散狀物料輸送工程設計開發中的難點解析

照日格圖

摘要：文章就散狀物料輸送工程設計開發難點進行討論，在對此類工程加以了解的同時，對其設計開發過程中的難點問題進行深入的探討和描述，希望能夠為此類工程的設計開發提供支持，使其開發設計質量得到有效的提升。

關鍵詞：散裝物料;輸送工程;設計開發;難點

隨著現代社會的發展，各界越來越重視運輸能力的提升，尤其化工、冶金、港口等領域，在實際生產運輸活動中，往往需要進行各種散狀物料的運輸。而由于散狀物料本身具有較多的種類，且性質差別相對較大，在實際運輸當中，對于輸送工程的要求也相對較高。但在針對散狀物料進行輸送工程設計與開發的過程中，經常會遇到各種各樣的難點問題，從而導致工程設計難以滿足實際的運輸需求，對此，還需要相關領域對各項難點問題進行有效的分析和解決，以此來滿足各界發展的實際需求。

一、淺析散狀物料輸送工程

所謂的散狀物料，實際就是堆積在一起，沒有進行包裝處理的粉狀物料、粒狀物料以及塊狀物料等，包括水泥、谷物、砂石等等，對于散狀物料的輸送，通常需要借助輸送機來實現，而在具體的機械選型方面，需要結合以下內容進行考慮。

第一，堆積密度。也就是在自由堆積情況下，散狀物料的單位體積質量。第二，粒度。即散狀物料顆粒的最大線長度，因為散狀物料具有較多的顆粒，且這些顆粒大小各異，因此，其粒度的確認需要具有典型性，具體可以結合相關規定指定的計算方法對其典型顆粒粒度進行計算。而最終的粒徑確認情況直接影響著螺旋輸送機的選擇。第三，堆積角。換言之，就是散狀物料自由堆積之后，其堆表面和水平面形成的夾角。而根據靜止平面以及運動平面對其進行劃分，可以將其分為靜堆積角和動堆積角。堆積角與堆積密度是影響帶式輸送機選擇的重要因素。第四，外摩擦系數。主要是在散狀物料接觸承載件時，兩者表面形成的摩擦系數。而由于散狀物料和承載件表面的相對狀態有所差異，所以其摩擦系數又分動摩擦系數以及靜摩擦系數。一般會根據散狀物料的外摩察系數來確定料倉的幾何形狀。除此之外，在選擇搬運機械時，還要對散狀物料的濕度、粘性、流動性、腐蝕性以及磨琢性加以考慮。

二、散狀物料輸送工程設計開發中的難點問題

（1）散狀物料自身方面的問題

在對散裝物料進行輸送工程設計和開發的過程中，散狀物料本身具備的力學性質是必須要重點考慮的同時，而對于散狀物料來說，其力學性質往往很難把控，也因此，該項內容成為了輸送工程設計與開發的一個難點所在。之所以會如此，主要是由于散狀物料與液體以及固體物料不同，其雖然具有一定的流動性，需要在特定條件下才能對其形狀加以保持，因此，其會對輸送工程的擋護面產生相應的壓力，但對于拉力卻存在抵抗力偏低的情況，且散狀物料的抗剪切能力還會受到作用力的影響。此外，相比于液體物料，散狀物料并沒有那樣高的流動性，且形式不固定。

與此同時，散粒體在顆粒材料、形狀以及大小等方面的標準是不固定的，其既可能以是塑性狀態，也可能是彈性狀態，會出現差別極大的形狀，且顆粒之間存有空隙，可能會出現水、空氣或者是各種膠結物質填充在空隙當中的情況。另外，散粒體的容質還會受到充水程度、孔隙率以及密度等因素的影響。

在對散狀物料進行輸送的過程中，會有一定的摩擦力產生，這主要因為顆粒間相互咬合造成的，在此期間，內摩擦力和內摩擦角在正切值方面是相等的。但散狀物料與散粒體相比，其內摩擦角與散粒體外摩擦角的差別是非常大的。而且散粒體之間形成的內摩擦角要大于散粒體與固體形成的內摩擦角。散粒體在密實狀態下，會有一定的棱角突出，這可能會將接觸面擦破，造成摩擦阻力。當散狀物料處在松散狀態時，其顆粒體的相互距離會在運行過程中發生改變，在這種情況下，摩擦阻力將會受到散粒體滾動的影響[1]。

（2）運輸系統方面的問題

第一，運行阻力分析。承載段的力學問題也是相關設計的難點問題之一。將散狀物料的整體狀態視為研究對象，我們可以選擇任意一個散狀物料斷面，應用其斷面力量分布，對顆粒接觸點上分布的力量進行代替。而通常情況下，散狀物料進入輸送機械當中，大多會以圓柱狀為主，所以可以通過軸對稱問題對其所受應力加以分析。在使用輸送機械進行散狀物料裝載時，受到牽引繩的影響，能夠對承載圓盤進行有效的牽引，使其拖動散狀物料向上運行。在此期間，其運行阻力主要取決于垂直摩擦力以及壁面摩擦力。而如果采用管道輸送，通常需要對物料使用分段輸送的方式，并且要做好散狀物料高度的控制工作[2]。

第二，運行分析。對于輸送系統，其運動分析主要涉及兩個方面，主要包括鋼絲繩的速度和加速度。由于輸送機主要是使用驅動輪進行鋼絲繩驅動的，因此，在旋轉時，主要包含直線纏繞以及圓周纏繞兩種鋼絲繩纏繞方式。此外，由于驅動輪作用的發揮需要通過減速器以及電機來實現，因此，在勻速運行時，驅動輪對于鋼絲繩的牽引運動以變速直線運動為主。而受到運輸機械結構的影響，鋼絲繩在速度變化方面具有周期性特征，所以，在落實相關設計活動的過程中，還需要對鋼絲繩速度變化規律進行綜合的考慮[3]。

（3）系統牽引能力問題

要結合用戶需求對管道連續輸送機進行設置，而按照空間條件，具體可以將其設置方式分為前端驅動、后端驅動以及前后共同驅動，而驅動方式不同，會形成不同的阻力，且受到牽引能力的影響，在鋼絲繩上分布的張力也有所不同，所以需要對各種情況進行綜合考慮之后，才能合理的設置系統牽引能力[4]。

結語

綜上所述，在針對散狀物料進行輸送工程設計與開發時，經常會遇到各種各樣的難點問題，如果不能對這些問題進行有效的處理，將會對散狀物料的輸送效果造成極大的影響，因此，相關單位應該對該項工作保持高度的重視，要結合實際對各項難點問題進行綜合的考慮，以此來提高輸送工程的設計質量。

參考文獻

[1] 杜錫剛. 散狀物料輸送工程設計開發中的難點解析[J]. 建筑工程技術與設計， 2018， 000（030）：404-404.

[2] 曾召義， 宋銀杰. 散狀物料輸送工程設計開發中的難點解析[J]. 大科技， 2019， 000（022）：310-310，311.

[3] 姚延娜， 張東方. 散狀物料輸送工程設計開發中的難點解析[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2018.

[4] 宋偉剛， 王天夫. 散狀物料轉載系統設計DEM仿真方法的研究[J]. 工程設計學報， 2019， 18（6）：10.