螺旋输送机总体设计有全套图纸.pdf

本科毕业设计（论文）通过答辩 I 摘要摘要 螺旋输送机是一种不具有挠性牵引构件的旋转类型的物料输送机械， 是现代化生产和 物流运输不可缺少的重要机械设备之一。它的广泛应用对于提高劳动生产率，实现物料输 送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。 对于螺旋输送机，在工程设计及使用中还存在一些的缺陷，如参数选择不合理等。 目 前，螺旋输送机的设计仍是依靠经验公式计算，在经验公式中许多参数的选择是在一定范 围内凭经验选取的，这使得螺旋输送机的设计较落后，无法提高其设计水平和提高产品的 性能。 文中对螺旋输送机进行了较全面论述，了解了螺旋输送机的类型、发展现状。阐明了 螺旋输送机的工作原理。并根据螺旋输送机的工作原理、工作条件、输送要求等设计一螺 旋输送机。 该螺旋输送机用于水泥的水平输送， 根据输送量以及输送路程设计出螺旋直径， 计算了螺旋功率以及根据功率选择了电动机、减速器和联轴器能较好地解决实际问题。 最后对螺旋输送机的安装及平时保养做出了总结。 整个设计对今后的设计工作将有实 际指导意义和价值。 关键词关键词: :螺旋输送机;连续运输机械;螺旋直径 本科毕业设计（论文）通过答辩 II Abstract The screw conveyor is the necessary device of modern manufacturing and material fluid transportation. In order to reduce peoples heavy physical work, to raise working productivity, to achieve material-conveying automation and mechanization, it possesses very important practical significance. It has already widely used in many country departments. Screw conveyors are used extensively in industry for conveying and elevating bulk materials over relatively short distances. They are very effective conveying devices for relatively free flowing bulk solids. This paper comes from an investigation practical problem, which is put forward during the institute of construction machinery research makes some surveys. In fact, for screw conveyors, there are many problems in design, use, engineering, such as configuration design, non-reasonable in parameters choice and not convenience of acting machines. Thus there is often defect when materials are conveyed, for example, materials jam, noise, power wastage. These problems need urgent settlements. The text of the screw conveyor in a more comprehensive discussion about the type of screw conveyor, the development of the status quo. To clarify the working principle of the screw conveyor. Screw conveyor in accordance with the working principle, working