5HXL15型横流循环塔式烘干机设计分析

学校代码： 学 号： 论文题目：5HXL15型横流循环塔式烘干机的设计与分析 学位类别： 学科专业： _ 作者姓名： _ 导师姓名： _ 完成时间： _5HXL15型横流循环塔式烘干机设计与分析中 文 摘 要 随着农业发展越来越迅速，就需要大量先进机器来辅助人们进行更高效作业。当土地耕种、收割越来越自动化时，如何安全合理地储存粮食成为人们了另一个主要问题，为此，本文设计了5HXL15型低温循环塔式烘干机。该型号机器采用燃用柴油作为燃料，通过热风进入与谷物横流加热法达到干燥需求，在一定合理范围内降低谷物含水率。通过斗提机连续输送实现循环作业，为了防止加热烘干谷物时间过长，根据国家标准进行设计，合理安排塔各个部分的高度，使得谷物在缓苏层高度比上干燥层高度为5:1。本文设计主要过程是先进行机器主体结构设计及相关内部加热原理、热风量、选择燃烧机等等，、轴、键的选择，新分析设计。通过这一次设计尽可能完善该型号机器，并帮助人们方便，快捷地储存粮食。关键词：横流；低温干燥；塔式烘干机；ansys校核Design and Analysis of 5HXL15 Type Mixed Circulation Tower DryerChinese abstractWith the rapid development of agriculture, a large number of advanced machines are needed to assist people in more efficient operations. When the land is cultivated and harvested more and more automated, how to safely and reasonably store the grain has become another major problem. To this end, this paper designs the 5HXL15 low temperature circulating tower dryer. The model machine uses diesel fuel as fuel, through the hot air into the mixed with the grain flow method to achieve drying needs, within a reasonable range to reduce the grain moisture content. In order to prevent the heating and drying of grain for too long, according to national standards for the design, reasonable arrangements for the height of the various parts of the tower, so that the height of the grain in the slow layer than the upper drying layer height of 5: 1 The The main process of this paper is to design the main structure of the machine and the relevant internal heating principle, the amount of hot air, the choice of burner, etc., and then the main parameters of the bucket machine