螺旋輸送機的設計

《螺旋輸送機的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《螺旋輸送機的設計（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 螺旋輸送機的設計 摘要：此螺旋輸送機的設計主要用于飼料的傳送，根據(jù)給定的輸送量以及物料特性分別進行葉片用料實形、螺旋直徑、螺旋轉速等主要參數(shù)的設計計算。傳動部分采用電動機帶動皮帶，皮帶帶動一級減速器、減速器連接機體的傳動方式。根據(jù)計算得出的主要參數(shù)選擇合適的電動機，從而確定帶輪以及減速器的傳動比，將主要后續(xù)工作引向一級減速器的設計，其中包括主要傳動軸的校核、齒輪的選擇等計算工作。最后根據(jù)計算所得結果整理出安裝尺寸以及裝配圖的繪制。 關鍵詞：螺旋輸送機 減速器 飼料運輸 1 引言： 螺旋輸送機是一種常用的連續(xù)輸送機械。它是利用工作構件即

2、螺旋體的旋轉運動使物料向前運送，是現(xiàn)代化生產和物流運輸不可缺少的重要機械設備之一，在國民經濟的各個部門中得到了相當廣泛的應用，已經遍及冶金、采礦、動力、建材、輕工、碼頭等一些重工業(yè)及交通運輸?shù)炔块T。主要是用來運送大宗散貨物料，如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。本文以草料和飼料為主要輸送原料進行螺旋輸送機的相關結構和參數(shù)設計。 2 螺旋輸送機工作原理 草料和飼料運輸工業(yè)中螺旋輸送機主要用于原料的輸送，一般采用實體螺旋葉片，中間吊掛軸承等螺距的全葉式螺旋即S制法螺旋輸送機。其結構圖如下圖1所示 它由一根裝有螺旋葉片的轉軸和料槽組成。轉軸通過軸承安裝在料槽兩端軸承座上，轉軸一端的軸

3、頭與驅動裝置相聯(lián)。料槽頂面和槽底開有進、出料口。其工作原理是：物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用，該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。 3 主要參數(shù)設計 3.1 輸送量 輸送量是衡量螺旋輸送機能力的一個重要指標，現(xiàn)傳送物料選擇為飼料，平均產量為10T/時，采用螺旋輸送機作水平輸送，輸送距離為5米。在輸送物料時，螺旋軸徑所占據(jù)的截面雖然對輸送能力有一定的影響，但對于整機而言所占比例不大，因此，螺旋輸送機的物料輸

4、送量可粗略按下式計算：式中：Q=螺旋輸送機輸送量，t／h 。 F為料槽內物料層橫截面積 入為物料的單位容積質量，t／m ，它同原料的種類、濕度、切料的長度以及凈化方式、效果等多種因素有關，其值查閱相關的手冊 為傾斜輸送系數(shù) 在實際工作中，通常不考慮物料軸向阻滯的影響，因此物料在料槽內的軸向移動速度所以由式(4)可以看出，，螺旋輸送機的物料輸送量與D、S、n、，有關，當物料輸送量Q確定后，可以調整螺旋外徑D、螺距S、螺旋轉速n和填充系數(shù)等四個參數(shù)來 滿足Q的要求。 3.2 螺旋直徑的確定 螺旋葉片直徑是螺旋輸送機的重要參數(shù)，直接關系到輸送機的生產量和結構尺寸。一般根據(jù)螺旋輸送

5、機生產能力、輸送物料類型、結構和布置形式確定螺旋葉片直徑。由經驗公式 米 此種螺旋輸送機以飼料為輸送原料，由已知條件知 噸/時【1.2倍系考慮生產數(shù)倍量】 =0.25【查表得物料填充系數(shù)】 =1.1噸/【查表得物料堆積重度】 =0.0565 GX型螺旋輸送機的螺旋直徑系列如下100,150,200,250,300,400,500,600 因此圓整取 D=100mm 螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)F物料運行的滑移面，，所以螺距的大小直接影響著 物料輸送過程。輸送量Q和直 D一定時，螺距改變，物料運動的滑移面隨著改變，這將導致物料運動速度分布的變化 對于標準的

