毕业设计（论文）-水泥螺旋输送机的结构设计（全套图纸）.pdf

分类号 编号 学院 毕 业 设 计 水泥螺旋输送机的结构设计水泥螺旋输送机的结构设计 The structural design of cement screw conveyor 申请学位：工学学士 院 系： 专 业：机械设计制造及其自动化 姓 名： 班 级： 学 号： 指导老师： 年 月 日 学院 水泥螺旋输送机的结构设计水泥螺旋输送机的结构设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 姓 名： 导 师： 年 月 日 学院 学院毕业论文（设计）任务书学院毕业论文（设计）任务书 系（部） ： 姓名 学号 毕业届别 专业 毕业论文（设计）题目 水泥螺旋输送机的结构设计 指导教师 学历 职称 所学专业 具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)： 一、了解水泥螺旋输送机的结构设计，工作原理和特点； 二、输送机各部分，选择最佳设计方案及设计结构。 三、根据设计要求，通过计算，得出摩擦损失和流量等重要数据，主要参数。选择合理的方案。 四、利用计算机等铺助设备 UG 软件进行计算，查阅设计手册等资料解决力学与材料使用等问题。 并利用的参数化功能进行修改，进而生成二维图纸；保存电脑绘制水泥螺旋输送机的主要零件图和装 配图。最后将论文、图纸打印上交。 进度安排： 一、领取设计题目，进行资料收集，并对设计的思路和实验准备等相关问题向老师咨询。( 1.6 2.25) 二、广泛查阅相关资料，通过指导教师对设计任务的内容、方法、步骤及相关问题进行第二轮请 教，做开题报告。( 2.26 3.15) 三、毕业设计工作开展阶段，在该阶段，根据设计内容、原始数据进行数据计算和处理，得到相 应的设计参数，基本完成草稿。( 3.16 4.20) 四、完成建模和图纸的绘制。( 4.21 5.10) 五、初步完成毕业设计，撰写并交指导教师评阅，进一步完善论文，将修改后的论文按照规定的 顺序装订成册，送交到答辩小组。( 5.10 5.25) 指导教师（签字） ： 年 月 日 系（部）意见： 系主任（签字） ： 年 月 日 备注： 摘要 随着科技的发展和生产力的需求， 螺旋输送机已经变成了一个大家族。 其中有 LS 型、GX 型、YS 型等一些新型螺旋输送机。螺旋输送机的安装角度可以从 0-90 度。而螺 旋输送机的原理是利用螺旋的旋转将物料沿着机壳推进进而完成输送任务。它是很多重要 行业必备的输送设备，为提高劳动生产率和实现 物料运输机械化、自动化做出了重大的 贡献。 因为要求输送的物料是水泥，所以本论文设计的是 LS 型中的水平固定螺旋输送机。 本论文简单介绍了螺旋输送机的工作原理、现状和发展趋势等。参考螺旋输送机设计选用 手册，查阅大量的资料，并向老师请教。确定了物料的输送量，计算了螺旋输送机的螺旋 直径、螺距、螺旋轴直径，根据计算选着电动机、减速器和联轴器的类型，并设计改善了 螺旋输送机一些部件。 关键词 水泥；螺旋输送机；结构； Abstract: With the development of technology and productivity demands, the screw conveyor has become a big family. There LS type, GX type, YS and some new type screw conveyor. Screw conveyor installation angle from 0- 90 degrees. The principle is the rotation of the helical screw conveyor will transport the material to complete the task and then advance along the chassis. It is a lot of important industries essential transportation equipment, to improve labor productivity and material handling implement mechanization and