design, including motor selection, shaft design, key selection, With ansys to check, for the dangerous cross-section of the re-analysis of the design. Through this time design as much as possible to improve the model machine, and to help people easily and quickly save food.Key words: cross flow; low temperature drying; ower dryer; ansys check第一章 绪论11.1谷物干燥机发展现状及意义11.2谷物干燥机工作原理21.3谷物干燥机特点、规格4第二章 谷物干燥机主体的设计52.1 5HXL15型循环塔式烘干机工艺过程的设计52.2 谷物干燥机基本参数的选择62.2.1塔式干燥机的总体设计分析62.2.2干燥机生产的效率及相应的耗热量72.3干燥机的总体尺寸设计82.3.1 干燥机外壳的选择82.3.2 谷物每小时除去水量的计算82.3.3 谷物每小时烘干谷物能力的计算82.3.4 烘干机干燥层容积确定82.3.5 设计缓苏室的容积，高度92.3.6 设计冷却室的容积102.3.7 烘干室的设计102.4燃烧机输送热量的计算102.4.1烘干机输送的热风流量计算102.4.2热风机的选择112.4.3排风机的选择12第三章 斗提机设计123.1概述123.2 斗提机的设计143.3 滚筒的设计及其受力分析163.3.1鼓轮尺寸选择163.3.2鼓轮受力计算16第四章 上螺旋机构的设计204.1 上螺旋机构组成、特点204.2 上螺旋及两侧轴承种类的选择214.3 上螺旋需要的电机及驱动电机总功率23第五章 上机头惰轮轴、V带的设计及轴的受力分析245.1 上机头惰轮轴的设计245.1.1 轴材料的选择245.1.2 轴的各部分尺寸计算245.2 带的设计265.3 计算轴的受力29第六章 轴及相关键的检验校核306.1 求解轴的剪力、弯矩及扭矩306.2 轴及相应键的校核346.3 ansys对轴受力分析35第七章 总结39参考文献40致 谢41第一章 绪论1.1谷物干燥机发展现状及意义 目前国际上横流干燥机发展迅速，已出现大量实力雄厚的、技术成熟的公司。在市场上占据大量份额的知名品牌公司主要有以下：丹麦西伯利亚、法国拉富等主要横流干燥公司。其中各国干燥机发展特点是：美国机器技术先进，大型化、自动化程度都比较高,与其工业发展久、本国土地资源有很大关系；日本的机器价格高，不容易爆腰，维修起来也麻烦，虽然干燥均匀，但是每一次干燥时间稍微长，所以当遇到雨季时，对于一些粮食比较潮湿，就很难达到预期目标。 在上世纪五十年代，我国引进原苏联的烘干机，经过我国的学习，积累经验后期研发出一系列实用且高效的多种类干燥机如5HX、5HG、5HF等等。迄今为止我国干燥机主流类别仍是一些燃烧柴油，煤块等产生热量。热风通过相应的通风管可以向四周扩散形成的气流，这些气流有的会向上流动与粮食向下的流向为反向，有的会横向流动，有的热流回向下流动与热风同向，通过热力学中的热对流达到干燥粮食。当用煤块燃烧时，煤块在热风炉中充分燃烧，这种方法对粮食的影响小、无污染；当用柴油作燃料时，燃烧充分，热量大可以很快地烘干粮食，从而提高了效率，但是燃烧的相应气体也会轻微污染粮食。 通过我国近几十年来快速发展，我国在各个领域快速发展，逐渐打造我国重工业，与此同时在烘干机产业慢慢地完善。目前已经可以加工多种烘干机，虽然取得了一定成绩但是与发达国家的差距仍然很大，所以应该打破常规从制造大国到创新大国的转变。当我们有了核心技术才能走得更远。 