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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) LS螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì) THE DESIGN OF LS SPIRAL CONVEYER 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 指導(dǎo)教師 20**年 5月 27日 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 摘要 LS型螺旋輸送機(jī)是采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,等效采用ISO1050-75標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)制造符合ZBJ1005.1-2-88專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。LS型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍：LS螺旋輸送機(jī)被廣泛運(yùn)用于各種行業(yè)，如建材、化工、煤礦碳、糧食等行業(yè).它多適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，如煤礦、面粉、

2、水泥、化肥、沙子等，輸送物料溫度一般為—20~80℃，并且當(dāng)輸送機(jī)傾斜輸送時(shí)傾斜角度一般低于15。 這次設(shè)計(jì)，我通過(guò)查閱了相關(guān)書(shū)籍資料，了解其結(jié)構(gòu)后確定了其驅(qū)動(dòng)方式為單端驅(qū)動(dòng)。通過(guò)假定輸送物料為面粉進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析確定了輸送機(jī)相關(guān)部分的尺寸，進(jìn)而畫(huà)出圖紙，完成本次設(shè)計(jì)。 LS螺旋輸送機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置、螺旋體、機(jī)槽、機(jī)架和軸承組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)和減速器。螺旋體由軸和葉片組成。機(jī)槽由幾節(jié)連接而成。軸承含有3種：頭部軸承、中間軸承和尾部軸承。 關(guān)鍵詞 LS螺旋輸送機(jī) 螺旋體 物料 Abstract The LS spiral conveyer u

3、ses the international standard product, equivalent uses the ISO1050-75 standard, the design manufacture conforms to the ZBJ1005.1-2-88 specialized standard. LS spiral conveyers application scope: LS spiral conveyer is widely used in each Industry sector, such as building materials, chemical industry

4、, coal, and grain and food profession. It is usually used to level or tilt transport powdery, granular and small massive material, like coal, flour, cement, fertilizer, and sand. The material temperature is usually from -20℃ to 80℃, and when the spiral is tilt transporting, its angle is always littl

5、e than 15. This design, through searching related books and information; I know its structure and define its drive style---single-ended drive. Through assuming that the material is flour and analyzing its date, I define its size which related to the analysis, and then, draw the blueprint and finish

6、 this design. The LS spiral conveyer is made up by drive device, spirochete, machine chamfer, frame and bearing. Driving device includes motor and reducer. Spirochetes formed by the shaft and blade. Bearing has 3 kinds-- head bearing, intermediate bearing and tail bearing. Keywords LS spiral c

7、onveyer Spirochete Material 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 LS型螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn) 1 1.3 LS型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍 1 2 LS螺旋輸送機(jī)主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)和選用 3 2.1 LS螺旋輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu) 3 2.2驅(qū)動(dòng)裝置 3 2.2.1電機(jī)的選用 4 2.2.2減速器的選用 4 2.2.3聯(lián)軸器的選用 4 2.3 LS螺旋輸送機(jī)的主要構(gòu)件 6 2.3.1螺旋體 6 2.3.2軸承 10 2.3.3機(jī)槽 12

8、3 LS螺旋輸送機(jī)的工作過(guò)程分析 15 3.1物料的運(yùn)動(dòng)分析和葉片的設(shè)計(jì) 15 3.1.1 物料的運(yùn)動(dòng)分析 15 3.1.2葉片的設(shè)計(jì) 18 4 LS螺旋輸送機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算 21 4.1輸送量計(jì)算 21 4.2 螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 21 4.2.1 物料運(yùn)行時(shí)所需功率 21 4.2.2螺旋輸送機(jī)空載轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)功率 22 4.3 電動(dòng)機(jī)功率 22 4.4軸的校核 22 4.5聯(lián)軸器選用的校核 24 4.6螺旋體轉(zhuǎn)速的校核 24 5 LS螺旋輸送機(jī)總體尺寸設(shè)計(jì) 25 5.1 輸送機(jī)外形及安裝尺寸 25 5.2 長(zhǎng)度與組合 26 5.3 附件尺寸 27 5.3.

9、1進(jìn)料口 27 5.3.2出料口 28 結(jié)論 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 32 1 緒論 1.1 引言 螺旋輸送機(jī)俗稱“絞龍”，是一種無(wú)撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備，它借助旋轉(zhuǎn)螺旋輸送葉片的推力將物料沿著機(jī)槽進(jìn)行輸送。螺旋輸送機(jī)被廣泛地使用在各種工業(yè)部門，如建材、電力、化工、冶金、煤炭、機(jī)械、輕工、糧食及食品行業(yè)。 1.2 LS型螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn) LS型螺旋輸送機(jī)是采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,等效采用ISO1050-75標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)制造符合ZBJ1005.1-2-88專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)新穎，是我國(guó)九十年代替代GX型螺旋輸送機(jī)的換代產(chǎn)品。 LS型螺旋輸送機(jī)與G

10、X型相比，其頭部、尾部軸承移至殼體外，吊軸承采用滾動(dòng)，滑輪軸承互換結(jié)構(gòu)，并設(shè)防塵密封裝置，密封件用尼龍塑料，因而其密封性好，耐磨性強(qiáng)，阻力小，壽命長(zhǎng)?；瑒?dòng)軸瓦有需加潤(rùn)滑劑的鑄銅瓦，合金而磨鑄鐵瓦和銅基石墨少油潤(rùn)滑瓦，出料端設(shè)有清掃裝置，整機(jī)噪聲低，適應(yīng)性強(qiáng)，操作維修方便，進(jìn)出料口位置布置靈活。 工業(yè)用LS螺旋輸送機(jī)具有以下特點(diǎn)： 1. 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本較低。 2. 工作可靠，維護(hù)管理簡(jiǎn)便。 3. 尺寸緊湊，斷面尺寸小，占地面積小。 4. 能實(shí)現(xiàn)密封輸送，有利于輸送易飛揚(yáng)的熾熱的及氣味強(qiáng)烈的物料可減小對(duì)環(huán)境的污染。 5. 裝載卸載方便。水平螺旋輸送機(jī)可在其輸送路上的任一點(diǎn)裝載卸載；

11、對(duì)垂直螺旋輸送機(jī)配置相對(duì)旋轉(zhuǎn)式取料裝置可具有優(yōu)良的取料性能； 6. 能逆向輸送，也可以使一臺(tái)輸送機(jī)同時(shí)向兩個(gè)方向輸送物料，即集向中心或遠(yuǎn)離中心。 7. 單位能消耗較大。 8. 物料在運(yùn)輸過(guò)程中易于研碎及磨損，螺旋葉片和料槽的磨損也較為嚴(yán)重。 1.3 LS型螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍 螺旋機(jī)被廣泛地使用在各種工業(yè)部門，如建材、電力、化工、冶金、煤炭、機(jī)械、輕工、糧食及食品行業(yè)。 LS螺旋輸送機(jī)對(duì)輸送物料的要求，粉狀、粒狀和小塊狀物料，如：水泥、煤粉、糧食、化肥、灰渣、砂子等，物料溫度不得超過(guò)200℃，螺旋機(jī)不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。因?yàn)檫@些物料在輸送時(shí)會(huì)粘結(jié)在一螺旋上，并隨

