《送料机说明书》word版.doc

毕业设计毕业设计 设计题目 自动小颗粒罐装生产线的设计设计题目 自动小颗粒罐装生产线的设计 送料机的结构设计送料机的结构设计 姓姓 名名 学学 号号 02033325 院院 系系 机机 械械 工工 程程 系系 专专 业业 指导教师指导教师 2006 年年 6 月月 摘 要 本课题的设计内容是完成年产量为 6000 吨的自动小颗粒状物料罐装生产线中的 小颗粒状物料上料部分的设计 即送料机的设计 本课题首先对各种输送机的原理 及特点进行了分析 然后在全面了解现行的粉状物料输送机的结构和原理以及存在 的问题的基础上 详细探讨了斗式提升机和水平螺旋输送机的工作过程和整个结构 特点 并分别从结构和原理上对本物料输送设备进行机械创新设计 关键词关键词 输送设备 斗式提升机 水平螺旋输送机 可靠性 Abstract The paper content is small granule material transportation design which can complish 6000 ton small granule material transportation once a year that is deliver engine design which include various conveyors principle and characteristic analyzing particular introduce DT and horizontal screw conveyor handle process and the whole structure design Entirely realize actual small granule material conveyor s structure principle and existent problem The paper is making innovation design for small granule material conveyors from structure and principle Innovating method can make innovation for conveyors structure and principle by change place composite pile up drawing condensation and so on methods and can reference market engine on small granule material conveyor The design emphases and difficulties is structure and principle innovative breach feasibility practicability transportation equipment design small granule material conveyor lay format and structure design Key horizontal screw conveyor loader recycle cable buffe availability groove 目 录 第第 1 1 章章 前前言言 1 1 课题的背景和意义 1 2 课题的国内发展状况 1 3 课题的国外发展状况 6 第第 2 2 章章 送料机的原理分析 设计方案论证送料机的原理分析 设计方案论证 2 1 送料机的原理 2 1 1 带式送料机 7 2 1 2 埋刮板输送机 2 1 3 斗式提升机 7 2 1 4 螺旋输送机 7 2 1 5 振动输送机 7 2 2 送料机的特点及应用分析 2 2 1 带式送料机 2 