毕业设计（论文）-树枝粉碎机机身及输送设备设计.doc

大学大学 毕业设计说明书毕业设计说明书 题题 目 目 树枝粉碎机机身及输送设备设计树枝粉碎机机身及输送设备设计 专专 业 业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 学学 号 号 姓姓 名 名 指导教师 指导教师 完成日期 完成日期 20122012 年年 5 5 月月 2121 日日 I 大学大学 毕业论文 设计 任务书毕业论文 设计 任务书 论文 设计 题目 树枝粉碎机机身及物料输送设备的设计 学号 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 指导教师 教授 系主任 教授 一 主要内容及基本要求 主要内容 1 熟悉机身及物料输送机的结构特点和工作原理 并分析总结物料输送 机设备设计要求以及设计原则 2 根据物料输送机性能参数设计和输送机的输送能力及使用范围 包括 输送距离 输送量 输送物料的种类等 3 对机身进行结构设计和输送机各组成部分进行选型 机身 尺寸确定 画出二维图纸 并校核 4 用 PRO E 建机身及输送装置主轴 螺旋叶片 料槽等的三维模型 基本要求 1 设计说明书一份 要 8000 字以上 2 提交 CAD 图纸 机身及螺旋输送机主要构件零件图 装配图 输送 机总状图等 14 张配图 3 提交 PRO E 三维模型 二 重点研究的问题 通过查找与整理螺旋输送机的几个个主要构件 螺旋主轴 螺旋叶片 轴 承座等 的资料 查阅相关文献资料了解螺旋输送机结构和设计参数 在此基 础上设计出一套自动输送树枝粉碎物料的装置 进一步熟练使用 proe 设计三模 型 得到螺旋输送机结构设计部分的装配图和若干关键零件的 设计图 合理确 定料槽厚度以及叶片的结构 以保证工作装置各构件能满足强度和刚度要求 三 进度安排 各阶段完成的内容起止时间 1 查阅相关资料 第一周 2 确定机身各部分组成 第二周 3确定机身机输送机各部分 的参数 第三周 4 零部件的设计 第四 五周 5 零部件的强度 第六周 6 零部件的刚度 第七周 7 选定的一种结构设计 第八周 8 画零件图 第九 十周 9 画装配图 第十一周 10 撰写毕业设计说明书 第十二周 二 应收集的资料及主要参考文献 1 宋宝昌 程立杰 FS 型粉碎机的研制 J 木材加工机械 1997 4 12 14 2 吉颖风 新型锤片式粉碎机筛分效率的研究 D 北京 中国农业大学 2000 3 张汉文 黄激文 园林树枝切碎机的设计 J 广东农机 2002 3 8 9 4 刘文广 锤片式粉碎机异型粉碎室的理论分析及实验研究 D 内蒙古农业 学 2006 5 洪德纯 于志宏 祝悦红 国外削片机的新进展 J 吉林林学院报 1995 2 114 118 6 付敏 王述洋 林木生物质高效精细粉碎研制现状及展望 J 林业机械与木 工 设备 2008 5 8 10 7 赵国兴 孙广秦 锤片式粉碎机参数确定及对性能的影响 J 农业机械化工与 电气化 2007 3 15 20 9 张兴辉 运输机械设计选用手册 J 化学工业出版社 1999 5 25 45 10 范祖尧 现代机械设备设计手册 J 机械工业出版社 2000 3 6 18 11 唐大放 冯晓宁 杨现卿 机械设计工程学 D 徐州 中国矿业大学出版社 2001 8 8 10 大学大学 毕业论文 设计 评阅表毕业论文 设计 评阅表 学号 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文 设计 题目 树枝粉碎机机身及输送设备设计 评价项目评 价 内 容 选题 1 是否符合培养目标 体现学科 专业特点和教学计划的基本要求 达到 综合训练的目的 2 难度 份量是否适当 3 是否与生产 科研 社会等实际相结合 能力 1 是否有查阅文献 综合归纳资料的能力 2 是否有综合运用知识的能力 3 是否具备研究方案的设计能力 研究方法和手段的运用能力 4 是否具备一定的外文与计算机应用能力 5 工科是否有经济分析能力 论文 设计 质量 1 立论是否正确 论述是否充分 结构是否严谨合理 实验是否正确 设 计 计算 分析处理是否科学 技术用语是否准确 符号是否统一 图表 图纸是否完备 整洁 正确 引文是否规范 2 文字是否通顺 有无观点提炼 综合概括能力如何 3 有无理论价值或实际应用价值 有无创新之处 综 合 评 价 评阅人 2012 年 5 月 日 大学大学 毕业论文 设计 鉴定意见毕业论文 设计 鉴定意见 学号 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文 