樹枝粉碎機機身及輸送設備設計

樹枝粉碎機機身及輸送設備設計,樹枝粉碎機機身及輸送設備設計,樹枝,粉碎機,機身,輸送,設備,裝備,設計 大學 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目：樹枝粉碎機機身及物料輸送設備的設計 學號： 姓名： 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師： 教授 系主任： 教授 一、主要內容及基本要求 主要內容： 1、熟悉機身及物料輸送機的結構特點和工作原理，并分析總結物料輸送機設備設計要求以及設計原則。 2、根據(jù)物料輸送機性能參數(shù)設計和輸送機的輸送能力及使用范圍（包括輸送距離，輸送量，輸送物料的種類等）。 3、對機身進行結構設計和輸送機各組成部分進行選型，機身，尺寸確定。畫出二維圖紙，并校核。 4、用PRO/E建機身及輸送裝置主軸、螺旋葉片、料槽等的三維模型。 基本要求： 1、設計說明書一份，要8000字以上。 2、提交CAD圖紙（機身及螺旋輸送機主要構件零件圖、裝配圖、輸送機總狀圖等14 張配圖）。 3、提交PRO/E三維模型。 二、重點研究的問題 通過查找與整理螺旋輸送機的幾個個主要構件（螺旋主軸、螺旋葉片、軸承座等）的資料，查閱相關文獻資料了解螺旋輸送機結構和設計參數(shù)，在此基礎上設計出一套自動輸送樹枝粉碎物料的裝置。進一步熟練使用proe設計三模型，得到螺旋輸送機結構設計部分的裝配圖和若干關鍵零件的 設計圖。合理確定料槽厚度以及葉片的結構，以保證工作裝置各構件能滿足強度和剛度要求。 三、進度安排 各階段完成的內容 起止時間 1 查閱相關資料 第一周 2 確定機身各部分組成 第二周 3 確定機身機輸送機各部分的參數(shù) 第三周 4 零部件的設計 第四、五周 5 零部件的強度 第六周 6 零部件的剛度 第七周 7 選定的一種結構設計 第八周 8 畫零件圖 第九、十周 9 畫裝配圖 第十一周 10 撰寫畢業(yè)設計說明書 第十二周 二、 應收集的資料及主要參考文獻 [1]宋寶昌,程立杰.FS型粉碎機的研制[J].木材加工機械,1997,(4):12-14. [2]吉穎風.新型錘片式粉碎機篩分效率的研究[D].北京；中國農業(yè)大學，2000. [3]張漢文，黃激文.園林樹枝切碎機的設計[J].廣東農機，2002,(3):8-9. [4]劉文廣.錘片式粉碎機異型粉碎室的理論分析及實驗研究[D].內蒙古農業(yè) 學，2006. [5]洪德純,于志宏,祝悅紅.國外削片機的新進展[J].吉林林學院報，1995, (2):114-118. [6]付敏，王述洋.林木生物質高效精細粉碎研制現(xiàn)狀及展望[J].林業(yè)機械與木工 設備，2008（5）：8-10. [7]趙國興,孫廣秦.錘片式粉碎機參數(shù)確定及對性能的影響[J].農業(yè)機械化工與 電氣化，2007（3）：15-20. [9]張興輝.運輸機械設計選用手冊[J].化學工業(yè)出版社，1999(5):25-45. [10]范祖堯.現(xiàn)代機械設備設計手冊[J].機械工業(yè)出版社，2000(3):6-18. [11]唐大放,馮曉寧,楊現(xiàn)卿.機械設計工程學[D].徐州；中國礦業(yè)大學出版社,2001(8):8-10. 大學 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 姓名 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 樹枝粉碎機機身及輸送設備設計 評價項目 評 價 內 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 2.難度、份量是否適當； 3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。 能力 1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機應用能力； 5.工科是否有經濟分析能力。 論文 （設計）質量 1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 評閱人： 2012年5月 日 大學 畢業(yè)設計說明書 題 目：樹枝粉碎機機身及輸送設備設計 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 2012 年 5 月 21 日 I 摘要 隨著人們環(huán)境意識的日益增強，對環(huán)境的要求越來越高，城市廢棄樹枝的隨意堆放 及焚燒被逐漸禁止，廢棄樹枝的處理及綜合利用成了城市園林及環(huán)衛(wèi)部門亟待解決的問題。 目前采用的主要技術方案是將樹枝粉碎后堆肥，用作城市植被、盆栽花卉及樹苗移栽的底 肥。機身作為粉碎機的一個組成部分，是粉碎裝置的基本載體，對粉碎裝置的使用壽命有 很大的保護作用。而粉碎后物料的輸送設備也是連接粉碎后物料與成型室的一個重要裝置， 能保物料能夠連續(xù)不斷的，穩(wěn)定的輸送到成型室中進行成型。 粉碎室機身是粉碎樹枝后的載體是將物料輸送到成型室的首要環(huán)節(jié)，同時機身的設計 對于粉碎裝置的最大效率的實現(xiàn)有很大的輔助意義。它的結構優(yōu)化，噪音的處理，粉碎裝 置的穩(wěn)定性，都具有重要的意義。 對于螺旋輸送機，在工程設計及使用中還存在一些的缺陷，如參數(shù)選擇不合理等。目 前，螺旋公式計算輸送機的設計仍是依靠經驗，在經驗公式中許多參數(shù)的選擇是在一定范 圍內憑經驗選取的，這使得螺旋輸送機的設計較落后，無法提高其設計水平和提高產品的 性能。 文中對螺旋輸送機進行了較全面論述，了解了螺旋輸送機的類型、發(fā)展現(xiàn)狀。闡明了 螺旋輸送機的工作原理。并根據(jù)螺旋輸送機的工作原理、工作條件、輸送要求等設計一螺 旋輸送機。該螺旋輸送機用于樹枝粉碎料的水平輸送，根據(jù)輸送量以及輸送路程設計出螺 旋直徑。 最后對螺旋輸送機的安裝及平時保養(yǎng)做出了總結。整個設計對今后的設計工作將有實 際指導意義和價值。 