2 2 埋刮板输送机 8 2 2 3 斗式提升机 8 2 2 4 螺旋输送机 9 2 2 5 振动输送机 9 2 3 设计要求及选择方案 10 2 3 1 设计要求 10 2 3 2 方案的选择 10 2 3 3 选择的方案 10 2 3 5 选择的方案 10 2 3 5 选择的方案 10 第第 3 3 章章 斗式提升机的设计斗式提升机的设计 12 3 1 斗式提升机的工作过程分析 12 3 1 1 装料过程 12 3 1 2 提升过程 14 3 1 3 卸料过程 14 3 2 斗式提升机的主要构件设计 14 3 2 1 牵引构件 14 3 2 2 料斗 15 3 2 3 头轮和底轮 16 3 2 4 机壳 16 3 2 5 止逆装置 17 3 2 6 驱动装置 17 3 3 斗式提升机的设计计算 17 3 3 1 料斗及卸料方式的选择 17 3 3 2 斗式提升机运行阻力的计算 18 3 3 3 牵引构件张力及驱动功率的计算 19 第第 4 4 章章 螺旋输送机的设计螺旋输送机的设计 21 4 1 螺旋输送机的工作过程分析 21 4 2 螺旋输送机的主要构件设计 21 4 2 1 螺旋体 21 4 2 2 轴承 23 4 2 3 机槽 23 4 2 4 驱动装置 24 4 3 螺旋输送机的设计计算 24 4 3 1 螺旋直径 D 和转速 n 的计算 26 4 3 2 驱动功率的计算 26 结论结论 27 谢辞谢辞 28 参考文献参考文献 29 附录附录 30 第第 1 1 章章 前言前言 1 1 1 1 课课题题的的背背景景和和意意义义 近半个世纪以来 随着生产与流通日益社会化 现代化 产品包装正以崭 新的面貌崛起 受到人们普遍重视 无论在国内还是国外 包装工作已涉及到 各行各业 面广量大 对人民生活 国际贸易和国防建设都带来深刻的影响 甚至在现实生活中出现了过去难以想象的新情况 未经包装出售的商品变得越 来越少了 而且包装上的失败往往会使很好的产品得不到成功的销售 因而在 将来 如果没有现代化的包装就没有商品的生产和销售 如果没有先进的工业 与科学技术的综合发展 也不可能出现高水平的现代化包装 迄今 一些科学技术发达的国家 在食品 医药 轻工 化工 纺织 电 子 仪表和兵器等工业部门 已经程度不同地形成了由原料处理 中间加工和 产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程 有的还将包 装材料加工 包装容器成型及包装产品储存系统都联系起来组成高效率的流水 作业线 实现包装的机械化和自动化 尤其是实现具有高度灵活性的自动包装 线 不仅体现了现代生产的发展方向 同时也可以获得巨大的经济效益 由此可见 实现包装机械化和建立现代包装工业 乃是关系到国家长远规 划的一件大事 也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容 1 1 2 2 课课题题的的国国内内发发展展状状况况 包装机械工业已经成为我国国民经济中不可缺少的非常重要的新兴行业 我国目前从事包装机械生产的企业约有 1500 多家 其中具有一定规模的企业近 400 家 产品有 40 类 2700 多种 资料出处其中有一批既能满足国内市场需要 又能参与国际市场竞争的优质产品 我国包装机械工业历史短 总体技术水平 和生产能力较低 但近年来在国内巨大包装市场的促进下 并受国外先进技术 的影响 发展速度很快 局部技术水平有了明显提高 根据我国国情 包装机 械工业发展的趋势是 1 引进 消化 吸收国外先进技术 建立一批包装机械骨干企业 包括 个别中外合资企业 从而可满足大型包装生产线以及高精度 高自动 化程度的单机或机组生产的需要 进而可加快包装机械国产化的速度 2 大多数企业要重点发展中 小型包装机械 我国大多数企业技术水平 不高 