摘要:螺旋输送机是一种使用广泛的输送设备，除建材、造纸等企业以外，生物质电厂大多也会用到并且是用在秸杆料仓中，燃料的输送系统是关系到秸杆发电能否顺利运行的关键，盐城生物质发电厂因受燃料的大小、形状等影响，输送效率大大降低，通过相应的结构改进及工艺措施，提高输送效率，满足机组运行要求。
生物质发电的燃料主要是秸杆、稻草、树枝、废木材等。随着资源的长期耗用，和同行业之间对资源的掠夺，燃料来源越来越紧张。无奈中把花生壳、稻谷壳等粮食深加工后的废弃物，作为发电燃料的补充来源。在实际使用过程中，出现了新的问题。原来燃料输送系统，输送的是具有一定大小、形状的片状、段状可燃物。而在输送粒状、粉状物体时，输送效率大大降低，影响了发电机组的运行。所以我们受盐城生物质发电有限公司的委托，对仓底螺旋输送机进行改造，使之达到运行要求。
料仓螺旋输送机有其特殊之处。首先是料仓有一定的高度，这就使得料仓底部螺旋四周的物料压力较大、比顶端自然堆积的物料更密实。其次是料仓宽度范围内都有物料覆盖在螺旋上，而不像普通螺旋由进料口进料。由此就带来两大问题需要我们研究，其一是如何控制螺旋叶片的推料压力，从而减少摩擦力，降低输送功耗。其二是如何使料仓内的物料沿螺旋有效输送区域均匀地进入螺旋叶片，防止物料向料仓的出料侧堆积而造成堵塞。
1、螺旋输送机现状分析
1.1从结构与工艺上分析
仓底螺旋输送机安装在料场地平面以下，一个长4390 mm、宽4000 mm、深2360 mm的长方形坑内。八台电机通过齿轮减速箱带动八根螺旋轴转动，平均分布在4390 mm的长度内。轴长4000 mm，轴径200 mm,螺旋叶片外径500 mm，全程装有螺旋导向叶片。这种设计本来是传送切碎的秸杆和碎木片的，现在用来输送稻谷壳、花生壳等粒状物体，问题很多，只用了5个月就停用了。输送效率只达到设计标准的50%，容易堵塞。螺旋叶片磨损大、变形快，一个月就要维护或更换两次。电机工作声音异常，传输速度是勿快勿慢，过载量大。电机经常烧坏，5个月就更换了6台。轴承更换频繁，5个月换了14只。
1.2从现场环境分析
进料口是长4390 mm、宽4000 mm,深2360 mm的一个长方体。由轮式装载车将源料铲起，放到进料口里，一铲斗有上千斤。再加上料场到处堆满了源料，装载车在工作时，不时会将源料挤到进料口里。料口是直上直下的长方体，进料过多时会紧紧的挤压在一起，上下都动不了。要靠人力用钉耙去疏通，费时费工，一个进料口需要2个人，四个进料口三班24 h共需24个人，劳动强度很大。
1.3技术难点及原因分析
(1)进料口开口大、无锥度。
现在进料口呈长4390 mm、宽4000 mm、深2360 m m的一个长方体形，在源料倒进料口后，造成挤压状态。又分布在17.56 mz内，输送行程长，稻谷壳、花生壳本来就不易传送，上面又不断的往下送料，形成一个恶性循环。不但出不了料，反而对螺旋叶片和电机加大了伤害程度。
(2)轴承选用、润滑不当。
螺旋输送机采用的是滚动轴承7340GB297 64系列。而工作现场是低转速、大扭矩力传动，轴径向跳动大的配合范围。如果是槽式输送机用这种型号的轴承是很标配的。用在这种开放式的场所不合适，精度高了反而容易损坏。
仓底螺旋在地下4米处，温度高、灰尘多，润滑油容易干燥。再加上不及时加油，润滑效果不好，进一步造成轴承磨损。我们向委托方要求加强当班人的设备巡回检查力度，每一班次要用油枪给轴承加一定量的机油，以抗干燥，停机时要拆下端盖加润滑。
(3)螺旋叶片螺距大、叶片材料选用不合理。
螺旋输送机在输送碎秸杆和碎木片时，虽然效率略有降低，但不太影响机组运行。而在输送稻谷壳和花生壳时效率降得很低，螺旋轴在不停的转，而输送物却不太肯往前移动，螺旋输送机的输送效率高低与螺旋叶片结构尺寸和叶片与物料之间的摩擦系数有关。
螺旋叶片磨损快、变形大，维护、更换频繁，叶片材料耐磨度和硬度略差，叶片与轴的结合部焊接不合理。厂家的叶片材料是采用的Q235，如材料采用厚5 mm的Q345钢板，提高耐磨度。安装时在叶片与轴径向交接处双面对称间断焊，叶片与轴轴向交接处不对称间断焊，较好地解决了因叶片材料差而引起的系列问题。
(4)轴工作面距离长、扭矩力大。
两轴承座之间距离4500 mm,螺旋叶片全长4000 mm。在这么长的工作距离下，轴的扭力、阻力太大了。再加上物料输送的人为堵塞，轴加倍地将这种力传递给了轴承和减速箱、电机，造成了连锁性损伤。
2、关键技术点建立及实施
(1)针对进料口大，进料不畅的问题，考虑要留一定的行程给螺旋叶片，既不影响螺旋传送力，还要保证料口畅通不堵塞。我们经过精心设计，将4000mmX 4390mm的方料口，改造为上口为4390mmX 2800mm,下口为4390n n X 1630mm、深为2360mm的倒梯形料口。梯形的斜面的水平尺寸为4390mmX1170mm，另外还截去一块4390mmX 1200mm作为平台。斜面的利用，既保证了上口有较大的进料空间，下口还不会堵塞，物料积余在斜面上，随着下方物料的减少而慢慢下滑。较好地解决了进料口开口大、无锥度而造成物料堵塞的问题。
(2)仓底螺旋采用的轴承是滚动轴承7340 GB297 64系列。但是结合现场工作现状，是慢速、轻载、扭力大、径向跳动大的现实状况，用7340轴承明显不当，高标低配反而增加了维修工作量。经分析，决定靠近减速箱一侧的轴承仍旧用7340轴承，而另一侧用日4200滑动轴承，既保证了减速箱的同轴度要求，又允许在一定的范围内保持有跳动间隙。较好地解决了轴承采用不当的问题。
(3)仓底螺旋的螺旋叶片螺距为500 mm。螺旋输送机的输送效率高低与螺旋叶片结构尺寸和叶片与物料之间的摩擦系数有关。经过研究分析，得出螺旋输送叶片上任一直径上物料的轴向运动速度是相等的，侧假设，单位长度单位面积叶片的轴向负荷仅与单位长度单位面积上物料量成正比。我们对螺旋叶片的螺距进行优化。(表1一表3)这样解决了螺旋叶片螺距大输送效率低的问题。
(4)仓底螺旋轴工作部分长4000 mm,相对来讲扭距力就显太大了。对机械传动不利。再加上螺旋叶片也是全程长度，轴和轴承与减速机承受的扭力严重超标，机械磨损也同样加重。在轴的2370 m m处安装日4200滑动轴承，将轴的工作长度保留1630 mm长，同样螺旋叶片也只保留1630 mm长。这样减轻了轴的扭距力和径向圆跳动，消除了个影响螺旋输送机输送效率的问题。