螺旋输送机毕业设计

螺旋输送机摘 要螺旋输送机是利用电机带动螺旋回转，推移物料以实现输送目的的机械，它能水平、倾斜或垂直输送，具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输等优点。本课题重点研究在与驱动装置的合理选择，对驱动装置的合理给螺旋输送机的效率，稳定，安全性的提高大的作用。本次毕业设计是关于输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述；接着分析了输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型输送机由六个主要部件组成：驱动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。关键词：螺旋输送机，输送系统，选型设计，主要部件Screw conveyorABSTRACTScrew conveyor is the use of motor driven rotary screw, the passage of materials in order to achieve the purpose of transportation machinery, it can level, tilt or vertical transmission, a simple structure, small cross sectional area, sealing, and easy to operate, easy maintenance, facilitate closure transportation and other advantages. Focus on the issue and drive in a reasonable choice. Drive screw conveyor to the reasonable efficiency, stability, security, the improvement of the role. The design is a graduation project about the conveyor. At first, it is introduction about the conveyor. Next, it is the principles about choose component parts of conveyor. After that the belt conveyor abase on the principle is designed. Then, it is checking computations about main component parts. The ordinary conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. At last, it is explanation about fix and safeguard of the belt conveyor.KEY WORDS: screw conveyor，delivery system，type design，main partsIV洛阳理工学院毕业设计（论文）目录前言1第1章 绪论21.1 关于本次毕业设计21.1.1 毕业设计的目的21.1.2 毕业设计的任务2第2章 螺旋输送机基本知识32.1 螺旋输送机产品概述32.2 螺旋输送机的应用范围32.3 螺旋输送机的类型42.4螺旋输送机的应用范围52.5 螺旋输送机主要特点62.6螺旋输送机的工作原理与机理分析62.6.1螺旋输送机的工作原理62.6.2螺旋输送机的机理分析72.7 螺旋输送机整机布置形式82.8 螺旋输送机的发展历史及趋势82.8.1 螺旋输送机的发展历史92.8.2 螺旋输送机的发展趋势122.9国内外螺旋输送机对比13第3章 螺旋输送机的参数设计173.1 物料的选择173.2 螺旋输送机原始参数的选择设定173.3 螺旋输送机基本参数的确定183.3.1螺旋直径的确定183.3.2螺旋输送机的极限转速的确定193.3.3螺旋输送机的功率计算20第4章 螺旋输送机驱动装置的设计214.1 电动机的选择214.1.1 电动机类型的选择214.1.2 电动机型号的选择214.2 减速装置的选择234.2.1 总传动比的确定23第5章 螺旋输送机机身设计245.1螺旋输送机的整体布置245.1.1 螺旋轴的设计245.2.2 螺旋叶片的设计255.3 驱动端装置的设计305.3.1 驱动轴的结构设计305.4 中间轴承装置325.5 尾端装置的设计335.6 进出料口345.7 附件的设计345.7.1 窥视孔盖和窥视孔345.7.2 排油孔、放油油塞、通气器、油标34第6章 螺旋输送机的安装使用及维护364.1 螺旋输送机安装技术条件364.2 螺旋输送机的使用与维护37结论39谢 辞41参考文献42外文资料43洛阳理工学院毕业设计（论文）前言 经过三年的学习，大学的最后也是最重要的一项毕业设计开始了。