设计说明书 46 页 图 表 11 张 论文 设计 题目 树枝粉碎机机身及输送设备设计 内容提要 随着人们环境意识的日益增强 对环境的要求越来越高 城市废弃树枝的随意堆放 及焚烧被逐渐禁止 废弃树枝的处理及综合利用成了城市园林及环卫部门亟待解决的问 题 目前采用的主要技术方案是将树枝粉碎后堆肥 用作城市植被 盆栽花卉及树苗移 栽的底肥 机身作为粉碎机的一个组成部分 是粉碎装置的基本载体 对粉碎装置的使 用寿命有很大的保护作用 而粉碎后物料的输送设备也是连接粉碎后物料与成型室的一 个重要装置 能保物料能够连续不断的 稳定的输送到成型室中进行成型 我设计的机身及输送设备的主要特点 保证机身完整性前提下 机身重量较小 具 有一定的抗震能力和稳定性 结构紧凑 占地空间小 而输送装置的特点是结构简单 成本较低 工作可靠 维护管理比较方便 能实现连续的密封运输 运输平稳 同时装 卸比较方便 最终得出结论机身在结构方面及输送设备在输送的合理及可靠性上是我设 计的重点 指导教师评语 指导教师 年 月 日 答辩简要情况及评语 答辩小组组长 年 月 日 答辩委员会意见 答辩委员会主任 年 月 日 摘要摘要 随着人们环境意识的日益增强 对环境的要求越来越高 城市废弃树枝的随意堆放 及焚烧被逐渐禁止 废弃树枝的处理及综合利用成了城市园林及环卫部门亟待解决的问题 目前采用的主要技术方案是将树枝粉碎后堆肥 用作城市植被 盆栽花卉及树苗移栽的底 肥 机身作为粉碎机的一个组成部分 是粉碎装置的基本载体 对粉碎装置的使用寿命有 很大的保护作用 而粉碎后物料的输送设备也是连接粉碎后物料与成型室的一个重要装置 能保物料能够连续不断的 稳定的输送到成型室中进行成型 粉碎室机身是粉碎树枝后的载体是将物料输送到成型室的首要环节 同时机身的设计 对于粉碎装置的最大效率的实现有很大的辅助意义 它的结构优化 噪音的处理 粉碎装 置的稳定性 都具有重要的意义 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 螺旋公式计算输送机的设计仍是依靠经验 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 该螺旋输送机用于树枝粉碎料的水平输送 根据输送量以及输送路程设计出螺 旋直径 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 机身 上壳体 下壳体 螺旋输送机 连续运输机械 螺旋直径 Abstract As people s environmental awareness increasing the requirement to the environment is more and more high the city deserted branch random stacking and burning was gradually abandoned the ban the treatment and comprehensive utilization of the city landscape and environmental sanitation departments problems to be solved At present the main technical proposal is that the branch crushing after composting as city vegetation potted flowers and seedlings transplanting fertilizer The fuselage as the mill is an integral part of is a basic carrier of crushing device for crushing device the service life is very protective effect The crushed material conveying device is also connected crushed material and the molding chamber is an important device can guarantee the material can be continuous stable conveying to the molding chamber for forming Crushing chamber body is crushed branches after the