conditions, transportation requirements to design a screw conveyor. The screw conveyor for conveying the level of cement, according to throughput and transmission distance diameter spiral design, computing power, as well as a spiral in accordance with the power to choose a motor, reducer and coupling to solve practical problems. At last, some research work is made about the influences of parameters during screw conveyors conveying bulks. This can direct later research work about screw conveyors design work, and has practical significance. Key Words: screw conveyor; continuous transportation machine; screw diameter 本科毕业设计（论文）通过答辩 III 目录 摘要.I ABSTRACT.II 前言.1 第 1 章 毕业设计的目的和任务.2 1.1 毕业设计的目的.2 1.2 毕业设计的任务.2 1.2.1 设计条件.3 1.2.2 设计内容.3 1.2.3 设计关键.3 1.2.4 设计要求.3 第 2 章 螺旋输送机的基本现状.5 2.1 螺旋输送机的工作原理及特点.5 2.2 螺旋输送机的发展历史及趋势.6 2.2.1 螺旋输送机的发展历史.6 2.2.2 螺旋输送机的发展趋势.10 2.2.3 螺旋输送机的应用范围.10 2.3螺旋输送机的研究现状.11 第 3 章 螺旋输送机的设计与参数选用.14 3.1 螺旋输送机的设计方法.14 3.1.1 螺旋输送机现代设计方法.15 3.1.2 螺旋输送机的常规设计.17 3.2 螺旋输送机的具体设计.17 3.2.1 螺旋输送机的选型.17 3.2.2 螺旋输送机的设计计算.21 3.2.3 螺旋输送机外形及尺寸.34 3.2.4螺旋输送机外形长度组合及各节重量. 36 3.2.5 螺旋输送机驱动装置.38 3.2.6 螺旋输送机轴承选择.44 3.2.7 螺旋输送机进出料口装置.44 第 4 章 螺旋输送机的安装使用及维护.47 4.1 螺旋输送机安装技术条件.47 4.2 螺旋输送机的使用与维护.48 总结.50 本科毕业设计（论文）通过答辩 IV 致谢.51 参考文献.52 本科毕业设计（论文）通过答辩 1 前言前言 四年的大学生活马上就要结束了， 我们也进入了大学生活的最后一个阶段毕业设 计。毕业设计是对我们四年来所学知识的大总结和测验我们对所学知识的掌握，也是向我 们今后即将从事的工作的正常过渡。 设计的正确程度也标志着我们四年来对所学知识的掌 握和熟练运用程度。 四年来，在我院老师及领导的精心关怀和指导下，我学习了机械设计制造与设备专业 的有关知识，同时也了解了一些相关学科的基本情况，为毕业设计打下了坚实的基础。 我这次设计的题目是水泥螺旋输送机设计 。我所设计的部分主要是螺旋输送机的 螺旋部分，包括螺旋直径，螺旋输送功率以及电动机和减速器的选择等。图书馆中对这一 方面的资料还是又不少相关资料，但是重复很多而且计算很少。通过整个设计过程，让我 懂得了只有阅读大量的有关知识，触类旁通，精密构思与计算，仅仅靠所学的知识是远远 不能解决设计过程中所遇到的难题，通过实习和在院实习工厂的观察和分析，对螺旋输送 机的加工工艺有了一个初步了解。综合以上各种材料，得出了现在比较满意的结果。在张 跃敏和杨现卿两位老师老师的辛勤指导下和同组同学的帮助下， 我的这次设计取得了基本 成功。 本次设计可以说是对所学知识的综合运用，也是第一次单独面对这样庞大的设计工 作。鉴于本人水平有限，经验不足，设计中难免有不足之处，请各位老师同学批评指正。 