automation has made a significant contribution. Because the requirements for transporting materials are cement, so this thesis is the design of the LS- type screw conveyor level fixed. This paper introduces the working principle of the status quo and development trend of the screw conveyor and the like. Reference screw conveyor design and selection manual, access to large amounts of information, and to ask the teacher. Determine the amount of transportation of materials, calculate the screw conveyor screw diameter, pitch, screw shaft diameter, calculated according to the election of the motor, speed reducer and coupling type, and improving the design of some of the components of the screw conveyor. Key words: cement; screw conveyor; structure; 目录目录 第一章第一章 螺旋输送机的简单介绍螺旋输送机的简单介绍 . 1 1.1 螺旋输送机的工作原理 . 1 1.2 螺旋输送机的特点 . 1 1.3 螺旋输送机发展历史 . 1 1.4 螺旋输送机发展趋势 . 2 1.5 螺旋输送机应用范围 . 3 1.6 螺旋输送机研究现状 . 3 第二章第二章 螺旋输送机的结构及选用螺旋输送机的结构及选用 . 3 2.1 设计任务 . 4 2.2 螺旋输送机主要结构 . 4 2.3 螺旋 . 4 2.3.1 螺旋的布置形式 . 4 2.3.2 螺旋输送机螺旋叶片 . 4 2.3.3 螺旋的旋向、头数与母线 . 5 2.3.4 螺旋的制造 . 5 2.3.5 螺旋轴 . 5 2.4 螺旋输送机结构布置 . 6 2.5 轴承 . 6 2.6 机槽 . 6 2.7 输送物料的运动解析 . 6 第三章第三章 螺旋输送机设计参数的确定螺旋输送机设计参数的确定 . 9 3.1 原始资料 . 9 3.2 螺旋叶片直径 . 10 3.3 螺旋轴螺距 . 10 3.4 螺旋轴直径 . 12 3.5 螺旋轴转速 . 13 3.6 传动功率 . 14 3.7 实体式螺旋叶片的展开尺寸 . 15 3.8 螺旋轴的连接 . 16 3.9 螺旋输送机外形及尺寸 . 16 3.10 螺旋输送机外形长度和重量 . 18 3.11 螺旋输送机驱动装置 . 19 3.12 螺旋输送机轴承选择 . 21 3.13 螺旋输送机进出料口形状及结构 . 22 致谢致谢 . 22 参考文献参考文献 . 23 第一章 螺旋输送机的简单介绍 1.1 螺旋输送机的工作原理螺旋输送机的工作原理 螺旋输送机的机构与其他输送机械不一样，最大的不一样的地方是不具有挠性牵引构 件。在工作时，电动机由减速器减速后带动螺旋轴旋转，螺旋轴上连接着螺旋叶片，这样 就会使螺旋面推动物料运动。由于物料自身重力与料槽管壁的摩擦力的作用，使物料不与 螺旋一起转动，从而使物料沿料槽螺旋前进，最后实现物料的输送。垂直螺旋输送机，在 旋转离心力对管壁所产生的摩擦力的作用下使物料向上前。 1.2 螺旋输送机的特点螺旋输送机的特点 螺旋输送机具有以下优点：结构比较简单，成本较低；工作稳定性高，宜维护；密封 性不错，宜输送粉状、温度高、气味很难闻等物料；装载卸载方便；输送机运输距离不算 很短；装卸点可根据环境及客户随意安放；物料堆与螺旋在一起，取料能力不弱；可以逆 向输送；输送方式多样化，一台输送机同时向两个方向输送物料，也可以不同的方向向同 一点输送。 