生产能力较低 生产以单机为主的中 小型包装机械比较适宜 但要在此基础上不断提高制造精度 自动化程度和配套能力 3 在包装机械生产中 大量引入高新技术 研制组合式 模块式等先进 结构 使包装机械产品设计先进 使用可靠 使其性能指标 工艺水 平 三化 水平高 向机电结合 主辅机结合 成套联线方向发展 4 以满足重点商品的包装为出发点 发展包装机械新品种 重点开发的 包装机械设备及其研究方向为 灌装设备 贴标设备 袋成型 充填 封口机 折叠式裹包设备 真空换气包装设备 热缩包装机和拉伸 包装设备 无菌包装设备 1 1 3 3 课课题题的的国国外外发发展展状状况况 经过 50 多年的发展 国外包装机械工业已经形成了独立完整的体系 成 为机械制造的一个重要分支 首先 国外包装机械产量稳定增长 由于消费结 构和销售形式的变化 加之国际贸易的发展 对包装机械的需求日益增加 因 此国外包装机械的产量逐年增长 其次包装机械产品门类齐全 品种繁多 包 装机械的品种不断增加 据统计国外包装机械品种已达 140 余种 并已形成系 列产品 近年还出现了一大批高度技术密集型的包装生产线 最后 包装机械 生产自成体系 并向专业化生产方向发展 国外包装机械工业的发展趋势是 1 重点发展食品包装机械 2 在系统优化设计的基础上 包装单机向高速化方向发展 3 在包装机上广泛应用电子计算机 4 一方面为满足现代商品包装多样化的需求 发展适应多品种 小批量的 通用包装技术及设备 同时又紧跟当代高新技术的发展步伐 不断研究 和开发现代的先进包装技术 发展应用高新技术的现代化专用型包装机 械 5 包装生产线向柔性自动化和 无人化 过渡 6 包装机械企业向专业化和大型化发展 形成若干垄断性生产基地 以低 廉的投入换取高额的利润 实现企业快速发展 第第 2 2 章章 送料机的原理分析 设计方案论证送料机的原理分析 设计方案论证 2 2 1 1 送送料料机机的的原原理理 2 1 12 1 1 带式输送机带式输送机 带式输送机的一般结构主要由输送带 滚筒 支承装置 驱动装置 张紧装置 卸料装置 清扫装置和机架等部件组成 带式输送机是一种连续输送机械 它用一 根环绕于前 后两个滚筒上的输送带作为牵引及承载构件 驱动滚筒依靠摩擦力驱 动输送带运动 并带动物料一起运行 从而实现输送物料的目的 2 1 22 1 2 埋刮板输送机埋刮板输送机 埋刮板输送机由封闭的壳体 刮板链条 驱动装置及张紧装置等部件组成 埋 刮板输送机工作时 物料经进料口进入机壳承载段 受到刮板的推力 与刮板链条 形成整体一同向前运动 到达料槽的卸料口自行排出 刮板链条沿机壳的空载段返 回 因其在工作时刮板链条被埋没在物料中与物料一起向前移动 故称为 埋刮板 输送机 2 1 32 1 3 斗式提升机斗式提升机 斗式提升机主要由牵引构件 橡胶带或链条 承载构件 料斗 头轮和底轮 驱动装置 张紧装置 机壳等组成 闭合的牵引构件环绕于头轮和底轮上 并被张 紧装置张紧 在牵引构件的全长上 每个一定距离安装一个料斗 为防止物料的抛 撒和灰尘飞扬 这些运动的部件用机壳封闭 工作时 外部的驱动装置通过头轮带 动牵引构件和料斗运行 物料从机座的进料口进入机座底部 被运动着的料斗挖起 并向上提升 到达机头后 物料再重力和离心力的作用下脱离料斗 从卸料口排出 2 1 42 1 4 螺旋输送机螺旋输送机 螺旋输送机主要由料槽 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 当螺旋体转动时 进入机槽的物料受到旋转叶片的 法向推力 该推力的径向分量和叶片对物料的摩擦力将使物料绕轴转动 而物料 的重力和机槽对物料的摩擦力又阻止物料绕轴转动 当螺旋叶片对物料法向推力 的轴向分量克服了机槽对物料的摩擦力及法向推力的径向分量 物料不和螺旋一 起旋转 只沿料槽向前远移 2 1 