作为对大学三年学习的总结，毕业设计既考察了我们对所学知识的掌握，也是对我们能否灵活运用所学理论知识解决实际问题的检验。通过三年的理论学习我们掌握了一定的理论知识，但只有通过实践，我们才能对这些知识融会贯通，在使用时才能够得心应手。因此，毕业设计是我们毕业前的最关键的一环，也是我们走向工作岗位的模拟训练，对我们有着非常重要的意义。因此，我会像在学习中通过自身努力和勤勉好问解决难题一样，我会认真的配合老师、同学和工人师傅，认真的搞好这次毕业设计，在毕业前交出一份令人满意的答卷。我这次设计所选的题目是螺旋输送机设计，主要设计螺旋片，输送机进出料口，驱动装置，减速器等主要零部件的设计计算及相关零件的校核。综合运用了机械工程材料，机械制造工艺，极限配合，机械制图等方面的知识，所以能从各个方面检查所学知识。螺旋输送机作为冶金、建材、化工、粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备。其结构简单、横截面尺寸小、密封性好、可以中间多点装料和卸料、操作安全方便以及制造成本低等优点使其拥有广泛的应用。在毕业前，利用毕业设计这次机会，在老师耐心的指导下，利用自己在大学所学的书本知识和实习结合，参阅了大量的相关书籍和资料，对螺旋输送机进行了设计。由于时间仓促和本人水平有限，在设计过程中会有缺点和不合理的地方，恳请老师给予宝贵的意见，并给予批评和指正。 第1章 绪论1.1 关于本次毕业设计1.1.1 毕业设计的目的 通过本次毕业设计，我们能够达到一些目的:1培养我们搜集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力；2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；3训练和提高机械设计的基本理论和技能；4培养独立思考，独立工作的能力1.1.2 毕业设计的任务 1.设计条件 运输物料为水泥，堆积比重范围是1.2-1.3 取 运输量为； 运输长度为。 2.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 3.设计关键 1)仔细分析联系输送机的工作原理 2)根据输送要求选择合适类型的类型输送机 3)保证设计的类型输送机能够满足工作要求第2章 螺旋输送机基本知识2.1 螺旋输送机产品概述螺旋输送机俗称绞龙，是一种常用的不具有挠性牵引构件的连续输送机械，由于它是以一刚性的螺旋体作为主要构件而实现物料输送的，所以也通常称它为具有刚性“牵引”构件的输送设备。它主要用于运送粉状和粒状等物料，螺旋输送机与其它输送设备相比，具有整机截面尺寸小、密封性能好、运行平稳可靠、可中间多点装料和卸料及操作安全、维修简便等优点。与带式输送机、刮板输送机等同样是现代化生产和物流运输不可缺少的起重机械运输设备之一。而且在建筑工地，储粮仓库，制造车间等，并在倾角 20 的情况下，输送粉状，颗粒状和小块物料，使螺旋输送机对提高生产工作效率得到了很大体现，本次设计旨在对螺旋输送机进行创新设计，进一步提高它的实用性。2.2 螺旋输送机的应用范围LS型螺旋输送机广泛应用在各种工业部门，如建材、冶金、化工、电力、煤炭、轻工、粮食及食品行业，适用于水平或者20 倾角的，如水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子、焦炭等。LS型螺旋机对输送物料的要求，物料温度不得超过200，螺旋机不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的物料。因为这些物料在输送时会粘结在一起，并随之旋转而不向前移动，或者在吊轴承处物料积塞而使机器不能正常工作，因此对于输送距离短，输送量不大，五磨琢性或磨琢性小，五粘结性或粘接性小，不怕破碎而又要求密闭输送的粉状和小块状的物料，采用螺旋输送机是很适宜的。2.3 螺旋输送机的类型螺旋输送机根据其输送物料的特性、要求及结构的不同，有如下几种不同的型式：普通螺旋输送机、垂直螺旋输送机、螺旋管输送机和可弯曲的螺旋输送机等等。本论文设计的螺旋输送机属于普通的螺旋式送机，为水平螺旋输送机，其倾角为0。普通螺旋输送机是最可以代表螺旋输送机的，它的结构是所有螺旋输送机结构的基础。螺旋输送机按其安装形式可分水平螺旋输送机、倾斜螺旋输送机和垂直式螺旋输送机3种类型，如图2.1、图2.2和图2.3所示。