毕业设计-螺旋输送机的设计

毕业设计螺旋输送机的设计装订目录一毕业论文设计任务书02二完成毕业论文设计阶段任务情况检查表05三毕业论文设计开题报告06四毕业论文设计正文11五毕业论文设计成绩评定表50毕业论文设计任务书机械电子工程专业题目螺旋输送机的设计任务起止日期COMCOM学生姓名班级学号指导教师教学基层组织负责人年月日审查专业负责人年月日批准课题内容设计一台半圆形螺旋输送机螺旋机主要由叶片主轴机壳进出料口电动机减速器和轴承构成课题对其叶片主轴机壳和进出料口的设计计算对电动机减速器和轴承的设计选型课题任务要求设计一台水平输送小麦其他种类粮食同样能输送输送量为20TH输送距离为10M室内外均能适应结构合理性价比较高的螺旋输送机主要参考文献1洪致育林良明连续运输机M北京机械工业出版社19812黄学群运输机械选型设计手册M北京化学工业出版社201133庞美荣王春维螺旋输送机叶片下料的理论计算J粮食与饲料工业19940533374赵红霞王淑珍螺旋输送机螺距优化及效率研究J拖拉机与农用运输车2005237395张东海螺旋输送机的优化研究D大连大连理工大学硕士论文20066姚茂河易怀安螺旋输送机螺距优化设计J机械研究与用20110583847罗园山螺旋输送机叶片下料法J粮食加工20060450518孙洁尹忠俊陈兵开式螺旋输送原理分析与参数设计J起重运输机械20100511169徐余伟旋输送机设计参数选择J砖瓦世界200807323710苑春艳螺旋输送机吊轴承的结构分析J福建建材200906878811成大先等机械设计手册M北京化学工业出版社20071112913012皮习常李伟康建领螺旋输送机常见故障处理及预防措施J设备管理与维修2011Z15758同组设计者无注此表由学生本人按指导教师下达的任务填写打印本科生毕业论文设计工作进度计划表序号毕业论文设计工作任务工作进度1课题调研查阅资料COMCOM2撰写开题报告COMCOM3撰写并提交初稿COMCOM4修改论文并提交修改稿COMCOM5二次修改论文并定稿COMCOM6论文定稿打印2份上交提交论文答辩申请评阅答辩COMCOM7毕业论文装订上交并提交装订版电子档COMCOM8910注1此表由学生按导师要求填写打印2进度安排请填写XXXX年XX月XX日XX月XX日学生完成毕业论文阶段任务情况检查表时间内容检查记录教师签字第一阶段组织纪律签字日期完成任务情况第二阶段组织纪律签字日期完成任务情况第三阶段组织纪律签字日期完成任务情况注1此表由指导教师认真填写2完成任务情况一栏应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写3对违纪和不能按时完成任务者指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或对其成绩降一等级毕业论文设计开题报告题目螺旋输送机的设计专业机械电子工程班级学号学生姓名指导教师72013年3月24日选题理由随着我国经济建设的高速发展各行各业的竞争也日趋激烈要想在竞争中处于优势就要不断创新不断提高生产效率这样产品才能在市场经济的环境下占有技术优势或价格优势才能拥有强的市场竞争力螺旋输送机作为冶金建材化工粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备LS型螺旋输送机与GX螺旋输送机相比结构新颖技术指标先进采用头尾轴承移至壳体外中间吊轴承采用滚动滑动可以互换的两种结构均设防尘密封装置密封件用尼龙及塑料王阻力小密封性强耐磨性好滑动瓦有需加润滑剂的铸铜瓦合金耐磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦其结构简单横截面尺寸小密封性好可以进行多点装料和卸料操作安全方便以及制造成本低等优点使其应用广泛毕业论文设计所选的题目是螺旋输送机设计主要是针对在某公司实习所遇到的实际问题进行设计该公司设计此类输送机时各零部件的选择型号普遍偏大增加了设备的价格所要解决的问题是要求水平输送小麦输送量为20TH输送距离为10M设计一台结构合理性价比较高的螺旋输送机结合此实际问题设计螺旋片输送机进出料口驱动装置减速器等主要零部件的设计计算及相关零件的校核综合运用工程材料机械制造工艺公差配合机械制图CAD辅助设计等方面的知识能从各个方面检查及巩固在大学阶段所学的专业知识国内外研究现状综述在国内关于螺旋输送机的研究比较多但主要是研究水平或者是微倾斜的螺旋输送机1977年4月洛阳工业高等专科学校的赵红霞刘建寿和李志荣等人从螺旋叶片结构尺寸出发对输送机的螺旋叶片结构尺寸的优化问题做了深入研究研究出螺旋叶片的结构尺寸对输送机的输送效率有着很大的影响螺旋输送机的输送功率计算一般都是按照通用计算公式算出来但结果往往小于实际值这个问题武汉食品工业学院的庞美荣等人经研究分析提出了推荐计算公式并将推荐计算公式和通用计算公式结合起来得到的结果同实际值相符随着中国经济的快速发展对于新型螺旋输送机的研究也取得了一定的发展大倾角螺旋输送机替代了由斗升式和水平螺旋输送机所组成的水泥输送系统成为混泥土搅拌站重要的喂料设备它的螺旋叶片采用的是变螺距的螺旋叶片输送效率