螺旋加料器不仅具有结构简单、成本低廉、进卸料灵活等优点，而且可以在传输的同时将物料搅拌、混合、加热或冷却。因此，这种设备在造纸、化工、食品和矿山等行业得到了广泛应用。

从结构来看，螺旋加料器可大致分为传动装置、轴承、壳体和螺旋轴。螺旋轴是加料器的主要构件，它直接与物料接触，在传动装置的带动下旋转，实现对物料的传输。在加工过程中，又可把螺旋轴分为螺旋叶片和螺旋轴体两部分。目前，螺旋轴的加工主要采用以下方法：第一步，制作螺旋叶片。将原料带钢通过冷压机的一对锥形轧辊的碾压，形成连续的环状带 ( 批量生产 )或采用多个叶片焊接法 ( 小规模制造 )，再通过螺旋的分导装置使其具有左 ( 右 ) 旋，并具有一定螺距的螺旋叶片；第二步，制作螺旋轴体。用焊接工艺把螺旋叶片焊接在螺旋轴体上制成螺旋轴。

在应用中，由于螺旋叶片与物料之间的相对滑动而受到磨损，或由于长的螺旋轴发生挠曲变形致使叶片与壳体发生摩擦等原因，很容易使螺旋叶片损坏，螺旋叶片一旦损坏，会降低传输效率，甚至整套设备将无法正常工作。这时可以通过补焊、堆焊、千斤顶校形或热校形等方式将螺旋叶片的磨损修复，以满足生产需要。当螺旋叶片损伤严重不便修复或各种修复方法无法满足生产精度要求时，就需更换螺旋轴。

一般情况下，螺旋加料器各组成部分中只有叶片较易磨损 , 但从目前的加工方法来看 , 叶片焊接在轴上，更换叶片就得更换整个螺旋轴。由于只有叶片是耗材，因此可通过改进制造工艺把螺旋叶片设计成可替换件，为此，提出了螺旋轴制造方法的改进方案。

1　改进方案

制造时将螺旋轴设计成四部分：螺旋叶片、轴体、叶片夹持套和夹持套固紧螺母。

(1) 叶片夹持套的理论计算及加工

截取一段宽度为a，长度为a / tanα +b, 厚度为 t 的带钢。带钢的下料尺寸可由式⑴和式⑵计算得出。

式中：L 为夹持套的整体长度；e 为螺旋叶片的螺距；d 为轴的直径；α 为叶片夹持套的螺旋升角。

式中：δ 为螺旋叶片的厚度。

加工好带钢后，按照虚线将其剪成平行四边形，夹持套的螺旋升角 α 与螺旋叶片的螺旋升角等值，可由设计需要选取。然后按照生产的需要加工成内径为 d 左( 右 ) 旋的螺旋叶片夹持套。为使夹持套对螺旋叶片有预夹紧力，在设计时一般取;具体值可根据式 (2) 和夹持套与螺旋叶片的材料而定。

为了防止螺旋叶片在夹持套的槽内窜动，就需确保夹持套与螺旋叶片之间的摩擦力 F z 足够大。

Fz =f1 ×Fsinα           ⑶

式中：f 1 为螺旋叶片与夹持套之间的摩擦因数；F 为固紧螺母对夹持套的轴向推力。

在传输物料时如果螺旋加料器的轴向推力为 P，则螺旋叶片与物料之间的摩擦力 F d 可按式⑷计算。

Fd = f2 × Psinα        ⑷

式中：f 2 为螺旋叶片与物料之间的摩擦因数。

由上面的计算公式可知，要避免螺旋叶片与夹持套间产生相对滑动，实现平稳传动，则需 F d ＜ F z ，即需满足 f 1 ×F ＞ f 2 ×P 。选材和制造时设法提高 f 1 或 F( 例如增加螺旋夹持套的厚度，在固紧螺母承载范围内进一步旋紧等 ) 有助于防止叶片的滑动。

(2) 螺旋轴体的设计

螺旋轴体的选材和尺寸的选定应使其满足强度和刚度要求，分为：左右两端轴承段、轴肩、光轴段和螺纹段。

为了夹紧螺旋叶片，螺旋轴体右端的螺纹旋向应与夹持套的旋向相反。螺旋轴体的螺纹段可设计得长些，以增大轴上套装的夹持套的长度变动范围，提高设备的柔性。

夹持套套装到螺旋轴体上之后，要采取一定措施，以防止轴体与夹持套间产生相对滑动。

具体措施如下：

●右端焊接到轴体上。适用于螺旋叶片承载较大而物料对夹持套的磨损、腐蚀不大的工况。夹持套不需要更换。

●采用定位螺钉、加大夹持套与轴体间的摩擦因数，增大轴体与夹持套之间的摩擦等。适用于那些易使夹持套损坏的工况。夹持套也可根据使用情况及时更换。

●安装螺旋叶片时，要确保螺旋叶片与螺旋轴体、外部壳体的中心线同轴。

2　结　语

该设计方案简化了螺旋轴的加工工艺，不用焊接即可实现螺旋叶片和螺旋轴体的连接。因此，对螺旋传输机制造厂来说可以节省焊接成本及相应的工时费用。同时该设计实现了螺旋叶片的便携更换，有助于实现螺旋叶片制造的标准化、批量化生产及提高螺旋加料器的使用柔性。

但是，该生产方法需要有一定的加工和装配精度，要有相应的生产设备，尤其对锥形螺旋，其夹持套的展开形状是变直径的圆环带，叶片成形难度大，变径变螺距的螺旋轴体的叶片和夹持套的展开图更复杂，夹持套和叶片的加工都需要有专用的冲裁成形设备才能生产，这样就会大大增加小批量设备的生产成本；承载时，轴向推力较大的应用工况下，由于需要增加夹持套的厚度，设备的成本也会增加，使设备的应用受到制约。
 

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