carrier is the material is transported to the molding chamber is the important link at the same time the design for grinding device for maximum efficiency achievement greatly assisted significance Its structure is optimized noise processing grinding device stability have important sense 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 目录 摘要 I ABSTRACT II 第 1 章 粉碎机机身的结构设计 1 1 1 树枝粉碎机的结构设计与参数 1 1 1 1 机身的设计要求 1 1 1 2 机身材料的选取 1 1 2 机身粉碎室结构尺寸的确定 2 1 2 1 粉碎室宽度 B 的确定 2 1 2 2 粉碎室上壳体尺寸的确定 2 1 2 3 粉碎室下壳体尺寸的确定 3 1 2 4 粉碎室下壳体出料口尺寸确定 4 1 3 机身机架结构尺寸 4 第 2 章 粉碎机螺旋输送机的设计 5 2 1 螺旋输送机的工作原理及特点 5 2 2 螺旋输送机发展历史及趋势 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 9 2 2 3 螺旋输送机的应用范围 10 2 3 螺旋输送机的发展现状 10 第 3 章 螺旋输送机的设计与参数选用 12 3 1 螺旋输送机的设计方法 12 3 1 1 螺旋输送机的现代设计方法 13 3 1 2 螺旋输送机的常规设计 14 3 2 螺旋输送机的具体设计 15 3 2 1 螺旋输送机的选型 15 3 2 2 螺旋输送机的设计计算 17 3 2 3 螺旋输送机外形尺寸 27 3 2 4 螺旋输送机轴承选择 27 3 2 5 螺旋输送机进出料口装置 28 第 4 章 螺旋输送机的安装使用及维护 28 4 1 螺旋输送机安装技术条件 28 4 2 螺旋输送机的使用与维护 29 总结 31 参考文献 32 附录 33 1 第第 1 章章 粉碎机机身的结构设计粉碎机机身的结构设计 1 1 树枝粉碎机机身的结构设计与参数树枝粉碎机机身的结构设计与参数 1 1 1 机身的设计要求机身的设计要求 机身作为粉碎室的主要载体 粉碎装置都安装固定在粉碎室内部 机身的机架由全钢 折弯焊接而成 机身结构设计应满足下列要求 1 机身在满足强度 刚度的条件下 力求重量轻 节约金属 2 结构力求简单 并便装于其上的所有部件 零件容易安装 调整 修理和更换 3 结构设计应便于铸造或烽接和机加工 4 必须有足够的底面积 保证压力机的稳定性 5 结构设计应力求减少振动和噪音 6 结构设计力求外形美观 1 1 2 机身材料的选取机身材料的选取 机身结构分为铸造结构和焊接结构两种 铸造结构使用材料有 HT20 40 铸铁 QT42 10 球铁和 ZG35 铸钢等 焊接结构使用材料多为钢板 也有用 16Mn 钢板 铸造结构的 3 A 材料比较容易供应 消震性能较好 但重量较重 刚度较差 目前 较适合于成批生产 焊接结构与之相反 重量较轻 刚度较好 外形比较美观 但消震性能较差 当前我国钢 板材料供应不足 焊接技术和工艺装备有待于进一步提高与充实 因此 只适合于单件小 批生产 对于采用铸造还是焊接结构 须视各厂具体条件而定 随着工业的发展 焊接结 构必然将更广泛采用 铸造结构尽量使壁厚不要有突然变化 适当加大过渡圆角 减少应力集中 结构设计 需使铸造和加工方便 焊接结构尽量设计成具有对称性的截面相对称性的焊缝位置 以减 少焊接变形 特别是扭曲变形 要合理布置筋板 数量不宜过多 焊缝应尽量远离应力集 中区域 尽量避免用焊缝直接承受主要工作载荷 焊缝避免交叉与聚集 并考虑焊接施工 方便 总结以上叙述 确定了以焊接结构作为此次机身设计的基础结构 具体的材料和机身 各部分的尺寸 可查看具体的零件图 2 1 2 机身粉碎室结构尺寸的确定机身粉碎室结构尺寸的确定 1 2 1 粉碎室宽度粉碎室宽度 B 的确定的确定 1 转子直径 D 的确定 由得转子直径为 D n 100060 mm n D 100060 mm 1800 80100060 mm600 2 粉碎室宽度 B 的确定 粉碎机转子直径 D 与粉碎室宽度 B 之积可用以下经验公式求得 2 1 kDB 式中 B 粉碎室宽度 mm k 经验系数 一般取 0 29 0 75 D 转子直径 mm