相对以往的设备有了很大的提高而且还可以防止高流动物料在输送时倒流目前关于水平或者微倾斜的螺旋输送机研究比较多也比较成熟而大倾角螺旋输送机的研究少之甚少而且也不全面没有权威的数据可供参考这与螺旋输送机的在运输物料的时候比水平的螺旋输送机要复杂的多有一定关系主要原因有以下几点1工作原理的不同水平螺旋输送机主要是由转动的转动轴带动螺旋叶片的在一封闭的圆形或半圆形的料槽内转动使得物料在料槽内沿料槽向前移动在水平方向上完成物料的运输不受自身重力的影响而在大倾角螺旋输送机中机体倾角较大物料在传输过程中受自身重力而产生下滑分力的影响也较大因此大倾角的螺旋输送机在工作的时候对转速要求较高必须超过临界值转速在螺旋轴的高速旋转运动的情况下物料颗粒受到较大的离心力可以摆脱它与螺旋叶片之间的摩擦力向机体内壁高速运动继而同机体内壁发生挤压而产生较大的摩擦力由于摩擦力作用的原因物料颗粒开始减速同螺旋叶片产生相对运动于是在螺旋叶片的带动下物料开始做一定的旋转运动并伴随着直线运动沿机体内壁向上传输完成物料的输送2在大倾角螺旋输送机的传输过程中由于重力和离心力的作用物料出现大量滚动和湍流3在大倾角螺旋输送机的传输过程中容易产生一个附加的物料流增加了物流的传输阻力4螺旋轴在超过一定的转速后物料颗粒会产生径向跳跃碰撞造成物料的扰动增加功耗设计论文方案输送物料的运动分析螺旋叶片的设计螺旋机壳的计算选择主轴的设计计算进出料口的尺寸计算电动机的计算选型减速器的选择轴承的计算选型主轴的应力校核轴承的强度校核重点难点及创新之处重难点主轴和吊轴承头尾部轴承的配合螺旋叶片于机壳内壁之间间隙的选择电动机减速器和主轴之间同轴度的配合创新点整体设计优化合理设计选择各部分零件使用效率达到最高节省制作成本和使用过程中的成本应收集资料及参考文献不低于15篇1洪致育林良明连续运输机M北京机械工业出版社19812黄学群运输机械选型设计手册M北京化学工业出版社201133庞美荣王春维螺旋输送机叶片下料的理论计算J粮食与饲料工业19940533374赵红霞王淑珍螺旋输送机螺距优化及效率研究J拖拉机与农用运输车2005237395张东海螺旋输送机的优化研究D大连大连理工大学硕士论文20066姚茂河易怀安螺旋输送机螺距优化设计J机械研究与用20110583847罗园山螺旋输送机叶片下料法J粮食加工20060450518孙洁尹忠俊陈兵开式螺旋输送原理分析与参数设计J起重运输机械20100511169徐余伟旋输送机设计参数选择J砖瓦世界200807323710苑春艳螺旋输送机吊轴承的结构分析J福建建材200906878811成大先等机械设计手册M北京化学工业出版社20071112913012皮习常李伟康建领螺旋输送机常见故障处理及预防措施J设备管理与维修2011Z1575813中华人民共和国国家标准运输机械术语螺旋输送机GBT1452179314任进门庄妍旋输送机设计与参COM28373915常明画法几何及机械制图M武汉华中科技大学出版社200416徐茂功公差配合与技术测量M北京机械工业出版社201017李振军刘建英液压传动与控制M北京机械工业出版社200918赵明炯实用机械工程材料手册M沈阳辽宁科学技术出版社2004六进度安排1课题调研查阅资料COMCOM2确定设计方案撰写开题报告COMCOM3设计撰写并提交初稿COMCOM4修改论文并提交修改稿COMCOM5修改论文并提交二次修改稿COMCOM6论文定稿打印上交答辩申请评阅答辩COMCOM7毕业论文装订上交并提交装订版电子档COMCOM七指导教师意见指导教师签名年月日八专业负责人意见或开题审查小组意见签名年月日机械电子工程专业毕业论文设计题目螺旋输送机的设计设计人签名设计说明书页附图张附表张图纸张教学基层组织名称教学基层组织负责人签名设计指导教师签名签名评阅人签名2013年5月24日作者声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果除了文中特别加以标注引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品本人完全了解有关保障使用学位论文的规定同意学校保留并向有关学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版同意省级优秀学位论文评选机构将本学位论文通过影印缩印扫描等方式进行保存摘编或汇编同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅本学位论文内容不涉及国家机密论文题目螺旋输送机的设计作者单位湖北民族学院理学院作者签名2013年5月24日目录摘要15ABSTRACT161引言172螺旋输送机的相关介绍1721螺旋输送机的发展历程1722螺旋输送机的类型1823螺旋输送机主要结构18COM片19COM轴20COM20COM壳2023螺旋输送机的工作原理213螺旋输送机的设计与选择2131螺旋输送机的设计条件2132输送物料的运动分析2133螺旋叶片的计算2334螺旋机壳内径的选择2535主轴轴径的计算2536进出料口尺寸的计算2537传动功率的确定264驱动装置的计算选型2641电