關鍵詞: 機身；上殼體；下殼體；螺旋輸送機;連續(xù)運輸機械;螺旋直徑 Abstract As peoples 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 目錄 摘要 .I ABSTRACT .II 第 1 章 粉碎機機身的結構設計 .1 1.1 樹枝粉碎機的結構設計與參數(shù) .1 1.1.1 機身的設計要求 .1 1.1.2 機身材料的選取 .1 1.2 機身粉碎室結構尺寸的確定 .2 1.2.1 粉碎室寬度 B 的確定 .2 1.2.2 粉碎室上殼體尺寸的確定 .2 1.2.3 粉碎室下殼體尺寸的確定 .3 1.2.4 粉碎室下殼體出料口尺寸確定 .4 1.3 機身機架結構尺寸 .4 第 2 章 粉碎機螺旋輸送機的設計 .5 2.1 螺旋輸送機的工作原理及特點 .5 2.2 螺旋輸送機發(fā)展歷史及趨勢 .6 2.2.1 螺旋輸送機的發(fā)展歷史 .6 2.2.2 螺旋輸送機的發(fā)展趨勢 .9 2.2.3 螺旋輸送機的應用范圍 .10 2.3 螺旋輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀 .10 第 3 章 螺旋輸送機的設計與參數(shù)選用 .12 3.1 螺旋輸送機的設計方法 .12 3.1.1 螺旋輸送機的現(xiàn)代設計方法 .13 3.1.2 螺旋輸送機的常規(guī)設計 .14 3.2 螺旋輸送機的具體設計 .15 3.2.1 螺旋輸送機的選型 .15 3.2.2 螺旋輸送機的設計計算 .17 3.2.3 螺旋輸送機外形尺寸 .27 3.2.4 螺旋輸送機軸承選擇 .27 3.2.5 螺旋輸送機進出料口裝置 .28 第 4 章 螺旋輸送機的安裝使用及維護 .28 4.1 螺旋輸送機安裝技術條件 .28 4.2 螺旋輸送機的使用與維護 .29 總結 .31 參考文獻 .32 附錄 .33 1 第 1 章 粉碎機機身的結構設計 1.1 樹枝粉碎機機身的結構設計與參數(shù) 1.1.1 機身的設計要求 機身作為粉碎室的主要載體，粉碎裝置都安裝固定在粉碎室內部。機身的機架由全鋼 折彎焊接而成。 機身結構設計應滿足下列要求： (1)機身在滿足強度、剛度的條件下，力求重量輕、節(jié)約金屬。 (2)結構力求簡單，并便裝于其上的所有部件、零件容易安裝、調整、修理和更換。 (3)結構設計應便于鑄造或烽接和機加工。 (4)必須有足夠的底面積，保證壓力機的穩(wěn)定性。 (5)結構設計應力求減少振動和噪音。 (6)結構設計力求外形美觀。 1.1.2 機身材料的選取 機身結構分為鑄造結構和焊接結構兩種。鑄造結構使用材料有 HT2040 鑄鐵、QT42 10 球鐵和 ZG35 鑄鋼等。焊接結構使用材料多為 鋼板，也有用 16Mn 鋼板。鑄造結構的3A 材料比較容易供應，消震性能較好。但重量較重，剛度較差。目前，較適合于成批生產。 焊接結構與之相反，重量較輕，剛度較好，外形比較美觀，但消震性能較差。當前我國鋼 板材料供應不足，焊接技術和工藝裝備有待于進一步提高與充實，因此，只適合于單件小 批生產。對于采用鑄造還是焊接結構，須視各廠具體條件而定。隨著工業(yè)的發(fā)展，焊接結 構必然將更廣泛采用。 鑄造結構盡量使壁厚不要有突然變化，適當加大過渡圓角，減少應力集中。結構設計 需使鑄造和加工方便。焊接結構盡量設計成具有對稱性的截面相對稱性的焊縫位置，以減 少焊接變形，特別是扭曲變形。要合理布置筋板，數(shù)量不宜過多。焊縫應盡量遠離應力集 中區(qū)域，盡量避免用焊縫直接承受主要工作載荷。焊縫避免交叉與聚集，并考慮焊接施工 方便。 總結以上敘述，確定了以焊接結構作為此次機身設計的基礎結構。具體的材料和機身 各部分的尺寸，可查看具體的零件圖。 2 1.2 機身粉碎室結構尺寸的確定 1.2.1 粉碎室寬度 B 的確定 1）轉子直徑 D 的確定 由 得轉子直徑為：n06 m 180 6 2）粉碎室寬度 B 的確定 粉碎機轉子直徑 D 與粉碎室寬度 B 之積可用以下經驗公式求得: (21)k 式中：B粉碎室寬度，mm； k經驗系數(shù),一般取 0.290.75； D轉子直徑，mm。 DB 確定之后, 為了降低噪音, 一般采用大轉子低轉速, 確定要根據(jù)粉碎物料的品種具 體分析。如果以樹枝等物料為主, 要采較小的 B 和較大的 D；如果是以粉碎牧草為主，則 要采用較大的 B 和較小的 D。 將數(shù)據(jù)代入式(31)得： B=0.43600mm =258mm 取整 B=260mm 1.2.2 粉碎室上殼體尺寸確定 1）機身粉碎室上殼體尺寸參數(shù)： 上殼體圓外徑：355mm。 殼體厚度: 5mm。 入料口高度：200mm。 入料口外跨度：200mm。 入料口內跨度：160mm。 其他尺寸參數(shù)見下圖： 3 圖 2-1 1.2.3 粉碎室下殼體尺寸確定 下殼體圓外徑：355mm。 出料口高度：210mm。 出料口寬度：270mm。 圖 2-2 4 1.2.4 粉碎室下殼體出料口尺寸確定 圖 2-3 1.3 機身機架結構尺寸的確定 機架的結構是采用焊接結構，機架的立柱與橫梁都是采用厚 10mm，寬 70mm 的 A3 鋼 板折彎而成的，以此為基本構建的一個方形機架用于粉碎室的支撐，圖如下 圖 2-4 5 圖 2-5 第 2 章 粉碎機螺旋輸送機的設計 2.1 螺旋輸送機的工作原理及特點 螺旋輸送機利用帶有螺旋葉片的螺旋軸的旋轉，使物料產生沿螺旋面的相對運動，物 料受到料槽或輸送管壁的摩擦力作用不與螺旋一起旋轉，從而將物料軸向推進，實現(xiàn)物料 的輸送。在水平螺旋輸送機中，料槽的摩擦力是由物料自身重力引起的；而在垂直螺旋輸 送機中，輸送管壁的摩擦力主要是由物料旋轉離心力所引起的。 螺旋輸送機具有以下特點： 1 結構比較簡單，成本較低。 2 工作可靠，維護管理簡便。 3 尺寸緊湊，斷面尺寸小，占地面積小。在港口的卸車卸船作業(yè)中易進出艙口、車 廂。 4 能實現(xiàn)密封輸送，有利于輸送易飛揚的、熾熱的及氣味強烈的物料，可減小對環(huán) 6 境的污染，改善港口工人的作業(yè)條件。 5 裝載卸載方便。水平螺旋輸送機可在其輸送線路上的任一點裝載卸載；對垂直螺 旋輸送機配置相對螺旋式取料裝置可具有優(yōu)良的取料性能；利用與物料堆直接接 觸的螺旋軸具有自動取料的能力可作為港口其他類型卸船機械的取料裝置。 6 能逆向輸送，也可使一臺輸送機同時向兩個方向輸送物料，即集向中心或遠離中 心。 7 單位能耗較大。 