52 1 5 振动输送机振动输送机 振动输送机主要由输送槽 激振器 主振弹簧 导向杆 隔振弹簧 平衡底 架 进料装置和卸料装置组成 振动输送机是利用某一形式的激振器使槽体沿某 一倾斜方向产生振动 从而将物料由某一位置运送至另外一个位置 2 2 2 2 送送料料机机的的特特点点及及应应用用 2 2 12 2 1 带式输送机带式输送机 带式输送机是一种生产技术成熟 使用极为广泛的输送设备 具有最典型的 连续输送机的特点 近年来发展很快 其主要优点 1 结构简单 自重轻 容易制造 2 输送路线布置灵活 适应性广 可输送多种物料 3 输送速度快 输送距离长 输送能力大 能耗低 4 可连续输送 工作平稳 不损伤被输送物料 操作简单 安全可靠 保 养检修容易 维修管理费用低 带式输送机的主要缺点是输送带易磨损 且其成本大 约占输送机造价的 40 需用大量滚动轴承 在中间卸料时必须加装卸料装置 普通胶带式不适用于输送 倾角过大的场合 目前 带式输送机已经标准化 系列化 性能不断完善 而且不断有新机型 问世 2 2 22 2 2 埋刮板输送机埋刮板输送机 埋刮板输送机的主要优点是 适用范围广 输送物料的品种多 其他连续 输送机械难以输送的物料 许多都可以采用埋刮板输送机进行输送 密封性能 好 物料在封闭的机槽内输送 不抛撒 不泄露 能防尘 防水 防毒 防爆 大大改善了劳动条件 防止环境污染 工艺布置十分灵活 可用于各不同方向 的物料输送 容易实现多点加料或多点卸料 体积小 占地面积小 可在比较 狭窄的工作场地使用 输送过程中物料与刮板链条之间基本上无相对运动 故 对物料的损伤小 安装容易 操作 维修方便 运行安全可靠 埋刮板输送机的缺点是 输送距离和提升高度有一定的限制 刮板链条与 机槽的磨损较大 磨损部位主要是链条关节处 机槽底板及导轨 特别是输送 磨琢性粉尘状物料时磨损更为严重 功率消耗较大 不适于输送粘性大的 悬 浮性大的 块度较大的及磨损性很大的物料 2 2 32 2 3 斗式提升机斗式提升机 斗式提升机的优点是结构简单 紧凑 维修方便 占地面积小 有良好的 密封性 可避免灰尘飞扬 生产率大 提升高度大 工作平稳可靠 噪声低 耗用动力少 若与气力输送相比 仅为气力输送的1 10 1 5 如果将提升机 底部插入料堆 能自动取料而不需要专门的供料设备 可用于散料卸船 卸车 等 缺点是对过载敏感 料斗容易损坏 机壳内部空气含尘浓度高 不能在水 平方向输送物料等 目前 我国生产的斗式提升机 最大提升高度为80m 链式为 50m 一般使用的高度在 40m 以下 生产率在 1000t h 以下 动力消耗在 0 0039 0 006kW h t m 范围内 在国外 一些用在矿井中的大型提升机采 用抗拉强度极高的纲绳芯橡胶带作牵引构件 并以专门的设备进行定量供料 使最大产量达到 2000t h 最大提升高度达 350m 2 2 42 2 4 螺旋输送机螺旋输送机 螺旋输送机的主要优点 结构简单 制造成本较低 易于维修 机槽密闭性 较好 可以多点进料和多点卸料 一台输送机可同时向两个方向输送物料 在输 送过程中还可以进行物料的混合 搅拌 松散 加热和冷却等工艺过程 螺旋输送机的主要缺点 在输送过程中 由于物料与机槽及螺旋体的摩擦以 及螺旋体对物料的搅拌翻动 致使机槽和螺旋叶片易于磨损 同时对物料具有一 定的破碎作用 且输送功率消耗较大 螺旋输送机对超载敏感 需要均匀进料 否则容易产生堵塞现象 当螺旋输送机倾斜或垂直布置时 其输送效率将大大下 降 输送长度受到限制 螺旋输送机适宜输送粉状 颗粒状和小块状物料 不适宜输送长纤维状 坚 硬大块状 易黏结成块及易破碎的物料 特殊型式的螺旋输送机也可以输送成件 物品 如袋 包 箱等 螺旋输送机主要用于距离不太长的水平输送 或小倾角 输送 少数情况亦用于大倾角和垂直输送 水平输送长度一般小于 40 