1引言

根據物料的不同，稱重式包裝機可以配用不 同型式的給料裝置向秤鬥內供料，對於流動性較 差的粉料,如麵粉、奶粉、洗衣粉等，一般多配用螺 旋給料裝置匚為保證包裝機稱量的精度和速度, 同時兼顧整機性能及製造成本，我們在設計包裝 機粉斟給料裝置時，對螺旋給料裝置進行了研究, 並在設計中采用了相應對策及改進措施，實踐證 明，效果良好，現將有關研究及設計情況簡介如 下。

2. 工作原理

根據包裝機對供料的精度和速度要求，螺旋 給料裝置設計成一大一小的雙螺旋形式，大螺旋 作粗供料用，小螺旋主要作精供料用，螺旋的啟停 由包裝機控製係統根據供料參數設置及稱重變化 按自適應方式自動調控。如圖J所示，螺旋給料裝 置的一個工作循環是:大小螺旋同時啟動，斜鬥中 的物料從給料裝置進料口落入螺旋內，由大小螺 旋同時沿水平方向向秤鬥供料，當秤鬥中物料量

圖1工作循環圖時間達到稱重量的90%左右時，大螺旋停機，小螺旋 繼續供料,至目標重量時停機，稱量完成，秤鬥開 門卸料，卸料完畢關門，又開始下一個工作循環。

3. 物料的運動分析
   及螺旋設計研究

物料在螺旋給料裝置中沿料槽向前輸送，由 於物料本身的重力及對槽壁和螺旋麵的摩擦力作 用，受旋轉螺旋的影響，物料除去向卸料端推進的 軸向運動外，還具有徑向的圓周方向的運動。設 螺旋為標準的等螺距、等直徑、直母線螺旋，螺旋 麵升角、螺旋中充滿物料。以距離螺旋軸線T處 的物料顆粒A作為研究對象，進行運動分析，如 圖2所示。

3.1 螺旋麵的研究

圖2運動分析圖

旋轉螺旋麵作用在物料A上的P力，由於摩 擦的原因，方向與螺旋麵法線偏離B角擇的大小 由物料對螺旋麵的摩擦角P及螺旋麵的表麵粗糙 程度決定，對於一般加工良好的螺旋麵，忽略其表
麵粗糙程度對3的影響，可認為歸丄.P可分解 為法向分力P,和切向分力物料A在P力作用 下，在料槽中進行著一種複合運動，即沿軸向前 進,又沿徑向旋轉。如圖3所示、即有軸向速度V, 又有圓周速度站,其合速度為Vo

設螺旋轉速為n,物料A的運動速度可由圖3

中三角形ABC關係求得:

Vcosp = ABsina

*/ AB = 2冗 r n/60

取小值比較有利。

3.3 螺距的研究

螺距的大小也直接影響物料的輸送過程，如 果進料段填充係數不變，當螺距不同時，物料運動 的滑移麵亦隨之改變，將導致物料運動速度分布 的變化。

從圖2可得出物料A所受螺旋麵在軸向方向 的作用力P軸為：

P 軸=Pcos（a + P） = Pcos（a + P）

為使P軸A 0,則必須滿足a < ?r/2- P.因為 協=<1/2處的a最大（d為螺旋軸的直徑），P軸最 小，所以，最大許用螺距 歸可由下式求得：

冨冬血峭（兀/2- P）

此外，還應考慮物料運動速度各分量間的合 理分布問題，既要使物料具有盡可能大的軸向輸 送速度,同時，又要使各點的軸向速度均大於圓周 速度gWW、即：

,—+ pt         1 -

sn , 2混___ sn ______ 2nt

60 （產 F+1*60 （產 F+i

整理可得s< 27rrtg（ tt/4- p），又因此處2r= D （在螺旋圓周處），故上式可寫為：

S丄 WHDtg（?r/4-p）

3.4設計對策

綜合分析螺旋麵、填充係數及螺距的影響可 見，將直母線螺旋麵改為彎曲母線螺旋麵的對策， 會造成製造困難，增加加工成本的問題、不宜釆 用°仍保持直母線螺旋麵不変,螺旋外徑不變，隻 改變螺距和填充係數的設計對策是比較可取的。 為此，決定根據物料狀況將螺旋設計成不等距螺 旋，以改善物料速度各分量間的分布狀況。先根 據前述公式計算出螺距的最大許用值S™,再根 據大填充係數取小螺距值，小填充係數取大螺距 值的原則逐段設計螺旋的螺距。

螺旋給料裝置進料口一般連接在料倉出口. 該處物料填充係數可高達0.8-0.9.即進料口段 的螺旋中基本上充滿了物料，為此，在這一段螺旋 的3/4長度上設計了小螺距，以減少附加物料流. 降低功率消耗。而在圓管段的螺旋，則參考最大 許用螺距設計大螺距、目的是減小填充係數，改善 物料運動狀況，見圖5C同時.也考慮到這樣設計 可防止物料壓實結塊，有利於均勻供料，保證稱量

圖5機殼結構圖

1—鬆料附件2—透氣孔蓋板3—鬆料附件—網罩

精度。為便於加工製造和物料運動狀態的平穩過 渡、在小螺距和大螺距之間又設計了一個中間螺 距過渡段。實踐證明，以上設計是成功的，製造簡 單易行，加工成本與標準型摞旋相比也相差無幾， 使用情況良好。

4. •其他改進措施

螺旋給料裝置主要由三部分構成:大小螺旋、 機殼和傳動機構。

機殼分三段:進料口段、大小圓管段和出料口 段，兩端有安裝螺旋軸用的軸承座及有關支架。 為避免粉料在輸送過程中因粉中含氣而可能產生 的氣塞、氣泡現象，保證供料速度及均勻性，在進 料口段設計了一個排氣小段.即在螺旋進料段的 端部分隔出一小段空間.上麵蓋有含透氣孔的蓋 板2（見圖5）,這一小段螺旋中無物料進入，專供 粉料中的夾帶氣體排放之用c出料口段的箱體上 部也開有透氣孔並罩上網罩4,以排除粉料輸送 及卸料時所含氣體。

為防止粉料結塊造成的供料不均勻或對秤鬥 的衝擊振動，在大小螺旋軸上還分別加裝了鬆料 附件1和3,該附件各為一組打爪.固定在大小螺 旋卸料端，可將螺旋輸送來的粉料打散，使之均勾 連續地撒入秤鬥中部，保證稱量精度C

大小螺旋分別采用兩組獨立的傳動係統，包 括電動機、減速裝置及有關構件等，電動機工作於 頻繁啟停狀態