横流谷物干燥机由于其用电少，干燥均匀，干燥效率高而普遍应用于国内各个大的粮食厂用来粮食干燥。目前干燥机具有非常大的作用，当某地天气变化莫测时会出现多雨、阴天、浓雾等情况进而使粮食受潮发生霉变或者发芽，就会使粮食不可食用，浪费了许多资源。当某些公司用储存优质粮食作为来年谷物种子时更需要长期，干燥的环境下保存粮食，我国是个人口大国，目前已有13.9亿人口，而世界总人口是72.6亿人口，占了19.2%。然而粮食仅够食用，不够生产就出现了每年从国外进口粮食达到5%现象，此外由于部分人奢侈浪费、环境灾害等原因也造成大量粮食损失，所以尽可能从身边做起尽可能节约、合理安全储存粮食。 1.2谷物干燥机工作原理 5HXL15型横流循环塔式烘干机是利用提升机的循环周期运动把位于塔式烘干机底部的漏斗里需要干燥粮食通过提升机中的畚斗提升到干燥机顶部，然后再通过搅龙把通过末端的分散系统散入缓苏层。位于顶部的粮食在重力作用下作用下通过缓苏层，在缓苏层中，谷物内部的结构水会向谷物外表移动变成表皮水，另一方面再谷物循环烘干时为了保持好谷物的干燥度，当谷物继续在重力作用下向下运动时，进入干燥层，缓苏过来的谷物进入干燥层时，利用热风对谷物进行微加热，并把挥发出来的水份带走，形成干燥，在加热时应适当选择适应谷物干燥温度。在干燥层布满通气盒，当谷物落下时，与热风通过通气孔进而向周围散发热气的气流形成混合流动的过程，有顺流、横流、逆流故称为横流干燥机。如下图为粮食干燥过程： 粮食 提升机 水分检测不合格 缓苏层 干燥层 底座层 合格 下粮管 出粮图1-1 5HXL15型塔式烘干机工作流程 其中水份测试仪是采用的是CS-TIIC-D型号，这个仪器是由日本企业在大连生产的，其具有精准高，故障率低而被许多公司采用。测试仪设置界面中，可以通过按下SET按键就可以对相应的参数进行修改到自己想要的数值，然后按下ENT按键进行确认，此时主界面会出现一个窗口，提醒你进行相应的参数误差值，你可以设置为%数值，那么你最后出粮的水份含量就会在一个范围之内。水份测试原理如下流程图： 粮食抽取检测型齿轮碾碎、测量参数 电脑计算水份 主界面显示水份图1-2 CS-TIIC-D测试仪检测原理当对不同谷物量进行干燥时，影响谷物干燥的因素还有一个是外气温度，一般来说不同谷物量干燥温度如下表所示（仅部分）： 表1-1 5HXL15型塔式烘干机热风温度谷物干燥量(层数） 1 2 3 4 5 6外部气体的温度（摄氏度） 35摄氏度以上 49 51 52 54 56 5930-35摄氏度 47 48 50 54 55 5725到30摄氏度 46 47 49 51 53 5520-25摄氏度 43 44 46 48 50 521.3谷物干燥机特点、规格 横流干燥机具有许多优点如：采用积木式装配结构，通过模块化运输到指定地方然后进行装配，先从底座固定，再每层依次进行，节省了运输费用，也便于安装拆卸修理，也有利于系列化生产。此外由于粮层薄，流动气阻小，更利于热风通过烘干，节省了热能，提高效率。横流烘干机技术成熟，故障少，利用了大量高新技术。 由于该型号干燥机采用塔式装配，因此在土地使用面积方面将大大减少，而且该机型可以搭配多种提供热风的部分，如热风炉、煤油箱、柴油箱进行多种灵活性搭配，适应性广。结构简单，效率高等特点。由于采用积木形式，而且在露天长时间运转，由于天气变化莫测，机器必然经受各种环境的考验，如夏天高温暴晒使得机器变形达不到相应零件配合，也会加速相应零件发生化学反应从而影响寿命，雨天酸水的腐蚀等等都需要一定程度的强度、密封性机器，所以采用优质材料热镀锌板来加工机器。经过多方面测定，足够强度，密封性好的机器应该超过20年的寿命。塔式烘干机截面主要有4、6、9等几种，也可以通过机器并联来组装成各种结构，有并联，多联等结构，可以满足各种情况需求烘干量。 