12、之旋轉(zhuǎn)而不向前移動(dòng)，或者在吊軸承處形成物料的積塞而使螺旋機(jī)不能正常工作。LS螺旋機(jī)的工作環(huán)境應(yīng)在-20℃~50℃之間，允許稍微傾斜使用，最大傾角不得超過(guò)20℃。 2 LS螺旋輸送機(jī)主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)和選用 2.1 LS螺旋輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu) LS螺旋輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。它是由驅(qū)動(dòng)裝置、頭節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、選配節(jié)、尾節(jié)組成。 驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)和減速器組成。電機(jī)由后文的計(jì)算部分確定確定其功率轉(zhuǎn)速確定型號(hào)。減速器通過(guò)定傳動(dòng)比選擇型號(hào)。 頭節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、選配節(jié)和尾節(jié)主體部分都差不多，都包含有機(jī)槽和螺旋體。不同之處在于：頭節(jié)

13、包含有一段前軸和首端軸承，機(jī)殼上開(kāi)有卸料口；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和選配節(jié)結(jié)構(gòu)大致相同，主要是尺寸不同且含有特有的懸掛軸承（吊軸承）；尾節(jié)包含有一段尾軸和尾部軸承，機(jī)殼上開(kāi)有進(jìn)料口。 螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，物料由進(jìn)料口進(jìn)入料槽，在旋轉(zhuǎn)螺旋葉片的推動(dòng)下，沿著料槽作 軸向移動(dòng)，直到卸料口排出。 圖1-1 LS螺旋輸送機(jī)的一般結(jié)構(gòu) 1.驅(qū)動(dòng)裝置 2.頭節(jié)3.標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 4.選配節(jié) 5.尾節(jié) 2.2驅(qū)動(dòng)裝置 螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可以避免地要帶負(fù)荷啟動(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的的起動(dòng)要求不相適應(yīng)在螺旋輸送機(jī)上比較突出，一方面為了保證必要的起動(dòng)力矩，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行

14、時(shí)的電流大6-7倍，要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過(guò)熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過(guò)分降低，這就要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使起動(dòng)過(guò)程不超過(guò)3-5s。在連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)中的螺旋輸送機(jī)，由于整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)作業(yè)，且自動(dòng)化的程度很高，任何一個(gè)部位發(fā)生故障都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，這種場(chǎng)合使用的輸送機(jī)還應(yīng)該具備較大的儲(chǔ)備功率。驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)螺旋輸送機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，它由電動(dòng)機(jī)，減速器和聯(lián)軸器組成。 2.2.1電機(jī)的選用 螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)一般選用電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)已經(jīng)系列化，通常有專門的工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批或大批量生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)中一般根據(jù)工作載荷、工作要求、工作環(huán)境、安裝要求以及尺寸、重量

15、有無(wú)特殊要求等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號(hào)。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定，一般情況下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因?yàn)楣β室欢〞r(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸就愈大，價(jià)格愈貴，而效率低。若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，則極對(duì)數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格也較低。具體選用通過(guò)下文計(jì)算后選擇。 2.2.2減速器的選用 減速器是一種有封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪-蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置。 減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。 減速器

16、的分類很多，主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器等，按其安裝方式有軸裝式減速器、組裝式減速器、聯(lián)體式減速器等等。由于使用的廣泛，很多減速器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。 聯(lián)體式減速器是一類由電動(dòng)機(jī)和減速器相聯(lián)而組成的獨(dú)立部件，因其結(jié)構(gòu)緊湊、占空間較小、費(fèi)用較分離的便宜，故受廣大用戶的歡迎。這類減速器的品種也有很多，有齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪—蝸桿減速器等，有單級(jí)也有多級(jí)。 考慮到輸送機(jī)搬運(yùn)以及安裝的方便性，綜合各個(gè)因素決定選用聯(lián)體式減速器減速器。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的要求跟減速器輸出軸的要求，以及所能承受的轉(zhuǎn)矩來(lái)確定型號(hào)。 2.2.3聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一

17、起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種部件；只有在機(jī)器停車并將聯(lián)接拆開(kāi)后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)件，使用時(shí)可以根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及使用時(shí)的要求選擇合適的聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。所以在減速器與螺旋軸之間的聯(lián)接選用十字聯(lián)軸器，十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)端面上開(kāi)有凹槽的半聯(lián)軸器和一個(gè)兩面帶有凸牙的中間盤所組成。因凸牙可在凹槽中滑動(dòng)，故可以補(bǔ)償安裝及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸間的相對(duì)位移。這種聯(lián)軸器零件材料可用45鋼，工作表面須進(jìn)行熱處理，以提高其硬度；要求較低時(shí)也可用Q275鋼，不進(jìn)行熱處理

18、。為了減少摩擦及磨損，使用時(shí)應(yīng)從中間盤的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn)滑。 由于輸送機(jī)的工作過(guò)程中有震動(dòng)，且安裝時(shí)的精度不是很高，所以根據(jù)情況選擇十字滑塊聯(lián)軸器。根據(jù)輸出軸的軸徑，以及轉(zhuǎn)矩的要求選擇的聯(lián)軸器型號(hào)為：（JB/T 5901-1991 ）WSD7型十字聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為560N.M。LS型螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置有五種形式：第一種為TY型驅(qū)動(dòng)裝置，由TY型同軸式硬齒面減速器和彈性柱銷聯(lián)軸器構(gòu)成，功率范圍為0.55～45kw；第二種為YZ型驅(qū)動(dòng)裝置，由ZSY型減速器，Y系列電動(dòng)機(jī)，彈性柱銷聯(lián)軸器和底座構(gòu)成，最適用于LS630～LS1250螺旋輸送機(jī)，功率范圍為7.5～75kw，YZ驅(qū)動(dòng)裝置有I型（右

19、裝）和II型（左裝）兩種裝配形式；第三種為YJ型驅(qū)動(dòng)裝置，有Y系列電動(dòng)機(jī)與ZQ型減速器組成；第四種為YTC型驅(qū)動(dòng)裝置，由YTC型同軸式齒輪減速器與Y系列電動(dòng)機(jī)組成；第五種為行星擺線減速器。本課題初步擬定ls400螺旋輸送機(jī)采用第一種TY型驅(qū)動(dòng)裝置。LS螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有兩種：?jiǎn)味蓑?qū)動(dòng)和雙端驅(qū)動(dòng)，為了設(shè)計(jì)方便我們采用單端驅(qū)動(dòng)。 2.3 LS螺旋輸送機(jī)的主要構(gòu)件 2.3.1螺旋體 螺旋體是傳輸物料的主要部件，它是由螺旋軸和螺旋葉片組成。 1 螺旋葉片 根據(jù)輸送工藝的要求，螺旋葉片有多種形式，常用的有滿面式、帶式、齒式