动机的计算选型2642减速器的选择2743轴承的选型28COM轴承的选择28COM轴承的选择295主轴的传动校核3051主轴的应力计算3052主轴的强度校核3153轴承的强度校核31COM头部轴承的校核32COM尾部轴承的校核326螺旋输送机的安装调试和使用维护3261螺旋输送机的安装调试3262螺旋输送机的使用维护337结束语34致谢35参考文献35附录1整体的三维模型图37附录2主要零部件工程图41螺旋输送机的设计摘要螺旋输送机是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一本文以小麦为输送原料进行螺旋输送机的相关结构和主要参数设计本次设计介绍了螺旋输送机的工作原理利用SOLIDWORKS对螺旋输送机进行三维建模然后对螺旋输送机主要零部件进行优化设计决定进而确定最优的设计方案节省制作成本提高整机的效率关键词螺旋输送机结构设计三维建模THEDESIGNOFTHESCREWCONVEYORABSTRACTSCREWCONVEYORISONEOFTHEMOSTIMPORTANTMECHANICALEQUIPMENTSOFMODERNPRODUCINGANDTRANSPORTATIONTHISPAPERDESIGNSTHEMAINPARAMETERANDTHERELATEDSTRUCTUREOFSCREWCONVEYORBASEDONTHETRANSPORTATIONOFTHEMATERIALOFWHEATTHISDESIGNINTRODUCESTHEOPERATINGPRINCIPLEOFSCREWCONVEYORANDUSESSOLIDWORKSTODESIGNTHE3DMODELINGOFSCREWCONVEYORANDDECIDETOSTRUCTURALDESIGNOFCOMPONENTSANDPARTSOFSCREWCONVEYORTHENCHOOSETHEBESTDESIGNSAVETHEPRODUCTIONCOSTANDINCREASETHEEFFICIENCYOFTHEMACHINEKEYWORDSSCREWCONVEYORSTRUCTURALDESIGN3DMODELING1引言毕业论文设计所选的题目是螺旋输送机设计主要是针对实习所在单位遇到的实际问题进行设计所要解决的问题是要求水平输送小麦输送量为20TH输送距离为10M设计一台结构合理性价比最高的螺旋输送机结合此实际问题根据设计条件确定输送机型为LS型设计螺旋叶片输送机进出料口驱动装置减速器等主要零部件的设计计算及相关零件的校核综合运用工程材料机械制造工艺公差配合机械制图CAD辅助设计等方面的知识能从各个方面检查及巩固在大学阶段所学的专业知识螺旋输送机作为冶金建材化工粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备LS型螺旋输送机与GX螺旋输送机相比结构新颖技术指标先进采用头尾轴承移至壳体外中间吊轴承采用滚动滑动可以互换的两种结构均设防尘密封装置密封件用尼龙及塑料王阻力小密封性强耐磨性好滑动瓦有需加润滑剂的铸铜瓦合金耐磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦其结构简单横截面尺寸小密封性好可以进行多点装料和卸料操作安全方便以及制造成本低等优点使其应用广泛利用这次毕业设计的机会将两个半月实习所面临的实际问题在老师耐心的指导下并利用自己在大学所学的书本知识参阅了大量的相关书籍和资料对螺旋输送机进行了设计为解决上述实际问题对螺旋输送机进行分析设计计算和选择由于时间仓促和本人水平有限在设计过程中会有不合理的地方恳请老师给予宝贵的意见并给予批评和指正2螺旋输送机的相关介绍21螺旋输送机的发展历程中国古代的高转筒车和提水的翻车是现代斗式提升机和刮板输送机的基础17世纪中叶开始应用架空索道输送散状物料19世纪中叶各种现代结构的输送机相继出现螺旋输送机的发展分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种型式的发展过程有轴螺旋输送机由螺杆U型料槽盖板进出料口和驱动装置组成一般分为水平式倾斜式和垂直式三种而无轴螺旋输送机则将螺杆改为无轴螺旋并在U型槽内装置可换衬体结构简单物料由进料口输入经螺旋推动后由出料口输出整个传输过程可在一个密封的槽中进行一般来讲我们平常所指的螺旋输送机都指有轴型式的螺旋输送机而对许多输送比较困难的物料人们一直在寻求一种可靠的输送方法而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法1GX型螺旋输送机是出现较早的一种螺旋输送机也是我国最早定型生产的通用性生产设备GX型螺旋输送机的优点主要是其头尾部轴承移至壳体外具有防尘密封性好噪声低适应性强操作维修方便进出料口位置布置灵活等缺点是动力消耗大机件磨损快物料在运输时粉碎严重LS型螺旋输送机是在GX型输送机的基础上修改设计的新一代螺旋输送机LS型螺旋输送机特点是结构新颖性能可靠技术指标先进适用范围广泛节能降耗显著总体而言该机头部和尾部轴承移到壳体外部消除了由于密封不严漏