主要规格有下列参数： 稻谷容量是10500Kg/h 稻谷处理量是8000Kg/h 电机总功率是6.9KW 干燥能力是 第二章 设计干燥机主体结构2.1 5HXL15型循环塔式烘干机工艺过程的设计 横流干燥机中热风的流动方向和谷物的流动方向为横向交错流动，这些使得横流中热风与谷物的接触面积增加，热对流达到烘干效果。由于易于加热，所以为了保证一定水份，国际标准是1:5，不至于爆裂，增加干燥机的缓苏层时间。工艺流程图如第一章的图1。 如图2-1为粮食进入干燥层时候加热过程。其中有两个进风口，在提升机一侧通过燃烧燃料而得，其中有三个出风口则通过相应的排风口排出。 图2-1 粮食进入干燥层加热过程 保证谷物品质还需要有以下要求： 在进风口出有相应的温度感应器，当热风进入时如果温度过高或者过低，通过相应传感器反馈信号，控制温度进而降低或者升高，达到输入数值温度。 在送风机处安装一个火焰检测器，当点火状态时容易出现燃烧异常，从而导致熄火，这时候检测器就会报警，并且会有相应反馈信号控制燃料出口关闭，并以相应灯的亮起来警示人们。 在排风口出安装相应塑料管道,排出的热风流经管道到达塔顶，到达上部的冷风可以吹出提升到塔顶的粮食，达到排尘功能，更好地使粮食干燥均匀、保持洁净。2.2 谷物干燥机基本参数的选择 市场竞争过程中不仅仅需要好的功能，可以适应多种环境，加工的效率高，品质好；另一个重要因素就是合理的价格，低价的成本，高自动化等都可以为公司节省大量人力、财力，创造出更多利润。2.2.1塔式干燥机的总体设计分析 5HXL15型低温循环塔式干燥机的外壳需要应用强度较好，耐腐蚀性的材料，可选用冷轧钢板，外表镀锌材料。机子框架都选用同一种优质材料热轧槽钢，并且用相等边长的三角形焊接。如图2-2为主体结构图 1-取样口 2-火炉系统 3-观察窗 4-缓苏层 5-护栏 6-干燥层 7-排风机 8-底座层 9-水分显示仪 10-提升机 11-排尘管 12-上螺旋 图2-2 干燥机总体结构图2.2.2干燥机生产的效率及相应的耗热量 在烘干谷物时受到温度，谷物的湿度等方面影响，因此用干燥机每小时所加热除去的含水量，来表示相应机器的产量。当对某些像米粒状的谷物，如小麦，大麦，稻谷之类烘干时，一般每小时除去谷物水份为1-2%;当谷物为某些种子来说，像玉米则每小时除去玉米的水分比较低，只达到0.2-0.3%。 据计算当蒸发1Kg水时，耗热量约为1000-1100大卡。 下表为5HXL15型烘干机的一些降水率及相应柴油箱提供的热风量。 表2-1 除去水份率及供热量 生产量（千克每批次） 水稻 小麦 玉米 6000-10000 7400-18000 8400-20000 烘干热风温度（摄氏度） 40-50 60-70 100-120谷物最高烘干温度（摄氏度） 34-36 41-44 42-52除去水分含量速率 0.6-1.0% 0.2-0.3%2.3干燥机的总体尺寸设计2.3.1 干燥机外壳的选择 该型机器外壳选择的材料是性能较好的冷轧钢，表面镀上耐腐蚀金属，外观优美，强度较大，完全适应多种恶劣环境下工作。外壳的标准厚度尺2.3.2 谷物每小时除去水量的计算 机器每小时除去水稻的水量，如下式子计算： 2-1 其中表示该机器每小时处理水稻的数量，值为8000Kg/h；表示水稻初始含水量，数值为28%;表示机器一小时后处理的水稻含水量，数值为27.15%。带入式2-1得 2.3.3 谷物每小时烘干谷物能力的计算 已经知道减干率为,表示该机器每小时处理水稻的数量，值为8000Kg/h,那么代入式子可求的机器每小时干燥能力为 2-22.3.4 烘干机干燥层容积确定 烘干室容积的确定与横流烘干机类型有关，即烘干机干燥的强度，该机器为横流烘干机中横流烘干法为主，所以取该机干燥强度为则容积为 2-3 上式中表示该机器每小时除去水的重量，数值为 A表示该机器烘干室干燥的强度 为烘干机的烘干容积的有效系数，其数值为0.6-0.8，现在取 其数值为0.6 该型号烘干机主要是为了加工南方水稻，小麦，大麦等谷物需要烘干除去水的能力不是太强，可以保证一定的含水率，另一方面需要结构简单适应批量生产，销售。