20、、和槳式四種。如圖2-1所示 圖2-1a所示為滿面式螺旋葉片。螺旋葉片的一邊緊貼在軸上，形成完整的螺旋面。這種葉片的構(gòu)造簡(jiǎn)單，輸送能力強(qiáng)，適宜輸送散落性較好的、干燥的顆粒狀或粉狀物料，是使用最廣泛的葉片形式。最常用的螺旋葉片為正螺旋面（又稱直母線螺旋面）。正螺旋面的母線是一條垂直于螺旋軸的直線。當(dāng)該直線繞軸線作均勻轉(zhuǎn)動(dòng)且沿軸向作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所形成的曲面為等距正螺旋面。若該直線沿軸向變速移動(dòng)，所形成的曲面為變距螺旋面。當(dāng)母線與軸線不垂直時(shí)所形成的螺旋面稱為非正螺旋面（又稱彎曲母線螺旋面）。采用母線為曲線的螺旋葉片可以提高螺旋輸送機(jī)的輸送效率，但是由于此種葉片難以制作，因而很少采用。 圖2

21、-1b所示為帶式螺旋葉片。螺旋葉片的一邊通過(guò)桿件與軸相連，形成帶式的螺旋面。這種葉片適宜輸送小塊狀的或粘滯性的物料。由于粘性物料易于粘附在實(shí)面螺旋葉片及軸上，而帶狀葉片和軸之間留有空間，因此可避免物料粘附和堆積。這種葉片對(duì)物料有較強(qiáng)的攪拌作用，但生產(chǎn)率較低。 圖2-1螺旋面的形狀 (a)滿面式 (b)帶式 (c)漿式 (d)齒式 滿面式螺旋葉片構(gòu)造簡(jiǎn)單，輸送能力強(qiáng)，適宜輸送散落性較好的、干燥的顆粒狀或粉狀物料，是使用最廣泛的葉片形式。初步選用滿面式螺旋葉片。 根據(jù)原始數(shù)據(jù)D=400mm，則初步計(jì)算螺旋軸直徑

22、 式（2-1） 取系數(shù)為0.2，計(jì)算得d=80mm. 螺旋葉片的螺距s可根據(jù)輸送機(jī)的布置形式、輸送物料的特性以及螺旋直徑來(lái)選取，通常采用推薦的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)螺旋直徑時(shí)， 式（2-2） 因此，螺距s可寫(xiě)成通式s=k D。取k=0.8，計(jì)算得s=320mm 螺旋葉片上任一點(diǎn)的法線與螺旋軸線的夾角稱該點(diǎn)的螺旋升角。螺旋升角α由下式確定。 式（2-3） 式中：s——螺距（m） D1——該點(diǎn)所在螺旋線的直

23、徑（m） 所以，螺旋葉片的外側(cè)升角α外和內(nèi)側(cè)升角α內(nèi)分別為14.3和51.8。 因?yàn)镈>d，故α內(nèi)>α外，即螺旋葉片的外側(cè)升角α外最小，內(nèi)側(cè)升角α內(nèi)最大。圖2-2是滿面式螺旋葉片的展開(kāi)圖。 圖2-2 滿葉式螺旋葉片的近視展開(kāi)圖 根據(jù)螺旋葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上盤繞方向的不同，可將螺旋葉片分為左旋和右旋兩種。螺旋旋向一般有6種，如2-3圖所示。面對(duì)螺旋葉片，如果螺旋葉片的邊緣順右臂傾斜則為右螺旋，順左臂傾斜則為左螺旋。物料的輸送方向是由螺旋葉片的旋向及轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)決定的。如果在同一軸上盤繞有兩種旋向的螺旋葉片，可同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)方向的物料輸送。 圖2-3水平螺旋輸送機(jī)的布置形式

24、 在工業(yè)上螺旋輸送機(jī)的螺旋葉片通常采用厚度為2mm—12mm的35號(hào)及45號(hào)鋼制成。在使用過(guò)程中，螺旋葉片尤其是葉片的外緣磨損較快，為了增加葉片的耐磨性，可對(duì)其進(jìn)行熱處理，使葉片表面硬化。 螺旋輸送體的形成通常是先用鋼板制成分段螺旋葉片，再將分段的螺旋葉片彼此對(duì)焊在一起，并將其焊接固定在螺旋軸上，即組成螺旋體。螺旋體的制作方法主要有以下幾種。 纏繞成形法：將帶鋼纏繞在螺旋形模具的空隙內(nèi)強(qiáng)制成形。纏繞時(shí)葉片外緣容易產(chǎn)生裂紋，葉片橫截面容易發(fā)生彎曲，而且每種規(guī)格的葉片都要有專用的模具。 冷軋成形法：將帶鋼通過(guò)冷軋機(jī)上一對(duì)錐形軋輥的輾壓，形成連續(xù)多圈的環(huán)狀件，再令其通過(guò)螺旋分導(dǎo)裝置，則成為具

25、有左（右）旋向并有一定螺距的螺旋葉片。這種方法制作的葉片其根部較厚，外邊緣較薄。 拉制成形法：先將鋼板沖裁成帶缺口發(fā)平面圓環(huán)，再經(jīng)過(guò)沖壓或錘鍛加工成一定螺距的螺旋葉片，然后將若干個(gè)這樣的螺旋葉片焊接或鉚接的、成一串連續(xù)的螺旋面。用此方法生產(chǎn)的螺旋葉片整體厚度相同，但制造效率低而勞動(dòng)強(qiáng)度較大。 根據(jù)實(shí)際需求，螺旋葉片我們采用左旋方式，葉片采用厚度為6mm的45號(hào)鋼制成。在使用過(guò)程中，因葉片的外緣磨損較快，為了增加葉片的耐磨性，對(duì)螺旋葉片進(jìn)行熱處理。 2 螺旋軸 螺旋輸送機(jī)的軸一般采用空心軸（鋼管）制成。這是因?yàn)檩S體承受相同扭矩的情況下，空心軸所需的材料和重量都要比實(shí)心軸節(jié)省，且相互之間的

26、連接也較方便。為了便于制造和裝配，螺旋體一般制成2—4m長(zhǎng)的節(jié)段，使用時(shí)將各節(jié)段連接起來(lái)。在軸與軸的連接處和安裝軸承處需使用一小段實(shí)心軸，其聯(lián)接方法如2-4圖所示。即在聯(lián)接處將實(shí)心軸伸入空心軸內(nèi)，再在空心軸外面套一段長(zhǎng)約150mm的套筒，然后再用螺栓按相互垂直方向?qū)Υ┨淄才c兩軸緊固。當(dāng)采用此種聯(lián)結(jié)時(shí)，螺旋葉片應(yīng)與套筒連接在一起。另一種聯(lián)結(jié)方法是將實(shí)心軸伸入空心軸內(nèi)，再用幾只相適應(yīng)的螺釘或銷釘固定。此種方法主要用于快速螺旋輸送機(jī)螺旋軸的連接。 圖2-4螺旋輸送軸的聯(lián)接 1.實(shí)心軸2.空心軸3.聯(lián)軸器4.螺栓 螺旋軸的直徑d與所傳遞的扭矩有關(guān)。單純輸送礫石或面粉等顆粒物時(shí)一般采用滿面式螺