m 最长不 超过 70 m 倾斜输送高度一般不超过 15 m 垂直输送高度一般不大于 8 m 它的某些变形常被用作喂料 计量 搅拌 烘干 仁壳分离 卸料以及连续加 压等设备 2 2 52 2 5 振动输送机振动输送机 振动输送机的特点 1 结构简单 相对运动零部件少 润滑点少 易损件少 维护保养方便 2 能量消耗较少 运行费用较低 3 对于含尘 有毒和带挥发性气体的物料可以实行密封输送 有利于环境保护 4 在输送物料的同时 可以使物料得到松散和混合 给包装机定量供料或在配 料系统均匀地配料 经过结构改进可在输送的同时实现物料的冷却 烘干 筛分和混合等工艺要求 5 可以输送高温物料 此时槽体要用耐热钢 温度达 500 摄氏度时要通风冷却 1000 摄氏度时用水夹套冷却 6 水平输送时输送量最大可达 200 300 h 每小时 长度可达 40m 3 m 7 设计 制造 安装要求高 若有不当 会产生较大噪声和动载 使工作不正 常 甚至会损坏相关零部件 2 2 3 3 设设计计要要求求及及选选择择方方案案 2 3 12 3 1 课题题目课题题目 自动小颗粒状物料罐装生产线的设计 送料机的结构设计 本系统完成年 产量 6000 吨的自动小颗粒状物料罐装生产线中的小颗粒状物料上料部分设计 包 括斗式提升机和螺旋输送机的结构设计 2 3 22 3 2 课题要求课题要求 1 要求能将小颗粒状物料由原料车间输送到计量充填机上 物料须完成在垂直 和水平两个方向上一定距离的输送 2 送料机由电机驱动 要求传动平稳 结构紧凑合理 3 要求物料平稳输送 单位时间送料一定 误差控制在 5 4 输送过程中保证物料比重一定 5 输送高度 3M 水平距离 3 5M 输送速率 1500kg h 2 3 32 3 3 设计原则 设计原则 在充分满足系统功能的前提下 基于现代设计方法 结构简单 人机界面良 好 功耗低 适应范围广 继承性强 操作维护简单 创建人性化 悦人化的工 作环境 较低的投入 达到较大的满意度 2 3 42 3 4 约速条件 约速条件 年产量 6000 吨 处理对象 流动性较好的小颗粒状物料 如碘盐 年工作时间 250 天 每天工作时间 16 小时 物料比重 1 2 2 3 52 3 5 选择的方案选择的方案 原料的送料机构有很多种 有带式输送机 埋刮板输送机 斗式提升机 螺 旋输送机 振动输送机等等 带式输送机可以输送各种粉状 粒状和块状物料 也能输送质量不太大的成件物品 但是带式的输送带易磨损 且成本大 且不适 合输送倾角过大的场合 埋刮板输送机可以在水平 倾斜或垂直方向输送粉状 粒状及小块状物料 密封性好 物料在封闭的机槽内输送 能防尘 防水 防毒 但是埋刮板式的输送距离和提升高度有一定的限制 刮板链条与机槽的磨损较大 且功率消耗较大 斗式提升机可以输送粉状 粒状或小块状物料 是专门用在竖 直或大倾角方向向上输送物料的设备 它的结构简单 紧凑 维修方便 占地面 积小 有良好的密封性能 可避免灰尘飞扬 且生产率大 提升高度大 工作平 稳可靠 噪声低 消耗动力少 只是不能在水平方向输送物料 螺旋输送机适宜 输送粉状 颗粒状和小块状物料 结构简单 制造成本较低 易于维修 机槽密 封性较好 在输送过程中还可以进行物料的混合 搅拌 松散 加热和冷却等工 艺过程 振动式的主要用于水平或微升角输送粒状或块状松散物料 但其设计 制造 安装要求高 由于我们的设计需要将原料提升到充填机中 具有一定的高 度 综合考虑所以选用的是斗式提升机和水平螺旋输送机的组合装置 第第 3 3 章章 斗斗式提升机的设计式提升机的设计 斗式提升机是专门用在竖直或 大倾角方向向上输送物料的设备 简 称斗提机或提升机 斗式提升机的一 般结构如图3 1 所示 它主要由牵 引构件 橡胶带或链条 承载构件 料斗 头轮和底轮 驱动装置 张紧装置 机壳等组成 图 3 1 