螺旋输送机的主要缺点：因为物料与机槽及螺旋体之间的频繁接触，宜使机槽和螺旋 叶片的遭到破坏；在旋转过程中对物料具有一定的破坏；输送功率消耗大；螺旋输送机不 适合突然改变实时输送量，这样会导致物料堵塞。当安装角度倾斜大时，其功率将大大下 降；输送长度受到限制。 螺旋输送机适合运输体积小的物料，不适合运输形状大 、硬度大、容易粘在一起，容易 形状破坏的物料（很特的螺旋输送机也可以运输，如袋、包、箱等） 。螺旋输送机主要用 于距离短的水平运输，或倾斜角度下小的运输，个别机器可以用于倾斜角度大的输送。水 平输送的距离不大于 45m，最长不超过 75m。倾斜输送高度一般不超过 15m。垂直输送高度 一般不大于 8m。有它延伸出的机器也被用做填料、测量、烘干、卸车等。 1.3 螺旋输送机发展历史螺旋输送机发展历史 从十八世纪，开始用滑道的方式运输颗粒小的物品。到十八世纪中叶，阿基米德发明， 后发明了螺旋线，根据这个原理人们慢慢改进，开始运输一些颗粒小的物质。随着社会的 进步以及科技的发展，慢慢地研发出一些不同功能的螺旋输送机，这是螺旋输送机才进入 了人们的生活。 最早成形的输送机是GX型螺旋输送机，它也是我国最早发展的一种通用性运输机器。 由于一些物料容易与螺旋粘在一起而随着它一起转动，所以它便于输送形状小、粘性小的 物质 。 LS型螺旋输是在GX型输送机的基础上改变了一些特殊的结构从而产生了新型螺旋输 送机。LS型螺旋输送机特色是结构新奇，稳定性好，技术型高，运用范围广阔，消耗少等。 LS 型螺旋输送机与 GX 型相比最大的区别是它两端的轴承被放在了机壳外面， 从而避 免了原型机器的轴承宜失效的缺点。运用滚动与滑动轴承互换结构的吊轴承，并且密封性 好，采用防尘密封装置，密封元件选用尼龙塑料，耐磨性、阻力和寿命都得到了很大的提 高。由于它的优越的性能，所以被广泛应用于各种轻重工业。 经过长时间的发展 ，它变异出了许多输送机产品。一些原理相同，但结构类型不同 的运输机也多少参考了LS系列输送机而形成的。 JT型螺旋输送机，是一种根据实际情况来安排结构的单驱动、全封闭的新型机。它的 优点是体积小、封闭性好、结构安排灵活合理等。对运输有害、容易挥发、腐化性强和在 运输过程中温度变化大的物质。在化工、药品、食品等行业起到了重要作用。 MLG管式螺旋输送机结构紧凑并。它最大特点是螺距不是恒定的，它随着位置的不同 而发生变化，均匀的进料量，有一点锁风效果。 YS 型圆筒螺旋输送机，安装倾斜角度大是它的一大特色。 转螺旋输送机，其特点是输料管与螺旋体同时旋转，但它们旋转的方向却相反。物料 可以无旋转运动而单单垂直上升运动，只是当螺旋体与输料管的转速在特定的配合下才可 以只有垂直运动。 复式螺旋输送机，其特点是机槽里有转向相反的两个螺旋体。它可以同时运输两种不 同物质，这样就减少了它的占地面积和相对空间尺寸。 双向螺旋输送机，其特点是同一螺旋轴上有左旋和右旋两种叶片。它可以同时运输一 种物质向两个方向，即从两端集向中心，或从中部向两端。 变螺距螺旋输送机，其主要特点是螺距沿前进方向是变化的。 1.4 螺旋输送机发展趋势螺旋输送机发展趋势 回顾螺旋输送机的发展历程，我们能估测出他在未来的发展方向。 （1）智能化发展。在未来机器应该摆脱人工的实时操作，应该由电脑操作，经过简 单的程序控制，实现智能化操作。 （2）低消耗。因为物质的接触就会产生摩擦，从而消耗大量的能量。而人类一直努 力的方向就是低耗能，用最小的消耗创造最大的价值。不管从环境保护还是人 们的利益，低消耗都是未来的发展方向。 （3）空间可弯曲输送。为了适应更加复杂的工作环境，为了满足人们弯曲输送物质 的愿望。 （4）高输送量、高速度、长寿命。生产率高就意味较快的速度，相同的时间里创造 更大的价值。 （5）扩大使用范围。设计一些在特殊环境下仍然能工作的输送机。例如，高温、高 压、有放射性、易爆易燃等工作环境 。 （6）和其它机器组合化输送，大型化发展。随着科技的发展，生产自动化已成为未 来趋势，螺旋输送机和其他类型机械合作生产，以实现生产运输一体化、自动 化。 （7）污染小、绿色设计、保护环境。以前的机械，没有环境保护意识。在输送一些 粉状、颗粒等物质时，严重污染环境。对人们的身体和环境产生了严重的破坏。 在未来的日子里，我们应该由保护环境的意识，设计一些环保型的输送机。这 样无论对自己还是为了子孙都有很大的帮助。 