8 物料在輸送過程中易于研碎及磨損，螺旋葉片和料槽的磨損也較為嚴重。 2.2 螺旋輸送機的發(fā)展歷史及趨勢 2.2.1 螺旋輸送機的發(fā)展歷史 螺旋輸送機的發(fā)展，分為有軸螺旋輸送機和無軸螺旋輸送機兩種型式的發(fā)展過程。有 軸螺旋輸送機由螺桿，U型料槽，蓋板，進，出料口和驅動裝置組成，一般還有水平式，傾 斜式和垂直式三種:而無軸旋輸送機則采用螺桿改為無軸螺旋，并在U型槽內裝置有可換襯 體，結構簡單，物料由進料口輸入經螺旋推動后由出料口輸出，整個傳輸過程可在一個密 封的槽中進行。一般來講，我們平常所指的螺旋輸送機都指有軸型式的螺旋輸送機。而對 許多輸送比較困難的物料，人們一直在尋求一種可靠的輸送方法，而無軸螺旋輸送機則是 一種較好的解決方法。 從17世紀中葉，開始應用架空索道輸送散狀物料，到1887年，螺旋輸送機由阿基米德 發(fā)明，后來得到改進，在工業(yè)上廣泛用來輸送散狀、固體物料，隨后經過了很長時間的發(fā) 展過程，逐漸研制出了一系列的螺旋輸送機，使得螺旋輸送機有了長足的發(fā)展。 GX型螺旋輸送機是出現(xiàn)較早的一種螺旋輸送機，也是我國最早定型生產的通用性生產 設備。它以輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料為主，不適宜輸送易變質的，粘性的易結塊的物 料和大塊的物料，因為這些物料容易粘在螺旋上而隨之旋轉，或在吊軸承處產生堵料現(xiàn)象， 給物料輸送過程帶來很大的不便。GX型螺旋輸送機的優(yōu)點主要是節(jié)能、降耗顯著，其頭部、 尾部軸承移至殼體外，具有防塵密封性好，噪聲低，適應性強，操作維修方便，進、出料 口位置布置靈活等;缺點是動力消耗大，機件磨損快，物料在運輸時粉碎嚴重。 LS型螺旋輸送機是在GX型輸送機的基礎上修改設計的新一代螺旋輸送機， LS 型螺旋輸送機特點是結構新穎，性能可靠，技術指標先進，適用范圍廣泛，節(jié)能降耗顯著。 7 另外 ，LS型螺旋輸送機還有多種系列的輸送機產品。LSS系列螺旋輸送機、LSY型螺旋 輸送機、LSF系列螺旋輸送機都是在LS型螺旋輸送機的基礎上逐漸發(fā)展形成的。 LSS系列水平螺旋輸送機是一種固定裝置的機械輸送設備。LSY型是一種非基礎固定式 螺旋輸送機，它可以實現(xiàn)水平、傾斜、垂直全方位和任意姿態(tài)的連續(xù)輸送。它的實用性和 先進性尤其體現(xiàn)于能適應山區(qū)、平原各種野外流動作業(yè)，也適用于化工、冶金工業(yè)企業(yè)和 造紙、建筑工程等行業(yè)。 LSF系列螺旋輸送機是在LS型螺旋機的基礎上改進的，其結構新穎，技術指標先進。總 體而言，該機頭部和尾部軸承移到殼體外部，消除了由于密封不嚴漏料而降低軸承壽命的 可能性:中間吊軸承采用滾動、滑動可以互換的兩種結構，均設防塵密封裝置，密封性強， 耐磨性好;螺旋葉片的表面涂有耐磨材料，增強了葉片的耐磨性:傳動部分采用擺線針輪減 速機，使得整機噪音低，適應性強，操作維修方便。 TLSS系列螺旋輸送機具有結構簡單、密封性能好，無粉塵、噪聲低，能多點送料、卸 料等特點，適用于各行業(yè)的粉狀或顆粒的輸送。該螺旋輸送機橫截面可設計成U形和圓形兩 種，圓形截面輸送機還可作為垂直輸送用。該機廣泛用于面粉、糧油、飼料行業(yè)水平物料 的輸送，并可在其出料端增設料封裝置，形成TLSSF型料封螺旋輸送機，在進料口左側或右 側增設吸風口，專門用于輸送粉碎后的物料。 在各種LS系列輸送機的基礎上，也研制出了一些其他系列和類型的螺旋輸送機。 JT型螺旋輸送機，是一種按工藝布置需要有單機單驅動(或重疊式，分體雙驅動)，帶 夾套的全密封型螺旋輸送機。其具有結構緊湊合理，占地面積小，密封性好，工藝布置靈 活等優(yōu)點，適用于輸送要求冷卻或加熱的有毒、易揮發(fā)及具有腐蝕性或怕被污染的物料， 如三聚氰胺、1H口等，可以水平輸送溫度低于250的物料，可廣泛應用于化工、醫(yī)藥、食 品、輕工等行業(yè)。 MLG管式螺旋給料輸送機是一種等同采用國際標準的螺旋輸送機，其特點是變螺距，給 料量穩(wěn)定，具有一定的鎖風效果。輸送機長度在特定范圍內可由用戶指定選用，用作料倉 底部給料設備時，一般采用傾斜布置，基本可消除物料自流(即沖料)現(xiàn)象。MLG管式螺旋給 料輸送機可用于生料、煤粉、水泥等粉狀物料的給料和短距離輸送。 YS 型圓筒螺旋輸送機，可設計成水平式、傾斜式、垂直式三種類型。FX系列螺旋輸送 機廣泛用于鹽、化工等行業(yè)粉狀物料的輸送及提升，而且可以垂直輸送替代斗式提升機。 隨著運輸機械的發(fā)展，還出現(xiàn)一些新型的特殊用途的螺旋輸送機，如可彎曲螺旋輸送 機，螺旋管輸送機，大傾角螺旋輸送機，成件物品螺旋輸送機，熱交換式螺旋輸送機，微 8 粉螺旋輸送機，新型冷卻螺旋輸送機等。 可彎曲螺旋輸送機可實現(xiàn)空間可彎曲輸送物料，有水平型，垂直型，還可以布置成其 他型式?？蓮澢菪斔蜋C的螺旋體心軸為可撓曲材料，輸送線路可根據(jù)需要按空間曲線 任意布置，避免物料轉載，不設中間軸承，阻力小，當機殼內進入過多的物料或有硬塊物 料時，螺旋體會自由浮起，不會產生卡堵現(xiàn)象;噪音小。 螺旋管輸送機也稱滾筒輸送機，其為螺旋輸送機的一種變態(tài)形式，為內螺旋輸送機。 在其圓筒形機殼內焊有連續(xù)的螺旋葉片，機殼與螺旋葉片一起轉動，加入的物料由于離心 力和管壁的摩擦力的作用隨機殼一起轉動并被提升，然后在物料的重力下，又沿螺旋面下 滑，實現(xiàn)物料的向前移動。如同不旋轉的螺桿沿著轉動的螺母做平移運動一樣，達到輸送 物料的目的。 螺旋管輸送機工作時沒有卡殼、阻塞現(xiàn)象，對谷物破碎小，適于輸送含雜較多的谷物、 經烘干機處理后的熱谷物以及谷物種子。如果在螺旋管壁上銷上不同直徑的孔眼，還可在 輸送的同時完成物料的篩分工作。 大傾角螺旋輸送機輸送原理是，由于大傾角螺旋輸送機的螺旋轉速較高，物料在它的 推動下，產生較大的離心力，傾角越大，轉速越高，離心力也越大。這種離心力足以使物 料克服它與螺旋葉片之間的摩擦力而被壓向螺旋葉片的周圍，呈環(huán)狀分布。被壓向螺旋葉 片周圍的物料與輸送管內壁形成了新的摩擦阻力，當這種阻力達到足夠大時，便能克服物 料本身重力及其它力所引起的下滑力，在螺旋葉片的推動下，物料又克服它與螺旋葉片間 的和它與輸送管內壁間的兩個摩擦阻力，從而以比螺旋轉速較低的旋轉速度上升，直到出 料口卸出。 