螺旋输送机总体设计说明书.doc

河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 II Abstract The screw conveyor is the necessary device of modern manufacturing and material fluid transportation In order to reduce people s 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 IV 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 致谢 51 参考文献 52 河南理工大学本科毕业设计 论文 V 河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 3 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 2 2 0 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 6 环境的污染 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 7 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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 8 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 9 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 10 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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 11 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 12 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 0 35 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 13 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 15 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 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 16 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 河南理工大学本科毕业设计 论文 17 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 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 23 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 计算输送功率并依此 选择合适的电动机和减速器等驱动装置 根据设计手册选择合适参数确定输送机的外 形和尺寸 确定螺旋输送机长度组合及各节重量 绘制螺旋输送系统的总装图和部 河南理工大学本科毕业设计 论文 18 分重要零件图 3 2 13 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 6 优先采用长距离 大运量的螺旋输送机 螺旋输送机从经济上和节省占地面积等 方面考虑一般不设置为多条运输线并行的运输方式 在特别重要的环节也有采用并行两条 输送 其中一条备用 而都是大多采用多台螺旋输送机串联的方式进行物料的输送 当 中间某螺旋输送机发生故障后 整个输送机线路都将停止运输工作 降低了设备的运转 率 因此 为减少中间环节可以用一台长距离螺旋输送机替代多个短距离螺旋输送机 根据设计要求 输送物料为水泥 粉状物体磨琢性较大 进行 20m 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 图 3 1 水平螺旋输送机 1 驱动装置 2 末端轴承 3 装载口 4 螺旋轴 5 料槽 6 中间轴承 7 卸载口 8 首段轴承 选择螺旋输送机的布置形式 河南理工大学本科毕业设计 论文 19 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等的 不同 有 6 种常见的布置形式 图 3 2 水平螺旋输送机布置形式 根据实际的输送要求选择左上角第 2 种布置形式 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 螺旋叶片旋向的辨别方法如下图所示 河南理工大学本科毕业设计 论文 20 图 3 3 水平螺旋输送机布置形式 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右旋单头螺旋 螺旋叶片的形状 螺旋叶片有实体式 带式 叶片式 齿轮式四种形状 如下图所示 应根据被输送物 料的种类 特性进行选用 实体式螺旋式最常用的形式 适用于流动性好的 干燥的 小颗粒或粉状的物料 带式螺旋适用于块状物料或具有一定粘性的物料 叶片式与齿形 式螺旋适用于易压实挤紧的物料 如水平螺旋输送机有对物料进行搅拌 松散等工艺要 求 应考虑选用叶片式或齿形式螺旋 下图为螺旋面的形状 a 实体式 b 带式 c 叶片式 d 齿形式 河南理工大学本科毕业设计 论文 21 图 3 4 螺旋面形状 总之 我们选择水平螺旋输送机 实体式螺旋面的右旋单头螺旋 具体选择 LS螺旋输送机 其适用于水平或倾斜的 倾斜角不大于 20 需要连续地输送粉状和 小块状如煤粉 水泥 砂 谷类及煤块等不易粘结的散状物料的场合 其工作环境在 20 50 范围内 输送物料的温度应低于 200 输送长度不超过 70m 表 3 1 螺旋输送量 螺距和转速 3 2 23 2 2 螺旋输送机的设计计算螺旋输送机的设计计算 河南理工大学本科毕业设计 论文 22 螺旋输送机设计参数的确定 螺旋输送机的这些基本参数都是影响输送能力的因素 由于物料在螺旋输送机中的 运动状况 允许的物料输送量及速度是由物料特性所决定的 所以轻的 松散的和非磨 琢性的物料与重的磨琢性物料相比 可以在u形槽内装得满一些 转轴的转速也可高些 最大推荐轴转速为上极限转速 对于大多数螺旋输送机来说 所选定的螺旋轴的工作转 速约为最大推荐轴转速的一半 下面来具体的分析这些参数的确定 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 旋向前移动 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 而是在一直复合运动中沿螺旋轴运动 是一个空间运 动 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 离螺旋轴线的距离 处的物料颗粒A上的力为乓 由于磨擦的