螺旋输送机是一种输送散体物料的连续输送设备,其主要特点是结构紧凑、密封性好、使用灵活、自重较轻、绿色环保,虽已具有上百年的历史,但仍然是现代散体物料输送设备中不可或缺的一种,尤其在粮食、水泥、化工领域应用广泛。水平螺旋输送机是螺旋轴与输送管水平放置的螺旋输送机,由于其物料输送方向与螺旋轴放置方向垂直,使得水平螺旋输送机内部物料的运动及受力状态十分复杂。螺旋轴旋转时,由于螺旋叶片在散体物料上施加轴向压力,物料在轴向压力与自身重力的共同作用下产生轴向速度,实现物物料的轴向输送。在输送过程中,物料有可能跟随螺旋轴旋转而翻滚至螺旋轴另一侧,从而产生无效做功。翻滚运动的剧烈程度与螺旋轴转速、螺旋叶片节距、物料填充率、物料自身物理特性等诸多参数相关,而这些参数也是决定水平螺旋输送机输送生产率与能耗的主要参数。因此,研究各外部参数与水平螺旋输送机内的物料翻滚运动之间的关系,对水平螺旋输送机的设计、制造、使用、维护具有重要的意义。本文以水平螺旋输送机物料翻滚运动为研究对象,提出分层运动假定与最小能耗假定对物料翻滚运动进行简化,建立了物料翻滚运动的理论数学模型,确定了水平螺旋输送机物料翻滚运动与各主要参数之间的理论函数关系,并利用MATLAB对求得的数学模型进行了数值求解,得到了物料翻滚运动强度随螺旋轴转速、螺旋叶片节距、物料填充率等参数的变化规律。在此基础之上,利用离散元仿真软件,在不同的螺旋轴转速、螺旋叶片节距、物料填充率等条件下对水平螺旋输送机的物料翻滚运动进行了仿真,并提出以临界翻滚物料作为评价仿真实验中物料翻滚运动剧烈程度的参数,对理论数学模型进行验证。