1-进料口 2-槽体 3-螺旋轴 4-卸料口图2-1 水平式螺旋输送机结构示意图 1-螺旋轴 2-机壳 3-螺旋片 4-卸料板 5-轴承 6-上盖板 7-端墙A-进料口 B-出料口 L-输送机的长度 H-倾斜安置高度 P-螺距图2-2 倾斜式螺旋输送机结构示意图 1-出料口 2-电机 3-三角带 4-混料筒5-套筒 6-立式螺旋输送机7-进料口 8-电机图2-3 立式螺旋输送机结构简图按结构可分为双螺旋输送器和单螺旋输送器，后者使用较多。按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。按螺旋方向不同可分为右旋和左旋，可根据物料所要求的输送方向来定。2.4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。2.5 螺旋输送机主要特点 1.结构简单、造价便宜； 2.维修容易、操作安全； 3.外形尺寸矮小，布置紧凑，便于多点装料与卸料； 4.槽体密闭，物料损耗少； 5.可输送较高温度的物料。2.6螺旋输送机的工作原理与机理分析 2.6.1螺旋输送机的工作原理旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送。使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。即如同一根旋转的螺旋轴，带动一个螺母沿其轴向移动一样，旋转体相当于螺旋轴，物料相当于螺母，当螺旋体连续旋转时则物料也连续输送。无轴旋转体为较厚的带状叶片，通过驱动端驱动，中间无轴，旋转体与机壳内壁底部衬板接触。螺旋输送机的旋转轴的旋向，决定了物料的输送方向，但一般螺旋输送机在设计时都是按照单项输送来设计旋转叶片的。当反向输送时，会大大降低输送机的使用寿命。2.6.2螺旋输送机的机理分析本论文所要设计的螺旋输送机是标准的等螺距、等直径的单头螺旋，并设其螺旋面升角为，以距离螺旋轴线处的物料颗粒佐为研究对象，进行运动分析。如图2.4旋转螺旋面作用在物料颗粒上的力，由于物料与叶片的摩擦关系，力方向与螺旋面的法线方向偏离了角，角的大小由物料对螺旋面的摩擦角及螺旋面的表面粗糙度决定，对于一般热压或用冷轧钢板拉制的螺旋面，可忽略其表面粗糙程度对角的影响，可认为。力可分解为法向分力和径向分力。 物料颗粒在力的作用下，在料槽中进行一个复合运动，即沿轴向移动，又沿径向旋转。图2-4 螺旋叶片上M点物料受力分析由于物料的圆周速度在半径长度范围内是变化的，所以，物料在螺旋内的移动过程中要产生相对滑动，靠近螺旋轴的物料的圆周速度比外层的大，而轴向速度比外层的要小。这将使内层物料较容易随螺旋轴转动，因而产生一个附加的物料流。螺旋在一定得转数之前，这种附加的物料流对物料运动的影响并不显著。但是，当超过一定的转数时，物料就会产生垂直于输送方向的跳跃的翻滚，起搅拌而不起轴向的推进作用。这不仅会降低物料的输送效率，加速设备构件的磨损，而且会增大螺旋功率的消耗。因此，为了避免这种现象的产生，设定了螺旋的临界转速。2.7 螺旋输送机整机布置形式一台螺旋输送机通常由驱动装置、头节、若干标准中间节、选配中间节、尾节、进料口、出料口等组成，除头节和选配中间节外，各节螺旋机及机壳均有互换性。螺旋机本体由头节、中间节、尾节三种组成。一般情况下，出厂总装时将中间节按长度长短依次排列，最长的中间节靠近头节，相同的中间节挨在一起。在头节内装有止推轴承承受轴向力，在中间节装有中间吊挂轴承支承螺旋轴。螺旋面的形式有实体螺旋和带式螺旋两种。各螺旋轴之间采用法兰式联接，保证了连接轴的互换性，便于维修。进料口是方形进料口，出料口有方形卸料口、手推式卸料口及齿条式卸料口。布置进出料口应注意保证料口至端部的距离，同时避免料口与吊轴承加油杯，机壳联接法兰，底座等相碰。驱动装置有由型电动机和型减速器组成，即双型。按其装配方式的不同，它分为右装和左装两种。1、驱动装置 2、联轴器 .3、壳体 4、出料口 5、旋转螺旋轴 6、中间吊挂轴承 7、支座 8、进料口图1-5 螺旋输送机简图2.8 螺旋输送机的发展历史及趋势2.8.1 螺旋输送机的发展历史中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。 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。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。2.8.2 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。