采用一个干燥室即该室容积为，由国际标准可知该室截面面积为，长度为2.2m,宽度为1.8m，高度由下面的公式可求。 2-4 上面公式中V表示烘干室容积，由式子2-3可知为 B表示烘干室宽度1.8m L表示烘干室长度2.2m 代入公式2-4可得到该室高度。2.3.5 设计缓苏室的容积，高度 国标上保证种子干燥与冷却高度比，干燥层高度比上缓苏层高度比值为1:5,每小时循环从塔顶到塔底的烘干率，即除去水的速率为0.85%。该塔是采用积木式装配，可知缓苏层截面与干燥层相同。 2-5上面公式中 为2-4式子所求得的烘干室高度，带入式子2-5最后求得缓苏层高度为6m。2.3.6 设计冷却室的容积 冷却室上部分截面也为长2.2m，宽为1.8m，与下部分搅龙连接把落到塔底的粮食输送到侧面的入粮口，根据这些部件配合情况设计冷却室高度为0.97m。2.3.7 烘干室的设计 烘干室内部示意图如图3所示，其中上部分有三个三角形角铁，这些角管把上部落下的粮食飞开进入相应的通风小箱中。改室截面如上所求，其中两个三角铁之间距离为0.397m，每个角管为等边三角形边长为0.158m，厚度为1mm。在三角铁下面是网杉，在铅垂方面有两块，每块长2.2m，高位0.45m，厚度是3.5mm。2.4燃烧机输送热量的计算2.4.1烘干机输送的热风流量计算 如下式： 2-6 上面式子中v表示谷物的比热容 为谷物被加热前所含水的量，值为0.029，单位是每千克空 气所含水的重量 为谷物被加热后排出热风含水的量，值为0.021,单位同上。 为该机每小时除去谷物水的量为。 带入式子2-6可得热风量为 2.4.2热风机的选择 一般来说，供热的设备有多种类，但主要的就有两种，一种是加热了的空气进行供热，另一种是通过燃烧产生烟来加热。其中前一种方法主要是用烟的热量通过热换器采用传导的方式传热，然后再通过热换器与空气接触，热对流法穿过去到空气，这种方法效率低，才62-72%；另一种方法是在相应的设备中产生一定热量的烟气，这些气体再通过进风口直接进入与粮食接触，极大地提高了效率，高达82-92%，也存在小缺陷，如果燃料不完全燃烧，会产生有害气体，进而污染了粮食。 下表为一些常见供热设备供热对比： 表2-2 各种供热设备性能对比供热效率达到温度列管式热风炉62-72%随着时间推移效率降低到50%200摄氏度以内无管式热风炉60-70%150-200摄氏度61-70%供热量比较多，并且稳定性好。可超过200摄氏度。导热油炉70-80%当燃烧250#油时，可达到250摄氏度；如果燃烧320#，最高可达到320摄氏度。 该机型采用的燃烧机是导热油炉形式来供热，流程图如下热交换器循环泵炉热交换器 采用导热油炉可以大幅度降低成本，使用的寿命也比普通热风炉长。普通热风炉在使用期限到2-3年左右很容易出现故障，然而导热油炉则基本不需要维护，其比其他型号供热设备节约能量及烘干效率均达30-50%，因此该型号更适合采用导热油炉。该电加热导热油炉双喷油嘴，电火方式是高压自动点火，油耗为6-12L/h。2.4.3排风机的选择 烘干机进风口热风量为，排风口流量。取排风形式是轴流式，双排风叶片抽风。选用T35-11型轴流风机，这种型号下的NO.5.6机号，直径为560mm，转速1450r/min,排风量是6595，电动机功率是0.37Kw。第3章 斗提机设计3.1概述 斗式提升机是一种把生活中常见的物料以一定的倾斜角度从一个低的位置提升到需要的高度，平时提升的东西有各种谷物、饲料及工业上的沙子等等。上下两轴通过带轮或者链轮来旋转提升是最常见的升运方式，被广泛应用于各个领域。 