6、輸送機，通常螺距為K =0．8～1．0；當傾斜布置或輸送物料流動性較差時K ≤0．8；當水平布置時，K1=0．8～1．0。 因選用全葉式螺旋，其螺距和螺旋直徑的關系為 S=0.8D=80mm 3.3 螺旋轉速的確定 螺旋軸的轉速對輸送量有較大的影響。一般說來，螺旋軸轉速加快，輸送機的生產能力提高，轉速過小則輸送機的輸送量下降但轉速也不宜過高，因為當轉速超過一定的極限值時， 物料會因為離心力過大而向外 拋，以致無法輸送。所以還需要對轉速n進行一定的限定，不能超過某一極限值。為了保證物料能比較平穩(wěn)地輸送，不至被螺旋拋起來，根據(jù)實驗螺旋的極限轉速為 。。。。。。。。。。。。。。。。。

7、。。。。。。1 式中D為螺旋直徑，為物料特性系數(shù) 查表可得生料的物料特性系數(shù)為35 。 由以上計算可得D=0.1m 代入1式求的螺旋轉速 N=110轉/分 按螺旋輸送機轉速系列20,30,35,45,60,75,90,120,150,190 因此圓整取標準系列值 N=120轉/分 在此校核填充系數(shù) = 在推薦范圍了 填充系數(shù)滿足要求 3.4 螺旋軸軸徑的確定 螺旋軸徑的大小與螺距有關，因為兩者共同決定了螺旋葉片的升角，也就決定了物料的滑移方向及速度分布，所以應從考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量的適當分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的關系。根據(jù)物料的運動分析

8、, 可知要保證物料在料槽中的軸向移動，螺旋軸徑處的軸向速度要大于0，即螺旋內升角，又因為tanp=f，tan=S／所以螺距與軸徑之間的關系必須滿足的條件之一是：d 實踐證明，對大多數(shù)螺旋輸送機來說，一般其螺旋體的結構均能滿足第一個條件的要求，但對螺旋體直徑較小(例如D=100mm)的螺旋輸送機來說，其 不一定能滿足第一個條件的要求，因而在確定較小直徑螺旋體的S和d時，必須進行這項驗算工作。軸徑與螺距的關系還應滿足的第二個條件是：螺旋軸徑處的軸向速度 要大于圓周速度 ，即 。由此計算得出的軸徑相當大，這勢必降低有效輸送截面。為了保證足夠的有效輸送截面，從而保證輸送能力，就得加大結構，使得

9、輸送機結構粗大笨重，成本增 加。所以，螺旋軸徑與螺距的關系應是輸送功能與結構的綜合，在能夠滿足輸送要求的前提下，直盡可能使結 構緊湊 由于螺旋輸送機的填充系數(shù)較低，只要保證靠近葉片外側的物料具有較大的軸向速度，且軸向速度大 于圓周速度即可。 一般軸徑計算公式為 d=【0。2～0．35】D 在此 取d=0.3D 即 d=0.3100=30mm 3.5 單片螺旋葉片用料實形的下料確定 全葉式螺旋結構簡單，輸送效率亦高，適于輸送松散的物料。而葉片是極易磨損的原件，需要經常的制備和更換。葉片通常先煨制成長度為一個螺距的單節(jié)葉片，再在轉軸上焊接成為連續(xù)的螺旋。單節(jié)螺旋葉

10、片的計算方法如上圖所示，根據(jù)已知的 C,D,S,d值 ，計算a R的值。計算公式如下 r=...................................1 R=.........................................2 .........................3 式中..............................4 .............................5 由上面計算可知螺旋軸直徑d=30mm 螺旋直徑D=100mm C=35mm =0.035M r=0.35m R=0.3

11、85M a= 3.6 傾斜角度 螺旋輸送機的傾斜角度對于螺旋輸送機輸送過程的生產率和功率消耗都有影響，一般它是以一個影響系數(shù)的形式來體現(xiàn)的，螺旋輸送機輸送能力將隨著傾斜角度的增加而迅速降低，同時，螺旋輸送機布置時傾斜角度也將影響物料的輸送效果。另外傾斜角度的大小還會影響填充系數(shù)，傾斜角度對填充系數(shù)的影響如表1。傾斜角度越大，允許的填充系數(shù)越小，螺旋輸送機的輸送能力越低。因此，在滿足使用條件的前提下，在此選用水平布置，提高輸送效率，即傾斜角度為零。 3.7電機功率的計算 螺旋輸送機的功率，用以克服以下阻力。1)使被運物料提升高度H(水平或傾斜)所需的能量(2)被運物料對料槽壁