2.9国内外螺旋输送机对比我国螺旋输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩螺旋输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。 1.装机功率 我国工作面顺槽可伸缩螺旋输送机最大装机功率为4250 kW，国外产品可达4970 kW，国产螺旋输送机的装机功率约为国外产品的30%40%，固定螺旋输送机的装机功率相差更大。 2.运输能力 我国螺旋输送机最大运量为3000 t/h，国外已达5500 t/h。 3.最大输送带宽度 我国螺旋输送机为1400 mm，国外最大为1830 mm。 4.带速 由于受托辊转速的限制，我国螺旋输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。5.工作面顺槽运输长度 我国为3000 m，国外为7300m。6.自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩螺旋输送机机尾随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口，主要有2种：(1)随转载机一起移动的由英国LONGWALL公司生产的自移机尾装置。(2)德国DBT公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有2个推进油缸。LONGWALL公司生产的自称机尾用于在国内带宽1.2 m的输送机上，缺点是自移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自移机尾在国内使用效果优于前者，水平、垂直2个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需完善，后者则需研制。但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 7.高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。8.输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（+25）直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种螺旋输送机。 9.可靠性、寿命上的差距输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm，国外为3150 N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm，国外为7000 N/mm。输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的50%65%，国外达母带的70%75%。托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于螺旋输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h，国外托辊寿命59万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%40%。输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命2万h，国外减速器寿命7万h。螺旋输送机上下运行时可靠性差10.控制系统上差距驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等，控制精度较高。监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC，开发了先进的程序软伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。输送机保护装置 国外螺旋输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。第3章 螺旋输送机的参数设计螺旋输送机的整体设计是在了解其工作原理及其机理的基础上对螺旋输送机的性能参数进行设定，并根据其性能参数计算出其基本参数，从而实现螺旋输送机的设计。 3.1 物料的选择由前面螺旋输送机的适用范围可知螺旋输送机可以输送粉状、颗粒状核销块状物料等。对于螺旋输送机输送物料形状的不同，其在某些方面要求也不同，并且其在计算过程中的一些参数也不同。就本设计论文而言，选择了粉状物料进行设计，且选择了水泥为粉状物料的代表来进行螺旋输送机的具体设计。 3.2 螺旋输送机原始参数的选择设定关于螺旋输送机的原始参数基本上包括三部分:被输送物料的名称及特性；需要的输送量；螺旋输送机的基本尺寸。