27、旋葉片的輸送機(jī)，其螺旋軸的直徑常根據(jù)下述關(guān)系式確定 式（2-4） 式中，D——螺旋直徑（mm）。 當(dāng)螺旋直徑D較大時(shí)應(yīng)取該范圍的下限，反之取該范圍的上限，但選用后仍應(yīng)對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。幾種常用螺旋軸的系列尺寸見(jiàn)下表2-1 表2-1 LS螺旋輸送機(jī)螺旋體與螺旋軸的系列尺寸 螺旋體直徑D(mm) 100 160 200 250 315 400 500 螺旋軸直徑d(mm) 30 36 42 48 60 70 100 在正常情況下冷軋鋼的軸是可以滿足的；當(dāng)輸送有腐蝕性或污染的物料也可采

28、用不銹鋼軸。輸送機(jī)采用無(wú)潤(rùn)滑的鐵制懸掛軸承時(shí)要用淬火的聯(lián)結(jié)軸。而表面淬火的懸掛軸承要求配用表面淬火的軸。 根據(jù)介紹，我們?cè)O(shè)計(jì)的螺旋輸送機(jī)的軸材料選用45號(hào)鋼，采用空心軸（鋼管）制成，這樣軸體承受相同扭矩的情況下，空心軸所需的材料和重量都要比實(shí)心軸節(jié)省，且相互之間的連接也較方便。為了便于制造和裝配，螺旋體選用三段3m長(zhǎng)的節(jié)段，使用時(shí)將各節(jié)段連接起來(lái)。在軸與軸的連接處和安裝軸承處需使用一小段實(shí)心軸，其聯(lián)接方法如2-4圖所示。 2.3.2軸承 螺旋輸送機(jī)的軸承根據(jù)其安裝位置和作用，可分為頭部軸承、尾部軸承和中間懸掛軸承三種。 頭部軸承又稱首端軸承，位于輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)端（卸料端）。頭部軸承除

29、了承受徑向載荷外，還要承受軸向載荷，因此該端采用止推軸承。這樣的布置可使螺旋軸承受拉力，其工作條件比承受壓力好。因?yàn)檩S向壓力會(huì)使螺旋軸受壓而發(fā)生撓曲。頭部軸承的結(jié)構(gòu)如2-5圖所示。螺旋加料機(jī)和某些短的螺旋輸送機(jī)也可采用加料端驅(qū)動(dòng)，此時(shí)螺旋處于受壓狀態(tài)。 圖2-5頭部軸承 尾部軸承又稱末端軸承，通常采用雙列向心球面軸承，主要承受徑向載荷和少量的軸向載荷。頭部和尾部軸承常用凸緣安裝式，軸承裝于殼體兩端的端蓋外側(cè)，以便檢修和更換。尾部軸承的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。 圖2-6 尾部軸承 對(duì)于長(zhǎng)度在3m以上的螺旋輸送機(jī)，為了避免螺旋軸受力彎曲，每隔2m左右應(yīng)設(shè)置一中間懸掛軸承（吊軸承）。

30、由于螺旋葉片在懸掛軸承處必須斷開(kāi)，為了防止物料在此處堵塞，懸掛軸承的斷面尺寸和長(zhǎng)度尺寸都應(yīng)盡量小。懸掛軸承一般采用滑動(dòng)軸承，其軸襯由青銅、減磨鑄鐵、青銅及巴氏合金、硬質(zhì)合金及硬鐵、油浸木材或其他耐磨 材料制成。在某些情況下，也可采用滾動(dòng)軸承進(jìn)行可靠的密封。在各種情形中，軸承都要裝設(shè)潤(rùn)滑油杯以進(jìn)行潤(rùn)滑。懸掛軸承的結(jié)構(gòu)如2-7圖所示. 圖2-7 滑動(dòng)軸承 在設(shè)計(jì)時(shí)中間懸掛軸承時(shí)我們選用滑動(dòng)軸承。 懸掛軸承安裝在機(jī)槽兩側(cè)壁上緣的角鋼上，通過(guò)螺栓及兩個(gè)螺母并緊。懸掛軸承座在支承角鋼上應(yīng)可以縱向移動(dòng)，保持浮動(dòng)狀態(tài)，不得使懸掛軸承座固定在支承角鋼上。當(dāng)輸送磨磋性較大的物料時(shí)，接近中間懸掛軸承處的

31、螺旋面承受的推力較大，所以應(yīng)將該部分的螺旋面加厚。 很多情況下都要求對(duì)霎時(shí)間頭部和尾部設(shè)置軸的防塵密封。采用密封壓蓋及槽體端部密封來(lái)防止槽體里的粉塵進(jìn)入軸承或防止水分沿軸進(jìn)入槽內(nèi)。 采用密封的滑動(dòng)懸掛軸承，軸蓋上有防塵密封結(jié)構(gòu)，常用在不易加油，不加油或油對(duì)物料有污染的地方，具有密封效果好，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 2.3.3機(jī)槽 螺旋輸送機(jī)的機(jī)槽主要有U字型和圓筒型兩種。圖2-8所示是水平螺旋輸送機(jī)機(jī)槽的形式。帶有角鋼法蘭的截面為U字型的鋼制螺旋槽體是最常用的，U字型機(jī)槽一般用2—10mm的薄鋼板制成，其兩側(cè)壁垂直，底部呈半圓形，兩側(cè)壁的上端邊沿焊有縱向角鋼，用以固定蓋板及增強(qiáng)機(jī)槽的剛性，同時(shí)也

32、用以固定懸掛軸承。機(jī)槽半圓的內(nèi)徑應(yīng)大于螺旋葉片的半徑，使其形成4—8mm的間隙。為了便于制造和安裝，每節(jié)機(jī)槽長(zhǎng)約2—4m，節(jié)邊用角鋼加固并做成法蘭邊，以便用螺栓連接。機(jī)槽總長(zhǎng)度超過(guò)3.5m時(shí)，為了避免其彎曲下垂，應(yīng)每隔2—3m設(shè)置一支架承托。 圖2-8螺旋輸送機(jī)機(jī)槽形式 (a)角鋼法蘭的U型螺旋槽體 (b)折邊法蘭的U型螺旋槽體 (c)雙折邊法蘭的螺旋槽體 (d)槽鋼U型螺旋槽體 (e)活動(dòng)底的螺旋槽體 (f)折邊法蘭加寬的螺旋槽體 (g)標(biāo)準(zhǔn)管狀槽體 (h)折邊法蘭對(duì)開(kāi)槽體 (i)矩形槽體 (j)帶有夾套的槽體 為了對(duì)機(jī)槽進(jìn)行封閉，機(jī)槽上部安裝有薄鋼板制成的蓋板。