本科毕业设计（论文）通过答辩 2 第第 1 章章 毕业设计的目的和任务毕业设计的目的和任务 1.1 毕业设计的目的毕业设计的目的 通过本次毕业设计，我们能够达到以下目的： 1.1 培养我们综合运用和巩固扩展所学知识，提高理论联系实际的能力； 1.2 培养我们收集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力； 1.3 使我们更加熟练的运用 AUTOCAD、Word 等计算机办公软件，提高计算机辅助设 计的能力； 1.4 训练和提高机械设计的基本理论和技能 1.5 培养独立思考，独立工作的能力； 1.6 培养我们的团队合作意识。 1.2 毕业设计的任务毕业设计的任务 在张跃敏和杨现卿老师的带领下， 我们进行了一段毕业设计前的准备， 比如查询资料， 进行必要的毕业实习，然后结合自己所掌握的资料提出设计任务并进行设计。螺旋输送机 在我国研制较早，是一种重要而又具有代表性的旋转类型的连续运输机械。在各种不同类 型的连续运输机械中，螺旋输送机是属于不具有挠性牵引构件的连续输送机，利用工作构 件即螺旋的旋转运动，使物料向前运送。 螺旋输送机适用于短距离输送物料，应用螺旋输送机可以将物料在一定的输送线路 上，从装载地点到卸载地点以恒定的或变化的速度进行输送，还可以形成连续的物流或脉 动性的物流，即从最初的供料到最终的卸料之间可以形成一种物料的输送流程。螺旋输送 机可沿水平、倾斜或垂直方向上输送物料，主要分为水平螺旋输送机和垂直螺旋输送机。 这两种机型也是最常用的。螺旋输送机根据结构分为，双螺旋输送机和单螺旋输送机， 后 者使用较多。螺旋输送机的安装方式有固定式和移动式两种，大部分螺旋输送机采用固定 式。 其他型式的螺旋输送机有很多种类，例如有垂直螺旋输送机，螺旋管输送机，可弯曲 螺旋输送机，大倾角螺旋输送机，成件物品螺旋输送机，热交换式螺旋输送机，微粉螺旋 本科毕业设计（论文）通过答辩 3 输送机，新型冷却螺旋输送机，对转螺旋输送机，复式输送机，双向输送机，变螺距输送 机，变直径输送机等。各种型式的螺旋输送机在工程实际中都得到了很广泛的应用。 1.2.1 设计条件设计条件 1、输送物料为水泥，粉状物体具有磨琢性。 2、水泥物料松散系数=1.25t/ 3 m。 3、物料阻力系数 0 =2.2。 4、所设计的输送机要结构简单，便于装卸，检修。 5、能够提高加工效率，减轻劳动强度。 6、达到充分发挥和扩大机床的工艺性能。 1.2.2 设计内容设计内容 1、设计方案的选择与计算 2、总体结构的设计，成套图纸及说明书。 1.2.3 设计关键设计关键 1、仔细分析螺旋输送机的工作原理 2、根据输送要求选择合适类型的螺旋输送机 3、保证设计的螺旋输送机能够满足工作要求 1.2.4 设计要求设计要求 1.能保证所生产水泥的输送能保证所生产水泥的输送 保证及时输送水泥是必须首先满足的要求。 水泥的产量为每小时 10 t,保证水泥输送的 关键，就在于正确选定螺旋直径、合适的电机和减速器。 2.水泥进行水平输送水泥进行水平输送 水泥的输送为水平输送，输送距离为 10m,其中没有转弯和方向的改变。 3.要有合适的螺旋转速要有合适的螺旋转速 为避免出现物料被螺旋叶片抛起而无法输送的现象，螺旋转速应小于某一极限转 本科毕业设计（论文）通过答辩 4 速。 4.能提高生产效率，降低成本能提高生产效率，降低成本 应尽量采用各种快速高效的结构，缩短辅助时间，提高生产率。同时尽可能采用标准 元件与标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低制造成本。 5.操作方便、省力和安全操作方便、省力和安全 在客观条件许可且又经济的前提下，尽可能的采用气动、液压和气液等机械化夹具装 置，以减轻操作者的劳动强度。 6.有良好的结构工艺性有良好的结构工艺性 所设计的输送机应便于制造、检验、调整、清洗、维修等。 本科毕业设计（论文）通过答辩 5 第第 2 章章 螺旋输送机的基本现状螺旋输送机的基本现状 螺旋输送机是一种常用的不具有挠性牵引构件的连续输送机械， 是现代化生产和物流 运输不可缺少的重要机械设备之一。它的广泛应用对于减轻繁重的体力劳动，提高劳动生 产率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。 螺旋输送机在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，己经遍及各个行业。 