螺旋输送机所输送物料的名称：水泥水泥的堆积比重,通过搜索网络资源我了解到了关于普通硅酸盐水泥的堆积比重范围为1.21.8，并选定了在计算过程中的比重。水泥的最大块度及最大块度,通过查阅资料发现没有关于水泥的最大块度与最大块度含有率的问题，就水泥本身而言，按GB1345-77水泥细度检验方法(筛析法)中规定，测定水泥细度用标准筛是孔边为0.080的方孔筛,这就是说标准的水泥粒度绝对小于1，所以可以把水泥的块度问题就可以位于考虑之外了；另外还有最大块度含有率的问题，既然水泥的块度问题已经在考虑之外了，那么，最大块度含有率也就不是一个问题了。物料的粘度、琢磨性、腐蚀性，这里水泥只具有琢磨性。螺旋输送机的输送量,在本次设计中设为80.0。螺旋输送机的基本尺寸，螺旋输送机的布置简图如下：图3-1 螺旋输送机布置简图螺旋输送机的输送长度，设定；螺旋输送机倾斜布置时的倾角及其在垂直平面上的投影高度。由于所设计的螺旋输送机是属于水平螺旋输送机，看图可知，倾角角为0，其在垂直平面上的投影高度也为0。3.3 螺旋输送机基本参数的确定 3.3.1螺旋直径的确定 按公式，得螺旋直径式中 螺旋叶片直径（米）； 物料的输送量（吨/时）； 物料的堆积比重（吨/米3）； 水平输送时物料在输送机内的填充系数； 表示物料综合特性的经验系数； 倾斜向上输送时输送量的校正系数；查表得输送煤粉时:=0.056；=0.28；=1.7； 查表的 =1；将原始数据,=0.056 (3.1 ) 结果圆整为标准螺旋直径（标准螺旋直径系列：150、200、250、300、400、500、600 ；单位：）。3.3.2螺旋输送机的极限转速的确定螺旋输送机的极限转速可由下列公式确定 (3.2)式中：螺旋轴的极限转速；表示物料综合特性的系数；查得。所以,螺旋输送机的极限转速由公式(3.2)算得： n=49.49r/min 根据公式的计算结果圆整为螺旋输送机标准转数为（螺旋轴标准转数系列为20、30、35、45、60、75、90、120、150、190；单位：）由于圆整后，不论是螺旋直径还是螺旋输送机的极限转速都与通过计算得到的结果有些许差异，所以其填充系数可能不同于原来从参考文献中所选取的数值，所以要利用下面公式校核其填充系数： (3.3)式中：螺距螺旋输送机螺旋体的螺距是由螺旋输送机的螺旋直径决定的，其中制法分为S制法和D制法，在S制法中，；二在D制法中，。本次设计采用D制法，所以。然后通过公式(3.3)对填充系数进行校核： =0.17 虽然0.17不在0.180.25之间，但是圆整后的值允许低于0.25，但不得高于0.30，所以，圆整的合适。3.3.3 螺旋输送机的功率计算功率的确定螺旋机轴上所需功率由下列公式确定： (2.4)式中：功率备用系数，取值范围1.21.4；物料阻力系数。其中，取1.3， 查参考文献中查得取为3.2。由公式(2.4)得 第4章 螺旋输送机驱动装置的设计螺旋输送机驱动装置包括电动机、减速器及联轴器等。驱动装置是整个螺旋输送机的动力来源，虽然这一部分并不是螺旋输送机设计的重点，但是如果没有驱动装置，整个机械就动不起来，而且以往螺旋输送机所选用的电动机已经过时，所以有必要对螺旋输送机的驱动装置进行重新设计。 4.1 电动机的选择4.1.1 电动机类型的选择根据工作条件及要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。Y系列三相异步电动机应用非常广泛，提高了国内外同类产品的互换性，极大地方便了引进设备的配套和维修。Y系列三相防护式笼型异步电动机，其防护结构型式比一般防滴式结构要优越。4.1.2 电动机型号的选择选用电动机，首先应该明确工作机的功率、效率以及减速器和各个联轴器的效率，这样才能算出所需电动机的功率。螺旋轴上所需的功率为36.72kW，由于这直接计算的是螺旋轴上所需的功率，所以螺旋轴的工作效率在计算减速装置的机械效率时可假设为;由于本论文所选取的联轴器一个都是弹性套柱销联轴器，一个是十字滑块联轴器。查参考文献得到、。轴承选用滚动轴承，闭式圆柱齿轮传动，精度等级选择8级，。所以电动机至螺旋轴的传动总效率：查阅书籍，可知螺旋输送机驱动装置的机械效率一般在0.900.94之间，这说明现在所选的联轴器、及齿轮精度等是可以达到要求的。根据所算出的减速装置的机械效率可求出所需的电动机效率为： 因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。查参考文献，Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为11kW。我们知道螺旋轴转速是60r/min。