料而降低轴承寿命的可能性中间吊轴承采用滚动滑动可以互换的两种结构均设防尘密封装置密封性强耐磨性好螺旋叶片的表面涂有耐磨材料增强了叶片的耐磨性传动部分采用摆线针轮减速机使得整机噪音低适应性强操作维修方便22螺旋输送机的类型1螺旋输送机的类型有水平固定式输送机垂直式螺旋输送机2螺旋输送机的螺旋叶片有实体螺旋面型带式螺旋面型及叶片螺旋面型三种如图21实体螺旋面称为S制法其螺旋节距GX型为叶片直径的08倍LS型适用于输送粉状和粒状物料带式螺旋面又称D制法其螺旋节距与螺旋叶片直径相同适用于输送粉状即小块物料叶片式螺旋面应用较少主要用于输送粘度较大和可压缩性物料在输送过程中同时完成搅拌混合等工序其螺旋节距约为螺旋叶片直径的12倍2A实体螺旋面型B带式螺旋面型CD叶片螺旋面型图21螺旋叶片的形式3螺旋输送机的螺旋叶片分为左旋与右旋两种旋向4LSGX型螺旋输送机物料出口端应设置121圈反向螺旋片防止粉料堵塞端部轴承在出口管上端无螺旋片23螺旋输送机主要结构螺旋式输送机的结构如图22所示主要由传动轴1头部轴承2进料口3主轴4吊轴承5螺旋叶片6支座79出料口8和机壳10所组成图22螺旋输送机的整体结构刚性的螺旋体通过头尾部和中间部位的轴承支承于机壳形成可实现物料输送的转动构件螺旋体的运转通过安装于头部的驱动装置实现进出料口分别开设于机壳尾部上侧和头部下侧进出料口均可沿机器的长度方向安装多个并用平板闸门启闭只有其中一个卸料传动装置可以装于机壳头部或尾部COM片螺旋体是螺旋输送机实现物料输送的主要构件它由螺旋叶片和螺旋轴两部分构成常用的叶片有满面式和带式两种形式按叶片在轴上的盘绕方向不同可分为右旋和左旋两种逆时针盘绕为左旋顺时针盘绕为右旋螺旋体输送物料方向由叶片旋向和轴的运转向决定一般先确定叶片旋向然后按左旋用右手右旋用左手的原则四指弯曲方向为轴旋转方向大拇指伸直方向即为输送物料方向同一螺旋体上有两种旋向的叶片能同时实现两个不同方向物料的输送螺旋轴通常采用直径3070MM的空心钢管螺旋体的主要规格尺寸为螺旋叶片直径DMM轴直径DMM和螺距SMM系列直径见表2螺旋叶片通常采用简易制造法即用1540MM厚的薄钢板冲压或剪切成带缺口的圆环将圆环拉制成一个螺距的叶片然后将若干个单独的叶片经焊接或铆接于螺旋轴形成一个完整的螺旋叶片3圆环的尺寸如图23用下面的公式计算212223式中R圆环外圆半径R圆环内圆半径圆环的缺角L一个螺距叶片外螺旋线的长度MM一个螺距叶片内螺旋线的长度MM图23螺旋叶片及下料尺寸当运送干燥的小颗粒或粉状物料时宜采用实体螺旋这是最常用的型式运送块状的粘滞性的物料时宜采用带式螺旋当运送韧性和可压缩性的物料时宜采用叶片式或成型的螺旋浆这两种螺旋往往在运送物料的同时还可以对物料进行搅拌揉捏及混合等工艺操作带式螺旋是利用径向杆柱把螺旋带固定在轴上有些螺旋是用宽的钢带经过链形轧辊轧成的一个没有接头的整螺旋体在一根螺旋转轴上有时可以一半是右旋的一半是左旋的这样可将物料同时从中间输送到两端或从两端输送到中间根据需要进行设计螺旋的螺距有三种对于GX型螺旋输送机实体螺旋螺距等于直径的08倍LS型螺旋输送机实体螺旋螺距等于直径的081倍带式螺旋螺距等于直径COM轴图24螺旋输送机轴螺旋输送机轴一般是空心的由长24米的节段装配而成通常采用钢管制成的因在强度相同情况下它的重量要小得多而且互相连接也方便轴头起到连接各个节段的作用如图24可以利用轴头3插入空心轴的衬套5内以螺钉2固定连接来这些圆轴还可用作中间吊轴承和头部轴承的颈部这种方式可使结构紧凑如图25但装卸较麻烦大型的螺旋输送机则是采用法兰连接采用一段两端带法兰的短轴2与螺旋轴1的端法兰接起来这种连接方法装卸容易但径向尺寸相对大一些图25轴的连接COM轴承是安装于机壳外部用于支承螺旋体的构件按其安装位置和作用不同可分为头部轴承和尾部轴承头部应装止推轴承以承受由于运送物料之阻力所产生的轴向力一般放在输送物料的前方当轴较长时应在每一中间节段内装一吊轴承用于支撑螺旋轴吊轴承一般采用对开式滑动轴承COM壳机壳是由38毫米厚的薄钢板制成水平慢速螺旋输送机的机壳通常用24MM厚的薄钢板制成横断面两侧壁垂直底部为半圆形每节机壳的端部和侧壁上端均用角钢焊接加固以保证机壳的刚度实现节与节间顶部盖板与机壳的连接机壳底部应设置铸铁件或角钢焊接件的支承脚以保证输送物料过程的强度垂直快速螺旋输送机机壳横断面为圆形通常采用薄壁无缝钢管制成不锈钢或薄钢板制成圆筒或带有垂直侧边的U形槽为了便于连接和增加刚性在料槽的纵向边缘及各节段的横向接口处都焊有角钢用可拆卸的盖子盖在上面机壳的内直径要稍大于螺旋直径使两者之间有一间隙螺旋和机壳制造装配愈精确间隙可愈小这对减少磨损和动力消耗非常重要一般间隙为5015毫米23螺旋输送机的工作原理在电动机带动主轴转动时利用旋转的螺旋将被输送的物料沿固定的机壳内表面推移而进行输送工作像是被持住不能旋转的螺母沿丝杆作平移运动一样使物料不与螺旋一起旋转的力量是物料的重力和机壳对于物料的摩擦阻力所以物料在输送机中的运送完全是一种滑移运动为了使螺旋轴处于较为有利的受拉状态一般都将驱动装置和卸料口安放在输送机的同一端而把进料口尽量放在另一端的尾部附近43螺旋输送机的设计与选择31螺旋输送机