LS400固定式螺旋输送机设计含10张CAD图
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LS400
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LS400固定式螺旋输送机设计含10张CAD图,LS400,固定,螺旋,输送,设计,10,CAD
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I摘要摘要本篇论文设计的是 LS 型螺旋输送机，按照要求被输送物料.主要分析了粉状物料输送的相关参数。通过查阅大量文献，研究了现有机械设计的优缺点，找到了设计的突破口，最终选择了单端驱动的方式。设计的 LS 型螺旋输送机同老式输送机相比，适应性强、操作简单、维修方便，实现了技术上的进化升级，满足了当今市场和生活的需求。关键词关键词：螺旋输送机、运送、单端驱动IIABSTRACTLS type screw conveyor is designed for conveying materials in according to requirements in the paper. Through consulting a large number of documents, the advantages and dis-advantages of existing similar mechanical designs are studied, and a design breakthrough is founded. The single end drive mode is selected finally. Compared with the old-fashioned conveyor, the LS type screw conveyor designed in this paper has strong adaptability, simple operation and convenient maintenance. It has realized the technological evolution and upgrading, and can meet the needs of the market and life.Key words: screw conveyor,conveying , single end driveIII目录目录摘要.IABSTRACT.II第一章 引言.11.1 LS 型螺旋输送机的特点.1第二章 设计螺旋输送机的主要构件.22.1 一般的螺旋输送机的结构.22.2 LS 型输送机的主要构件.32.2.1 螺旋体.32.2.2 介绍输送机的轴承.82.2.3 机槽.112.2.4 驱动装置.15第三章 水平螺旋输送机的工作过程分析.16第四章 LS 输送机总体的计算设计.204.1 初始条件.204.1.1 选择输送的物料研究.204.1.2 物料输送机的类型选择要求.204.2 螺旋输送机各部件的设计要求.204.2.1 螺旋输送机螺旋轴的直径计算.204.2.2 计算转动的轴螺旋速度.214.2.3 LS 输送机的功率的计算.214.2.4 选择一台合适的电机类型.23第五章 总体尺寸设计.245.1 LS 螺旋输送机的外形及尺寸.245.2 设计螺旋输送机的附件.255.2.1 螺旋输送机的进料口.255.2.2 螺旋输送机的出料口.25结论.26参考文献.271第一章第一章 引言引言螺旋输送机被称为绞龙，它是旋输送机是一种连续输送设备，它可以使用在各种领域。螺旋输送机相对于其他类型有较好的密封性，所以它相对来说耐磨性更强，阻力也较小，这就使它有较长的寿命。再加上它的清扫装置安装在了出料端，使得螺旋输送机工作产生的噪音很小，有很强的适应性，不仅操作简单，而且维修起来也特别方便。1.11.1 LSLS 型螺旋输送机型螺旋输送机的特点的特点 LS 型螺旋输送机的设计符合国际设计标准,它设计时的技术先进结构新颖，是GX型螺旋输送机的换代之后的产品。LS 型螺旋输送机与 GX型相比，密封件用了尼龙塑料，有较好的密封性，所以它相对来说耐磨性更强，阻力也较小，这就使它有较长的寿命。