通常，二级圆柱齿轮减速器传动比,则电动机转速的可选择范围为：符合这一范围的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min。现对这三种方案进行比较，查参考文献得电动机数据及计算出的总传动比，列表如表4.1： 表4.1 电动机型号规格型 号额定功率 额定电流 转速 效率 功率因数 堵转转矩堵转电流最大转矩噪声振动速度 重量额定转矩额定电流额定转矩1级2级kWAr/min%COS倍倍倍dB(A)mm/skgY160M-41122.6146088.00.842.27.02.375821.8122Y160L-61124.697087.00.82.06.52.070751.8139Y180L-81124.873087.50.81.76.02.067721.8180综合比较电机的质量、成本及总传动比的大小等因素，选择电动机的型号为：Y160M-4。由电动机型号查得电动机的安装及外形尺寸：轴颈D：42mm 伸出长E：110mm 中心高H：160mm4.2 减速装置的选择 4.2.1 总传动比的确定 联轴器传动比为1。 由,查表1-13,得驱动装置为:右装的，功率为的型电动机和型的减速器构成，总传动比。 第5章 螺旋输送机机身设计 5.1螺旋输送机的整体布置我们知道螺旋输送机按结构可分为头节、尾节和中间节三部分，每一部 分中又有几种不同的长度，依照所要设计的螺旋输送机的长度L=10m可从参考文献得到各节的长度，分别为：头节3m；中间节4m；尾节3m。螺旋输送机按驱动装置装配方法的不同，分为有右装和左装两种，右装是指人站在电动机尾部向前看，减速器低速轴在电动机的右端，而左装则相反。在本次设计中，采用的装配方法为右装。螺旋输送机的出料口主要有方形出料口、手推式出料口和齿条式出料口三种，后两种出料口拉板的开闭方向，随安装不同而分为右装、左装两种，但是，由于本设计采用方形出料口，所以不用考虑其安装形式。由于在布置螺旋输送机时，驱动装置及出料口装在头节（有止推轴承装置）时，较为合理，这样可使螺旋管轴处于受拉状态,以在本次设计中，驱动装置及出料口装在头节。而且由于各螺旋节的布置次序最好遵循按螺旋节长度的大小依次排列和把相同规格的螺旋节排在一起的原则，本次设计的螺旋输送机可由一个3米长的头节、两个2米长的中间节和一个3米长的尾节组成。在安排其地脚螺栓位置时,把两个2米长的中间节紧接头节顺次排列,它后面接上3米长的尾节。在总体布置时还应注意，不要使支撑座或出料口布置在机壳接头的法兰处，进料口也不应布置在机盖接头处及悬挂轴承或检视孔的上方。5.1.1 螺旋轴的设计螺旋轴分为实心管螺旋轴与空心管螺旋轴，多采用空心管轴制造，采用便于焊接的低碳无缝钢管。螺旋轴轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的内升角。根据物料的运动分析,可知要保证物料的料槽中的轴向移动，螺旋轴径处的轴向速度要大于0，即螺旋内升角,又因为，所以螺距与轴径之间的关系必须满足的条件之一是 (5.1)但是，通过大量实践与资料证明，对大多数的螺旋输送机来说，一般其螺旋体的结构均能满足式(5.1)的要求，但对螺旋体直径较小（例D=100）的螺旋输送机来说，其不一定能满足式(5.1)的要求，因而在确定较小直径螺旋体的S与d时，必须进行这项验算工作，但是我所设计的螺旋输送机从前面可以知道，螺旋直径D=500mm，这个直径大小是可以满足式(5.1)的，所以，在此次设计中，并不用验算此项。轴径与螺距的关系还应满足的第二个条件是螺旋轴径处的轴向速度要大于圆周速度，及，经计算推理要满足下列公式： (5.2)根据式(4.2)计算得出的轴径相当大，这势必降低有效输送截面。为了保证足够的有效输送截面从而保证输送能力，这就得加大结构，使得输送机结构粗大笨重，成本增加。所以，螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的综合。在能够满足输送要求的前提下，应尽可能使结构紧凑，由于螺旋输送机的填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。轴径计算公式为： (5.3)D=500mm，系数取0.2，得到螺旋轴直径为螺旋轴选用空心管轴，采用便于焊接的低碳无缝钢管。管轴直径为100mm，管轴壁厚设为7.5mm，螺旋轴内壁直径为85mm。5.2.2 螺旋叶片的设计1.螺旋叶片常用的叶片有满面式(实体式)、带式、叶片式和齿形四种形式。其形状如下：图5-1 螺旋叶片的类型实体螺旋叶片是最常用的一种形式，是宜输送干燥的、小颗粒的或粉状物料，而所要输送的物料是水泥，属于粉状物料，其粘度、块度、湿度可以不计，所以选用实体式螺旋叶片。螺旋体按叶片在轴上的盘绕方向不同可分为右旋和左旋两种(逆时针盘绕为左旋，顺时针盘绕为右旋)。