广泛应用于制浆造纸等轻工企业的螺旋输送机，一般可分为一段式和多段式两种。一段式螺旋输送机和多段式相比，中间无悬吊螺旋轴的轴承，不堵料，因而具有对多种物料的适应性。当物料输送过程较长时，一段式螺旋输送机往往不能满足长距离输送物料的要求;如仍用一段式螺旋输送机，则因螺旋轴过长，螺旋轴的强度和刚度将大大减小，降低其使用寿命，甚至无法满足正常工作。这时常用2一4节段装配成多段式螺旋输送机，以满足长距离输送物料的要求。由于两段中间多了悬吊螺旋轴的轴承，所以多段式螺旋输送机仅适宜输送纸浆、石灰石、沙砾等不易堵料的物料。多段式螺旋输送机中起决定作用的零部件就是螺旋轴，下面从螺旋轴受力分析人手，对多段式螺旋输送机的螺旋轴设计进行探讨，寻找螺旋轴折断的原因。

1、多段式螺旋输送机的结构和工作原理

多段式螺旋输送机是用2一4节段一段式装配而成，两段间用短轴和法兰刚性联接，使全轴形成一刚性整体，两段间联接处有悬吊轴承支承。为了方便设计、制造和使用，每段均采用相同的大小和规格。的是两段式螺旋输送机，3段、4段的结构和原理与两段式类似。现以两段式螺旋输送机为例，对多段式螺旋输送机的设计进行分析。

两段式螺旋输送机的结构如图1所示:

螺旋轴由电动机和减速箱带动旋转，旋转方向应使用物料在螺旋叶片的推动下沿轴向平移。为了使物料连续、均匀地输送，每段的螺旋叶片均应有相同的螺距和旋向。旋转的螺旋叶片将物料
推移进行输送，物料像不旋转的螺母，沿螺旋轴轴向平移。使物料不与螺旋叶片一起旋转的力是物料的自重和壳体对物料的摩擦阻力。在物料输送过程中，一方面满足长距离输送的要求，另一方面可以使物料得到均匀搅拌和混合，从而使物料更适宜于生产应用。

2、用弯曲刚度条件设计和验算螺旋轴

在多段式螺旋输送机中，决定螺旋输送机的性能、工作效率、生产能力和使用寿命的主要零部件就是螺旋轴，只要螺旋轴确定下来了，其它零件也就随之确定。两段式螺旋输送机中的螺旋轴受力有弯矩、扭矩和轴力，中部是悬吊螺旋轴的轴承，由于中部有向上的约束力，每跨的挠度在0. 42 L处。就螺旋轴受力变形而言，扭矩和轴力相对于弯矩很小，约1/6一1/10，在实际计算时可撇开不计，其结果就相当于受均布载荷作用的双跨连续梁。按纯弯曲作用时，两段式螺旋的受力情况如图2所示:

螺旋输送机的螺旋轴每旋转一周，轴上各点的应力对应循环一个周期，所以旋转的螺旋轴长期在交变应力下工作，所受的是对称循环交变应力作用。长期处在交变应力下工作的螺旋轴，即使用塑性较好的材料制成(如A3钢)，其工作应力远低于材料的强度极限，也会常在没有明显塑性变形的情况下突然破坏，发生疲劳断裂;所以在正常使用情况下，疲劳断裂是螺旋轴折断的主要原因。疲劳断裂的破坏因素是线应变达到单向应力状态下的极限值所造成的。由于线应变在工程上近似于挠曲率，所以可用挠曲率对螺旋轴进行刚度设计。可按照刚度条件来选择螺旋轴轴径和跨度，还可用允许挠曲率为指标，用旋转次数，即交变应力的循环次数来预测螺旋轴使用寿命。

百盛提出的钢材在交变循环应力作用下发生疲劳断裂与实际相符，以控制伸长线应变不超过某一极限值，防止疲劳断裂具有充分的物理依据。螺旋轴以校核刚度为主的设计方法不仅能进行轴径和跨度计算，还能进行可靠性及寿命预测。尽管存在着使用条件易变和计算方法的精确程度等因素影响，使得计算结果具有分散性，但对实际生产具有一定的指导作用。对于多段式螺旋输送机螺旋轴，中间悬吊轴瓦损坏后，挠曲率的增加是导致螺旋轴折断的主要原因，螺旋叶片碰壳体导致扭矩增加也是螺旋轴折断的另一个原因。因此，精心维护、防止中部悬吊轴瓦磨损是解决两段乃至多段式螺旋输送机断轴的主要措施。该计算方法比较简便，与以强度方法设计螺旋轴相比具有直观性和简便性，适合于工程应用。