的设计条件根据客户要求需水平输送小麦输送量为20TH输送距离为10M设计一台结构合理成本最低的螺旋输送机32输送物料的运动分析物料在旋转输送机中的运动不随螺旋体转动而只在旋转的螺旋叶片推动下沿螺旋方向移动物料颗粒在输送过程中物料的运动由于受旋转螺旋的影响物料的运动并非是单纯的沿轴线作直线运动而是在直线复合运动中沿螺旋轴运动是一个立体运动5当螺旋面的升角A在展开的状态时螺旋线用一条斜直线来表示则旋转螺旋面作用于半径为R处的物料颗粒A上的力为依据由于磨擦的原因力的方向与螺旋线的法线方向偏离了A角此力可分解为切向分力P切和法向分力P法如图31图31物料颗粒受力分析图图31中角是由物料对螺旋面的摩擦角P及螺旋表面粗糙程度决定的对于一般冲压而成或经过很好加工的螺旋面可以不考虑螺旋表面粗糙程度对角的影响此时可取物料颗粒A在合力P合的作用下在料槽中进行复杂的运动即具有圆周速度和轴向速度其合成速度V合速度的分解如图32图32物料颗粒速度分解图若螺旋的转数为N处于螺旋面上的被研究物料颗粒A的运动速度由图中三角形ABC可得因为所以31圆周速度为V圆V合以摩擦系数代入上式得32由于以及因此将上述各式代入并经过换算便可以求得物料颗粒的圆周速度计算公式33式中S螺旋的螺距MN一螺旋的转数RPMR一研究的物料颗粒离轴线的半径距离M物料与螺旋面的摩擦系数若使公式V圆对R求一次导数并令其值便可求出存在V圆的最大值的半径为同样根据图示的速度分解关系可得物料颗粒的轴向输送速度的计算公式以摩擦系数代人上式得由于以及因此将上述各式代人并经过换算求得物料颗粒的轴向速度计算公式从上式可以看出在一定的转速下螺距S在某一范围内物料可以得到较好的轴向输送速度螺距过大或者过小都会影响物料的轴向速度633螺旋叶片的计算根据输送量计算公式34式34中Q输送量TH物料填充系数选用见表0倾斜系数选用见表K螺距与直径比例系数由选定规格的螺旋输送机计算求值R物料容重TM3见表N转速RMIN螺旋直径M表1物料填充系数物料特性易流动磨损很少少量磨损且为颗粒至小块状磨损性侵蚀性大045033015表1倾斜系数倾斜角05101520010090080070065总阻力系数表1物料容重R物料RTM3灰与渣COM3燕麦大麦0519砂桨COM3玉米黑麦稻谷COM19砂COM3小麦0819水泥COM19在料槽中物料的充填系数影响输送过程和能量的消耗当充填系数较小即5时物料堆积的高度低矮且大部分物料靠近槽壁并且具有较低的圆周速度运动的滑移面几乎平行于输送方向图A物料颗粒沿轴向的运动要较圆周方向显著得多所以这时垂直于输送方向的附加物料流不严重单位能量消耗也较小但是当充填系数提高即13或40时则物料运动的滑移面将变陡图BC此时在圆周方向的运动将比输送方向的运动强导致输送速度的降低和附加能量的消耗因而对于水平螺旋输送机来说物料的充填系数并非越大越好相反取小值有利一般取50各种微粒物料的充填系数值可参考表图33不同填充系数时物料层的情况根据设计条件可知Q30TH结合上述表中可确定物料填充系数物料容重R物料填充系数物料容重RRMIN且多为90RMIN本次设计初选转速N为80RMINLS型螺旋输送机实体螺旋螺距等于直径的081倍根据表14初选K为10表1LS型螺旋输送机规格技术参数规格型号10016020025031540050063080010001250螺旋直径10016020025031540050063080010001250螺距100160200250315355400450500560630N1401121009080716350403225Q2271322316298140200280380N11290807163565040322520Q1761018244978112160220306N9071635650454032252016Q14581419396290126176245N7150504540363225201613Q11316211154315077102140198注1N转速RMIN偏差允许在10范围内2Q输出量M3HQ20TH033O10R08TM3N80RMINK10可解出D25084MM为使整个输送机更节约成本选择娇小型号提高转速圆整选择螺旋直径为250MM确定K10再把D250MM代入公式计算得N8081RMIN圆整选择转速N为85RMIN根据确定的K值计算出螺距L为250MM34螺旋机壳内径的选择机壳是由38毫米厚的薄钢板制成水平慢速螺旋输送机的机壳通常用24MM厚的薄钢板制成横断面两侧壁垂直底部为半圆形每节机壳的端部和侧壁上端均用角钢焊接加固以保证机壳的刚度实现节与节间顶部盖板与机壳的连接机壳底部应设置铸铁件或角钢焊接件的支承脚以保证输送物料过程的强度垂直快速螺旋输送机机壳横断面为圆形通常采用薄壁无缝钢管制成不锈钢或薄钢板制成圆筒或带有垂直侧边的U形槽为了便于连接和增加刚性在料槽的纵向边缘及各节段的横向接口处都焊有角钢用可拆卸的盖子盖在上面机壳的内直径要稍大于螺旋直径使两者之间有一间隙螺旋和机壳制造装配愈精确间隙可愈小这对减少磨损和动力消耗非常重要一般间隙为5015毫米根据我实习所在公司的实际生产水平结合以往生产总结的间隙设计要求如表15选取间隙