在 冶金、采矿、动力、建材、码头等一些重工业及交通运输等部门，主要是用来运送大宗散 货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等:在机械制造部门，螺旋输送机是生产过程中组 成现代化有节奏流水作业线的所必不可少的设备之一，随着生产节奏输送各种机械零部 件、成品、半成品和小件的包装物料，实现车间运输和加工过程安装的机械化，并实现程 序化和自动化:在粮食、轻纺织业、化工业、食品等工业部门，采用螺旋输送机往往不单 纯是输送物料，同时还伴随进行某些工艺处理等。在大型工程项目上，如机场、港口等需 要现代化物流输送系统的场合，螺旋输送机也都有广泛的应用。 现在，螺旋输送机已经成为合理组织成批生产和机械化流水作业的基础，是现代化生 产的重要标志之一。 在我国现代化的发展和各工业部门机械化水平、 劳动生产率的提高中， 螺旋输送机将发挥更大的作用。 2.1 螺旋输送机的工作原理及特点螺旋输送机的工作原理及特点 螺旋输送机利用带有螺旋叶片的螺旋轴的旋转，使物料产生沿螺旋面的相对运动， 物 料受到料槽或输送管壁的摩擦力作用不与螺旋一起旋转，从而将物料轴向推进，实现物料 的输送。在水平螺旋输送机中，料槽的摩擦力是由物料自身重力引起的；而在垂直螺旋输 送机中，输送管壁的摩擦力主要是由物料旋转离心力所引起的。 螺旋输送机具有以下特点： 1 结构比较简单，成本较低。 2 工作可靠，维护管理简便。 3 尺寸紧凑，断面尺寸小，占地面积小。在港口的卸车卸船作业中易进出舱口、车 厢。 4 能实现密封输送，有利于输送易飞扬的、炽热的及气味强烈的物料，可减小对环 本科毕业设计（论文）通过答辩 6 境的污染，改善港口工人的作业条件。 5 装载卸载方便。水平螺旋输送机可在其输送线路上的任一点装载卸载；对垂直螺 旋输送机配置相对螺旋式取料装置可具有优良的取料性能；利用与物料堆直接接 触的螺旋轴具有自动取料的能力可作为港口其他类型卸船机械的取料装置。 6 能逆向输送，也可使一台输送机同时向两个方向输送物料，即集向中心或远离中 心。 7 单位能耗较大。 8 物料在输送过程中易于研碎及磨损，螺旋叶片和料槽的磨损也较为严重。 2.2 螺旋输送机的发展历史及趋势螺旋输送机的发展历史及趋势 2.2.1 螺旋输送机的发展历史螺旋输送机的发展历史 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，一般还有水平式， 倾斜式和垂直式三种:而无轴旋输送机则采用螺杆改为无轴螺旋， 并在U型槽内装置有可换 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。 从17世纪中叶，开始应用架空索道输送散状物料，到1887年，螺旋输送机由阿基米德 发明，后来得到改进，在工业上广泛用来输送散状、固体物料，随后经过了很长时间的发 展过程，逐渐研制出了一系列的螺旋输送机，使得螺旋输送机有了长足的发展。 GX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。它以输送粉状、粒状、小块状物料为主，不适宜输送易变质的，粘性的易结块的物 料和大块的物料， 因为这些物料容易粘在螺旋上而随之旋转， 或在吊轴承处产生堵料现象， 给物料输送过程带来很大的不便。 GX型螺旋输送机的优点主要是节能、 降耗显著， 其头部、 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。 本科毕业设计（论文）通过答辩 7 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。 另外 ，LS型螺旋输送机还有多种系列的输送机产品。LSS系列螺旋输送机、LSY型螺 旋输送机、LSF系列螺旋输送机都是在LS型螺旋输送机的基础上逐渐发展形成的。 LSS系列水平螺旋输送机是一种固定装置的机械输送设备。 LSY型是一种非基础固定式 螺旋输送机，它可以实现水平、倾斜、垂直全方位和任意姿态的连续输送。它的实用性和 先进性尤其体现于能适应山区、平原各种野外流动作业，也适用于化工、冶金工业企业和 造纸、建筑工程等行业。 LSF系列螺旋输送机是在LS型螺旋机的基础上改进的，其结构新颖，技术指标先进。 