1.5 螺旋输送机应用范围螺旋输送机应用范围 随着螺旋输送机的发展，它逐渐运用于食品行业、建筑行业、化工行业，制造业以及 运输业等重要的行业中。 螺旋输送机可以运输不同类型的物质，粉状如矿粉、水泥、面粉；粒状如大米、沙子、 盐类；小块状如豆类、石子、化肥；以及矿石等大宗散物。螺旋输送机不可以运输容易结 块、有腐蚀性，体积大并且容易被破坏的物质。 螺旋运输机不单单起到运送作用， 在运输物质的同时也可做一些附加工作， 例如混合、 搅拌、冷却等。 1.6 螺旋输送机研究现状螺旋输送机研究现状 螺旋输送机由于它特殊的结构。操作方便，适应力强，得到了输送行业的一致认同。 但是螺旋输送机也有一些待提高的地方。 对于输送功率于计算不符问题。许多专业人士致力于这个问题。经过长时间的研究， 一些专家通过对螺旋轴的理论分析，结合实际情况，得到一个推荐公式。通过推荐公式和 通用公式的计算结果相结合，得到了与实际功率相同的结果。 螺旋输送机的选型难。在设计过程中仅能根据一些已知的条件，如物质的特点、运输 量、距离、倾斜角度、功率等进行设计。我们设计容易出错，花的时间长。随着计算机的 发展，用计算机进行计算，人们只需把一些参数输进去，计算机给出结果 。 尽管螺旋输送机有一些不尽人意的地方，但不会磨灭的对各行各业的贡献。 第二章 螺旋输送机的结构及选用 2.1 设计任务设计任务 输送物料：水泥 结构要求：结构简单，方便拆卸与维修 输送量 ：每小时 10t 输送距离：20 米以内 倾斜角度：水平 2.2 螺旋输送机主要结构螺旋输送机主要结构 图 2-1 螺旋输送机结构 1尾端轴承；2进料口；3螺旋轴；4机壳 ；5中间轴承； 6卸料口；7头部轴承；8驱动装置； 2.3 螺旋螺旋 2.3.1 螺旋的布置形式螺旋的布置形式 水平螺旋输送机根据螺旋叶片的旋向与螺旋轴的旋转方向、以及装卸料口位置的不 同，有六种不同的形式： 图 2-2 螺旋输送机安放形式 本设计选择左上角的安放形式。 2.3.2 螺旋输送机螺旋叶片螺旋输送机螺旋叶片 螺旋叶片的形状如下图所示。我们应该依据运输物质的特点来选择。 （1）实体式螺旋是常见的结构，适合运输干燥、粉状，流性物； （2）带式螺旋适合运输块状与粘性的物质； （3）叶片式螺旋适合运输容易挤压的物质，如对物质进行有搅拌等工艺要求的。 图 2-3 螺旋输送机螺旋叶片 （a）实体式 （b）带式 （c）叶片式 2.3.3 螺旋的旋向、头数与母线螺旋的旋向、头数与母线 螺旋轴转向与螺旋叶片的旋向都有两个方向，而且他们相互独立，所以物料的运输方 向是由他们两个共同决定的。螺旋头数分为单个、两个与三个，也有多个头的螺旋但它主 要应用于需要完成搅拌及混合工作的输送机器里。 区别螺旋叶片旋向的方法如图所示： 图 2-4 螺旋旋向 因为本设计是水泥螺旋输送机主要用来运输水泥，所以我们采用标准形式的右旋单头 螺旋。 2.3.4 螺旋的制造螺旋的制造 螺旋叶片的制造是由钢板经过冲压成形得到，然后把它焊接在无缝钢管轴上。有些螺 旋面由扁钢扎制而形的节段然后套装在轴上，这种方式主要用于运输距离比较短或磨琢性 较大的物质。 2.3.5 螺旋轴螺旋轴 螺旋体的长度一般 2 到 4 米，这样便于制造和安装。螺旋轴一般由空心钢管制成。经 过试验证明在承受相等的扭矩的情况下，空心轴比实心轴更节省材料和更轻的重量。在螺 旋轴的两端有一小段实心轴，应为这样更加方便轴与轴连接。螺旋轴之间的连接有两种方 式，第一种是把实心轴插入空心轴，然后在空心轴外圆面套上套筒，最后用两个相互垂直 的螺栓连接。 2.4 螺旋输送机结构布置螺旋输送机结构布置 图 2- 5 螺旋输送机结构布置 本设计将驱动装置安装在出料口。因为出料口有止推轴承，会使轴处于受拉状态。螺 旋节的安放顺序最好从大到小一次排列，这样安排方便设计、安装。 2.5 轴承轴承 螺旋输送机的轴承因为安装位置与作用不同 ，分别是头部轴承、尾部轴承、中间轴 承。 头部轴承，在输送机的驱动端。头部轴承受到径向载荷与轴向载荷，所以我们采用圆 锥滚子轴承。因为螺旋轴受到轴向压力，会使螺旋轴发生弯曲，这样的布置使轴受到拉力， 减轻螺旋轴的弯曲变形。 尾部轴承，远离驱动端 ，选用双列调心球轴承。因为它受到径向载荷和少量的轴向 载荷。为了便于更换与检查，通常把轴承安装在壳体两端的端盖外侧。 中间悬挂轴承，因为一些输送距离较长，会使螺旋轴发生弯曲，为了避免这种情况发 生，我们每隔两米左右就设置一个悬挂轴承。