再加上它的清扫装置安装在了出料端，使得螺旋输送机工作产生的噪音很小，有很强的适应性，不仅操作简单，而且维修起来也特别方便。LS 型螺旋输送机的应用范围：LS 型螺旋输送机可以运用于特别多的领域，但运输的物料应该都是不易结块的，易结块的话，会粘结在螺旋叶片上，而且会随着叶片的旋转却不会向前移动，又或者会变成物料堆积，积塞在吊轴处使螺旋机没办法工作。2第二章第二章 设计螺旋输送机的主要构件设计螺旋输送机的主要构件2.12.1 一般的螺旋输送机的结构一般的螺旋输送机的结构如图 1-1 所示，螺旋输送机两端轴承和中间悬挂轴承支承着中间的螺旋体，顶端由驱动装置驱动螺旋体旋转工作。如图所示，螺旋输送机由料槽、螺旋叶片和转动轴组成的螺旋体、两端轴承、中间悬挂轴承及驱动装置所组成。螺旋输送机工作原理：物料在被放置在进料口后，随着螺旋叶片的旋转被缓缓推动向前（移动方向是料槽轴向），直的物料从出料口被排出来。32.22.2 LSLS 型输送机的主要构件型输送机的主要构件2.2.1 螺旋体螺旋体螺旋轴与螺旋叶片组成了一个螺旋体，螺旋叶片焊接在了轴上。 满面式、齿式、带式、桨式是螺旋叶片的常用的四种形式，根据不同的输送工艺需求，也会有不同形式的叶片。如图 2-1 所示图中 a 所表示的叶片为满面式的螺旋叶片，适合输送干燥的散落的颗粒和零散的物料，运用领域也最广，使用的最多最常见。图中 b 所表示的叶片是带式的螺旋叶片，适合输送比较粘的物料和块比较小的4物料，由于它具有一定的搅拌功能，所以运用范围有限，而且生产效率也比较低，除了特殊的领域，基本不用。通过以上的对比分析，满面式的运用最广，所以我们刚开始先选满面式的螺旋叶片。通过已知数据可以知道：D=500mm，由此可以计算出螺旋轴的直径 d： （2-1）(0.20.35)dD根据数据中的系数为 0.2，代入公式可以得到得螺旋轴的直径 d=100mm两片螺旋叶片之间的螺距 s 是在不同情况下根据不同的工作环境来选取的数值。我们在这用螺旋的标准螺旋直径， （2-2）(0.81.2)sD而且，叶片的螺距 s 可以知道通式 s=k*D。在这里取 k=0.6，计算之后得s=300mm还要计算一个数据：螺旋升角。螺旋升角是螺旋叶片上的在随意一个点上做法线，该法线与螺旋轴线的夹角，学术上称为该点的螺旋升角，用 表示。 （2-3）式中：s 是螺距，单位是（m）。D1 表示的是，此点所对应的螺旋线的直径，单位是（m）。5螺旋叶片的旋转方式可以分为右旋和左旋，它是根据叶片的盘绕方式不同而区分的。如 2-3 图所示。物料在输送中，输送的方向均可以运用左手或者右手定则来判断。如图中的螺旋方向所示。物料也可以在两个方向同时进行物料的输送，只需将两种旋向的螺旋叶片盘绕在同一轴上即可。6螺旋叶片在工业上一般会用 2 到 12 毫米的 35 或者 45 号钢来制作出来，考虑到螺旋叶片的磨损，特别是在工作中，螺旋叶片的边缘部分磨损较为严重，所以要对叶片加工硬化，可以通过热处理的方法来实现这个过程。螺旋体：螺旋叶片焊接连接后，应该把连接后的叶片焊接在螺旋轴上，固定好后就组成了。螺旋体有很多制作方法，如：缠绕成形法、拉制成形法、冷轧成形法。制作工艺的不同，决定了适用领域的不同。为了满足我们的实际的需求，叶片应当用 8 毫米厚度的四十五号钢来制作完成，旋转方式用左旋式即可。 我们一般采用钢管来制作螺旋运输机的轴，不仅因为钢管的连接方便，也是因为用钢管制作会很节省。制造过程中，可以将螺旋体制成两米到四米的节管，然后在我们使用时将其连接起来，运用方便。2-4 图所表示的就是节管的连接方法。节管与节管之间用实心的轴来连接起来，最后再用合适的螺钉固定加紧。这种方法可以快速连螺旋轴，组成螺旋输送体。7螺旋轴的直径与螺旋直径有关，也与螺旋轴传递的扭矩有关，我们用下面的关系式表示。 （2-4） 式中，D 代表螺旋直径，单位是（mm）。螺旋直径 D 最大上限和最小下限都应对比选取，选取完后应该无疑校核。 所以通过一上的分析计算，我们再制作轴时，用的是四十五号钢，用的是钢管即空心轴制成，在节省和方便连接的同时，我们需要把空心轴制成一段 2 米和两段4 米的节管，然后将他们连接起来。连接方法之前已经说过。而又由于，我们已知的下列关系式： （2-5）D 表示螺旋直径，单位是（mm）。