为10MM所以螺旋机壳内径为270MM表15螺旋公称直径与机壳间隙公称直径MM螺旋直径与机壳内径的间隙MM100751253151040050012563080015100012502035主轴轴径的计算螺旋轴通常采用直径3070MM的空心钢管再根据公式计算轴径较大可以保证传输过程中的强度但会影响横截面的输送物料的有效面积所以取所以轴径为75MM选取厚度为6MM的钢管做主轴则内径为63MM36进出料口尺寸的计算螺旋机进料口出料口根据用户现场开设一般应从尾部进料头部出料但也可以从头部进料尾部出料如需要中部进料头部尾部出料或头部进料中间出料则为非标准制法进料口进料口是用以连接螺旋机和进料漏斗的部件其由盖寸口夹紧在机盖上也可用焊接的方法与机盖相联装置进料口时应在所装的机盖上按进料口内孔尺寸开孔LS型螺旋输送机进料口的外形与安装尺寸表见表16表16进料口的外形与安装尺寸螺旋机型号外型及安装尺寸MMABCDDNLS100100180146100124LS160160250210100128LS200200300256100148LS250250350306100148LS315315415370160148LS4004005004561601412LS5005006005581601412LS6306307506962001416LS8008009208682001816LS10001000112010702001820LS12501250137013142001824出料口出料口由钢板及扁钢焊接而成使用时将出料口焊在机壳上其法兰石与溜槽法兰相连接出料口的机壳应按出料口的内孔尺寸开孔LS型螺旋输送机出料口的外形与安装见表17表17出料口的外形与安装螺旋机型号外形及安装尺寸MMABCDHDNLS10010018014611210124LS16016025021015014128LS20020030025618014148LS25025035030622414148LS31531541537025014148LS4004005004562801651412LS500500600558340201412LS630630750696420201416LS800800920868520201816LS1000100011201070630251820LS1250125013701314760251824出料口横截面的计算因为输送量为20TH物料容重为08TM3输送量转换为25M3H物料的轴向输送速度按下式计算式中螺旋节距M螺旋转速RMIN因此进出料口的横截面要大于001962M237传动功率的确定查机械设计手册2可知计算所需螺旋输送机正常运转的功率的公式35Q输送量阻力系数螺旋输送机长度螺旋输送机直径倾斜布置时的垂直高度19L10MD250MMH04驱动装置的计算选型41电动机的计算选型选择电动机类型和结构型式电动机分交流电动机和直流电动机两种由于直流电动机需要直流电源结构较复杂价格较高维护比较不便因此无特殊要求时不宜采用生产单位一般应选用交流电动机交流电动机异步电动机和同步电动机两类异步电动机有笼和绕线两种其中以普通笼异步电动机应用最多我国新设计的Y系列三相笼异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机其结构简单工作可靠价格低廉维护方便适用于金属切削机床运输机风机搅拌机等由于启动性能较好也适用于某些要求启动转矩较高的机械如压缩机等在经常起动制动和反转的场合如起重机等要求电动机转动惯量小和过载能力大应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型笼或YZR绕线电动机除按功率转速之外为适应不同的输出轴要求和安装需要电动机机体又有几种安装结构形式根据不同防护要求电动机结构还有开启式防护式封闭式和防爆式等区别电动机的额定电压一般为380V电动机类型要根据电源种类交流或直流工作条件温度环境空间位置尺寸等载荷特点变化性质大小和过载情况起动性能和起动制动反转的频繁程度转速高低和调速性能要求等条件来确定选择电动机的容量电动机的功率合适对电动机的工作和经济性都有影响小于工作要求就不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏过大则电动机价格高能力利用充分由于经常不满载运行效率和功率应数都较低增加电能消耗造成浪费电动机的主要根据电动机运行时的发热条件来决定电动机的发热与其运行状态有关运行状态有三类即长期连续运行短时运行和重复短时运行变载下长期运行的电动机短时运行的电动机和重复短时运行的电动机的容量要按等效功率法计算并校验过载能力和起动转矩由于螺旋输送机的工作环境是常温有灰尘用的是三相交流电电压为380V根据以上两点用Y14型号的电动机Y14电动机的主要性能如表格所示表21Y4电动机的主要性能型号额定功率KW满载时起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩转速RMIN电流380VA效率功率数Y422142050381082222342减速器的选择所设计的螺旋的工作转速为8081