由于螺旋叶片在这里断开，所以选择的轴承 尺寸应小些，避免在这里发生堵塞，造成机器的损坏。中间悬挂轴承选择滚动轴承。悬挂 轴承安装在机壳壁上，通过螺栓螺母将两个零件连接。 在头部和尾部轴承应设有防尘密封措施。用密封压盖及机壳端部密封等措施来防止粉 尘进入轴承以及防止水分沿轴进入机壳内。由于水泥的特性比较特别，不能加油，加油会 污染水泥。 2.6 机槽机槽 圆筒型机壳又叫机筒，用薄壁无缝钢管制造而成。圆筒型机壳和螺旋之间应该存在间 隙，它们之间的缝隙一般为 5-9mm。由于圆筒型机壳的密封性好、刚度大，所以被广泛运 用。不然，在工作时会产生剧烈而规律的挠曲应力，严重的话会轴就会断裂，使用寿命也 会大大减少。 2.7输送物料的运动解析输送物料的运动解析 物料在旋转输送机机壳中的运动，不是简单的沿轴线作直线运动，而是一种复杂的空 间运动。 螺旋面的升角 展开时，螺旋面作用于物料颗粒A上的力如图。此力可分解为切向分 力和法向分力。 图2-7 颗粒受力分析 物质对螺旋面的摩擦角及螺旋表面产生的摩擦力决定了 的大小。经过冲压制造的螺 旋面粗糙度很小，此时可近似取的 。 颗粒A在圆周速度和轴向速度下，合成速度V合。 图2-8 物料颗粒速度分解图 假设螺旋的转速为n，颗粒A的运动速度，可以由图可得: V合sincosAB= 2-1 因为AB= 60 2rn ，所以V合 = 60 2rn sin cos 2-2 圆周速度为V圆 =V合 sin(+)= 2 60 rn sin( )sin cos + 2-3 以摩擦系数tg=代入上式，得： V圆 = 2 60 rn sin(sincos)+ 2-4 由于 2 s tg r =，以及 2 2 sin 1( ) 2 s r s r = + ， 2 1 cos 1( ) 2 s r = + 综上所述，颗粒的圆周速度计算公式: V圆 = 60 sn 2 2 ()1 2 s r s r + + ， 2-5 式中s-螺旋的螺距(m)； n螺旋的转数(r/min)； r颗粒离轴线的半径距离(m)； 物料与螺旋面的摩擦系数，tg=。 颗粒的圆周速度公式V圆 对r进行一次求导，即0 dV dr = 圆 ，得V圆 的最大的半径为 2 max 1 2 rs + = 圆 2-6 根据图可得颗粒A的轴向输送速度： 2 1 2 cos() 60 ()1 2 s sn r VV s r =+= + 合轴 2-7 以摩擦系数tg=代人上式得： 2 sin(cossin) 60 rn V =+ 合 由于 2 s tg r =，以及 2 2 sin 1( ) 2 s r s r = + ， 2 1 cos 1( ) 2 s r = + 将上述各式代入，求得物料颗粒的轴向速度： 2 1 2 cos() 60 ()1 2 s sn r VV s r =+= + 合轴 2-8 综上所述，转速和螺距在一定范围内，物料能得到稳定的轴向速度，但是螺距过大或 过小，都会影响物料 A 的轴向速度。 第三章 螺旋输送机设计参数的确定 3.1原始资料原始资料 输送物料特性:粉状磨琢性较大 物料松散密度为 = 3 1.25 / t m 表3-1 螺旋输送机内物料 物料名称 石灰 水泥 煤粉 物料松散密度t/ 3 m 0.9 1.25 0.6 填充系数 0.350.4 0.280.33 0.4 物料阻力系数 0 1.8 1.2 3.2螺旋叶片直径螺旋叶片直径 由运输机械设计选用手册公式15-1得螺旋直径可初步按下式计算： ( ) 2.5 Q DKm C 3-1 式中 Q输送能力，t/h； K 物料特性系数，见表3-1； 填充系数， 见表3-1； C倾斜系数， 见表3-2。 表3-2 常用物质参数 粒度 物磨琢性 典型物质 填充系数 特性系数 综合系数 粉状 无磨琢性 面粉、石灰 0.350.4 0.0415 75 半磨琢性 纯碱 磨琢性 干炉粉、 水泥 0.250.30 0.0565 35 表3-3 倾斜系数表 倾斜角度 0 0 0 5 10 0 15 0 20 C 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 查表得K =0.565 =0.30 C=1.0。将以上数据代入公式计算得 D=0.210m 。把 螺旋直径圆整到标准系列。 