33、蓋板用螺栓固定在槽體上端的角鋼法蘭上，或用彈簧卡子緊夾在槽體上。蓋板可以開(kāi)啟，以便對(duì)機(jī)槽進(jìn)行必要的檢查。對(duì)要求防塵的頂蓋還要在蓋板下加墊密封。在蓋板上開(kāi)有進(jìn)料口，在機(jī)槽底部開(kāi)有卸料口，進(jìn)料口和卸料口常做成方形（有時(shí)也采用圓形進(jìn)料口），以便安裝料管和平板閘門，如圖2-9所示。閘門控制常用手推式、齒條式及電動(dòng)推桿式幾種。 根據(jù)設(shè)計(jì)需要我們采用最常用的U字型機(jī)槽。為了便于制造和安裝，所設(shè)計(jì)的機(jī)槽為4m、4m、2m三節(jié)，為了避免其彎曲下垂，從輸送端每隔4m設(shè)置一支架承托。其具體尺寸數(shù)據(jù)見(jiàn)總體設(shè)計(jì)。因?yàn)闄C(jī)槽較長(zhǎng)，采用折邊法蘭的U型槽體?；顒?dòng)頂蓋的與槽體的聯(lián)結(jié)為簧卡子夾緊，蓋板可以開(kāi)啟，這樣便于需要時(shí)較

34、快地打開(kāi)頂蓋。 圖2-9 a.進(jìn)料口b.手動(dòng)出料口c.齒條傳動(dòng)出料口 進(jìn)、出料口一般在全機(jī)安裝固定后，根據(jù)工藝需要現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)口焊接。注意不要進(jìn)、出料口位置安排在兩端的軸承處和中間懸掛軸承處，也不要安裝在機(jī)槽的支腳處和接頭法蘭處。 圓筒型機(jī)槽又稱機(jī)筒，一般采用薄壁無(wú)縫鋼管制成，也可用2——4mm厚的鋼板卷制并在接縫處連續(xù)焊接而成，或使用硬質(zhì)塑料管。折邊法蘭對(duì)開(kāi)管狀槽體是由兩個(gè)半圓形的帶有折邊法蘭的槽體用螺栓連在一起而構(gòu)成的管狀槽體。圓筒型機(jī)槽的內(nèi)徑要比螺旋直徑大些，它們之間的縫隙為5——10mm。圓筒型機(jī)槽的密封性好、剛度大，用于垂直螺旋輸送機(jī)和要求嚴(yán)格密封的場(chǎng)所。 螺旋輸送機(jī)的機(jī)槽在進(jìn)

35、行安裝時(shí)，一定要注意對(duì)中和找直，否則，工作時(shí)由于劇烈而周期的撓曲應(yīng)力，會(huì)發(fā)生軸的斷裂，軸承的使用壽命也將大大減弱。 當(dāng)輸送機(jī)固定進(jìn)料時(shí)，我們可以在機(jī)身加上裝料設(shè)施來(lái)控制進(jìn)給量。裝料設(shè)施可以采用螺旋給料機(jī)或者旋轉(zhuǎn)葉輪給料機(jī)來(lái)控制進(jìn)料口的流量?？紤]到物料為顆粒或塊狀物時(shí)由于慣性作用，會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行碰撞磨損，我在進(jìn)口溜槽中安裝擋流板來(lái)進(jìn)行緩沖以保護(hù)設(shè)備。 對(duì)于卸料有多種方式可以采用。一般有標(biāo)準(zhǔn)卸料、終端卸料、閘閥卸料、無(wú)接管的卸料、開(kāi)底卸料、槽體端部卸料、端部敞開(kāi)卸料等。 標(biāo)準(zhǔn)卸料是最廣泛采用的卸料布置，采用標(biāo)準(zhǔn)卸料口來(lái)約束物料的卸出并直接將物料送入后續(xù)的設(shè)備或儲(chǔ)存裝置。終端卸料的卸料口位于螺旋

36、輸送機(jī)槽體的最末端。閘閥卸料采用手輪或鏈輪操縱的齒條及小齒輪平閘板，進(jìn)行有選擇地定量卸料、閘板的操作方向可與輸送機(jī)的軸呈平行或垂直。無(wú)接管的卸料口是在輸送機(jī)槽體底部直接開(kāi)口。開(kāi)底卸料是在輸送機(jī)槽體的底部按任意要求的長(zhǎng)度開(kāi)口卸出物料，用于向料斗、料倉(cāng)的卸料及布料。槽體端部卸料是指物料直接通過(guò)輸送機(jī)槽體端部的開(kāi)口卸出，螺旋由局部端板支承，軸承安裝在端部的法蘭上，當(dāng)輸送機(jī)填充系數(shù)超過(guò)0.45時(shí)將不能采用這種卸料方法。端部敞開(kāi)卸料時(shí)，輸送機(jī)尾節(jié)螺旋采用標(biāo)準(zhǔn)的懸掛軸承支承。 在這里我們選用標(biāo)準(zhǔn)的卸料布置，為了防止粉狀物料進(jìn)入終端部分造成卡機(jī)，在卸料口和槽體端部間加上一段反向螺旋以阻止粉塵的堆積和進(jìn)入。

37、 3 LS螺旋輸送機(jī)的工作過(guò)程分析 3.1物料的運(yùn)動(dòng)分析和葉片的設(shè)計(jì) 3.1.1 物料的運(yùn)動(dòng)分析 當(dāng)螺旋體傳動(dòng)時(shí)，進(jìn)入機(jī)槽的物料受到螺旋葉片的法向推力，該推力的徑向分量和葉片對(duì)物料的摩擦力將物料繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；而物料的重力和機(jī)槽對(duì)物料的摩擦力又阻止物料繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)螺旋葉片對(duì)物料法向推力的軸向分量克服了機(jī)槽對(duì)物料的摩擦力及法向推力的徑向分量，物料不和螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只沿料槽向前運(yùn)移。其情況猶如被持住不能轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母在旋轉(zhuǎn)的螺桿上作直線運(yùn)動(dòng)一樣。但是物料顆粒在輸送過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)由于受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響并非作單純的直線運(yùn)動(dòng)，而是一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)螺旋升角為α并在展開(kāi)

38、狀態(tài)時(shí)，螺旋線用一條斜直線表示。則旋轉(zhuǎn)螺旋面作用于半徑為r（距螺旋軸線之距離）處的物料顆粒A上的力為P合。由于摩擦的原因，P合之方向與螺旋線的法向方向偏離了φ角。此力可分解為切向分力P切和法向分力P法，如圖所示。圖中φ角是由物料對(duì)螺旋面的摩擦角ρ及螺旋表面粗糙程度決定的。對(duì)于一般沖壓而成或經(jīng)過(guò)很好加工的螺旋面，可以不考慮螺旋表面粗糙程度對(duì)φ角的影響，此時(shí)則認(rèn)為φ≈ρ。 圖3-1 螺旋面作用于物料顆粒上的力 圖3-2 物料運(yùn)動(dòng)速度的分解 物料顆粒A在P合作用下，在料槽中進(jìn)行著一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即具有圓周速度v側(cè)和軸向速度v軸，其合成速度為v合，圖表示了其速度的