斗式提升机的结构 1 机座 2 底轮 3 机筒 4 料斗 5 牵引构件 6 机头 7 头轮 8 出料口 9 张紧装置 10 进料口 11 观察窗 12 驱动装置 13 止逆装置 3 3 1 1 斗斗式式提提升升机机的的工工作作过过程程分分析析 斗式提升机的全部工作可分为三个过程 即装料 提升和卸料 这三个过程 紧密衔接 构成了斗式提升机的完整工作过程 任何一个过程出现问题 都会影 响提升机的正常工作 轻则产生回流 降低产量 重则发生堵塞 造成停车 因 此 必须深入研究斗式提升机在各个工作过程的工作原理 以寻求最理想的工作 状态 3 1 13 1 1 装料过程装料过程 装料过程是指空的料斗绕底轮从机座底部通过时装载物料的全过程 料斗在 装料过程中装满的程度如何 直接影响到斗式提升机的生产率 提升机的类型不 同 工作条件不同 料斗的装满程度是不同的 料斗装得太浅 显然降低了提升 机的生产率 装得太满 又容易在提升和卸料阶段造成回流和撒落 这在工作中 是不允许的 评价料斗的装满程度 通常用装满系数 y 来衡量 Y 料斗内物料的体积 料斗的容积 3 1 1 13 1 1 1 斗式提升机的进料方式斗式提升机的进料方式 图 3 2 所示是斗式提升机常见的几种进料方式 a 为顺向进料 b 为逆 向进料 c 为料堆取料 它们的共同之处是料斗在料堆中通过 依靠料斗的运 动来挖取物料 这种装载方式适用于输送流动性好的粉状 颗粒状或极小块状物 料 由于物料对料斗的阻力较小 因而允许料斗具有较高的运行速度 一般为 0 8 2m s 特别是具有封闭机座的 a b 两种方式 料斗的速度可达到 3 4m s 甚至更高 而对于粒度较大或流动性很差的物料 料斗挖取物料会受到 很大的阻力 则应采用 1m s 以下的低速度 并将料斗密集排列 按逆向进料的方 式将进料口设在较高位置 使物料直接装入料斗 图 3 2 斗式提升机的进料方式 a 顺向进料 b 逆向进料 c 料堆取料 3 1 1 23 1 1 2 料斗的挖料过程料斗的挖料过程 1 顺向进料 如图 3 2a 所示 顺向进料时 物料顺着料斗运动方向流入机座 与料斗的背 面相遇 此时料斗不会立即装料 而是在物料堆中推动物料前进 当料斗转过底 轮最低点后 随着斗口的向上翻转 物料逐渐被挖入斗内 2 逆向进料 如图 3 2b 所示 逆向进料时 物料迎着料斗运行方向流入机座 一部分流向 机座底部 一部分可直接装入斗内 料斗在机座的下行侧只接触到很少的物料 到了上行侧才开始装料 3 料堆取料 如图 3 2c 料堆取料常用于链斗式卸船机或卸车机的作业中 它是将提升机的 裸露底轮插入料堆 使料斗从料堆中直接挖取物料 这种取料方式是通过改变底 轮在料堆中的位置和插入深度来改变料斗的装满系数 操作时 要不断地向前 向下或向侧方移动提升机 或者移动下面的车或船 使料斗始终能 吃 住物料 由于没有机座外壳 料斗附近不易形成足够高的料位 因此料斗的装满系数低于 顺向或逆向进料 为了提高装满系数 料斗的线速度要低一些 一般取 2 0m s 以 下 3 1 23 1 2 提升过程提升过程 当料斗装料结束 绕过底轮的水平中心线后 开始作匀速直线运动 将物料 向上提升 在提升的过程中 要尽量避免斗内的物料抛撒出来 提升时撒料不但 降低了斗提机的生产率 而且浪费了动力 还会造成物料的破碎 造成料斗在提升过程中撒料的原因有 斗内物料装得太多 料斗及斗内物料 的重力使料斗前倾 料斗受到振动 料斗振动的时间越长 振动强度越大 则物 料的抛撒量也越多 引起料斗振动的原因来自提升机自身构件的振动和工作环境 的振动 提升机自身的振动主要来源于机上转动部件的不平衡 特别是当其振动 频率与设备的固有频率接近时 便会出现共振 使牵引构件产生较大的抖动 造 成料斗严重撒料 另外 带式牵引构件接口不平 链式牵引构件的节距过大 链 速过高等 