标准系列为：0.100，0.125，0.160，0.200，0.250，0.315，0.400，0.500，0.630， 0.800，1.00，1.25m 。 对选好的螺旋直径进行校核。 对于未分选的物料，要求: D (810)a 对于分选的物料，要求: D (46) max a 式中：a 物料的平均快度，m； max a物料的最大块度，m。 很明显螺旋直径 D=0.250m 合适。 3.3 螺旋轴螺距螺旋轴螺距 因为螺距的大小影响了螺旋升角和不同系数下物质滑移面。由此最大螺距应该满足下 面两个条件。 （1）螺旋面与物料的摩擦关系； （2）速度各分量间的关系； 物质的微小个体在螺旋面的轴向方向上的作用力为cos(),PP=+ 合轴 为了0P 轴 , 则一定要满足条件 2 。由于在最小半径 2 d r =处输送方向的作用力P 轴最小，所以最 大的螺旋升角 也在此处。依据这些条件，可以确定最大的许用螺距值。 max () 2 sdtg 3-2 或 max d s 3-3 若以 1 d K D =(D-螺旋的外径)代人上式，则得 1 max ; k D s 3-4 在满足第一个条件的基础上，还要满足第二个条件，即使物质小个体有最合适的速度 分量，能使物质有较大的轴向速度，同时螺旋面上所有点的轴向速度都大于它的圆周速 度 。速度各分量的分布受到螺距大小的影响。于是，根据在螺旋圆周处的vv 圆轴的条件， 得到： 2 2 1 22 6060 ()1 1 2 2 ss snsn rr s s r r + + + ； 即 1 2() 2; 14 srtgr = + 可得出()2 4 stgD 。 3-5 所以，s需要满足 1 k D s ，和()2 4 stgD 两个条件。 现实中螺距宜受其他因素的影响，例如物料的运输方向和速度、叶片的材料等。所以 计算出来的结果与实际有一些差别。通常可按下式计算螺距: sKD= 3-6 （1）标准的螺旋输送机，k 值通常为：0.81； （2）倾斜布时 k 值为：0.8k ； （3）水平布置，可取 k 值为：0.81。 即取 k=1，所以螺距为 s=0.250m 。 3.4 螺旋轴直径螺旋轴直径 由于螺旋轴的直径和螺距、叶片升角三者之间相互联系。所以我们应该从螺旋与物质 的摩擦关系来确定轴径的大小。 图3-1 螺旋叶片受力分析 如图所示，轴向力的分量F轴为： cos()FF=+ 合轴 （ 为螺旋升角） 3-7 式中：通过热压或冷扎钢板工艺加工成的螺旋片的表面粗糙度很小可以忽略。所以可 得。 即， cos()FF=+ 合轴 3-8 由于螺旋升角 在叶片底部达到最大值，此时的轴向作用力最小。d与s的关系式为 0F 轴 ，即 2 。 将, s tgtg d =带入上式得： u ds 3-9 圆周速度和轴向速度分别为: 2 2 60 ()1 2 s sn r V s r + = + 圆 3-10 2 1 2 60 1 2 s sn r V s r = + 轴 3-11 图3-2 螺旋叶片速度分析 使叶片底部的轴向速度大于圆周速度，得螺旋轴直径： 1 1 s d + 3-12 根据上式计算，当 =0.3，s=(0.8-1)D时，d(0.47-0.59)D；当u值增大时， d D 也增 大，它的轴径也变大，进而影响它的有效输送截面。所以我们在确定螺旋直径大小时应综 合考虑，在满足输送能力的条件下，尽最大努力使结构紧凑、成本低。 综合上述情况可得螺旋轴直径d=65mm。 3.5 螺旋轴螺旋轴转速转速 在计算输送能力时应去掉轴对输送能力的影响: 由输送量公式 () 2 2 2 60 4 d Dd QK snK + =，可计算出转速n： () 2 2 152 d Q n K K rsDd = + 3-13 式中，n： 螺旋转数(r/ min)； S： 螺旋螺距(m)； ： 螺旋叶片外径与料槽内壁之间的间隙，=515mm。 当螺旋转速超过某值时， 物料就会因为离心力过大而被向外抛出， 物料无法轴向运动。 所以我们要限制转速n的大小。 实际转速与最大转速的关系： 22 max RRg = 即22RngRRnk gR=即 2 , 22 k ggA nAk rRD =式中 式中，D：螺旋直径(m)； A：物料综合特性系数。 如果转速计算结果很大，就得对计算出的 D、d、s 值进行调整。 查表可得 A=35，又有 D=0.250m。计算可得： 极限转速 1 n =70（minr） 。 