DB 确定之后 为了降低噪音 一般采用大转子低转速 确定要根据粉碎物料的品种具 体分析 如果以树枝等物料为主 要采较小的 B 和较大的 D 如果是以粉碎牧草为主 则 要采用较大的 B 和较小的 D 将数据代入式 3 1 得 B 0 43 600mm 258mm 取整 B 260mm 1 2 2 粉碎室上壳体尺寸确定粉碎室上壳体尺寸确定 1 机身粉碎室上壳体尺寸参数 上壳体圆外径 355mm 壳体厚度 5mm 入料口高度 200mm 入料口外跨度 200mm 入料口内跨度 160mm 其他尺寸参数见下图 3 图 2 1 1 2 3 粉碎室下壳体尺寸确定粉碎室下壳体尺寸确定 下壳体圆外径 355mm 出料口高度 210mm 出料口宽度 270mm 图 2 2 4 1 2 4 粉碎室下壳体出料口尺寸确定粉碎室下壳体出料口尺寸确定 图 2 3 1 3 机身机架结构尺寸的确定机身机架结构尺寸的确定 机架的结构是采用焊接结构 机架的立柱与横梁都是采用厚 10mm 宽 70mm 的 A3 钢 板折弯而成的 以此为基本构建的一个方形机架用于粉碎室的支撑 图如下 图 2 4 5 图 2 5 第第 2 章章 粉碎机螺旋输送机的设计粉碎机螺旋输送机的设计 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 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 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 7 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 8 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 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 9 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 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 10 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 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 螺旋输送机的发展现状螺旋输送机的发展现状 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 11 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 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 0 35 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 12 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 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 螺旋输送机的的设计方法螺旋输送机的的设计方法 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 13 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 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 14 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析 的成熟软件 这将促使有限元法的不断推广和应用 对于复杂的结构物体 可视其当作为 由有限个单元体的组合体来研究 其中各单元体之间只在有限个节点处相连接 在有限元分析法中 为了减少计算工作量 近年来发展了一种边界元法 它把域内控 制方程变换成边界上的积分方程 再通过边界离散化处理转化成代数方程来求解 这样 既可以使问题的维数降低 又可使计算精度提高 而且其数学原理简单易懂 有限元分析 方法多应用于结构计算和场域计算 计算机辅助设计 CAD 随着市场竞争的加剧 不仅要求缩短产品更新换代周期 而且 还要求产品由原来的单一产品 大批量生产模式 转向多品种 高质量 小批量生产模式 传统的人工设计方式己经不能适应这种变化的要求 