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。 TLSS系列螺旋输送机具有结构简单、密封性能好，无粉尘、噪声低，能多点送料、 卸 料等特点，适用于各行业的粉状或颗粒的输送。该螺旋输送机横截面可设计成U形和圆形 两种，圆形截面输送机还可作为垂直输送用。该机广泛用于面粉、粮油、饲料行业水平物 料的输送，并可在其出料端增设料封装置，形成TLSSF型料封螺旋输送机，在进料口左侧 或右侧增设吸风口，专门用于输送粉碎后的物料。 在各种LS系列输送机的基础上，也研制出了一些其他系列和类型的螺旋输送机。 JT型螺旋输送机，是一种按工艺布置需要有单机单驱动(或重叠式，分体双驱动)， 带 夹套的全密封型螺旋输送机。其具有结构紧凑合理，占地面积小，密封性好，工艺布置灵 活等优点，适用于输送要求冷却或加热的有毒、易挥发及具有腐蚀性或怕被污染的物料， 如三聚氰胺、1H口等，可以水平输送温度低于250的物料，可广泛应用于化工、医药、 食品、轻工等行业。 MLG管式螺旋给料输送机是一种等同采用国际标准的螺旋输送机，其特点是变螺距， 给料量稳定，具有一定的锁风效果。输送机长度在特定范围内可由用户指定选用，用作料 本科毕业设计（论文）通过答辩 8 仓底部给料设备时，一般采用倾斜布置，基本可消除物料自流(即冲料)现象。MLG管式螺 旋给料输送机可用于生料、煤粉、水泥等粉状物料的给料和短距离输送。 YS 型圆筒螺旋输送机，可设计成水平式、倾斜式、垂直式三种类型。FX系列螺旋输 送机广泛用于盐、 化工等行业粉状物料的输送及提升， 而且可以垂直输送替代斗式提升机。 随着运输机械的发展，还出现一些新型的特殊用途的螺旋输送机，如可弯曲螺旋输送 机，螺旋管输送机，大倾角螺旋输送机，成件物品螺旋输送机，热交换式螺旋输送机， 微 粉螺旋输送机，新型冷却螺旋输送机等。 可弯曲螺旋输送机可实现空间可弯曲输送物料，有水平型，垂直型，还可以布置成其 他型式。可弯曲螺旋输送机的螺旋体心轴为可挠曲材料，输送线路可根据需要按空间曲线 任意布置，避免物料转载，不设中间轴承，阻力小，当机壳内进入过多的物料或有硬块物 料时，螺旋体会自由浮起，不会产生卡堵现象;噪音小。 螺旋管输送机也称滚筒输送机，其为螺旋输送机的一种变态形式，为内螺旋输送机。 在其圆筒形机壳内焊有连续的螺旋叶片，机壳与螺旋叶片一起转动，加入的物料由于离心 力和管壁的摩擦力的作用随机壳一起转动并被提升，然后在物料的重力下，又沿螺旋面下 滑，实现物料的向前移动。如同不旋转的螺杆沿着转动的螺母做平移运动一样，达到输送 物料的目的。 螺旋管输送机工作时没有卡壳、 阻塞现象， 对谷物破碎小， 适于输送含杂较多的谷物、 经烘干机处理后的热谷物以及谷物种子。如果在螺旋管壁上销上不同直径的孔眼，还可在 输送的同时完成物料的筛分工作。 大倾角螺旋输送机输送原理是，由于大倾角螺旋输送机的螺旋转速较高，物料在它的 推动下，产生较大的离心力，倾角越大，转速越高，离心力也越大。这种离心力足以使物 料克服它与螺旋叶片之间的摩擦力而被压向螺旋叶片的周围，呈环状分布。被压向螺旋叶 片周围的物料与输送管内壁形成了新的摩擦阻力，当这种阻力达到足够大时，便能克服物 料本身重力及其它力所引起的下滑力，在螺旋叶片的推动下，物料又克服它与螺旋叶片间 的和它与输送管内壁间的两个摩擦阻力，从而以比螺旋转速较低的旋转速度上升，直到出 料口卸出。 本科毕业设计（论文）通过答辩 9 热交换式螺旋输送机，广泛用于化工、粮食加工以及矿物处理等行业，如冷却锅炉炉 渣、冷却矿渣、加热千燥多种化工产品以及粮食或饲料等，是一种特殊的高效热交换器， 同时也起输送物料作用，并完成对物料的搅拌、混合、冷却、加热或千燥等工艺。 输送微粉的微粉螺旋输送机，具备合理的螺旋轴结构，有很好的密封性能，稳定的微 粉原料的输送速率，能减少悬料及降低过冲量。微粉输送技术已用于设计微粉螺旋输送机 上，并且在玻璃纤维池窑拉丝配料生产线上得以应用，经生产运行，达到输送微粉原料的 目的，满足了生产的需求。 成件物品螺旋输送机可以对成件、大型物料进行输送，它由两根相互平行的表面焊有 左、右旋螺旋形钢条的两根钢管组成，输送距离较长的可以分为几断。 螺旋扒谷机(4,61，由螺旋喂料机构与倾斜移动式螺旋输送机组合而成。喂料机构主 要有两种结构形式，一种型式是螺旋体一半为左旋，一半为右旋，工作时自两侧向中心汇 集物料;第二种型式是螺旋体只有一个旋向，但是可以上下左右移动，以扩大扒谷范围， 减少移动次数。 