由此可得：8当螺旋直径 D 选取数据较大时，我们应该应取它的最小值，即我们应该选取0.2，代入公式得螺旋轴的直径。 则可以计算出)(1042. 9)5 . 01 (16/ )08. 014. 3()1 (16/ )(354343mdwt （2-6）又由上可知，P=4.667KW，则轴的扭矩：)(991)45/67. 4(9550)/(9550MNnpT （2-7）所以最终计算得到轴的最大切应力为 aatMaxMPMPwT4525)(52.10)1042. 9/(991/5 （2-8）所以螺旋轴的强度校核成功通过需求。2.2.2 介绍输送机的轴承介绍输送机的轴承输送机的轴承在螺旋输送机上可以有头部轴承，这是根据它们安装的位置和拥有的不同作用划分的，一般就可分为这三种（还有尾部轴承、中间悬挂轴承)。头部轴承就是我们所说的首端轴承，它装在输送机的驱动端，即是螺旋输送机的卸料端。首端轴承工作时，同时承受了轴向和径向的载荷力，所以在这个部位会采用止推的轴承，因为这样会增加使用寿命，仅仅使轴承承受拉力，而不会担心弯曲（轴向压力会使其弯曲）。我们采用凸缘安装式，这样的安装方法，可以可以将轴承装在机体的外侧，所以末端轴承相比于首端轴承更方便检测维修。在使用过程中，螺旋轴可能会因为工作的压力而手里弯曲，所以对于拥有三米9及以上长度的输送机，我们应该设置悬挂轴承，它的作用就是加固螺旋轴而不至于弯曲，为了保证工作效率，不致使物料在悬挂轴承处积塞。悬挂轴承再没有特殊的一般情况下，都是可以滑动运动的滑动轴承，制作工艺精良，制作用料精挑细选。如果情况特殊，如密封环境，我们也可以应用滚动轴承，来实现密封的目的。但是无论在什么工作环境，都要在轴承工作时，提供足够的润滑油，这样不仅能提高工作效率，也会延长轴承的使用寿命，我们可以给轴承装配润滑油杯，来达到这个目的。如图 2-6 所表示的就是常用的一般悬挂轴承的结构10图 2-6中间的悬挂轴承应该是密封状态的工作环境，所以在设计时，加厚一些，因为这些地方的螺旋面承受的推力会很大，接近中间悬挂轴承处容易磨损，丧失工作机能。 在大部分情况下，我们都要对悬挂轴承或者其他两种不同轴承进行密封，以避免进入粉尘或者水珠，粉尘和水分的进入会影响运输机的使用，甚至会降低螺旋运输机的使用寿命。不易加油的地方，输送物料的温度应该不超过 80。只有这样才能达到较好的密封效果，延长使用寿命。112.2.3 机槽机槽如上图所示，螺旋输送机的机槽可以分为两种，可以在上图看出有 U 字型和圆筒型。其中最常用的是 2-7 图中的 a.角钢法兰的 U 形的螺旋槽体，其他类型的槽体会根据不同情况运用环境也会不尽相同。因为我们所设置的为一般的水平螺旋输送机，所以我们选用 a.角钢法兰的 U 形的螺旋槽体。机槽制造完成后，要进行封闭，我们可以在用一块比较薄的钢板制成盖板，安装在机槽上部。盖板要固定住，但也可以打开检查机槽。然后加一个防尘垫在盖板下方。就如同 2-8 图片所表示的，还要设置进料口和卸料口，它们通常做成方形即可。进料口一般开在盖板上，卸料口一般开在机槽底部。这样的设计方便安装机槽或者机槽内部装置。机槽在输送过程中，是损伤较大的，所以机槽材质可以选择 1厘米的薄钢板来制成，机槽的 u 字形，正好能增加机槽的刚性。又因为机槽设计时是按照两个四米和一个两米的接管设计的，这样设计方便安装，但是却容易弯曲下垂。我们要在机槽的输送端开始，每隔四米设置上一个支架来支撑拖住机槽体。12图 2-8关于机槽安装时应注意的几个问题：1. 进料口和卸料口在安装时，应当注意是在整个机器安装完成后，在工艺加工现场，根据自己的工艺需求开口焊接安装的。2. 进料口和出料口的位置不能安装在两边的轴承部分，更不能安装在中间的悬挂轴承部分。3. 螺旋输送机在安装机槽时，一定要看清尺寸，按照标准进行安装，找准对中和对直，是要不然的话，中间轴承可能会因为受力不均发生断裂，影响使用寿命。4. 在机槽支脚处和接头的地方也不能安装。下图 2-9 是常用的螺旋输送机的进料布置。13在输送机进料时，我们可以采用装料设备，这样可以有效的调节螺旋输送机在不同时期的进料量。而如果在进料时，物料的块比较大又或者颗粒等物料在输送过程中产生巨大的惯性冲力，难免会磨损机体设备，有时候出现故障也在所难免，为此我们可以在机槽中安装折流挡板和缓冲腔，如上图的序号 8 所示，这样可以有效减少摩擦或者惯性冲击带来的故障。