12、和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗(3)物料內部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗；(4)物料沿料槽運動造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗；(5)中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。 克服以上阻力所需軸功率 =千瓦 所需電動機功率=千瓦 其中為物料阻力系數(shù) 為輸送機水平投影長度 為垂直投影高度 一般取=0.94 為功率備用系數(shù) =1。2--1.4 為軸功率 為電動機功率 由上式代入數(shù)值計算得： ===0.3千瓦 ==0.32千瓦 4 傳動端軸的驗算 螺旋輸送機的端軸直徑d 是由螺旋直徑D的系列所確定。但端軸傳遞的功率則隨螺旋輸送機的水平投影長度L和垂直投影高度

13、H值的增加而增大。為了保證端軸能可靠的傳遞功率，確定功率后，對端軸進行強度驗算。一定系列螺旋輸送機的端軸所能承受的扭矩M和懸臂力P是固定的。端軸的需用扭矩通常以許用千瓦轉速比【】表示。 現(xiàn)擬采用聯(lián)軸節(jié)和減速器作為傳動裝置。端軸受扭矩作用 進行千瓦轉速驗算 千瓦/轉/分 查表得D=100毫米時 所以端軸強度滿足強度要求 4.1 端部軸承的選擇計算 在螺旋的倆端，裝端部軸承。在此，輸入端采用單列圓錐滾子軸承。 螺旋軸直徑d=30mm 如圖所示 從右至左各段長度分別為各段寬度為 則==30mm =+(5~10)mm 取=35mm =40mm =

14、50mm =40mm ==35mm ==30mm =5m =35mm =18mm =60mm =18mm =15mm =70mm 由此查機械設計課程設計手冊 選用 圓錐滾子軸承 30208 GB/T 297--1994 其相關安裝尺寸可參照課程設計手冊第75頁 另一端平軸承裝置的結構，在此采用調心球軸承 其尺寸如下圖所示 參照機械設計課程設計手冊 選擇滾動軸承 1208 GB/T 281--1994 5 動力裝置的選擇和分配 5.1電動機的選擇 由以上計算可知電機功率輸出功率為0.32千瓦 因此選擇Y90S-6 額定功率為0.75 轉

15、速為910轉/分 其主要安裝尺寸如下圖 中心高 H 外形尺寸 底角安裝 尺寸 地腳螺栓 孔直徑 K 軸伸尺寸 裝鍵部位 尺寸 160 10 24x50 5.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 由選定的電動機滿載轉速和工作機轉速可得傳動裝置總傳動比為 ，擬采用帶傳動和一級圓柱齒輪減速齒輪為傳動裝置。故可取帶的傳動比為2。 一級圓柱齒輪減速器傳動比i=3～7,由于所取電動機型號為Y90S-6,其同步轉速為910,故分配到一級圓柱 齒輪減速器傳動比為i＝(910/120)/2=3.8 5.3 計算傳動裝置和動力參數(shù) 設計計算傳

16、動件時，需要知道各軸的轉速、轉矩或功率，因此應將工作機上的轉速、轉矩或功率推算到各軸上。由于從電動機到工作機有兩，依次為I、Ⅱ軸，則可按電動機軸至工作機運動傳遞路線推算，得到各軸的運動和動力參數(shù)。 5.3.1．各軸轉速 ——分別為I、Ⅱ 軸的轉速，r/min；Ⅰ軸為高速軸，Ⅱ軸為低速軸；2．各軸輸入功率 5.3.2．各軸輸出功率 5.3.3．各軸輸入轉矩 電動機軸輸出轉矩 Ⅰ軸輸入轉矩 Ⅱ軸輸入轉矩 5.3.4．各軸輸出轉矩 Ⅰ軸輸出轉矩 Ⅱ軸輸出轉矩　　 6齒輪的設計計算 6,1．齒輪的材料 因傳動尺寸不宜太大 ，批量較小，由于傳動比

17、比較大，故小齒輪用20cr經滲碳淬火低溫回火處理，硬度為56~62HRC，平均取為60HRC，大齒輪的材料選與小齒輪相同的材料，硬度取為60HRC。 6.2．齒根彎曲疲勞強度計算 計算項目 計算內容 計算結果 6.2.1 .初步計算 轉矩 =247.94N=247940 N齒寬系數(shù)Ψd 由表12.13，取Ψd=1.0 Ψd=1.0 彎曲疲勞極限 由圖12.23c 彎曲應力[] 由式12.21