对转螺旋输送机，其输料管与螺旋体都旋转，但旋转方向相反。这种新颖的垂直螺旋 输送机填充率高达70-90%。当螺旋体转速与输料管以一定的转速相配时，可观察到物料并 无旋转运动而只有垂直上升运动。 它的工作原理不能再用单一颗粒受到离心力的作用来说 明，而应对整个物料柱的运动进行分析。在这方面还需要作进一步研究。 复式螺旋输送机，同一料槽内装上转向相反的两个螺旋体，加上驱动装置，就构成了 复式螺旋输送机。它能同时完成两种不同物料的输送，并且占地面积小，相对空间尺寸也 小。 双向螺旋输送机，同一螺旋轴上的两半节上，分别焊有左旋叶片和右旋叶片，这是双 向螺旋输送机的主要特点。它可以向两个方向同时输送同一种物料，即将物料从两端集向 中心，或从中部进料后输向两端。 变螺距螺旋输送机， 这种螺旋输送机的螺距沿前进方向是变化的。 叶片焊接或由疏渐 密，或由密渐疏，适合港口卸船用或饲料工业中作配料设备用。 本科毕业设计（论文）通过答辩 10 2.2.2 螺旋输送机的发展趋势螺旋输送机的发展趋势 纵观螺旋输送机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几方面: 1.大运量 、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成 本.磨损是限制螺旋输送机寿命的主要原因，减少物料与螺旋之间的摩擦系数，增加螺旋 轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。 2.低能源消耗及降低能量消耗.螺旋输送机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因 此降低能源消耗是研究和设计螺旋输送机急待解决的难题和发展方向。 3.智能化发展。未来的螺旋输送机应与电脑密切联系，适合程序控制、智能操作。 物 料的装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。 4.空间可弯曲输送。 为了克服水平和垂直螺旋输送机由于构造上的限制而只能直线输 送物料的不足，近年来出现了可弯曲螺旋输送机，弹簧输送机等。另外其他各种输送机也 应为了实现空间、可弯曲输送研制新的机型。 5.组合复合化输送，向着大型化发展。使用螺旋输送机，结合各种连续输送机械， 来 完成复杂的物料输送。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。 6.扩大使用范围。目前，螺旋输送机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究 能在高温、 低温条件下有腐蚀性、 放射性、 易燃性物质的环境中工作的， 以及能输送炽热、 易爆、易结团、粘性物料的螺旋输送机。 7.环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标。传统的连续运输机械是敞开状态 下输送物料的，在输送粉状、颗粒状物料时，物料散落飞扬，严重影响周围的环境，特别 是在输送水泥、化肥、矿石、煤炭、谷物等粉末易飞扬物料时尤显严重。为了解决这个问 题，人们应当提前研制多种形式的环保型输送机，而螺旋输送机对于解决这个难题，无疑 具有很大的优势和发展空间。 2.2.3 螺旋输送机的应用范围螺旋输送机的应用范围 螺旋输送机广泛应用于粮食工业、建筑材料工业、化学工业、机械制造业、交通运输 业等国民经济各部门中。 螺旋输送机主要用于输送各种粉状、粒状、小块状物料，所输送的散粒物料有谷物、 本科毕业设计（论文）通过答辩 11 豆类、面粉等粮食产品，水泥、粘土、沙子等建筑材料，盐类、碱类、化肥等化学品， 以 及煤、焦炭、矿石等大宗散货。螺旋输送机不宜输送易变质的、粘性大的、块度大的及易 结块的物料。除了输送散粒物料外，亦可利用螺旋输送机来运送各种成件物品。 螺旋输送机在输送物料的同时可完成混合、搅拌、冷却等作业。在港口，螺旋输送机 主要用于卸车、卸船作业以及仓库内散粒物料的水平和垂直输送。利用与物料直接接触的 水平螺旋轴将物料逐层从车厢两侧卸下的螺旋卸车机在国内港口已有多年的成功使用经 验。由水平螺旋输送机、垂直螺旋输送机以及相对螺旋取料装置组成的螺旋卸船机，已成 为一种较为先进的连续卸船机型，日益广泛地应用于国内外散货专用码头。