熱交換式螺旋輸送機，廣泛用于化工、糧食加工以及礦物處理等行業(yè)，如冷卻鍋爐爐 渣、冷卻礦渣、加熱千燥多種化工產品以及糧食或飼料等，是一種特殊的高效熱交換器， 同時也起輸送物料作用，并完成對物料的攪拌、混合、冷卻、加熱或千燥等工藝。 輸送微粉的微粉螺旋輸送機，具備合理的螺旋軸結構，有很好的密封性能，穩(wěn)定的微 粉原料的輸送速率，能減少懸料及降低過沖量。微粉輸送技術已用于設計微粉螺旋輸送機 上，并且在玻璃纖維池窯拉絲配料生產線上得以應用，經生產運行，達到輸送微粉原料的 目的，滿足了生產的需求。 成件物品螺旋輸送機可以對成件、大型物料進行輸送，它由兩根相互平行的表面焊有 左、右旋螺旋形鋼條的兩根鋼管組成，輸送距離較長的可以分為幾斷。 螺旋扒谷機(4,61，由螺旋喂料機構與傾斜移動式螺旋輸送機組合而成。喂料機構主要 9 有兩種結構形式，一種型式是螺旋體一半為左旋，一半為右旋，工作時自兩側向中心匯集 物料;第二種型式是螺旋體只有一個旋向，但是可以上下左右移動，以擴大扒谷范圍，減少 移動次數(shù)。 對轉螺旋輸送機，其輸料管與螺旋體都旋轉，但旋轉方向相反。這種新穎的垂直螺旋 輸送機填充率高達70-90%。當螺旋體轉速與輸料管以一定的轉速相配時，可觀察到物料并 無旋轉運動而只有垂直上升運動。它的工作原理不能再用單一顆粒受到離心力的作用來說 明，而應對整個物料柱的運動進行分析。在這方面還需要作進一步研究。 復式螺旋輸送機，同一料槽內裝上轉向相反的兩個螺旋體，加上驅動裝置，就構成了 復式螺旋輸送機。它能同時完成兩種不同物料的輸送，并且占地面積小，相對空間尺寸也 小。 雙向螺旋輸送機，同一螺旋軸上的兩半節(jié)上，分別焊有左旋葉片和右旋葉片，這是雙 向螺旋輸送機的主要特點。它可以向兩個方向同時輸送同一種物料，即將物料從兩端集向 中心，或從中部進料后輸向兩端。 變螺距螺旋輸送機，這種螺旋輸送機的螺距沿前進方向是變化的。葉片焊接或由疏漸 密，或由密漸疏，適合港口卸船用或飼料工業(yè)中作配料設備用。 2.2.2 螺旋輸送機的發(fā)展趨勢 縱觀螺旋輸送機的發(fā)展歷程，可以預見未來的發(fā)展方向主要有以下幾方面: 1.大運量 、高速度、長使用壽命。高速度即意味著高生產率，減少單位時間生產成 本.磨損是限制螺旋輸送機壽命的主要原因，減少物料與螺旋之間的摩擦系數(shù)，增加螺旋軸 的耐磨性，改善物料的性能，可以較大程度提高輸送機的使用壽命。 2.低能源消耗及降低能量消耗.螺旋輸送機的能源絕大部分都消耗在摩擦損失上。因此 降低能源消耗是研究和設計螺旋輸送機急待解決的難題和發(fā)展方向。 3.智能化發(fā)展。未來的螺旋輸送機應與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、智能操作。物 料的裝卸、機器安裝與維護都應能實現(xiàn)智能化管理。 4.空間可彎曲輸送。為了克服水平和垂直螺旋輸送機由于構造上的限制而只能直線輸 送物料的不足，近年來出現(xiàn)了可彎曲螺旋輸送機，彈簧輸送機等。另外其他各種輸送機也 應為了實現(xiàn)空間、可彎曲輸送研制新的機型。 5.組合復合化輸送，向著大型化發(fā)展。使用螺旋輸送機，結合各種連續(xù)輸送機械，來 完成復雜的物料輸送。大型化包括大輸送能力、單機長度和大輸送傾角等幾個方面。 10 6.擴大使用范圍。目前，螺旋輸送機的使用范圍受到限制，要擴大其使用范圍，研究 能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、 易爆、易結團、粘性物料的螺旋輸送機。 7.環(huán)保意識設計，減少污染，實現(xiàn)綠色設計的目標。傳統(tǒng)的連續(xù)運輸機械是敞開狀態(tài) 下輸送物料的，在輸送粉狀、顆粒狀物料時，物料散落飛揚，嚴重影響周圍的環(huán)境，特別 是在輸送水泥、化肥、礦石、煤炭、谷物等粉末易飛揚物料時尤顯嚴重。為了解決這個問 題，人們應當提前研制多種形式的環(huán)保型輸送機，而螺旋輸送機對于解決這個難題，無疑 具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展空間。 2.2.3 螺旋輸送機的應用范圍 螺旋輸送機廣泛應用于糧食工業(yè)、建筑材料工業(yè)、化學工業(yè)、機械制造業(yè)、交通運輸 業(yè)等國民經濟各部門中。 螺旋輸送機主要用于輸送各種粉狀、粒狀、小塊狀物料，所輸送的散粒物料有谷物、 豆類、面粉等糧食產品，水泥、粘土、沙子等建筑材料，鹽類、堿類、化肥等化學品，以 及煤、焦炭、礦石等大宗散貨。螺旋輸送機不宜輸送易變質的、粘性大的、塊度大的及易 結塊的物料。除了輸送散粒物料外，亦可利用螺旋輸送機來運送各種成件物品。 螺旋輸送機在輸送物料的同時可完成混合、攪拌、冷卻等作業(yè)。在港口，螺旋輸送機 主要用于卸車、卸船作業(yè)以及倉庫內散粒物料的水平和垂直輸送。利用與物料直接接觸的 水平螺旋軸將物料逐層從車廂兩側卸下的螺旋卸車機在國內港口已有多年的成功使用經驗。 由水平螺旋輸送機、垂直螺旋輸送機以及相對螺旋取料裝置組成的螺旋卸船機，已成為一 種較為先進的連續(xù)卸船機型，日益廣泛地應用于國內外散貨專用碼頭。螺旋輸送機在港口 除直接用于卸船作業(yè)以及輸送物料外，常利用其裸露的螺旋具有收集物料的功能而作為其 他類型卸船機的取料裝置。 2.3 螺旋輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀 螺旋輸送機由于其結構簡單，操作維護簡便，在輸送物料場合得到了廣泛的應用，但 是其輸送效率卻比較低。國內關于這方面的研究情況也比較多. 在 19 97 年4月，洛陽工業(yè)高等?？茖W校趙紅霞，劉建壽和李志容和堰師水泥廠的常松芝， 從螺旋葉片結構尺寸出發(fā)，對輸送機螺旋葉片結構尺寸的優(yōu)化問題做了深入的研究和探索。 螺旋輸送機的輸送效率高低與螺旋葉片結構尺寸和葉片與物料之間的摩擦系數(shù)有關，對輸 送某種物料而言，其摩擦系數(shù)為一定值，那么主要的就是螺旋葉片結構尺寸對輸送效率高 11 低的影響。如何使得螺旋輸送機獲得最佳的輸送效率，就有必要對螺旋葉片結構尺寸進行 優(yōu)化。 對螺旋輸送機存在的輸送功率問題，許多專家學者做過很多這方面的研究工作。