39、分解。 若螺旋的轉(zhuǎn)速為n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒A的運(yùn)動(dòng)速度，由圖中三角形ABC可得 式（3-1） 因?yàn)? 式（3-2） 所以 式（3-3） 圓周速度為 式（3-4） 以摩擦

40、系數(shù)μ=tan ρ代入上式，得到圓周速度 式（3-5） 經(jīng)過(guò)換算后，便可求得物料顆粒的圓周速度計(jì)算公式 式（3-6） 式中：s——螺旋的螺距(m) n——螺旋的轉(zhuǎn)速(r/min) r——所研究的物料顆粒離軸線的半徑(m) μ面——物料與螺旋面的摩擦系數(shù)μ面=tanρ 若使公式對(duì)r求一次導(dǎo)數(shù)，并令其值為0，便可求得存在v圓最大值的半徑為

41、 式（3-7） 同樣，根據(jù)圖3-2的速度分解關(guān)系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的計(jì)算公式： 式（3-8） 圖3-3表示了對(duì)于幾種不同螺距的速度v圓和v軸隨半徑而變化的曲線圖。由圖中可知，對(duì)于處于直線OB1B2B3m以右的r值的母線螺旋而上的被輸送物料，其圓周速度v圓在半徑長(zhǎng)度范圍內(nèi)并不是常數(shù)，因此，在其運(yùn)移過(guò)程中要產(chǎn)生物料之間的相對(duì)滑動(dòng)。在靠近螺旋軸的物料之圓周速度要比外層的大，但該處的軸向輸送速度卻顯著降低。

42、所以使內(nèi)層的物料較快地繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，較早地到達(dá)表面，這就產(chǎn)生了一個(gè)附加料流。它不僅對(duì)物料的輸送起著不良的影響，同時(shí)也增加了功率的消耗。但在靠近螺旋外側(cè)的物料，其軸向輸送速度要大于圓周速度。 圖3-3 速度隨半徑變化曲線 為了避免直母線螺旋面的上述問(wèn)題，而又能獲得物料的最大軸向速度，因而采用如圖3-4所示的彎曲母線螺旋面。這種螺旋面在靠近螺旋軸處的升角為正α，而在靠近槽壁處的升角為負(fù)α。這樣在靠近螺旋軸的區(qū)域處將具有指向槽壁的徑向速度，增加了內(nèi)層物料對(duì)外層物料的壓力和摩擦力，致使螺旋軸附近的附加料流適當(dāng)?shù)販p小。但在靠近槽壁處，由于具有升角負(fù)α的螺旋面，亦具有指向螺旋軸線的圓周速度，則使該

43、處物料對(duì)料槽槽壁的壓力降低，乃至消除，從而減落或避免了由此引起的能量消耗和物料軸向輸送速度的降低。 水平螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，物料在機(jī)槽底部并偏向轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一側(cè)，該物料面與水平形成的夾角φ為物料的倒塌角，如圖3-5所示。在此面上物料處于力的平衡，當(dāng)物料面轉(zhuǎn)角φ>φd時(shí)，物料沿倒塌角下滑，形成倒塌現(xiàn)象。倒塌下來(lái)的物料一部分不斷翻起在落下，一部分越過(guò)軸并落到軸的另一側(cè)，即下一個(gè)螺距中，形成附加料流。因此，當(dāng)輸送機(jī)工作時(shí)，應(yīng)使物料面的轉(zhuǎn)角不大于物料的倒塌角，即 式（3-9） 式中：φ0

44、 ——物料在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的內(nèi)摩擦角（） φd ——螺旋輸送機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)物料面形成的倒塌角（） φ ——物料面的轉(zhuǎn)角（） 圖3-4彎曲母線螺旋面的形狀及其速度曲線 圖3-5物料在料槽中的倒塌角 3.1.2葉片的設(shè)計(jì) 在螺旋輸送機(jī)工作過(guò)程中，物料面的轉(zhuǎn)角與填充系數(shù)即進(jìn)料量、螺距大小及螺旋面的型式等因素有關(guān)。 螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，機(jī)槽中物料的填充系數(shù)ψ（即進(jìn)料量）影響輸送過(guò)程和能量消耗。圖3-6是輸送礫石時(shí)，對(duì)于不同填充系數(shù)的物料層堆積的情況及其滑移面。當(dāng)裝滿系數(shù)較小時(shí)（即ψ=5％），物料堆集的高度低矮且大部分靠近槽壁而具有較低的圓周

45、速度，物料運(yùn)動(dòng)的滑移面幾乎平行于輸送方向，見(jiàn)圖3-6a。物料顆粒在軸向的運(yùn)動(dòng)要比圓周方向顯著得多。所以，這時(shí)垂直于輸送方向的附加料流很少，單位能量消耗也較低。但是，當(dāng)填充系數(shù)提高（ψ=13％或ψ=40％）時(shí)，則物料的滑移面將變陡，見(jiàn)圖3-6b、c。此時(shí)，物料在圓周方向的運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，在輸送方向的運(yùn)動(dòng)減弱，附加料流增大，導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，對(duì)于水平螺旋輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，物料的填充系數(shù)并不能無(wú)限增加，一般取填充系數(shù)ψ＜45％。各種散粒物料的填充系數(shù)可參考化學(xué)工業(yè)出版社出版的1999版《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)下冊(cè)》P335表15-1。 圖3-6不同填充系數(shù)時(shí)物料層堆積情況及其滑移

46、面 (a).ψ=5﹪(b).ψ=13﹪(c).ψ=40﹪ 填充系數(shù)主要與被輸送物料的性質(zhì)有關(guān)。輸送細(xì)粉、易流動(dòng)且沒(méi)有磨琢性或有輕微磨琢性的散狀固體物料時(shí)（如面粉、谷物等），填充系數(shù)可達(dá)到0.45；如果被輸送的物料易于粘結(jié)或具有中等程度磨琢性的細(xì)?；蛐K，則填充系數(shù)限制在0.3左右。如果與此同時(shí)物料還有一定程度的磨琢性，螺旋的轉(zhuǎn)速就要減少。對(duì)于磨琢性的及大物料（如礦石等），填充系數(shù)將進(jìn)一步地限制，大約只能取0.15。 螺距的大小也直接影響物料的輸送過(guò)程，如果填充系數(shù)不變，當(dāng)螺距不同時(shí)，則物料的滑移面亦隨之改變。如果改變了填充系數(shù)，則必導(dǎo)致物料運(yùn)動(dòng)速度分布的變化。所以，應(yīng)從考慮螺旋面與物料的

