颈段与主体螺旋轴段的同轴度出现偏差，这种偏差对整个轴的弯曲总体偏差影响较大，螺旋轴越长，端部偏差对螺旋轴中间部位造成弯曲效果越明显。现场必须给予处理。 同样利用滚动双辊托架，将轴端焊好后的螺旋轴架在双辊托架上，注意托架架设的位置是在轴颈的最端部，尽量拉开测量百分表与托架之间的距离，以便取得良好的测量效果。在靠近焊口的部位，选择接长轴的加工面作为圆周跳动测点位置。如图2，一般在圆周方向上8等分一个圆周，测出等分点的跳动量并记录，把每组对应点的跳动量做差即可确定出由于焊接产生的弯曲偏移方向和偏移量，利用捻打的方法锤击焊口及一部分主体螺旋轴轴面，锤击点以每组偏差值最大量的反向位置为中线，径向覆盖90°范围。捻打时力量不
能太大，循序渐进，中线部位力量可以大一些，直至矫直螺旋焊口部位产生的偏差，此时测量螺旋轴中部的百分表显示螺旋轴中间部位每组对应点的跳动量差值1mm ，即整个螺旋轴最大弯曲偏差影响控制在1mm 以内。用同样的方法处理另一端的端部接长轴［3－4］ 。
4．1．4 复测螺旋轴
复测整个螺旋轴，中部最大的跳动偏差控制到0．5～1mm ，达不到该要求即重新执行矫正操作。
4．2 输送机圆管外壳加工
本次改造螺旋输送机，圆管外壳两端焊接圆形法兰，主要注意圆管外壳两端圆形法兰的焊接，保证法兰面与管壳的垂直度，法兰内孔与圆管外径径向间隙控制在0．4mm ，垂直度偏差控制在0．1mm ，注意焊接时工艺处理，焊接加工前，都要做试焊处理，以保证公差要求。圆管外壳端盖法兰与圆管法兰成对装配，为保证螺旋轴与圆管中心同轴度，圆管外壳端盖与圆管法兰要加装两个定位销。
4．3 轴承座的加工 针对现场情况，轴承座设计成一端带有凸肩，与轴承座设计成主体加工为一体，这样对轴承定位及受力有良好的支撑作用。一边端盖只是带有密封毡，起到密封条支架作用，另一边端盖除有密封作用外，还要压紧轴承外圈，以固定轴承，防止螺旋轴串动。另外轴承座上设有加油孔 ［5－6］ 。 轴承座用螺栓固定于轴承座支架上，轴承支架与螺旋端盖加工成一体，轴承上下支架承受整个螺旋重力以及输送过程中的其他外力的作用。
5 结束语
螺旋输送机加工安装后，使用效果较好。通过对螺旋输送机改造，参加改造的工作人员积累 了现场螺旋输送机改造的经验，特别是螺旋轴的弯曲处理办法，我们又多次应用于精度要求较高的螺旋输送机的维修改造，效果都很理想。此外，其他结构设计对螺旋输送机加工改造也有一定的参考价值，比如在现场改造中，由于现场环境限制，考虑十字轴式万向联轴节输出动力是一个很实用的解决思路。再有，维修改造工作一定要严格执行设计和加工工艺要求，这是现场工作达到理想效果的基础。
参考文献： ［1］向冬枝，徐余伟．螺旋输送机设计参数的选择和确定 ［J ］．水泥技术，2010（1）：29－33．
［2］徐余伟．螺旋输送机设计参数的选择和确定［J ］．面 粉通讯， 2008（5）：21－24．
［3］张鹏，韩纯玉， 张镇．大倾角螺旋输送机的设计制造［J ］．中国科技信息，2011（22）：115－118．
［4］陈建全，韩省亮， 崔铭洋，等．新型管路液流脉动衰减器的数值与试验研究 ［J ］．流体机械，2014，42（1）：1－5．
［5］陈志静，王大成， 冯敏，不同结构参数缩放管传热综合性能的数值模拟 ［J ］．压力容器，2013，30（11）：37－41．
［6］高雁．工业产品包装降低成本的几种方法［J ］ ．包装与食品机械．2012， 30（2
）：70－72．