18、 [] ≈0.7 =700 Mpa []=700 MpaAm值 由表12.17，取 Am=1.35 Am=1.35 齒形系數(shù) YFa 由圖12.21 YFa1=2.8 YFa2=2.21 應力修正系數(shù) YSa 由圖12.22 YSa1=1.56 YSa2=1.82 初步小齒輪齒數(shù) 由初選 初步計算的模數(shù)m 由式12.20

19、由表12.3選用m=3 m=3 小齒輪直徑d1 mm mm 初步齒寬b mm b=60mm 大齒輪直徑及齒數(shù) =78 =234mm 6.2.2 校核計算 圓周速度 =1.22m/s 精度等級 由表12.6 選6級精度 使用系數(shù)KA

20、由表12.9 KA=1.5 動載系數(shù)KV 由圖12.9 KV=1.15 齒間載荷分配系數(shù) 由表12.10，先求 =1.0 齒向載荷分布系數(shù)KHβ 由表12.11 KHβ= 1.175 齒向載荷分布系數(shù) 由圖12.14 =1.12

21、 載荷系數(shù)K K= KA KV = K=1.932 重合度系數(shù) =0.69 彎曲最小安全系數(shù) 由表12.14 =1.25 總工作時間 . =24000h 應力循環(huán)次數(shù)NL

22、 彎曲壽命系數(shù) 由圖12.24 尺寸系數(shù) 由圖 12.25 =1.0 許用彎曲應力[]

23、 驗算 計算結果表明，彎曲疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整。否則，尺寸調整后還應在進行驗算。 6.2.3 確定傳動主要尺寸 實際分度圓直徑d 因模數(shù)取標準值時，齒數(shù)已重新確定，但并未圓整，故 分度圓直徑不會改變，即 mm mm =234mm 中心距

24、 =147mm 齒寬b mm 6.3 齒面接觸疲勞強度計算 計算項目 計算內容 計算結果 齒間載荷分配系數(shù) 由表12.10，先求 =1.0 載荷系數(shù)K K= KA KV = K=2.03 接觸疲勞極限 彈性系數(shù)ZE

25、 ZE=189.8 節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH ZH=2.5 接觸最小安全系數(shù)SHmin SHmin=1.05 應力循環(huán)次數(shù)NL 接觸壽命系數(shù) 由圖12.18 1=1.0 2=1.15 許用接觸應力， =1428.6MPa ，=1642.8MP 驗算 = = 計算結果表明，接觸疲勞強度也合適。傳動無嚴重過載，故不作靜強度校核 7 軸的設

26、計計算 7.1.軸Ⅰ的設計計算 7.1.1 估算軸徑 查參考資料二表16.2取C=102，=10.56KW， -軸的輸入功率，=388r/min, -Ⅰ軸的轉速。 取 =32mm 7.1.2 軸的結構 階梯軸的第二個軸徑一般比第一個軸徑大3~8mm，所以從右邊起： =32mm，取=40mm，=44mm，取=48mm由于此段軸與齒輪相連，，故設計成齒輪軸。==48mm，==40mm，參考帶輪的長度，連接帶輪的長度為：=80mm，裝的是軸承和軸承端蓋還加上20mm，所以，取=58mm，=18mm，=14mm ,是齒輪軸且是齒寬，取 =60mm，=58mm，裝的是軸

27、承，查手冊，取=18mm。 軸的結構圖如下： 7.1.3 I 軸的校核 軸的校核采用疲勞強度校核，疲勞強度的校核是計入應力集中、表面狀態(tài)和尺寸影響以后的精準校核。 校核過程如下： 計 算 項 目 計 算 內 容 計 算 結 果 計算齒輪受力 圓周力 徑向力 694.5N 軸向力

28、 374.85N 計算支承反力 水平面反力 610.55N 1305N 垂直面反力 1906N 4074.3N 許用應力值 用插入法查得， 應力校正系數(shù) =0.59 當量彎矩 192385N.mm 校核軸徑 齒根圓直徑