都会引起提升机不同程度的自身振动 如果发现提升机有振动现象 不管是内部的或外部的原因 都应及时解决 3 1 33 1 3 卸料过程卸料过程 当料斗到达机头后 开始沿头轮作匀速圆周运动 随着料斗的翻转 斗内物 料在自身重力和离心惯性力的作用下 离开料斗并被引导至卸料口 此过程称为 卸料 理想的卸料应该是料斗内所有的物料都能从卸料口排出 未能从卸料口排 出的物料便要顺机筒落回机座 这就是所谓的 回流 回流包括了未及时离开料 斗或离开料斗但未能从卸料口排出的物料 以及在提升过程中从料斗撒落的物料 提升机的回流料越多 既降低了设备的生产率 又浪费了能量 因此 必须对料 斗的卸料过程进行细致的研究 以确定斗式提升机合理的工作参数及料斗 机壳 头部罩壳等形状 尽量减少回流 物料从料斗中卸出有三种不同的形式 离心式 重力式和混合式 物料所受 的重力大于离心力时 斗内的物料在合力的作用下向料斗内壁滑动而流出 这种 卸料方式称为重力式卸料 物料所受的离心力大于重力 斗内的物料在合力的作 用下向料斗外壁滑动而抛出 这种卸料方式称为离心式卸料 斗内的物料在合力 的作用下 一部分按重力卸料方式从料斗内缘滑动 一部分按离心卸料方式料斗 外缘滑出 大部分的物料则向斗口直接倾出 这种卸料方式称为混合式卸料 3 3 2 2 斗斗式式提提升升机机的的主主要要构构件件设设计计 3 2 13 2 1 牵引构件牵引构件 斗式提升机的牵引构件有带式和链式两种 带式牵引的优点是成本低 重量轻 噪声小 运行平稳 可以采用较高的线 速度获得较高的生产率 同时 带子的弹性在料斗装料时具有减振作用 因此 带式牵引比链式牵引应用广泛 但带子强度不如链条 且耐油 耐热性差 牵引 带通常采用编织带或者橡胶帆布带 编织带使用棉 麻或尼龙织成 其表面可以 覆胶也可以不覆胶 它的优点是柔软 价格低 缺点是强度较低 易松弛 寿命 短 因此只适于提升高度不大 生产率较小的提升机 橡胶帆布带是将数层帆布 用橡胶粘合而成 较编织带强度较高 耐磨 使用寿命长 不适宜使用橡胶带的场合 如被提升的物料比较沉重 或者难于挖取 或含 油量大 或温度高于 150 摄氏度时 宜采用链条作为牵引构件 负载较小时可采 用单排链 负载较大时可使用双排或多排链 链条的优点是强度大 伸长量小 传递运动可靠 易于固接料斗 缺点是自重大 价格高 运转时有冲击 振动和 噪音 链速不宜过高 常用的链条有环链和套筒滚子链 3 2 23 2 2 料斗料斗 如图 3 3 所示 料斗是斗式提升机的承载构件 粮油工业中常用的料斗有深 型 浅型 隔板型和无底型四种 深型斗的特征是斗的深度大 有效容积大 斗 口斜度小 低角小 深型斗盛料多 装满和卸净用的时间较多 适用于输送流动 性好 干燥的粒状物料 浅型斗的特征是斗的深度小 有效容积小 斗口斜度大 底角大 浅型斗盛料少 容易装满和卸净 适用于输送流动性差 潮湿的粒状或 粉状物料 隔板斗集中了深型斗和浅型斗的优点 深度大 盛料多 装料快 卸 料快 容易装满和卸净 其缺点是自重大 重心偏距大 料斗提升时容易前倾而 撒料 卸料时斗的底部容易翘起 影响料斗卸净 无底型适于采用离心式卸料的 斗式提升机输送流动性好的粒状物料 它的缺点是物料提升时容易撒料 因此不 适合高度大的提升机 3 2 33 2 3 头轮和底轮头轮和底轮 以待作牵引构件的提升机 头轮和底轮多是用铸铁或铸钢制成 宽度较大时 也可用钢板焊接制成 头轮和底轮的形状 应制成中部凸起的鼓形 以减少带子 的跑偏 凸起高度为 2 4mm 头轮和底轮的宽度应比带子宽度大 20 50mm 通常 斗提机的头轮都是驱动轮 为增大头轮表面的摩擦系数 避免皮带打滑 对于产 量较大或高度较大的提升机 应在头轮的圆周表面覆盖橡胶层 当牵引构件是链 条时 头轮和底轮须采用齿形与链条型式相适应的链轮 链轮的技术规格与传动 用的链轮相同 3 2 43 2 4 