47、摩擦關(guān)系以及速度各分量間的適當(dāng)分布關(guān)系等兩個(gè)條件，來(lái)確定最合理的螺距尺寸。 從圖3-2可得出物料顆粒A所受螺旋面在軸向方向上的作用力為 式（3-10） 為了使P軸>0，則必須滿足 式（3-11） 根據(jù)前面的討論得知，最小的半徑r=d/2（其中d為螺旋軸的直徑）處所得的螺旋升角α是最大的，則軸向輸送方向的作用力P軸最小。根據(jù)這個(gè)條件，最大的許用螺距值應(yīng)由下面兩式

48、求得 式（3-11） 式（3-12） 若以k1=d/D（D為螺旋的外徑）代入上式，則得 式（3-13） 確定最大的許用螺距時(shí)，必須滿足的第二個(gè)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(guān)系的基礎(chǔ)上。亦即應(yīng)使物料顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度，同時(shí)又使螺旋

49、面上各點(diǎn)的軸向輸送速度大于圓周速度，如圖3-2所示。螺距的大小將影響速度各分量的分布。當(dāng)螺距增加時(shí)，雖說(shuō)軸向輸送速度增大，但是會(huì)出現(xiàn)圓周速度不恰當(dāng)?shù)姆植记闆r；相反，當(dāng)螺距較小時(shí)，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)在螺旋圓周處的v圓≤v軸的條件，并利用公式可得 式（3-14） 式（3-15） 又因?yàn)榇藭r(shí)2r=D（螺旋圓周處），故得求螺距的第二個(gè)條件為

50、 式（3-16） 分析了填充系數(shù)及螺距對(duì)物料輸送過(guò)程的影響后，可以指出，對(duì)于較大的裝滿系數(shù)，應(yīng)取最小的螺距值；反之，對(duì)于較小的裝滿系數(shù)，螺距可偏于取最大值。 由前述知，在螺旋面同一母線上各點(diǎn)的升角α不同。葉片外緣點(diǎn)處升角α外最小，向內(nèi)升角逐漸增大，至葉片內(nèi)緣點(diǎn)處即靠近螺旋軸處的升角α內(nèi)最大。由此得知，螺旋葉片同一差別越大，各點(diǎn)處物料轉(zhuǎn)角φ的差別越大，在較大的半徑范圍內(nèi)物料轉(zhuǎn)角大于其倒塌角，形成更多的附加料流。從螺距對(duì)物料運(yùn)輸速度各分量分布的影響也可知，螺距增大，在靠近螺旋軸處物料的v圓顯著增加，且在較大的半徑范圍內(nèi)v圓>v軸，使較多物

51、料的轉(zhuǎn)角大于其倒塌角，形成更多的附加料流。 螺旋在一定的轉(zhuǎn)速內(nèi)，對(duì)物料顆粒運(yùn)動(dòng)的影響并不顯著。但是當(dāng)超過(guò)一定的轉(zhuǎn)速時(shí)，物料受到過(guò)大的切向力而被拋起，開(kāi)始產(chǎn)生垂直于輸送方向的徑向跳躍，從而對(duì)輸送過(guò)程產(chǎn)生不利影響。因此，螺旋的最大許用轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)被輸送物料的最低跳躍高度來(lái)確定。但是，由于至今尚缺乏有關(guān)各種物料的許用最低跳躍高度的資料，因此在實(shí)用計(jì)算中，用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定螺旋的最大許用轉(zhuǎn)速： 式（3-17） 式中:D -- 螺旋直徑（m） A -- 物料特性系數(shù)，由化學(xué)工業(yè)出版社

52、出版的1999版《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)下冊(cè)》P335表15-1查出 從式可知，螺旋的最大許用轉(zhuǎn)速是螺旋輸送機(jī)直徑的函數(shù)，同時(shí)也和輸送物料性質(zhì)及填充系數(shù)有關(guān)。在滿足輸送量要求的情況下，應(yīng)選用較低的轉(zhuǎn)速，以減小物料對(duì)螺旋葉片及機(jī)殼磨損，延長(zhǎng)使用壽命。 4 LS螺旋輸送機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算 依據(jù)課題要求該機(jī)為L(zhǎng)S螺旋輸送機(jī)，螺旋體直徑為400mm，螺旋體轉(zhuǎn)速為95r/min，輸送長(zhǎng)度10m。 4.1輸送量計(jì)算 計(jì)算螺旋輸送機(jī)的容積和質(zhì)量輸送量的初始數(shù)據(jù)為輸送機(jī)的螺旋軸向投影面積A，輸送速度v和螺旋輸送機(jī)機(jī)槽的填充系數(shù)。 由和得出

53、 式（4-1） 和 式（4-2） 式中：Iv --容積輸送量(/h) --質(zhì)量輸送量() ρ --堆積密度(t/) --螺旋體直徑() --螺距(m) N --螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min 假定輸送的物料為面粉，則查表JB/T 7679-95可知ψ=0.33，ρ=0.59代入上式可得： 4.2 螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為：

54、 式（4-3） 式中：--物料運(yùn)行時(shí)所需要的功率(kw) --螺旋輸送機(jī)空載時(shí)的輸送功率（kw） 4.2.1 物料運(yùn)行時(shí)所需功率 對(duì)于長(zhǎng)度為L(zhǎng)的螺旋輸送機(jī)，其功率為輸送量，長(zhǎng)度L及運(yùn)行阻力系數(shù)的乘積： 式（4-4） 式中阻力系數(shù)查表可得代入上式得： （kw） 4.2.2螺旋輸送機(jī)空載轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)功率 功率比之物料運(yùn)行時(shí)所需的功率是很小的，此值與螺旋的直徑D與長(zhǎng)度L成正比: (kw) 所以輸送

55、機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率: (kw) 4.3 電動(dòng)機(jī)功率 式（4-5） 式中：--驅(qū)動(dòng)裝置總效率 --功率儲(chǔ)備系數(shù) --輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率 驅(qū)動(dòng)裝置總效率一般為0.85-0.9，取值。功率儲(chǔ)備系數(shù)一般為1.2-1.4，取值代入上式得 （kw） 4.4軸的校核 軸的強(qiáng)度計(jì)算主要有三種方法：許用切應(yīng)力計(jì)算、許用彎曲應(yīng)力計(jì)算、安全系數(shù)校核計(jì)算。 許用切應(yīng)力只需要知道軸的轉(zhuǎn)矩的大小，方法簡(jiǎn)單，但是計(jì)算精度較低。 許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算必須事先知

56、道作用力的大小，和作用點(diǎn)的位置、軸承彎矩、各段軸徑等參數(shù)。 安全系數(shù)校核計(jì)算也是要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行，不僅要定出各軸段的直徑，而且要定出過(guò)渡圓角、表面粗糙度等細(xì)節(jié)，計(jì)算比較精確但也十分復(fù)雜。 以上三種方法可以單獨(dú)使用或者逐個(gè)使用。一般轉(zhuǎn)軸按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算已經(jīng)足夠可靠，不一定在用安全系數(shù)校核。所以螺旋軸的校核取用許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算。 前面設(shè)計(jì)的每節(jié)螺旋軸的長(zhǎng)度為3000mm，材料采用45鋼調(diào)質(zhì)，軸的校核計(jì)算如下： 為了克服阻力，所需的功率為1.1KW，這樣可以算出，正常工作時(shí)，螺旋軸所承受的轉(zhuǎn)矩是： =9.5510=1110Nmm 螺旋軸選用45號(hào)鋼，軸外徑為100內(nèi)徑為80的空心體