螺旋体输送物料方向由叶片旋向和轴的旋转方向决定。同一螺旋体上如有两种旋向的叶片，可同时实现两个不同方向物料的输送。如下图：图5-2 螺旋输送机的卸料方式2. 螺旋叶片的相关系数（1）螺旋直径与螺距:关于螺旋直径与螺距，已经对其进行了计算，其螺旋直径D=500mm，螺距S=500mm。但是在这里针对螺距S进行一些补充说明。螺距的大小不仅决定着螺旋升角，而且决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以螺距的大小也影响物料的输送过程。输送量Q和直径D一定时，螺距改变，物料运动的滑移面随着改变，这将导致物料运动速度分布的变化。前面的物料颗粒受力分析图可以得到物料颗粒M所受螺旋面在轴向的作用力轴为： (5.4)为使，必须满足，因为处的最大，最小，所以许用螺距可由下式求得: (5.5)此外，还用考虑物料运动速度各分量键合理分布问题，既要使物料尽可能大的轴向运输速度，同时，又要使各点轴向速度均大于圆周速度。螺旋升角:螺旋升角利用可以根据螺纹升角公式计算出来： (5.6)在计算螺旋内升角时，d等于螺旋轴直径d；当计算螺旋外升角时，d等于螺旋直径D，而计算螺旋叶片中间的升角时，d则等于，而此时公式则变为： (5.7)通过公式(5.6)和(5.7)计算出螺旋叶片的内升角为：螺旋叶片中间处的螺旋升角为：叶片与物料之间的摩擦系数与摩擦角:首先是螺旋叶片与物料（水泥）间的摩擦系数，经过阅读相关书籍资料以及对其在网上进行信息检索,得到螺旋叶片与水泥之间的摩擦系数可取=0.33，其摩擦角可根据摩擦角与摩擦系数之间的关系算出: （2）螺旋叶片的下料方法:螺旋叶片通常采用简易制造法，即用1.54.0mm厚的薄钢板冲压或剪切成带缺口的圆环，将圆环拉制成一个螺距的叶片，然后将若干个单独的叶片经焊接或铆接于螺旋轴形成一个完整的螺旋叶片。实体式叶片展开图如下：图5-3 螺旋叶片展开图如图，圆环的尺寸(下料尺寸)用下面的公式计算： (5.8) (5.9) (5.10)式中：圆环外圆直径（）；圆环内圆直径（）；圆环的缺角（0）；一个螺距叶片外螺旋线的长度（mm）；一个螺距叶片内螺旋线的长度（mm）。通过计算可以得到： 将以上算得的参数带入公式(4.8)、(4.9)和(4.10)得： 某节螺旋体部分如图4.4：图5-4 螺旋体5.3 驱动端装置的设计 5.3.1 驱动轴的结构设计1.轴的设计与校核轴的材料选用45号钢，调质处理。调质45钢，HBS241286HBS;查参考文献得：， ，,C=100。初估直径，轴上有一个键槽，轴径应增加5% 所以。选最小轴径为d=70mm。结构设计见图5.5。2.端轴的强度校核轴的受力分析见图5.6由该轴的受力分析图可知，该轴有四点受力，分别是平键处、两个轴承处和花键处，从图上可以看出该轴主要是受到了扭矩的作用。其失效形式很有可能是扭断。所以在这里只要校核其扭转强度就可以了。图5-5 前端轴图5-6 前端轴力的分析由于该轴只在平键和花键处有扭矩，且大小均为1441.99，最大扭矩为2883.98。由于此轴为阶梯轴，因为各段的抗扭截面模量不同，所以其危险截面不一定是在扭矩最大的地方，这时要综合考虑扭矩与抗扭截面模量，才能确定该轴是否安全。取轴的安全系数S=0.6，则许用拉应力为：则许用剪应力为：即该轴最小轴颈处在最大的扭矩下也满足扭转强度要求，所以该轴强度达到要求。轴的设计合格。(2)滚动轴承的选择选轴承,轴承类型为圆锥滚子轴承，查课程设计说明书可得轴承的型号为：30222。数量是2个。其参数为：D=200mm；B=38mm；Cr=315KN；Cor=455KN.3.键联接的选择与计算联轴器处的轴的尺寸为：70140，查参考文献得键为：2012125，(GB1096-90)普通平键（A型），键的参数为：b=20mm；h=12mm；L=125mm。键的校核：键的接触长度为：;则键联接所能传递的扭矩为：查参考文献得；强度符合要求。4.轴承座的结构参数设计轴承座结构如下图：图5-7 前端轴承座该轴承座采用HT200灰铸铁材料铸造成型，总高为263mm，中心线据底座高为133mm，壁厚为25mm，内壁与轴承空隙在0.2mm左右。该轴承座是靠两个M24的螺栓固定在支架上的。5.轴承密封和润滑方式轴承的密封采用非接触式密封，利用挡油环密封，转动件与固定件不接触，可以防止灰尘或其它杂质进入轴承，并防止轴承内润滑油的流失。从润滑和散热效果来看，油润滑较好，所以采用油润滑。放油孔采用螺塞以及封油垫密封。5.4 中间轴承装置中间轴承又称为吊挂轴承，因为它脱空悬置在槽顶的内壁板条或角钢上。由于它处于输送物料之中，一般都做称对开式滑动轴承，其轴承采用粉末冶金，巴氏合金，青铜，铸铁及其他的减磨材料，在个别情况下为了减少摩擦阻力。视需要也可以安装上滚动轴