一般 來講，按照通用計算公式算出的螺旋輸送機螺旋軸功率往往小于實際的需要值，對于這個 實際的問題，武漢食品工業(yè)學院的龐美榮和王春維根據(jù)調查和實例，對螺旋軸進行了理論 分析，提出了推薦計算公式，并將推薦計算公式和通用計算公式結合起來，進行計算比較 對照，得出推薦計算公式與實際需要符合得很好這樣的結論。 螺旋輸送機的選型問題，水平螺旋輸送機的選型設計中，主要是根據(jù)輸送物料性質、 輸送量、輸送機類型、輸送距離和輸送傾角來確定螺旋體的尺寸、螺旋轉速和功率。正確 地選型設計汁算是選擇設備的關鍵。采用手工設計效率低、易出錯。隨著計算機的發(fā)展把 這一過程交給計算機完成，從而實現(xiàn)計算機對水平螺旋輸送機的選型設計。華東理工大學 機械工程學院李英和武漢工業(yè)學院許諾，劉光蓉，對螺旋輸送機的選型問題，結合計算機 技術做了有效的工作，他們建立了水平螺旋輸送機選型設計的數(shù)學模型，在平臺下，利用 面向對象的程序設計，實現(xiàn)了水平螺旋輸送機計算機選型設計。參數(shù)輸入、參數(shù)輸出和圖 形顯示設計在同一界面上，采用自動、標準和人工三種方式對中間計算所得參數(shù)進行圓整、 取值，使用方便。 在螺旋輸送機的實際使用過程中，常常產生故障而影響生產，對于這些問題，很多的 學者做過螺旋輸送機的故障分析和總結。2001年馬洪祥就對碳酸鉀生產過程中螺旋輸送機 所產生的故障原因進行分析，并提出了改進方法，取得了很好的效果。2002年，山東建設 機械股份有限公司濟南北方機械廠的韓其迎，也對螺旋輸送機的使用提出了幾點改進方法。 為保證螺旋輸送機有可靠的動力輸入，將原先的圓柱齒輪減速機換為輸出扭矩較大、效率 高、體積小、質量輕的擺線針輪減速機，提高了產品的承載能力，傳動更加平穩(wěn)。采用變 螺距技術提高螺旋輸送機的輸送能力。螺旋機進料段用較小螺距，中間段螺距增大10- 20mm，輸出節(jié)螺距再增大10-20mm。這樣使輸入節(jié)粉料填充量大，中間段和輸料段隨螺距變 大、填充量減小，可有效防止高流動性粉料在輸送時發(fā)生倒流或堵塞現(xiàn)象。按一般規(guī)律， 螺旋輸送機在功率、螺距、轉速、物料容重及填充系數(shù)相同的條件下，生產率隨工作傾角 加大而降低，而且呈一種非線性關系。綜合考慮攪拌設備的整體結構和螺旋機生產率要求， 螺旋機的工作傾角調整在 左右較為適宜。螺旋輸送機一般采用水平或傾斜向上送料方035 式，螺旋軸的防松主要由前支座完成。前支座內設有止推軸承，由雙螺母加單耳止動墊圈 12 相互加緊對其壓緊和防松。為了增強防松效果，在前端螺母兩側加設緊定螺釘。 對于新型螺旋輸送機的研究，也取得了很多的進展。大傾角螺旋輸送機是替代由斗式 提升機和水平螺旋轉送機所組成的聯(lián)合水泥輸送系統(tǒng)，作為混凝土攪拌站配套的水泥計量 斗的喂料設備，其結構簡單，運轉可靠，造價低廉，維修方便，取得了較快的發(fā)展和應用。 大傾角螺旋輸送機是采用變螺距螺旋葉片，下端加料區(qū)段螺距較小，上面輸送區(qū)段螺距較 大，這樣能使加料區(qū)段的充填系數(shù)為1,輸送區(qū)段也能得到最佳的充填系數(shù)0.5到0.7， 從而 能使輸送機輸送的比能容降低50%，而且還可防止高流動物料在輸送時倒流。 總之 ，現(xiàn)在對于螺旋輸送機的研究越來越收到各界的重視，而且國外也有了很多的研 究成果。在國內的研究成果相對于國外來比較，研究成功還較少，還不是很先進。 第 3 章 螺旋輸送機的設計與參數(shù)選用 目前，在工程上，螺旋輸送機的設計還主要是依靠工程技術人員憑借經驗，依靠傳統(tǒng)的 設計方法來進行設計工作，設計工作量大，而且繁瑣。在水平螺旋輸送機的實際使用中， 還存在很多問題，尚待研究和解決，如輸送量低，機械功率不高，物料堵塞和物料流難以 控制等。 3.1 螺旋輸送機的的設計方法 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，螺旋輸送機己經成為國民經濟各部門生產過程中的重要 組成部分，正朝著長距離、大運量、高速度方向發(fā)展。為了使輸送機安全可靠地運行，其 結構系統(tǒng)必須具有良好的靜、動態(tài)特性，傳統(tǒng)的設計方法己不能滿足設計要求，必須采用 現(xiàn)代設計方法對輸送機系統(tǒng)進行設計。 傳統(tǒng)的機械設計方法是以經驗、感性、靜態(tài)手工式勞動為基礎的一種設計方法，包括 下列各種方法: 類比設計方法:類比設計方法是基于與舊有的同類或相似的機器作比較而進行新機器設 計的一種設計方法。依據(jù)這種方法，在設計之前，首先要以工藝對設備所提出的性能要求 為依據(jù)，同時參照舊有的類似機器設備，依靠經驗估計，針對舊有設備的缺點加以改進， 從而擬定出一個或幾個新的設計方案，進而分析比較，擇其較好的方案或集中諸方案的優(yōu) 點做出最終的設計方案。顯然，它是基于設計者的經驗積累進行局部創(chuàng)新而形成的一種設 計方法。這種設計方法的設計工作量很大，設計周期很長?，F(xiàn)仍被廣泛采用。 試算法 : 此法是以一定的理論公式為依據(jù)，在一定的技術條件下算得相應的參數(shù)值， 若所得結果不理想，則改變技術條件，重新計算，循環(huán)往復，直至獲得感性認為是理想的 13 結果。它的計算工作量也很大，且難于取得真實的理想結果。但在計算工具不足的情況下， 目前國內仍大量采用。 表格法 : 它是根據(jù)一定的理論公式，參照常用的尺寸系列和材料參數(shù)，預制出系統(tǒng)表 格，以供設計時使用，此法減少工作量，提高設計速度。但是這個方法難取得理想的結果。 圖算法 : 此法的原理與表格法相同，但有不同于表格法。圖算法是使用按一定的比例 尺繪制成的專用圖線一諾模圖來進行設計。其計算工作量大大減少，所計算的結果要比表 格法改進許多。 3.1.1螺旋輸送機現(xiàn)代設計方法 現(xiàn)代設計方法是一個科學的、理性的、動態(tài)的和計算機化的過程。它采用當代的技術 手段和方法來提取最合理的數(shù)據(jù)，使設計的結果達到最優(yōu)。依據(jù)這種方法，首先對設計的 各種原始數(shù)據(jù)進行分析，取得有利的信息，得出最經濟合理的參數(shù);然后，在設計過程中進 行各種性態(tài)和指標分析，確定出設計對象的全部數(shù)據(jù);最后，評價、測試和診斷設計的質量 及可能出現(xiàn)的問題，并確定出相應的對策。 