螺旋输送机在 港口除直接用于卸船作业以及输送物料外， 常利用其裸露的螺旋具有收集物料的功能而作 为其他类型卸船机的取料装置。 2.3螺旋输送机的研究现状螺旋输送机的研究现状 螺旋输送机由于其结构简单，操作维护简便，在输送物料场合得到了广泛的应用， 但 是其输送效率却比较低。国内关于这方面的研究情况也比较多. 在 19 97 年4月， 洛阳工业高等专科学校赵红霞， 刘建寿和李志容和堰师水泥厂的常松芝， 从螺旋叶片结构尺寸出发，对输送机螺旋叶片结构尺寸的优化问题做了深入的研究和探 索。螺旋输送机的输送效率高低与螺旋叶片结构尺寸和叶片与物料之间的摩擦系数有关， 对输送某种物料而言，其摩擦系数为一定值，那么主要的就是螺旋叶片结构尺寸对输送效 率高低的影响。如何使得螺旋输送机获得最佳的输送效率，就有必要对螺旋叶片结构尺寸 进行优化。 对螺旋输送机存在的输送功率问题，许多专家学者做过很多这方面的研究工作。一般 来讲，按照通用计算公式算出的螺旋输送机螺旋轴功率往往小于实际的需要值，对于这个 实际的问题，武汉食品工业学院的庞美荣和王春维根据调查和实例，对螺旋轴进行了理论 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，进行计算比较 对照，得出推荐计算公式与实际需要符合得很好这样的结论。 螺旋输送机的选型问题，水平螺旋输送机的选型设计中，主要是根据输送物料性质、 输送量、输送机类型、输送距离和输送倾角来确定螺旋体的尺寸、螺旋转速和功率。正确 本科毕业设计（论文）通过答辩 12 地选型设计汁算是选择设备的关键。采用手工设计效率低、易出错。随着计算机的发展把 这一过程交给计算机完成，从而实现计算机对水平螺旋输送机的选型设计。华东理工大学 机械工程学院李英和武汉工业学院许诺，刘光蓉，对螺旋输送机的选型问题，结合计算机 技术做了有效的工作，他们建立了水平螺旋输送机选型设计的数学模型，在平台下，利用 面向对象的程序设计，实现了水平螺旋输送机计算机选型设计。参数输入、参数输出和图 形显示设计在同一界面上， 采用自动、 标准和人工三种方式对中间计算所得参数进行圆整、 取值，使用方便。 在螺旋输送机的实际使用过程中，常常产生故障而影响生产，对于这些问题，很多的 学者做过螺旋输送机的故障分析和总结。 2001年马洪祥就对碳酸钾生产过程中螺旋输送机 所产生的故障原因进行分析，并提出了改进方法，取得了很好的效果。2002年，山东建设 机械股份有限公司济南北方机械厂的韩其迎，也对螺旋输送机的使用提出了几点改进方 法。为保证螺旋输送机有可靠的动力输入，将原先的圆柱齿轮减速机换为输出扭矩较大、 效率高、体积小、质量轻的摆线针轮减速机，提高了产品的承载能力，传动更加平稳。 采 用变螺距技术提高螺旋输送机的输送能力。螺旋机进料段用较小螺距，中间段螺距增大 10-20mm，输出节螺距再增大10-20mm。这样使输入节粉料填充量大，中间段和输料段随螺 距变大、填充量减小，可有效防止高流动性粉料在输送时发生倒流或堵塞现象。按一般规 律，螺旋输送机在功率、螺距、转速、物料容重及填充系数相同的条件下，生产率随工作 倾角加大而降低，而且呈一种非线性关系。综合考虑搅拌设备的整体结构和螺旋机生产率 要求，螺旋机的工作倾角调整在 0 35左右较为适宜。螺旋输送机一般采用水平或倾斜向上 送料方式，螺旋轴的防松主要由前支座完成。前支座内设有止推轴承，由双螺母加单耳止 动垫圈相互加紧对其压紧和防松。为了增强防松效果，在前端螺母两侧加设紧定螺钉。 对于新型螺旋输送机的研究，也取得了很多的进展。大倾角螺旋输送机是替代由斗式 提升机和水平螺旋转送机所组成的联合水泥输送系统， 作为混凝土搅拌站配套的水泥计量 斗的喂料设备，其结构简单，运转可靠，造价低廉，维修方便，取得了较快的发展和应用。 大倾角螺旋输送机是采用变螺距螺旋叶片，下端加料区段螺距较小，上面输送区段螺距较 大，这样能使加料区段的充填系数为1,输送区段也能得到最佳的充填系数0.5到0.7， 从 本科毕业设计（论文）通过答辩 13 而能使输送机输送的比能容降低50%，而且还可防止高流动物料在输送时倒流。 总之 ，现在对于螺旋输送机的研究越来越收到各界的重视，而且国外也有了很多的 研究成果。在国内的研究成果相对于国外来比较，研究成功还较少，还不是很先进。 