29、 故該軸合格 7.2 軸Ⅱ的設計計算 7.2.1 材料的選擇： 選的是45號鋼，調質處理，=650Mpa，=360Mpa。 7.2.2 Ⅱ軸的結構的設計 1）估算直徑 取C=112，=9.84KW，=100rad/min , 取 2） 軸的結構 階梯軸的第二個軸徑一般比第一個軸徑大3~8mm，所以從右邊起：取= 65mm， =75mm ，=。用來安裝軸承和擋油板，=72mm，取=88.25mm，根據(jù)結構要求取=25mm，根據(jù)結構要求取=60mm。軸的結構如

30、下圖所示： 7.3減速器箱體尺寸表 名稱 符號 尺寸關系 數(shù)據(jù) 機座壁厚 0.25+1>8 10 機蓋壁度 0.02a+1>8 8 機座凸緣厚度 b 1.5 15 機蓋凸緣厚度 1.5 12 地腳螺釘直徑 0.03a+12 20 地腳螺釘數(shù)目 n a>250~500 n=6 4 軸承旁聯(lián)結螺釘直徑 0.75 16 機蓋與機座聯(lián)結螺釘直徑 (0.5~0

31、.6) 12 聯(lián)結螺釘?shù)拈g距 l 150~200 結構決定 軸承端蓋螺釘直徑 (0.4~0.5)=8~10 10 窺視蓋螺釘直徑 (0.3~0.6) 8 定位銷的直徑 d (0.7~0.8)=9.6~12 10 至外壁距離 26 22 18 至凸緣邊緣距離 24 18 16 軸承旁凸緣半徑 16 凸臺高度 結構決定 外機壁至軸承座端面距離 ++(8~10) 62 大齒輪頂圓與機壁距離 >1.2=1.2*10 12 齒端面與機內壁距離 >=10 25 肋厚 ,m =m=10

32、 10 底座凸緣的厚度 2.5 25 軸承端蓋外徑 1.25D+10 160 、170 軸承端蓋凸緣厚度 t (1~1.2) 12 軸承旁聯(lián)結螺釘距離 s 205 8 結束語 螺旋輸送機是一種連續(xù)的物料輸送機械，由于連續(xù)運輸機在工作原理、結構特點、輸送物料的方法和方向以及其他一系列特性上各有不同，因此種類繁多。在螺旋輸送機設計中，主要是根據(jù)輸送物料性質、輸送量、輸送距離、輸送傾角、螺旋轉速確 定螺旋輸送機的生產率和功率。設計參數(shù)主要有兩類，一類為設計常量，它是根據(jù)客觀規(guī)律，具體條件所確定的已知數(shù)據(jù)或者是預先給定的參數(shù)。另一類為設計變量，它是設

33、計中可變化的需要確定的結構參數(shù)。由于制磚原料多種多樣，而且原料的特性隨原料的種類、產地、濕度以及備料凈化方式及效果等各種因素的不同而改變，因此，在確定螺旋輸送機的主要參數(shù)時，要從其輸送機理、物料的特性等方面入手，盡可能進行多種試驗，取得一些設計參數(shù)，才能設計出符合物料特性的螺旋輸送機。 致 謝 本設計是在陳迎春老師的悉心指導下完成的。在陳老師的幫助下，順利完成了該設計的資料搜尋、初步構想、設計計算、圖形繪制、直至修改和完稿。陳老師不僅在學業(yè)方面給予指導，而且在工作方面也給予了很多的關懷。在此謹向陳老師表示以誠摯的敬意和感謝。 參考文獻 1. 期刊論文 徐余偉 螺旋輸送機參數(shù)選擇和確定

34、 2. 刑蘇寧、李新平螺旋輸送機的合理選型[期刊論文]-煤礦機械 3. 網(wǎng)絡資料 (畢業(yè)論文外文摘要) Title:Screw conveyor design Abstract: The design of screw conveyor is mainly used for feed delivery, according to the given throughput and material characteristics of the materials were actually the leaf-shaped, screw diameter, screw speed

35、 and other main parameters of the design calculations.Transmission of the use of motor driven belt, belt drive a gear reducer, speed reducer to connect the body of the drive.According to the calculated main parameters select the appropriate motor pulley and speed reducer to determine the transmission ratio, will lead a major follow-up reducer design, which includes checking the main shaft, gear selection calculationwork.Finally, the calculated results supported the installation size and assembly mapping. Key words: Screw Conveyor Reducer feed transport