57、，45號(hào)鋼的密度為7.85g/cm，所以螺旋軸的重量大約為： G=mg=g=7.850.0134310=8.45N 螺旋葉片也選用45號(hào)鋼，螺旋葉片的厚度為6mm， 螺旋葉片的重量大約為： G=mg=g=7.850.3610=133N 每根螺旋軸上所焊接的螺旋葉片大約為7個(gè)，所以單根螺旋軸上的螺旋葉片的額總重量約為931N。 這些力都是均勻的分布在螺旋軸上的。 用插入法由表4-1查得： 許用應(yīng)力值為： 應(yīng)力校正系數(shù)： =0.57 表4-1 轉(zhuǎn)軸的許用彎曲應(yīng)力 材料 碳素鋼 400 130 70 40 500 170 75 4

58、5 600 200 95 55 700 230 110 65 合金鋼 800 270 130 75 1000 330 150 90 鑄鋼 400 100 50 30 500 120 70 40 螺旋軸的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 =0.57110000=62700N.mm 螺旋軸的當(dāng)量彎矩 M==1411393N.mm 螺旋軸的軸徑 d==61.7mm 設(shè)計(jì)中所選擇的螺旋軸外徑100內(nèi)徑80，所以螺旋軸的軸徑滿足要求。 4.5聯(lián)軸器選用的校核 本次設(shè)計(jì)的螺旋輸送機(jī)在減速器與螺旋軸之間選用的聯(lián)軸器的型號(hào)為（JB

59、/T 5901-1991）WSD7型十字滑塊聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為560N.m，前面計(jì)算出螺旋軸需要傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為62.7N.m,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聯(lián)軸器所能承受的最大轉(zhuǎn)矩。所以，所選用的聯(lián)軸器滿足要求。 4.6螺旋體轉(zhuǎn)速的校核 在前面物料在螺旋體內(nèi)的受力的分析中已經(jīng)說(shuō)明了螺旋體的轉(zhuǎn)速應(yīng)該小于螺旋體的臨界轉(zhuǎn)速的原因。 根據(jù)螺旋體的直徑計(jì)算出螺旋體的臨界轉(zhuǎn)速為： 式（3-17）中螺旋體臨界轉(zhuǎn)速的經(jīng)驗(yàn)公式： n= 式中 A——物料的綜合特性系數(shù) D——螺旋體的直徑。 將數(shù)據(jù)代入公式得： ==75/=119 設(shè)計(jì)的螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速為95r/min,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速。不會(huì)發(fā)生

60、明顯的攪拌現(xiàn)象。 所以螺旋體的轉(zhuǎn)速符合設(shè)計(jì)要求。 5 LS螺旋輸送機(jī)總體尺寸設(shè)計(jì) 5.1 輸送機(jī)外形及安裝尺寸 LS型螺旋輸送機(jī)裝配示意圖見(jiàn)圖5-1。相應(yīng)尺寸見(jiàn)表5-1。 圖5-1 LS型螺旋機(jī)(I) (單驅(qū)動(dòng)) 表5-1輸送機(jī)裝配尺寸 規(guī)格 h h1 l C3 B F L0 P Q T1 T2 X Y d e LS100 140 63 2500 100 180 50 1000～ 3000 60 190 120 110 232 170 25 42 LS125 1

61、60 75 2500 130 210 50 1000～3000 60 220 130 130 252 170 30 58 LS160 180 90 2500 160 244 50 1000～3000 60 250 150 150 254 176 35 58 LS200 200 112 2500 200 304 50 1000～3000 60 285 180 180 285 182 40 82 LS250 250 140 3000 250 356 50 1000～3500 60 330

62、 210 220 292 188 50 82 LS315 280 180 3000 320 420 100 1000～3500 60 380 250 250 322 190 60 105 LS400 355 224 3000 400 530 100 1000～3500 60 430 300 280 406 212 70 140 LS500 400 280 4000 500 632 100 1500～5000 100 500 360 340 441 218 80 170

63、 續(xù)表5-1 規(guī)格 h h 1 l C3 B F L0 P Q T1 T2 X Y d e LS800 630 450 4000 800 998 150 1500～5000 100 710 530 520 542 260 120 210 LS1000 710 560 4500 1000 1212 200 1500～5500 100 810 640 630 616 272 140 2

64、50 LS1250 800 710 4500 1250 1462 200 1500～5500 100 1000 880 760 671 284 170 300 5.2 長(zhǎng)度與組合 表5-2機(jī)槽尺寸 型號(hào)規(guī)格 頭節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 選配節(jié) 尾節(jié) LS100-LS200 2.5 1 1.5 2 3 LS250-LS400 3 1 1.5 2 3 LS450-LS800 4 1.5 2 2.5 3.5 LS800-LS1250 4.5 1.5 2 2.5 3.5 單驅(qū)動(dòng)螺旋機(jī)長(zhǎng)度（每0.5m一檔） L =

65、nl + L0 (n≥1)； 其組合為：1頭節(jié)＋（n-1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié) + 1尾節(jié)。 雙驅(qū)動(dòng)螺旋機(jī)長(zhǎng)度（每0.5m一檔） （1）采用A型雙驅(qū)動(dòng)中間節(jié)： L = 2l + L0 (2) 采用B型雙驅(qū)動(dòng)中間節(jié)： L = 2nl +( l + L0 ) 其組合為：2頭節(jié)+2(n-1) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)+1A(B)型雙驅(qū)動(dòng)中間節(jié)。 本課題選取單驅(qū)動(dòng)螺旋機(jī)，其組合為1個(gè)3m頭節(jié)，1個(gè)3m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，1個(gè)1.5m選配節(jié)和1個(gè)3m尾節(jié)。 5.3 附件尺寸 5.3.1進(jìn)料口 進(jìn)料口形狀見(jiàn)圖5-3，尺寸見(jiàn)表5-3 圖5-3進(jìn)料口 表5-3進(jìn)料口尺寸 型號(hào)規(guī)格 A A B B C

66、 C T1 δ n d 質(zhì)量 kg LS100 100100 160160 136136 120 2 4 10 0.7 LS125 125125 185185 161161 130 2 4 10 0.8 LS160 160160 220220 196196 150 3 8 10 1.1 LS200 200200 280280 248248 180 3 8 10 1.6 LS250 250250 330330 298298 210 3 8 12 2.8 LS315 315315 395395 363363 250 3 8 12 3.4 LS400 400400 500500 456456 300 4 8 12 5.0 LS500 500500 600600 558558 360 4 8 12 8.3 LS630