科學類比與相似分析:科學類比與傳統(tǒng)設計方法中類比設計法的區(qū)別，在于科學類比把 某些現(xiàn)代化分析方法引入進來，從而構成一種類比推理方法，使得舊有的類比法由低級上 升到高級階段。根據(jù)類比過程所側重的因素之不同，科學類比法有以下幾種:因果類比、對 稱類比、協(xié)變類比、綜合類比等。通過科學類比，可對設計對象的總體結構及其各組成部 分的相互關系，有一個明確的了解，以便進行下一步的系統(tǒng)分析。 相似分析是屬于科學類比法范疇。為了避免大量的重復性勞動，對于同類的設計對象， 可采用相似分析和計算，比如采用量綱分析法等等，確定設計對象與參考對象的結構、參 數(shù)之間的數(shù)學模型關系，獲得新設計對象的有關參數(shù). 系統(tǒng)分析與動態(tài)系統(tǒng)分析:這里系統(tǒng)，都是指動態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)分析就是把設計對象當作 一個完整的系統(tǒng)，然后將其分成若干個子系統(tǒng)和構成子系統(tǒng)的元素，進而進行分析和綜合， 確定每一個系統(tǒng)和元素的輸入、輸出，以及它們之間如何轉換等等。機器中的一切零件、 部件和傳動系統(tǒng)都理解為系統(tǒng)，它們均通過邊界與其毗鄰的系統(tǒng)相分離，又通過輸入信號 和輸出信號與毗鄰的系統(tǒng)相聯(lián)系，此即系統(tǒng)工程在設計中的應用。 有限元設計:目前，有限元設計方法是應用很多很廣泛的一種方法。有限元設計方法是 根據(jù)變分原理求解數(shù)學物理問題的一種數(shù)值計算方法。它能整體、全面、多工況隨意組合， 14 進行靜力、動力、線性和非線性分析，對完成復雜結構或自由度系統(tǒng)的分析十分有效。有 限元能針對機械實際使用機構邊界條件進行定量的分析計算，并提供豐富的、反映實際工 況的計算結果，并可配有豐富的動態(tài)圖形顯示功能。國內外己涌現(xiàn)出大量有關有限元分析 的成熟軟件，這將促使有限元法的不斷推廣和應用。對于復雜的結構物體，可視其當作為 由有限個單元體的組合體來研究，其中各單元體之間只在有限個節(jié)點處相連接。 在有限元分析法中，為了減少計算工作量，近年來發(fā)展了一種邊界元法。它把域內控 制方程變換成邊界上的積分方程，再通過邊界離散化處理轉化成代數(shù)方程來求解。這樣， 既可以使問題的維數(shù)降低，又可使計算精度提高，而且其數(shù)學原理簡單易懂。有限元分析 方法多應用于結構計算和場域計算。 計算機輔助設計(CAD):隨著市場競爭的加劇，不僅要求縮短產品更新?lián)Q代周期，而且 還要求產品由原來的單一產品、大批量生產模式，轉向多品種、高質量、小批量生產模式。 傳統(tǒng)的人工設計方式己經不能適應這種變化的要求。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，已有各 種性能良好的計算機硬件及外圍設備陸續(xù)問世。計算機技術也有很大的提高，發(fā)展了數(shù)據(jù) 庫技術，開發(fā)了大量的圖形軟件。這些都促進了CAD技術的應用和發(fā)展。目前美國、德國、 日本等一些大公司都廣泛應用CAD方法進行機械方面的設計。我國也己開發(fā)多種CAD系統(tǒng)， 各大中型企業(yè)也都相繼采用CAD方法進行機械的設計計算與繪圖。今后CAD技術的應用在廣 度和深度方面會有更大的發(fā)展。 模塊化設計:模塊化設計是工程設計的發(fā)展方向之一。它根據(jù)模塊化原則，設計一些基 本模塊單元，通過不同的組合形成不同的產品，己滿足用戶的多種需求。模塊化設計以功 能分析為基礎，將機器上同功能的基本單元、復合單元、，設計成不同用途、不同功能的 模塊。選用不同模塊進行組合可形成各種不同類型和規(guī)格的通用和專用機器。采用模塊化 設計，不僅是一種設計方法的改革，同時會影響到整個機械行業(yè)的技術、生產和管理。目 前，模塊化設計在我國工程機械設計時也有了初步應用。 仿真設計:國內外近年來在機械設計中采用了動態(tài)仿真設計新方法，即用計算機對機構 與結構在各種工況下承受載荷進行運行狀態(tài)及隨時間變化過程仿真模擬，得到仿真輸出參 數(shù)和結果，以此來估計和推斷實際運行的各種數(shù)據(jù)，并在對機器進行動態(tài)分析計算時用。 除了這種承受載荷和結構響應的動態(tài)仿真外，還有一種就是動畫仿真。由于大多機械在工 作過程中，工作場地會有去多障礙物，如房屋、橋梁、樹木等。如果沒有實現(xiàn)設計好路線， 可能會造成一定的損失，在這種情況下，國外一些企業(yè)做出了一些模擬現(xiàn)實軟件，可以模 擬整個工程的運行過程。 15 目前，現(xiàn)代設計方法己經在許多領域得到運用。動態(tài)設計、優(yōu)化設計、計算機輔助設計是 現(xiàn)代設計方法的核心?？梢哉f，現(xiàn)代設計法遠遠勝過傳統(tǒng)設計法，它將廣泛應用在各個科 技領域。它的發(fā)展和推廣使用，將對我國科學技術的進步起著重要的促進作用。 3.1.2螺旋輸送機的常規(guī)設計 目前，我國有兩種定型產品，即LS型和GX型螺旋輸送機。LS型螺旋輸送機是GX型螺旋 輸送機的更新?lián)Q代產品，其所有參數(shù)均等效采用ISO 1050-75及DIN 15261一1986標準，設 計制造遵循ZBJ 81005一88螺旋輸送機(新標準為JB/T 7679-95螺旋輸送機)171。 總之，螺旋輸送機的常規(guī)設計方法還是以從標準或設計選用手冊為基準，在結合以前 的設計經驗來進行設計。在設計前需要掌握足夠的設計依據(jù)和經驗，如果不具備足夠的設 計經驗，即使采用先進的設計方法，其設計效果也不會很好。同時還要強調系統(tǒng)設計的重 要性 3.2 螺旋輸送機的具體設計 螺旋輸送機的具體設計包括：根據(jù)輸送條件和要求選擇合適類型的螺旋輸送機。 根據(jù)具體輸送要求計算螺旋直徑，選擇螺旋類型和布置形式。根據(jù)設計手冊選擇合適參 數(shù)確定輸送機的外形和尺寸。繪制螺旋輸送系統(tǒng)的總裝圖和部分重要零件圖。 3.2.1 螺旋輸送機的選型 設計螺旋輸送機系統(tǒng)時，往往需要考慮下列問題: 1.