螺旋输送机如何选型

　　1、引言

　　顶管技术作为非开挖技术的重要组成部分，近年来在我国得到了广泛的应用和发展。随着基础建设的快速发展以及政府和企业环保意识的不断加强，绿色施工、环保施工的理念越来越被人们接受，顶管施工也必将取得更广泛的应用。

　　螺旋输送机作为顶管机的一个重要执行部件，在顶管施工中起着2方面的作用:

　　(1)平衡土压顶管施工的核心就是要保证压力平衡，螺旋输送机的正常工作是建立和保持压力稳定的重要手段，通过螺旋输送机的运转或停止，从而达到控制土压的目的，可以避免施工地域地面的隆起或凹陷，保证地面建筑及设施的安全。

　　(2)输送泥土可源源不断地将土仓内刀盘切削下来的泥土输送到顶管机内，结合下一级运输设备可以将土运送到地面。因此，它保证了施工的连续进行。

　　由于螺旋输送机的重要作用，从使用的角度看，对其宏观质量要求往往体现在:出土效果好、运转稳定性强、使用寿命长。随着顶管制造业的迅速发展，正确地选择螺旋输送机的结构形式和规格尺寸是保证主机质量的基本前提。由于对输送物料的复杂变化以及对螺旋输送机质量特性的影响因素的机理未能深刻理解，选择匹配时存在一些不合理的状况，不仅影响制造厂的经济效益，甚至可能造成施工事故。

　　2、结构形式的选择

　　常用的螺旋输送机的结构形式有2种:

　　(1)杆式腹部出土式

　　(2)中空无杆式

　　结构特点是螺旋叶片为环状连续且中间没有芯杆，靠近出土端的一段叶片外圆与螺杆套的内圆焊接在一起，动力通过转动套带动螺杆旋转，一般采取拉制或铸造的方法加工。该结构由于没有中心杆，所以，可以输送少量的外形相对圆滑的直径略大于一个螺距的块状物，其端面出土的形式也非常有利于下一道运输设备的装载。

　　每分钟的理论出土量

　　3、影响因素

　　(1)转动套的轴向尺寸无论哪种结构的螺旋输送机，其工作原理都是相同的，即:物料在叶片的作用下相对钢筒产生轴向位移，这就象螺母不动，旋转螺栓，螺栓就对螺母产生轴向移动。而无杆式螺旋输送机传动套内的物料是随着套一起转动的，彼此不产生相对位移，这一段对于整个螺旋输送机来说就好象是加上了一个旋转的塞子，而完全是由于前端的叶片不断地把物料向后输送，以至于在“塞子“的前面产生了一个轴向推力，由于这个力的作用，“塞子”里的泥土被挤压出去。由此可见，传动套的轴向尺寸是影响出土效果的一个重要因素，必须控制在合理的范围内，从理论上讲，这一段越短，出土效果就越好，所以，在进行结构设计时要注意，可以根据螺旋输送机的功率及单位面积焊缝强度来综合确定套的长度;一般可控制在L=0. 65S (S为螺杆的螺距，通常取S=0. 8D* D为螺杆的外径)。

　　(2)安装角度从方便使用的角度讲，为了下一级设备的装载，一般希望螺旋输送机有一定的倾斜角。而倾角(安装角度)的变化也是影响出土量的一个重要因素。由于顶管机中的螺旋输送机叶片的转速相对较慢，叶片的圆周线速度相应就比较低，被输送物料所受到的离心力自然比较小物料与筒壳之间形成的摩擦力不能克服物料重力沿筒壳向下的分力。安装角度对无杆式螺旋输送机的影响更加明显，由于没有叶片的直接作用，同时物料柱内各点受到的离心力更小再加上物料松散的特性，使其在重力的作用下不停地向下滑动，因此，在缺乏足够外力的条件下，中间的物料自然不可能被输送出去，其结构的优势就不能得到发挥，增大倾角就增加了这种负面影响。当然，在实际施工中，可以采取一定的注浆工艺，以增大物料间的相互作用力，改善出土效果。也可以通过调整设计参数来增加摩擦力。总之在确定安装角度时，一定要结合土质情况综合考虑，合理选择结构形式。

　　4、参数确定

　　结构确定之后就应该逐个确定公式中的各个参数。

　　对于有杆式螺旋输送机，一般取芯杆直径为叶片外径的0.3倍，螺距取叶片外径的0. 8倍。

　　对于无杆式螺旋输送机，一般也取螺距为叶片的0. 8倍，叶片的内径则可适当小一些，可以选取叶片外径的0. 25倍。这是因为内孔缩小就等于增加了叶片的作用面积，可以在一定的程度上改善出土效果，但如果内孔过小又会增加传动套的堵塞效应。叶片的厚度一般为螺距的1/8，有杆式螺旋输送机的叶片还可稍簿一点此外还可以根据转速的情况适当调整。转速的确定应综合各方面的因素，倾角大的相应的转速高一些，另外有杆螺杆的转速也可以高一点中空螺杆由于弹性较大，在高转速下的经常启动、停止所引起的弹性变形会造成螺杆的疲劳破坏，所以转速不宜过快，一般转速在20 r/minx。

　　除了上述因素之外，土质的变化也是确定参数的重要依据之一。土质比较硬的情况下，螺旋输送机的径向尺寸应稍大一些。