圆整为下列转速：20、30、35、45、60、75、90、120、150、190minr。故取螺旋转 速为 n=45minr。 3.6 传传动动功率功率 螺旋输送机的驱动功率被消耗，其中主要包含几个方面。摩擦消耗的能量；轴承处摩 擦所产生的能量消耗 ；物质被运输或被提高所产生的能量；物料与机壳和螺旋体之间的 能量消耗。 阻力主要由以下几个部分组成： (1) 物料与机壳间的磨擦阻力； (2) 物料对螺旋的摩擦阻力； (3) 物料倾斜向上输送时的阻力； (4 )物料悬挂轴承下的堆积阻力； (5) 物料被搅拌所产生的阻力； (6) 轴承的摩擦阻力。 综合上述，总功率 0 P 等于物料运行需要功率 1 P 、空载运转所需功率 2 P 与倾斜引起功 率 3 P 三者之和。由螺旋输送设计参数选择得： () 1 367PQLkW=； 3-14 () 2 20;PDLkW= 3-15 () 3 367;PQHkW= 3-16 式中 ，Q 生产能力(t/h), L输送距离(m)， H 倾斜高度(m)， D螺旋外径(m)， 物料运行阻力系数。 已知：Q=10t/h、L=10m、H =0m、D=0.250m、=2.2，将数据带入公式 1 P =0.5177kW； 2 P =0.125kW； 3 P =0kW。 所以， ()() () 3 367()20367 367200.645 PQLkWDLkWQHkW Q LHDLkW =+ =+= 由运输机械设计选用手册公式 15-5 得电动机的驱动功率P ： P =K 0 p 3-17 式中：K -功率备用系数， K =1.11.4； -驱动装置总传动效率，圆柱齿轮减速器=0.850.9。 取K =1.4，=0.85，带入公式计算得：P =1.06KW。 3.7 实体实体式螺旋叶片的展式螺旋叶片的展开尺寸开尺寸 标准型实体式螺旋面展开尺寸为： () ()() () 2 2 1 22 22 dS dDd DSdS + = + 3-18 () ()() () 2 2 22 22 L DS DDd DSdS + = + 3-19 () 2 2 0 360 L l L DDS a D + = 3-20 式中：d-螺旋轴直径，m ； l d -螺旋面展开图圆环内径，m ； L D -螺旋面展开图圆环外径，m ； l a -展开圆环切除部分的周心角， 0。 图 3-3 螺旋叶片展开图 螺旋叶片厚度依据物料性质与螺旋直径选择： 表 3-4 螺旋叶片厚度 输送物质 mm 谷物 24 矿石、煤、建筑材料等 D=200mm300mm 45 D=500mm600mm 78 故取螺旋叶片厚度=4.5mm。 3.8 螺旋轴的连接螺旋轴的连接 图中为螺旋轴连接常见的一种方式，各个节段由内衬套和圆轴节段通过螺栓连接。 图 3-4 管形螺旋轴连接 3.9 螺旋输送机外形及尺寸螺旋输送机外形及尺寸 GLS 型螺旋输送机螺旋直径从 1001250mm。单驱动螺旋输送机最远距离可达 35m， 距离可以依据需要选定。 GLS 型螺旋输送机外形如下图： 图 3-5 GLS 型螺旋输送机 由运输机械设计选用手册表 15- 33 得： 表 3-5 螺旋外形尺寸 螺旋直径 mm 100 160 200 250 315 400 500 a 2000-3000 2500-3500 b 2500 3000 c 2000-3000 2500-3500 d 180 180 180 200 210 230 250 e 208 240 280 285 320 390 400 f 120 120 120 120 120 160 160 F0 120 180 224 274 340 400 500 g 180 200 225 250 330 350 400 h 60 60 60 60 80 80 80 i 180 200 225 250 330 350 400 j 180 245 300 370 465 585 685 k 112 150 180 224 280 355 400 l 163 190 212 240 340 384 440 m 112 150 180 224 250 280 340 n 144 102 122 147 125 115 140 d1 11 11 11 11 13 13 13 p 40 40 40 40 50 50 50 