随着计算机技术的迅速发展 已有各 种性能良好的计算机硬件及外围设备陆续问世 计算机技术也有很大的提高 发展了数据 库技术 开发了大量的图形软件 这些都促进了CAD技术的应用和发展 目前美国 德国 日本等一些大公司都广泛应用CAD方法进行机械方面的设计 我国也己开发多种CAD系统 各大中型企业也都相继采用CAD方法进行机械的设计计算与绘图 今后CAD技术的应用在广 度和深度方面会有更大的发展 模块化设计 模块化设计是工程设计的发展方向之一 它根据模块化原则 设计一些基 本模块单元 通过不同的组合形成不同的产品 己满足用户的多种需求 模块化设计以功 能分析为基础 将机器上同功能的基本单元 复合单元 设计成不同用途 不同功能的 模块 选用不同模块进行组合可形成各种不同类型和规格的通用和专用机器 采用模块化 设计 不仅是一种设计方法的改革 同时会影响到整个机械行业的技术 生产和管理 目 前 模块化设计在我国工程机械设计时也有了初步应用 仿真设计 国内外近年来在机械设计中采用了动态仿真设计新方法 即用计算机对机构 与结构在各种工况下承受载荷进行运行状态及随时间变化过程仿真模拟 得到仿真输出参 数和结果 以此来估计和推断实际运行的各种数据 并在对机器进行动态分析计算时用 除了这种承受载荷和结构响应的动态仿真外 还有一种就是动画仿真 由于大多机械在工 作过程中 工作场地会有去多障碍物 如房屋 桥梁 树木等 如果没有实现设计好路线 可能会造成一定的损失 在这种情况下 国外一些企业做出了一些模拟现实软件 可以模 拟整个工程的运行过程 15 目前 现代设计方法己经在许多领域得到运用 动态设计 优化设计 计算机辅助设计是 现代设计方法的核心 可以说 现代设计法远远胜过传统设计法 它将广泛应用在各个科 技领域 它的发展和推广使用 将对我国科学技术的进步起着重要的促进作用 3 1 2螺旋输送机的常规设计螺旋输送机的常规设计 目前 我国有两种定型产品 即LS型和GX型螺旋输送机 LS型螺旋输送机是GX型螺旋 输送机的更新换代产品 其所有参数均等效采用ISO 1050 75及DIN 15261一1986标准 设 计制造遵循ZBJ 81005一88 螺旋输送机 新标准为JB T 7679 95 螺旋输送机 171 总之 螺旋输送机的常规设计方法还是以从标准或设计选用手册为基准 在结合以前 的设计经验来进行设计 在设计前需要掌握足够的设计依据和经验 如果不具备足够的设 计经验 即使采用先进的设计方法 其设计效果也不会很好 同时还要强调系统设计的重 要性 3 2 螺旋输送机的具体设计螺旋输送机的具体设计 螺旋输送机的具体设计包括 根据输送条件和要求选择合适类型的螺旋输送机 根据具体输送要求计算螺旋直径 选择螺旋类型和布置形式 根据设计手册选择合适参 数确定输送机的外形和尺寸 绘制螺旋输送系统的总装图和部分重要零件图 3 2 1 螺旋输送机的选型螺旋输送机的选型 设计螺旋输送机系统时 往往需要考虑下列问题 1 合理的装载方式 提出给料装置和卸料装置的要求 2 输送机线路上输送机之间的相互关系 启动顺序是受料的输送机先驱动 停车顺序 是给料的输送先停机 当各螺旋输送机的参数 如长度 驱动装置 不同时 通过这一关系 可以提出启动时间和停机时间的要求 3 不能满足上面的启动和停机顺序的要求时 需要考虑在螺旋输送机间增设缓冲仓以 提高系统的适应能力和系统的运转率 4 环保要求 对于粉尘大的情况 要考虑采用密封输送或者设置必要的除尘设备 5 零部件的标准化和通用化及易损件的供货可能性 根据设计要求 输送物料为树枝粉碎物料 粉状物体磨琢性较大 进行 1 3m 的水平 输送 我们选择水平螺旋输送机 倾斜角度为 如下图所示 0 0 16 图 4 1 水平螺旋输送机 1 入料口 2 传动轴一 3 螺旋叶片 4 无缝钢管 5 出料口 选择螺旋输送机的布置形式 水平螺旋输送机根据螺旋的旋向 螺旋轴的旋转方向 以及装料口与卸料口位置确定了 螺旋输送机布置形式 图 4 2 水平螺旋输送机布置形式 螺旋轴由螺旋叶片与轴组成 制造方法 螺旋叶片一般由钢板冲压而成 然后焊接在无缝刚过轴上 且在各叶片间加以焊接 对 于输送磨琢性较大的物料或输送距离较短的输送机 螺旋面可采用由扁钢扎制而成的节段 套装在轴上而形成 螺旋的旋向 头数与母线 螺旋轴上的螺旋叶片有右旋与左旋两种 物料的输送方向是由螺旋的旋向与螺旋轴的转 17 向所确定的 螺旋头数可以是单头 双头或三头的 多头螺旋主要用于需要完成搅拌及混 合作业的输送装置中 螺旋面的母线通常采用垂直于螺旋轴线的直线 采用这种螺旋叶片 形式的螺旋称为标准形式螺旋 以输送物料为目的的水平螺旋输送机应首先考虑采用标准 形式的