合理的裝載方式，提出給料裝置和卸料裝置的要求. 2.輸送機線路上輸送機之間的相互關系。啟動順序是受料的輸送機先驅動，停車順序 是給料的輸送先停機，當各螺旋輸送機的參數(shù)(如長度，驅動裝置)不同時，通過這一關系 可以提出啟動時間和停機時間的要求。 3.不能滿足上面的啟動和停機順序的要求時，需要考慮在螺旋輸送機間增設緩沖倉以 提高系統(tǒng)的適應能力和系統(tǒng)的運轉率。 4.環(huán)保要求。對于粉塵大的情況，要考慮采用密封輸送或者設置必要的除塵設備。 5.零部件的標準化和通用化及易損件的供貨可能性。 根據(jù)設計要求(輸送物料為樹枝粉碎物料，粉狀物體磨琢性較大。進行 1.3m 的水平 輸送)我們選擇水平螺旋輸送機，傾斜角度為 ，如下圖所示：0 16 圖 41 水平螺旋輸送機 1入料口；2傳動軸一；3螺旋葉片；4無縫鋼管；5出料口； 選擇螺旋輸送機的布置形式 水平螺旋輸送機根據(jù)螺旋的旋向、螺旋軸的旋轉方向、以及裝料口與卸料口位置確定了 螺旋輸送機布置形式： 圖 42 水平螺旋輸送機布置形式 螺旋軸由螺旋葉片與軸組成。 制造方法 螺旋葉片一般由鋼板沖壓而成，然后焊接在無縫剛過軸上，且在各葉片間加以焊接。對 于輸送磨琢性較大的物料或輸送距離較短的輸送機，螺旋面可采用由扁鋼扎制而成的節(jié)段 套裝在軸上而形成。 螺旋的旋向、頭數(shù)與母線 螺旋軸上的螺旋葉片有右旋與左旋兩種，物料的輸送方向是由螺旋的旋向與螺旋軸的轉 17 向所確定的。螺旋頭數(shù)可以是單頭、雙頭或三頭的，多頭螺旋主要用于需要完成攪拌及混 合作業(yè)的輸送裝置中。螺旋面的母線通常采用垂直于螺旋軸線的直線，采用這種螺旋葉片 形式的螺旋稱為標準形式螺旋，以輸送物料為目的的水平螺旋輸送機應首先考慮采用標準 形式的右旋單頭螺旋。 螺旋葉片的形狀 螺旋葉片有實體式、帶式、葉片式、齒輪式四種形狀，應根據(jù)被輸送物料的種類、特性 進行選用。實體式螺旋式最常用的形式，適用于流動性好的、干燥的、小顆?；蚍蹱畹奈?料。 所以綜合選擇實體式葉片形狀如下圖所示： 圖 44 螺旋面形狀 3.2.2 螺旋輸送機的設計計算 螺旋輸送機設計參數(shù)的確定 螺旋輸送機的這些基本參數(shù)都是影響輸送能力的因素。由于物料在螺旋輸送機中的運 動狀況、允許的物料輸送量及速度是由物料特性所決定的，所以輕的、松散的和非磨琢性 18 的物料與重的磨琢性物料相比，可以在u形槽內裝得滿一些，轉軸的轉速也可高些。最大推 薦軸轉速為上極限轉速，對于大多數(shù)螺旋輸送機來說，所選定的螺旋軸的工作轉速約為最 大推薦軸轉速的一半。下面來具體的分析這些參數(shù)的確定。 輸送物料的運動分析 物料在旋轉輸送機中的運動，不隨螺旋體轉動，而只在旋轉的螺旋葉片推動下沿螺旋 向前移動。物料顆粒在輸送過程中，物料的運動由于受旋轉螺旋的影響，物料的運動并非 是單純的沿軸線作直線運動，而是在一直復合運動中沿螺旋軸運動，是一個空間運動。 當螺旋面的升角a在展開的狀態(tài)時，螺旋線用一條斜直線來表示，則旋轉螺旋面作用于 半徑為r(離螺旋軸線的距離)處的物料顆粒A上的力為乓。由于磨擦的原因，凡的方向與螺 旋線的法線方向偏離了OP角。此力可分解為切向分力P,j和法向分力P,6。如圖2.1所示。 圖45 物料顆粒受力分析圖 圖中角是由物料對螺旋面的摩擦角P及螺旋表面粗糙程度決定的。對于一般沖壓而成 或經過很好加工的螺旋面，可以不考慮螺旋表面粗糙程度對v角的影響，此時可取。 物料顆粒A在合力P 合 的作用下，在料槽中進行復雜的運動，即具有圓周速度和軸向速 度，其合成速度V 合 ，圖2.2表示了其速度的分解。 19 圖46 物料顆粒速度分解圖 若螺旋的轉數(shù)為n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒A的運動速度，由圖中三角形ABC可 得: V = V 3-1 合 sincosAB合 因為AB= ，所以V 合 = 3-2260r260ri 圓周速度為V 圓 =V合 sin( )= 3-3nsi()sinco 以摩擦系數(shù) 代入上式，得：tg V圓 = 3-4602rnsi(cs) 由于 ，以及 ， 2stgr2)(1irs2)(1ors 因此，將上述各式代入并經過換算，便可以求得物料顆粒的圓周速度計算公式: 20 V圓 = ， 3-560sn2()1r 式中s-螺旋的螺距(m):n一螺旋的轉數(shù)(rpm);r一研究的物料顆粒離軸線的半徑距離(m)； 物料與螺旋面的摩擦系數(shù)， 。tg 若使公式V 對r求一次導數(shù)，并令其值 ，便可求出存在 V 最大 值 的半徑法 0rdV法 法 為 3-6snr21法 同樣，根據(jù)圖示的速度分解關系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的計算公式： 3-71)2( 60)cos(rsnV合軸 以摩擦系數(shù) 代人上式得：tg )sin(coi合 由于 ，以及 ，2str2)(1inrs2)(1rs 因此，將上述各式代人并經過換算，便可以求得物料顆粒的軸向速度計算公式： 1)2( 60)cos(rsnV合軸 3-8 從上式可以看出，在一定的轉速下螺距s在某一范圍內物料可以得到較好的軸向輸送速 度，螺距過大或者過小，都會影響物料的軸向速度。 螺旋輸送機設計參數(shù)的確定 原始資料 輸送物料為樹枝粉碎物料，粉狀磨琢性較大，其生產量為Q=3.5t/h。輸送距離為L=1.3m,室 溫水平輸送。物料松散密度為 = 1.10t/ 。3m 21 表41 螺旋輸送機內物料 物料名稱 煤粉 水泥 木屑 碎石膏 石灰 松散密度 0.6 1.25 1.1 1.3 0.9 填充系數(shù) 0.4 0.20-0.33 0.28-0.33 0.25 0.34-0.4 物料阻力系數(shù) 0.2 2.2 1.8 2.5 0.23 螺旋葉片直徑 螺旋直徑可初步按下式計算： 3-9)(5.2mcQKD 式中 輸送能力，t/h；Q 物料特性系數(shù)，常用物料的 值見下表3-1；K 填充系數(shù)，見表3-1； 傾斜系數(shù)，見表3-2。