q 178 266 320 370 443 533 653 r 120 120 160 200 300 320 400 s 178 266 310 360 448 536 636 t 160 160 200 250 350 400 500 u 200 285 335 404 504 623 720 v 120 180 224 274 340 428 528 w 206 310 360 448 536 635 790 n1 4 8 8 8 12 16 16 n2 8 8 8 8 8 12 12 y 166 226 270 320 400 586 730 z 14 14 14 18 20 24 24 ( 0 ) 45 45 45 45 45 30 22.5 经过计算我们选择螺旋输送机它的外形尺寸：a=b=c=3000 d=200 e=285 f=120 F 0=274 g=250 h=60 i=250 j=370 k=224 l=240 m=224 n=147 d1=11 p=40 q=370 r=200 s=360 t=250 u=404 v=224 w=360 n 1=8 n2 =8 y=320 z=18 0 45= 3.10 螺旋输送机外形长度和重量螺旋输送机外形长度和重量 表 3-6 螺旋输送机机壳长度 规格型号 LS100、160、200 LS250、400、500 头节长度 a 2000、2500、3000 2500、3000、3500 中间节长度 b 2500 3000 尾节长度 c 2000、2500、3000 2500、3000、3500 表 3-7 圆形机壳重量 螺旋直径 mm 100 160 200 250 315 400 500 头节 kg/m 78 104 134 158 198 228 265 中间节 kg/m 280 308 348 418 522 628 716 尾节 kg/m 65 86 118 144 186 186 228 本设计选择的头节、中间节、尾节都是 3000mm。 3.11 螺旋输送机驱动装置螺旋输送机驱动装置 螺旋输送机的驱动装置： （1） TY 型驱动装置： TY 型同轴式减速器和弹性柱销联轴器组成， 功率范围在 0.55 45kW； （2）YY 型驱动装置：由 ZSY 型减速器，Y 系列电动机，功率范围在 7.575kW； （3）YJ 型驱动装置：由 Y 型电机与 ZQ 型减速器构成； 本设计选择第三种装置， YJ 型驱动装置外形如下： 图 3-6 YJ 型驱动装置外形图 地脚螺栓布置： 图 3-7 地脚螺栓布置形式 YJ 型转速及减速器转配形式： 表 3-8 减速器配置形式 螺旋轴转速 r/min 20 30 35 45 60 75 90 Y 系列 电动机 同步转速 r/min 1000 1500 1500 1500 1500 1500 1500 极数 6 4 4 4 4 4 4 ZQ型减 速器 传动比 i 48.57 48.57 40.17 31.5 23.34 20.49 15.75 装配方 式 右 50 50 40 31.5 25 20 16 左 由运输机械设计选用手册表 15-18 得： 表 3-9 驱动装置最大功率 驱动装置型号 螺旋轴转速 r/min 20 30 35 45 60 75 90 120 YJ90S25 0.55 0.8 0.95 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 YJ90L25 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 YJ100L25 1.8 2 2.2 2.2 2.2 YJ112M25 YJ132S25 由运输机械设计选用手册表 15- 37 得： 表 3-10 许用长度 规格 转速 (r/min) 输送量 (m3/h) 驱动装置 许用长度 (m) 电动机型号 减速器型号 LS200 100 13 Y90L-4-1.5 ZQ25-i6-I 16 Y100L1-4-2.2 ZQ25-i6-I 23 Y100L2-4-3 ZQ35-i6-I 30 Y112M-4-4 ZQ35-i6-I 35 80 10 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-