早期，我国通过引用前苏联的技术，正处于改革开放时期，随着经济发展迅速，工业领域也有了长足的进步。初始时，我国通过引进、消化、吸收，慢慢地设计出TD、TH、TB等型号，但是在各方面因素影响限制下，仍有很大空间需要提高才能追得上国际的水平。 现在提升机工作能力的提高，可以以一定的角度提升粮食更高的高度以及尽量使得各部件装配误差减小，使用摩擦系数小的材料，减少能耗，提高机械效率都成为主流趋势。 按照粮食装入方式可分为三种，一是粮食从进料口进入然后在重力作用下向下运动形成物流，流入料斗，这种情况需要有一定的高度落下，另一方面需要布置更多畚斗，该方法为注入式如下图3-1；二是如果物料是粉状或者颗粒很小时就适合用畚斗挖去，即挖去方式如图3-2；三是混合方式有以上一些特点。根据谷物情况，5HXL15型选择注入式。 图3-1 注入式 图3-2 挖取式 塔式烘干机采用垂直式输送量粮食，根据国家标准目前以下几种型号，如下表： 表3-1 TB、TD、TH型号升运机构特点 分类 TB TD TH 构造特点套筒链条输送普通带输送环形链条输送 卸载方法运输的粮食堆积密度小于，适应大、中块状磨琢性的物料堆积密度小于，适合小块、粒状、粉状小磨琢性物料堆积密度小于，适合小块磨琢性物料最高提升高度/米5-504-404.5-40工作环境的温度/摄氏度小于250小于60小于250输送量/立方米每小时20-5604-24030-180 由于TD型号输送粮食量足够一般机器工作需求，采用带式输送可以有效降低噪声，稳定传动。当机器出现问题时带传动也能有效保护传动，减少损失危险，延长使用寿命，因此本次设计采用TD型号。 主要组成部件有：滚筒、拉紧机构、驱动电机、视窗、进料口、输送带、出料口、料斗等，如图3-3。 1-底板 2-下机做 3-防尘罩 4-上机头 5-圆筒 6-提升管 7-料口 8-紧固件 图3-3 斗提机3.2 斗提机的设计 输送量计算，已经知道某批次处理稻谷量为3000kg，进入时间为30-32分钟，排出时间为为27-30分钟。可大致算出谷物输送量为Q=6-6.6吨每小时。 选择畚斗的型号，有上面分类知道选择TD型号输送谷物。接下来计算相关参数进行具体类型的选择。可先求i0/a，再由表选择。 3-1 上面的3-1式子中：Q为升运机每小时输送量； v升运机的速度； 所求畚斗的容积； 谷物的填充系数； 谷物的堆积密度，如表3-1； a表示畚斗间的距离。 机器运作时有一定的振动，启停等断续性，导致在计算输送量时，实际的时往往会小于理论计算的值，可由下式求的近似实际值： 3-2 3-2式中k表示稻谷在进入时均匀系数，k=1.21.7 ，取k=1.3。带入求得。根据表3-2可知=0.74t/m3，查表3-3可得填充系数=0.7，卸料方式是离心式，取速度v=1.7m/s。 表3-2 常见干燥谷物的密度 粮食种类堆积的密度（吨每立方米）玉米0.72小麦0.66稻谷0.74米0.48表3-1料斗的填充系数提升的谷物 填充系数粉状谷物 0.740.95 长边小于20mm的粒状谷物0.70.9 长边小于2050mm的小块粮食0.70.8长边在50100mm的中块谷物0.60.7长边大于100 mm的大块粮食0.40.7含水量大的谷物 0.60.7 由表3-4，选择TD250mm，Q型号斗，畚斗容积1.22L。 畚斗间距离,取a=260mm。 由于得到畚斗型号，相邻之间距离，此外还应根据已得到的数据进行校核。 校核合格，此型号畚斗可以完成粮食输送要求。 表3-2 TD型号分类 3.3 滚筒的设计及其受力分析 3.3.1鼓轮尺寸选择 因为提升畚斗选择的是TD型 ，所以需要鼓轮转动带动平带，可以使得运转时带不会向外侧移动，设计鼓轮D即中间处最大外径大于等于150i，i为带的垫层数，可取D为280mm，而小径是两侧圆的直径,与D的差小于20mm取=260mm。 