同时在运输这些大块的物料时，运输较难，输送量大的话，小的进料口会使输送效率低下，所以我们要采用大的进料口，增加效率。14下图图 2-10 所表示的是常用的螺旋输送机的卸料布置由图可知的卸料方式有很多种，我们在输送时，采用标准卸料即可。但是我们在选用这个时，物料在运输过程中可能会溢满堆积，所以我们要将一节与主螺旋旋转方向相反的螺旋安装在猜题端部和卸料口之间，这样在物料堆积之时，我们可以通过操作这节螺旋解决。152.2.4 驱动装置驱动装置电动机、减速器、联轴器这是螺旋输送机的驱动部件，它们组装在一起组成了螺旋输送机的驱动装置。如下图图 02-11 所表示的是水平螺旋输送机最常用的几种传动的布置形式，有：电动机及轴装减速器组合驱动方式、电动机及减速器组合驱动方式、齿轮减速电动机通过联轴器直接驱动方式和链传动驱动方式。 根据我们的设计情况，我们设计的螺旋运输机所运输的物料为大块的物料而且运输量较大，所以我们可以选用第三种齿轮减速电动机通过联轴器直接驱动方式来运输，这样可以有效避免进料过程不稳定或者运输超载所带来的损失。16第三章第三章 水平螺旋输送机的工作过程分析水平螺旋输送机的工作过程分析当物料进入机槽随螺旋体的转动而向前传动时，物料的受力情况是：受到螺旋叶片的法向推力、重力和机槽对物料的摩擦力。物料在这个受力过程中，向前运输。其运动轨迹在这些力的推动下并不是单一向前的直线运动，而是围绕螺旋轴做向前的空间运动。通过对物料的受力分析，我们可以设螺旋升角为 ，当 在展开时，我们用一条斜的直线来表示螺旋线。我们用 P合表示旋转螺旋面作用于半径为 r 处的物料颗粒 Aa 上的力，r 表示距螺旋轴线之距离。因为物料受摩擦力，合力 P合 的方向会与螺旋线的法向方向出现偏离，我们把这个偏离的角记作 角。又因为 P合可分解为法向分力 P法和切向分力 P切，我们把这些力用图表示出来，如下图 3-1 所示。图中 角的大小是由螺旋表面粗糙程度和物料对螺旋面的摩擦角 决定的。而在一般情况下，螺旋表面的粗糙程度对 角的影响不大，这时我们可以记 。在 P合作用下，物料颗粒 A 在料槽做复合运动，合成速度记作 v合，v合可以分解为圆周速度 v侧和轴向速度 v轴，如图 3-2 所示。我们设螺旋的转速为 n，而物料颗粒 A 处于螺旋面上，其运动速度，我们可以17由图中三角形 ABC 计算得出 （3-1）cossinvAB合由已知条件可知 （3-2）260rnAB=所以 （3-3）圆周速度为 （3-4）2sinsinsin60cosrnvv圆合（）（）=再由已知条件，将摩擦系数 =tan 代入以上公式，可以计算出圆周速度 （3-5）2sin(sincos)60rnv圆由于（3-6）所以，将上述各个公式代入并计算 （3-7）260 2()12snsrvsr圆可以求出物料颗粒的圆周速度的计算公式，如上式。式中：s 表示螺旋的螺距，单位是(m) n 表示螺旋的转速，单位是(r/min)18 r 表示所研究的物料颗粒离轴线的半径，单位是(m)面表示物料与螺旋面的摩擦系数，表示为 面=tan将公式对 r 进行一次求导求出一次导数，并令公式的值，由此我们可以得到 v 圆半径的最大值： （3-8）2(max)12vrs面面面同理可得，如图 3-2 的所示，根据分析后的速度分解关系，能够求出物料颗粒的轴向输送速度 v轴的计算公式，即： （3-9）21260()12ssnrvsr面轴所以通过对比不难看出，物料靠近螺旋外侧，其圆周速度要小于轴向输送速度。19通过分析，我们采用下图 3-4 所示的弯曲母线螺旋面。如下图 3-5 所示，我们所设计的水平螺旋输送机在进行输送。分析可知，物料在此时处于平衡状态，所以在物料面的转角 d 时，物料就会顺着倒塌角的大小不同作出不同程度的下滑，我们把这种下滑称为物料的倒塌现象。物料在倒塌过程中，会不断地翻滚坠落，如果翻滚的物料越过了旋转轴并且行程富家料留。20 21第四章第四章 LS 输送机总体的计算输送机总体的计算设计设计4.14.1 初始初始条件条件4.1.1 选择输送的物料选择输送的物料研究研究（1）研究对象的种类：沙土（2）对于沙土这种物料是在我们的日常生活中随处可见，该物料为干物料，半琢磨性，有一定的较小的磨琢性，但不具有腐蚀性，选择成本较低，且无公害无污染。