C 表4-2 常用物料的填充、特性、綜合系數(shù) 物料的粒度 物料的琢磨性 物料典例 填充系數(shù) 螺旋面型 特性系數(shù) K 綜合系數(shù) A 粉狀 無 /半琢磨性 石灰 0.34-0.4 實體 0.4150 75 粉狀 琢磨性 水泥 0.2-0.33 實體 0.0565 35 粉狀 無 /半琢磨性 鋸木屑 0.25-0.35 實體 0.0490 50 粒狀 琢磨性 砂 0.25-0.30 實體 0.0500 30 小塊 無 /半琢磨性 石灰石 0.25-0.30 實體 0.0537 40 表4-3 傾斜系數(shù)表 傾斜角 005010502 螺旋輸送機傾斜布置 時輸送量校正系數(shù)C 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 22 查表得 =0.0490 =0.30 =1.0。將以上數(shù)據(jù)代入公式計算得KC =0.220 。螺旋直徑應圓整到標準系列，標準系列為：Dm 0.100，0.125，0.160，0.200，0.250，0.315，0.400，0.500，0.630，0.800，1.00，1.25 。m 對所確定的螺旋直徑還應按所輸送物料的快度進行校核。 對于未分選的物料，要求: (810)aD 對于分選的物料，要求: (46) max 式中：a 物料的平均快度，m； 物料的最大塊度，m。 很明顯螺旋直徑合適。 螺旋軸螺距 螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)下物料運行的滑移面，所以螺 距的大小直接影響著物料輸送過程。最大螺距應滿足下列兩個條件: 要考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量間的適當分布關系兩個條件，來確定 最合理的螺距尺寸。 物料顆粒在螺旋面軸向方向上的作用力為 為了 , 則必須滿cos(),P合軸 0P軸 足條件 。在最小半徑 處的螺旋升角 是最大的，輸送方向的作用力 最22dr 軸 小。根據(jù)這個條件，最大的許用螺距值，由下式確定： 3-10max()stg 或 3-11axd 若以 (D-螺旋的外徑 )代人上式，則得 3-1dKD 1max;kDs 12 另外，在確定最大的許用螺距時，必須滿足的第二個條件是建立在使物料顆粒具有最合理 的速度各分量間的關系的基礎上的，即應使物料顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度，同時 又使螺旋面上各點的軸向輸送速度大于圓周速度。螺距的大小將影響速度各分量的分布。 當螺距增加時，雖然軸向輸送速度增大，但是會出現(xiàn)圓周速度不恰當?shù)姆植记闆r;相反，當 螺距較小時，速度各分量的分布情況較好，但是軸向輸送速度卻較小。于是，根據(jù)在螺旋 23 圓周處的 的條件， ；即軸法 V 1)2(601)2(60 rsnrsn 可得出 。 3-13tgrs)4(12 4tgD 所以，s需要滿足 ，和 兩個條件。1kDs()st 物料的摩擦系數(shù)同物料在料槽里的運動取向、運動速度、物料的尺寸、濕度以及螺旋 葉片材料及表面狀態(tài)等有關。輸送物料的摩擦系數(shù)可參考連續(xù)運輸機設計手冊。 通?？砂聪率接嬎懵菥? s=KD 3-14 對于標準的螺旋輸送機，K 值一般取為 0.81。當傾斜布置或輸送物料流動性較差時，K 0.8,當水平布置，可取 K 值等于 0.81. 故取 K=1 那么螺距為 s=0.125 。m 螺旋軸直徑 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。 圖47 螺旋葉片受力分析 從上圖可以看出，物料在螺旋面上軸向受力分量 F軸 為 ： （ 為螺旋升角） 3-15cos()F合軸 24 式中: a角是由物料對螺旋面的摩擦角P以及螺旋表面粗糙程度決定的。對于一般熱壓 或用冷扎鋼板拉制的螺旋片表面，可以忽略螺旋葉面粗糙程度對9)角的影響，此時可認為 。 所以， 3-16cos()F合軸 因為螺旋升角a在葉片根部最大，此處的輸送方向(軸向)作用力最小。d與s應滿足關系 之一是 ，即 。將 帶入上式并整理得出：0F軸 2,tgtd 3-17s 確定最小軸徑還應滿足的第二個條件是物料具有盡可能大的軸向速度，同時螺旋面上各 點的軸向速度大于圓周速度。 圓周速度和軸向速度分別為: 3-181)2(60rsnV 法 3-)(2 rs法 19 25 圖48 螺旋葉片速度分析 要使得螺旋面在葉片根部的軸向速度大于圓周速度，得出 3-20sd1 根據(jù)上式計算，當 取0.3， s=(0.8-1)D時，d (0.47-0.59)D; 當u值增加時， 還增加，也 dD 就是說，根據(jù)上式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，使得輸送機結構粗大笨重，成本提高。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， 應盡可能使結構緊湊。由于這種場合使用的輸送機填充系數(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。 經綜合分析可得螺旋軸直徑d=40mm。 實體式螺旋葉片的展開尺寸 將一個螺距的標準型實體式螺旋面展開，其下料尺寸為： 26 3-26)()()(221 dDSdSDd 3-27)()()(22L 3-28036LLDSa 式中： 螺旋軸直徑， ；dm 螺旋面展開圖圓環(huán)內徑， ；l 螺旋面展開圖圓環(huán)外徑， ；LD 展開圓環(huán)切除部分的周心角， 。 la0 求得： =30mm ； =115mm。1dLD 圖 49 實體式螺旋葉片的展開圖 27 螺旋葉片的厚度 可根據(jù)物料性質和螺旋直徑按下表選?。?表 4-4 螺旋葉片厚度 輸送物料 mm 谷物 2-4 煤 4-5 礦石 7-8 故取螺旋葉片厚度 =2mm。 螺旋軸與無縫鋼管的連接 螺旋軸與無縫鋼管的連接是采用傳動軸與無縫鋼管相互通孔，用螺栓進行連接如下圖所 示： 圖 410 3.2.3 螺旋輸送機外形及尺寸 考慮到粉碎機物料產量 Q，及綜合考慮粉碎機與輸送設備箱連接的輸送能力確定了螺 旋輸送機的基本尺寸參數(shù)如下圖： 28 圖 411 LS 型螺旋輸送機 3.2.4 螺旋輸送機軸承選擇 LS220 頭部軸承 30206 型圓錐滾子軸承一個，尾部軸承 30206 型圓錐滾子軸承一個。 3.2.5 螺旋輸送機