3.3.2鼓轮受力计算 鼓轮受到传动轴的转矩而转动带动平带、从动轴上带轮、畚斗、粮食运动，此时受到三种力作用，一是摩擦力，二是粮食重力，三是粮食进入时对畚斗作用力。 运转时主动轮上的拉紧边带所受的力最大，从动轮进入边上的带所受力最小，如下简图3-4。各点所受拉力分别为。 图3-4 带运动简图 4点上带的拉力： 3-3 其中就是3点处的拉力；从动轮上摩擦阻力； 3-4 稻米进入时对畚斗作用力 3-5 稻米等效的线载荷 稻米的填充系数； 稻米的堆积密度； 代入式子3-4可得 1点带的拉力： 3-5 其中带的阻力 带和畚斗等效线载荷，单位为千克每米 值可查表3-5； 升运的高度，已知m。 表3-3 K1的取值处理谷物量Q（t/h）输送方法平带法单链法双链法畚斗形式深斗、浅斗式深斗、浅斗式深斗、浅斗式K1值1003.55.06.29.0 2点带的拉力可按下式计算： 3-6 其中 带进入从动轮时阻力， 。 当带即将滑动时，满足欧拉公式 3-7 其中 为带和鼓轮的摩擦系数，取0.25； 带在轮上的包角，上下鼓轮尺寸相同得到。 表3-4 K2、K3的值系数输送方法 平带法单链法双链法畚斗形式深斗、浅斗三角深斗、浅斗三角深斗、浅斗三角2.502.201.501.241.501.261.601.101.200.801.200.80 计算主动轮处引起的阻力： 提升是采用垂直形式，最大静力可估计计算出： 3-9 其中 谷物提升运动中阻力系数，从表3-6可查。 提升高度，已知H=9.4m 带入3-9式: 带入3-5式得: 式3-3化得:解得带入3-6式得: 检验合格，主动轮上的带不会滑动。主动轮轴功率的计算： 其中 P为主动轮轴的功率，kw； V表示畚斗的速度m/s； F带的两侧带拉力差N； 3-10 其中 主动轮上绕入点带的拉力，N； 主动轮上绕出点带的拉力，N。 代入求得 驱动电机功率的计算Pd： 3-11其中 K为，如果，则；如果，则 ；如果H20m，则； 为联轴器的传动效率，等于0.99； 为滚动轴承的传动效率，等于0.98； 为滚筒传动效率，值为0.96； 代入3-11式得 第4章 上螺旋机构的设计4.1 上螺旋机构组成、特点 。粮食通过进料口进入，然后在旋转轴的转动下带动叶片运作，叶片作用在粮食上的力有轴向力、径向力及两种材料接触时产生的摩擦力。转轴上叶片旋转带动粮食旋传到离心盘，然后在离心力下散出。绞龙传动具有许多优点，一是结构简单便于设计生产，当出现故障时也利于维修；二是占据体积小，方便机构设计组装，工作效率高；三是该机构运行可以承受更大载荷，技术成熟，工作稳定。绞龙也有一些缺点，如输送粮食时叶片与粮食的摩擦会产生大量的摩擦力功，变成热能散发掉；叶片旋转也容易产生大的力，此力作用在粮食上会有碾碎状况。4.2 上螺旋及两侧轴承种类的选择 型号 表4-1 绞龙LS型参量LS100LS125LS160LS200LS315直径D/毫米100125160200315螺距S/毫米100125160200315 绞龙转动速度与谷物受到的力相关，转动速度应小于许应转速，不会出现剧烈振动的现象。可有下式求得 4-1式中D为螺旋直径 A为经验系数，从表4-2中可得。表4-2 各种散粒物料的经验系数A值谷物状态常见输送物料A磨磋性较小、粒状物体锯屑、谷物、颗粒状食盐50、磨磋性较大物体造型土、型土30 LS100的最大转速 LS125的最大转速 LS200的最大转速 绞龙传送粮食量Q单位是t/h 4-2 式中D为螺旋直径； 为螺旋转速； S螺距，见表4-1； 填充系数，见表4-3； 稻谷的密度，见表3-2。 各值的选取与计算：表4-3 填充系数物料状态侵蚀性大、磨损性小块状、少量磨损、颗粒磨损很少、易流动0.150.330.45表4-4倾斜系数C倾斜角/度00551010151520影响系数C1.00.920.800.720.65 带入以上数据得：LS100最大传送粮食量 LS100不符合要求 LS125最大传送粮食量 LS125也不符合要求 LS200最大传送粮食量 所以LS200符合要求，取绞龙LS200型号。 