（3）输送过程中，要考虑到输送时的噪音污染，在远离居民的地方进行物料的输送，避免扰民。4.1.2 物料输送机的类型选择要求物料输送机的类型选择要求（1）螺旋输送机要有较强的输送运载能力，最低不能小于每小时输送 45 吨；（2）螺旋输送机的输送的长度不得低于 20 米，输送类型选择水平输送即可。4.24.2 螺旋输送机各部件的设计螺旋输送机各部件的设计要求要求根据我们的设计要求，我们选择 LS 型螺旋输送机的机型；同时选用实体螺旋面型叶片，即可满足纯运输的功能要求。4.2.1 螺旋输送机螺旋轴的直径计算螺旋输送机螺旋轴的直径计算 （4-1）在上式中，C 表示的是螺旋输送机输送过程的倾角系数，如表示不同倾斜度下数值不同 Q 表示的式是物料的输送能力，不得低于每小时 45 吨K 表示的是物料固有的特性系数，可以通过查表，来获取常用的物料系数 表示的是物料的填充系数，不同条件的物料填充系数。5-2 查表也获可。22 表 5-2 填充系数物料填充系数磨损程度较小、流动速度较快将物料磨损至小块的物料颗粒状磨损程度较大、腐蚀性较大，流动慢0.550.450.254.2.2 计算转动计算转动的轴螺旋速度的轴螺旋速度n 这个字符来代表 LS 输送机的螺旋转速的话，再输送机能够正常的工作的条件下，螺旋轴的螺旋转速 n，在理论上应该不能太高，因为如果螺旋输送机工作产生转速太高的话，物料就会在输送中承受到过高的切向力，切向力的过高导致物料会紧贴输送轴的螺旋叶片，以至于不能流畅继续向前传送。因此，我们用 nj表示螺旋轴的最高转速，即极限转速，n 大小应该不超过 nj，可列公式 （4-2）公式中 的 A 表示物料的综合系数，它是物料的固有属性4.2.3 LS 输送机的功率输送机的功率的计算的计算P0:轴功率(螺旋输送机正常工作)： P0=367/)(0HLQ+(DL/20) （千瓦） （4-3） 上式中 L 表示的是螺旋输送机长度，单位是米Q 表示的是物料的输送量，单位是吨每小时 0表示的是物料的阻力系数，可通过查表 5-4 获得 H 表示的是输送机倾斜布置时的垂直高度，单位是米 D 表示的是螺旋输送机的轴直径，单位是米23表 5-4 下表为常见物料的阻力系数常见的物料常见物料的阻力系数 的一般取值块煤粒、食用盐、纯碱粉、2.7砂粒、沙土、焦炭渣3.4硫粉、沙土、石灰粉、4.2 按照公式：P=P0/ (kw)可以计算出电动机的功率 P， 式中 表示的是驱动装置总效率，其效率值一般是在 0.90.95 之间，根据我们的设计需求在这取=0.92 即可满足我们的设计需求244.2.4 选择一台合适的电机类型选择一台合适的电机类型万事俱备，只差电机。设计到现在我们可以选择两种型号的电机，可根据自己的实际情况，选择合适的电机型号，但是还是推荐第一套方案，因为 Y132M-4 型电机相较于另一台可选择的电机，拥有更轻的质量，且传动比更大，工作效率高。电动机的转动选择电动机型号电机额定功率(千瓦)同步满载电动机的质量传动比数值1Y113M-18.0185015408542.272Y160L-88.085075015324.65 25第五章第五章 总体尺寸设计总体尺寸设计在分析计算完 LS 型螺旋运输机的工作过程和物料运输条件后，我们下一步进行的就是对 LS 型螺旋运输机总体的设计，包括外形的设计以及其他附件外形和尺寸的设计，为了方便直观表达，这里我们运用表格的形式来标注相应的设计尺寸。5.15.1 LSLS 螺旋输送机的外形及尺寸螺旋输送机的外形及尺寸LS 型螺旋运输机的总体外观设计见下图 5-1：图 5-1265.25.2 设计螺旋输送机的附件设计螺旋输送机的附件5.2.1 螺旋输送机的进料口螺旋输送机的进料口进料口附件的外观设计见下图 5-2：图 5-25.2.2 螺旋输送机的出料口螺旋输送机的出料口出料口附件的外观设计见下图 5-3：图 5-327结论结论 通过为期三个月的毕业设计，我感觉受益匪浅。首先螺旋运输机是我之前完全没有接触过的内容，设计起来可以说从零开始，查阅了大量的资料文献，再加上 XXX 老师的悉心指导，对毕业设计图纸的严格把关做到步步精密、设计严谨。再通过自己的理解和现代技术的
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