RMIN选择的电动机的转速为1420RMIN中间减速器的减速比I142080811757结合我实习所在公司的情况决定初选为摆线针轮减速机其特点如下摆线针轮减速机是一种应用行星式传动原理采用摆线针齿啮合的新颖传动装置摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分输入部分减速部分输出部分在输入轴上装有一个错位180的双偏心套在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承形成H机构两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合以组成齿差为一齿的内啮合减速机构当输入轴带着偏心套转动一周时由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动在输入轴正转周时偏心套亦转动一周摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速再借助W输出机构将摆线轮的低速自转运动通过销轴传递给输出轴从而获得较低的输出转速摆线针轮减速机摆线针轮减速机允许使用在连续工作制的场合同时允许正反两个方向运转输入轴的转速额定转数为1500转分在输入功率大于185千瓦时建议采用960转分的6极电机配套使用卧式安装摆线针轮减速机的工作位置均为水平位置在安装时最大的水平倾斜角一般小于15摆线针轮减速机的输出轴不能受较大的轴向力和径向力在有较大轴向力和径向力时须采取其他措施带电机摆线针轮减速机扭矩计算摆线针轮减速机扭矩9550电机功率电机功率输入转数速比使用效率6575卧式带电机型图42A圆锥滚子轴承尺寸图图42B调心球轴承尺寸图COM轴承的选择水平螺旋输送机除在两端装有轴承外一般还需要安装中间轴承中间轴承从上部悬置在横向板条上板条则固定在料槽的凸绦或它的加固角钢上因此这种轴承也称为悬置轴承由于螺旋叶片在悬置轴承处应该间断所以轴承沿轴线方向的厚度应尽可能地加以限制以保证前后两螺旋叶片的间断尽可能小否则螺旋中断距离增加通常采用青铜减摩铸铁巴氏合金或其他减摩材料制成的滑动轴承为了减小阻力也可以采用滚动轴承球面双列滚珠轴承图滚珠轴承采用可靠的密封装置以防止输送物料时微小颗粒的落入同时密封装置不应使轴承体的直径和长度增加很大在各种情况下轴承都是用固定在料槽盖上方的管子内的油杯以润滑脂进行润滑几种典型的铸造及焊接结构的中间轴承如图所示图几种典型的中间轴承铜减摩铸铁巴氏合金减摩材料制成的滑动轴承图51主轴竖直方向受力图图52物料在机壳中的尺寸截图其中GG1G2G1为壳体中装满物料的重量G2为主轴的自重计算机壳中物料的总重G1物料在机壳中的截面尺寸如图52不计算螺旋叶片在机壳中所占的体积主轴和螺旋叶片的自重G2叶片进行简化计算叶片宽875MM厚选为6MM螺距为250MM10M的螺旋轴总共由40个螺旋叶片拉伸焊接叶片的下料的圆环的内径估为80MM外径则为1675MM忽略被剪的缺口将自重放大进行计算校核可以更好的保证主轴的强度主轴厚为6MM螺旋机在安装的时候5米以上的距离时间隔3米左右就会在机壳下面安装一个支座本次设计为间隔25米安装一个支座整个机壳即可看成是一个刚性的吊轴承是固定在机壳上面的螺旋主轴每一段的弯矩也应该相同所以计算一段的弯矩再求出最大值进行校核根据图51主轴竖直方向的受力示意图可得计算式解得计算主轴第一段的弯矩弯矩计算式力F为所受的竖直方向的力S为所计算弯矩点至支点的距离弯矩最大点为中点处根据图51可得计算式51计算主轴所受的扭矩螺旋传动物料的过程中受到比较大的扭矩物料是通过螺旋叶片向前滑移查阅机械设计手册11扭矩的计算公式52P为主轴传动的额定功率N为主轴的转速图53主轴弯扭图主轴弯扭图如图53能更直观的表现出主轴各点的弯矩和扭矩之间的关系52主轴的强度校核主轴的弯矩和扭矩计算出来后再计算其当量弯矩MV查阅机械设计手册当量弯矩的计算式53根据弯扭图可以看出计算出的当量弯矩D点处最大整个螺旋主轴材料与结构相同所以只需要校核D点处的强度即可D点处有螺旋主轴和中间连接的头轴分别进行校核主轴旋转时切应力按对称循环变化所以取1根据公式计算解得D点处的当量弯矩为主轴强度进行校核主轴为空心轴外径D75MM内径D63MM按照计算式54由上面两个式子解得4746MPA主轴一般选用碳钢材质其所以主轴大小的选择合适53轴承的强度校核本次设计的螺旋机中间吊轴承选择的是滑动轴承强度很高就不去校核主要校核头尾部的轴承头尾部轴承受力示意图如图54图54头尾部轴承受力图轴承在竖直方向的力已经计算出F1F212756N水平方向所受的力大小即为物料与机壳的摩擦力查阅相关资料小麦与钢板之间的取较大值为03总的摩擦力为解得COM头部轴承的校核头部选用两个背靠背安装的圆锥滚子轴承型号选为32912GBT2971994水平方向的力主要是最外端的圆锥滚子轴承承受靠近内侧的轴承主要起到保持平衡和防止外侧轴承滑动的作用竖直方向的力是两个轴承同时承受主轴静止时轴承只承受竖直方向的力而主轴旋转时轴承要同时承受竖直方向和水平方向的力所以只需要校核主轴转动时外侧的轴承即可即校核其承受的动载荷外侧