本科毕业设计（论文）通过答辩 14 第第 3 章章 螺旋输送机的设计与参数选用螺旋输送机的设计与参数选用 目前，在工程上，螺旋输送机的设计还主要是依靠工程技术人员凭借经验，依靠传统 的设计方法来进行设计工作， 设计工作量大， 而且繁琐。 在水平螺旋输送机的实际使用中， 还存在很多问题，尚待研究和解决，如输送量低，机械功率不高，物料堵塞和物料流难以 控制等。 3.1 螺旋输送机的设计方法螺旋输送机的设计方法 随着现代化工业的不断发展， 螺旋输送机己经成为国民经济各部门生产过程中的重要 组成部分，正朝着长距离、大运量、高速度方向发展。为了使输送机安全可靠地运行， 其 结构系统必须具有良好的静、动态特性，传统的设计方法己不能满足设计要求，必须采用 现代设计方法对输送机系统进行设计。 传统的机械设计方法是以经验、感性、静态手工式劳动为基础的一种设计方法，包括 下列各种方法: 类比设计方法:类比设计方法是基于与旧有的同类或相似的机器作比较而进行新机器 设计的一种设计方法。依据这种方法，在设计之前，首先要以工艺对设备所提出的性能要 求为依据， 同时参照旧有的类似机器设备， 依靠经验估计， 针对旧有设备的缺点加以改进， 从而拟定出一个或几个新的设计方案，进而分析比较，择其较好的方案或集中诸方案的优 点做出最终的设计方案。显然，它是基于设计者的经验积累进行局部创新而形成的一种设 计方法。这种设计方法的设计工作量很大，设计周期很长。现仍被广泛采用。 试算法 : 此法是以一定的理论公式为依据， 在一定的技术条件下算得相应的参数值， 若所得结果不理想，则改变技术条件，重新计算，循环往复，直至获得感性认为是理想的 结果。 它的计算工作量也很大， 且难于取得真实的理想结果。 但在计算工具不足的情况下， 目前国内仍大量采用。 表格法 : 它是根据一定的理论公式，参照常用的尺寸系列和材料参数，预制出系统 表格，以供设计时使用，此法减少工作量，提高设计速度。但是这个方法难取得理想的结 果。 图算法 : 此法的原理与表格法相同，但有不同于表格法。图算法是使用按一定的比 本科毕业设计（论文）通过答辩 15 例尺绘制成的专用图线一诺模图来进行设计。其计算工作量大大减少，所计算的结果要比 表格法改进许多。 3.1.13.1.1螺旋输送机现代设计方法螺旋输送机现代设计方法 现代设计方法是一个科学的、理性的、动态的和计算机化的过程。它采用当代的技术 手段和方法来提取最合理的数据，使设计的结果达到最优。依据这种方法，首先对设计的 各种原始数据进行分析，取得有利的信息，得出最经济合理的参数;然后，在设计过程中 进行各种性态和指标分析，确定出设计对象的全部数据;最后，评价、测试和诊断设计的 质量及可能出现的问题，并确定出相应的对策。 科学类比与相似分析:科学类比与传统设计方法中类比设计法的区别，在于科学类比 把某些现代化分析方法引入进来，从而构成一种类比推理方法，使得旧有的类比法由低级 上升到高级阶段。根据类比过程所侧重的因素之不同，科学类比法有以下几种:因果类比、 对称类比、协变类比、综合类比等。通过科学类比，可对设计对象的总体结构及其各组成 部分的相互关系，有一个明确的了解，以便进行下一步的系统分析。 相似分析是属于科学类比法范畴。 为了避免大量的重复性劳动， 对于同类的设计对象， 可采用相似分析和计算，比如采用量纲分析法等等，确定设计对象与参考对象的结构、 参 数之间的数学模型关系，获得新设计对象的有关参数. 系统分析与动态系统分析:这里系统，都是指动态系统。系统分析就是把设计对象当 作一个完整的系统，然后将其分成若干个子系统和构成子系统的元素，进而进行分析和综 合，确定每一个系统和元素的输入、输出，以及它们之间如何转换等等。机器中的一切零 件、部件和传动系统都理解为系统，它们均通过边界与其毗邻的系统相分离，又通过输入 信号和输出信号与毗邻的系统相联系，此即系统工程在设计中的应用。 有限元设计:目前，有限元设计方法是应用很多很广泛的一种方法。有限元设计方法 是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法。它能整体、全面、多工况随意组 合， 进行静力、 动力、 线性和非线性分析， 对完成复杂结构或自由度系统的分析十分有效。 有限元能针对机械实际使用机构边界条件进行定量的分析计算，并提供丰富的、反映实际 工况的计算结果，并可配有丰富的动态图形显示功能。国内外己涌现出大量有关有限元分 本科毕业