为主动轮轴的转速，绞龙实际转速为 代入4-2公式得： 可以达到需求量。 螺旋传动时，粮食受到叶片力从进料口到出料口运动，此时叶片也受到谷物作用力，方向为出料口到进料口，所以轴在进料口出的轴承需要承受轴向力，可用圆锥滚子轴承，轴在出料口出不受轴向力，采用圆锥滚子轴承。4.3 上螺旋需要的电机及驱动电机总功率 绞龙正常工作所需功率： 4-3 绞龙空载时需要的功率： 4-4 绞龙的总功率为： 4-5 带动绞龙运转所需要的功率： 4-6 在以上式子中，各参数如下： Q绞龙每小时传送谷物的量，th； D绞龙旋转轴的直径； L传送谷物的长度，L=1.7m; kw； P提升机总功率，kw； P1螺旋传动时需要的功率，kw； 运行时系数，稻谷运行系数为0.7； P2空载功率，kw； 为联轴器的传动效率，等于0.99； 为滚动轴承的传动效率，等于0.98； 主动轮到旋转轴的效率，取; 将以上参数带入式子得: 升运机电机带动畚斗运转和绞龙的旋转，所以驱动电机总功率为第五章 上机头惰轮轴、V带的设计及轴的受力分析5.1 上机头惰轮轴的设计5.1.1 轴材料的选择 由于该机器所受到驱动电机功率为0.59kw，总功率不大，选择45号钢有足够的强度可以作为惰轮轴的材料。5.1.2 轴的各部分尺寸计算 根据机械设计中轴的计算由下式计算最小直径 5-1 其中 轴的最小直径； P； n为轴的转速； C为扭转切应力确定的系数，由表5-1可查。 取值C=120； 因为改轴上有三个键，而轴上每有一个键，轴的最小直径就需要增加5%，所以，取。 表5-1 常见轴材料的C值轴的材质45Q235Q27524-4614-2621-36C125-102148-127134-110 惰轮轴的传递扭矩如下式： 5-2 该联轴器用于鼓轮式升运机，由机械设计相关表可知道载荷系数K=1.5，则计算转矩如下式： 5-3 烘干机是在露天环境中多些，所以经常受到恶劣环境的影响，所以在设计联轴器时选用滚子链联轴器，优点是结构简单，拆卸维修时方便，可适用于多沙，潮湿的环境等。根据国标选GL4型,Y型轴孔，轴孔长度为L=62mm，轴上键选为A型，表示为键。防止干涉取。根据轴的设计可知需要设计8段，如下图： 从右到左以此增加，分别为第1、2、3、4、5、6、7、8段。 图5-1 惰轮轴 第一段与联轴器连接，直径已知；第2段为轴承内径，用深沟球轴承，设计为；第3段为为过渡台阶，取直径为；第4段为肩轴，取直径为，；第5段与鼓轮连接，键；第6段为过渡段，；第7处轴承处轴段，取直径；第8段与大带轮连接，直径键。 2、6处段安装是轴承型号为UC206，取。 3处为过渡段，。 4处长。 5安装鼓轮，用A型键，表示为键。 6处过渡，取。 8处和大带轮配合，长度取5.2 带的设计 以上可知V型带输送到绞龙的名义功率；工作时间为10小时，传动比i=0.56，大带轮转速。而设计功率为： 其中P为所求名义功率； 工况系数。 从机械设计手册表7.6可查到。 5-4 由书图7.11，取A型带。 从表7-7推荐的最小直径，设计小轮的直径为，则大轮直径为，根据表7-3，此尺寸合适。 传动比由5-5求误差 5-5 检验速度如下 ，设计合格。 由经验，为初选的中心距: =460mm 5-6式求V带基准长度： 5-6 书中表7.2，带基准长度为=1400mm。 根据书上式，求实际中心距： 5-7 则可由5-8求小轮的包角： 5-8 下5-9、10式可求带的数量： 5-9 5-10 式子5-9中为修正系数，查到； 带长修正长度，=1； 为一根带传递的功率，取=0.37kw； 一根带增加的功率， 也可得到，。 根据式子5-10得 2根带传动。