轴承的水平竖直方向的力的大小分别为所以头部轴承选用合适COM尾部轴承的校核尾部选用双列调心球轴承型号选为1212GBT2811994主轴静止时轴承只承受竖直方向的力而主轴旋转时轴承要同时承受竖直方向和水平方向的力所以只需要校核主轴转动时外侧的轴承即可即校核其承受的动载荷轴承的水平竖直方向的力的大小分别为所以尾部轴承选用合适6螺旋输送机的安装调试和使用维护61螺旋输送机的安装调试螺旋机的安装机器安装的正确性是以后使用情况良好的先决条件螺旋机在使用地点的安装必须妥善的进行并满足技术条件的要求12螺旋机安装基础至少应在螺旋机正式安装以前20天浇灌完成该基础应能可靠地支承输送机并保证不同地基过小而发生螺旋机下沉和额外的变化保证螺旋机在运转时具有足够稳定性螺旋机在安装以前必须将那些在运输中或卸箱时粘上的尘垢的机件加以清洗相邻机壳法兰石应连接平整密合机壳内表面接头处错位偏差不超过2MM机壳法兰间允许垫石棉调整机壳和螺旋长度的积累误差螺旋体外径与机壳间的间隙应符合表31规定最小间隙不得少于表中规定数值的60需要大间隙按用户要求制作表31螺旋体外径与机壳间的间隙螺旋公称直径D10016025031540050063080010001250间隙75101251520螺旋机的调整螺旋机各中间悬吊轴承应可靠地固定在机壳吊耳上与相邻螺旋联连后螺旋转动均匀没有被卡住现象安装时可在吊轴承底座与机壳吊耳间加调整垫片以保证各吊轴承同轴安装后螺旋体轴线的同轴度应符合2规定表2螺旋体轴线的同轴度螺旋机主轴与减速电器的同轴度应符合GB118480形状和位置工差未注公差的规定附表4中10级的规定螺旋机的各底座在机壳装妥后均应使之着实后再拧紧地脚螺钉所有联结螺钉均应拧紧至可靠的程度进出料口现场安装应使进出料口的法兰支承面与螺旋机的本体轴线平行与相连接的法兰应紧密贴合不得有间隙螺旋机装妥后应检查各存油处是否足够润滑油不够则加足之其后进行无负载试车在连续进行4小时以上运转后检查螺旋机装配的正确性发现不符合条件的应即停车处理后再运转直至处于良好运行状态为止螺旋输送机是用来输送粉状粒状小块状物料的一般用途的输送设备各种轴承均处于灰尘中工作因此在这样工况条件下的螺旋机的合理操作与保养就具有更大的意义螺旋机的操作和保养主要要求如下螺旋机应无负载起动即在机壳内没有物料时起动起动后方能向螺旋机给料螺旋机初始给料时应逐步增加给料速度至达到额定输送能力给料应均匀否则容易造成输送物料的积塞驱动装置的过载使整台机器早日损坏为了保证螺旋机无负载起动的要求输送机在停车前应停止加料等机壳内物料完全输尽后方可停止运转被输送物料内不得混入坚硬的大块物料避免螺旋卡死而造成螺旋机的损坏在使用中经常检视螺旋机各部位的工作状态注意各紧固机件是否松动如果发现机件松动则应立即拧紧螺钉使之重新紧固应当特别注意螺旋管与联接轴间的螺钉是否松动如发现此现象应立即停止矫正螺旋机的机盖在机器运转时不应取下以免发生事故螺旋机运转中发生不正常现象均应加以检查并消除不得强行运转螺旋机各运动机件应经常加润滑油驱动装置的减速器应按其说明书要求润滑螺旋机两端轴承箱内用锂基润滑脂每半月注入一次约5克螺旋机吊轴承选用M1类别其中80000型轴承浸在融化了润滑脂中与润滑脂一道冷却重新装好后使用如尼龙密封圈损坏应及时更换使用一年用以上方法再保养一次可获良好效果螺旋机吊轴承选用M2类别每班加注润滑脂每个吊轴承瓦注脂约5克高温物料应使用ZN2钠基润滑脂GB49277采用自润滑轴瓦也应加入少量润滑脂提高螺旋叶片耐磨性的措施螺旋输送器的寿命取决于螺旋叶片的耐磨性螺旋叶片磨损最严重的地方是它的顶部磨损主要是磨粒磨损氧化磨损和热磨损提高螺旋叶片的耐磨性可采取下列措施表层强化处理表层强化并不仅仅提高表层硬度还可使金属材料表面具有某种特殊的化学性能表面强化处理可以采用电弧和火焰方法来提高金属材料表在靠螺旋叶片上部装上耐磨钢片或覆盖增强高分子耐磨片磨损后可很快地更换刷涂耐磨涂层如耐磨涂料这种涂料粘结力强成型好稳定性高摩擦系数小具有一定的机械强度刷涂工艺简单适合于温度小于100的场合但抗冲击性差试验证明这种耐磨涂料的耐磨性比铸铁高25倍以聚四氟乙烯为基材填充高分子粉或合金粉和氧化物等材料采用粉末冶金烧结成型的螺旋叶片其耐磨性很高年磨损量只有00020004MM机械密封的防护选材环境不同选材不同既要照顾选材的一致性又要照顾环境腐蚀差异温度浓度压力不同选材不同同一介质温度浓度压力不同腐蚀情况各异要对腐蚀性有所了解酌情选材腐蚀形式不同选材不同结构设计避免与介质接触的设计采用内装式外装式隔离液等机械密封涂层保护套也可起到与介质隔离的作用端面设计采用镶嵌结构端面为压应力可避免应力腐蚀破裂弹簧防腐设计从结构上使弹簧不与介质接触是较好的方法如外装上喷涂保护层加保护套等改旋转型为静止结构辅助密封圈只要缝隙足够小所有材料都可能产生缝隙腐蚀波纹管与轴套接触面宽且取消辅助密封圈是一种好的密封维护与使用建立封液及冷却系统并经常更换封液及冷却液加强对端面冷却检修与安装时严禁敲击密封件以防止局部相变而为腐蚀提供条件密封件安装前应严格地清洗干净致谢感谢老师在本次毕业设计中提供的无限支持和孜孜不倦的教导才有了今天设计任务的顺利完成在本次设计过程中难度还是比较大的