机壳机壳 斗式提升机的机壳 常用 1 2mm 厚的钢板制成 机壳自下而上可分为机座外 壳 机筒和机头外壳三部分 如图 3 4 所示 机座位于提升机最下部 可直接安装在地面上 主要由壳体 进料口 排料口 张紧装置等组成 壳体的长度和宽度与机筒的尺寸一致 高度 应保证底轮在最高位置时不露出机座上表面 底轮在最低位置时料斗与机座底面 保持 30 40mm 的距离 进料斗的大小必须满足进料量的要求 底板的倾角应大于 45 度 以保证物料能顺利流入机座 顺向进料时 进料斗的底边应低于底轮的水 平中心线 以减小料斗的推料阻力 逆向进料时 进料斗的底边应高于底轮的水 平中心线 以提高料斗的装满系数 排料口设在机座两侧的下方并安装插板 用 来清理机座内存留的物料 在机座的侧板上还可以安装观察窗 用来观察机座内 的物料和料斗的挖料情况 张紧装置设在壳体两侧的墙板上 通过调节底轮的上 下位置来张紧皮带 底轮的轴承安装在可以沿滑槽上下移动的滑板上 滑板与张 紧装置相连 机筒一般为矩形截面 常用 1 2mm 厚的钢板制成 机筒的四角棱线上配以角 钢 以加强其强度 机筒由一段一段的标准节组装而成 每节长度 2 2 5m 每 节的两端焊有角钢 作为联接法兰 联接时法兰之间应加衬垫 再用螺栓紧固 以保证机筒的密封性能 斗式提升机的机头外壳又称机头罩壳 壳体侧面的观察窗 用以观察料斗的 卸料状况 卸料口内缘上方的舌板 用来引导物料流向卸料口 减少回流量 舌 板的位置可调 应使其上缘尽量靠近料斗外缘的运行轨迹 为保证料斗运行安全 舌板上端应使用柔性的材料 在机壳的顶部还应开设泄爆孔 以排泄万一发生粉 尘爆炸时所产生的气体压力 减小损失 机头罩壳的形状及尺寸必须与料斗的卸 料方式相适应 使从料斗内抛出的物料 在机壳的诱导下顺利地到达卸料口 避 图 3 4 底座的结构 1 排料口插板 2 壳体 3 进料斗 4 底轮 5 滑板 6 张紧装置 免发生 回流 当负载不大时 头轮的轴承座及传动装置均可直接固定在机壳上 这样既便于安装又节省空间 当负载较大时 头轮轴应另设支承 3 2 53 2 5 止逆装置止逆装置 在斗式提升机的头轮轴或驱动机构的轴上 常常安装止逆器以防止机构逆转 止逆器的形式最常用的是滾柱止逆器 铸铁的壳体固定在机架上 壳体的内圈衬 有钢套 棘轮用键安装在传动轴上 可以在钢套内转动 棘轮的缺口与钢套间形 成锲形的卡槽 卡槽内装有滾柱 当棘轮随轴作逆时针方向旋转时 滚柱被钢套 的摩擦力推向卡槽的宽阔端 滚柱不起制动作用 故棘轮可以顺利转动 如果棘 轮发生反向旋转 则滾柱被钢套的摩擦力及弹簧的推力推向卡槽的狭窄端 从而 被棘轮和钢套卡住 于是棘轮和轴便被制动了 3 2 63 2 6 驱动装置驱动装置 斗式提升机大部分都是采用上部头轮驱动 并且均为减速传动 传动的形式 很多 最简易 经济的形式是电动机通过两极皮带减速来驱动头轮 第二种形式 是第一级采用三角带传动 第二级采用齿轮减速箱传动 减速箱的低速轴直联提 升机的头轮轴 第三种形式是电动机直联齿轮减速器的高速轴 减速器的低速轴 直联提升机的头轮轴 3 3 3 3 斗斗式式提提升升机机的的设设计计计计算算 3 3 13 3 1 料斗及卸料方式的选择料斗及卸料方式的选择 根据被输送物料的性质 选用深型料斗 离心式卸料 带式牵引 取带速 1 0m s 根据表 3 1 取装满系数 0 8 根据式 3 28 得 2 31 i a3 6 Q 8 3 6 1 2 1 0 8 根据表 3 3 选用料斗 DS11090 2 6 2 08 i a 0 52L 200mm ia 根据表 3 2 取带宽 B 130 初选帆布层数 4 层 i 根据表 3 7 选取头轮直径 D 158 宽度 150mm 1 B 速度系数 K 2 51 2 2 D 1 0 0 158 属于离心卸料方式 3 3 23 3 2 斗式提升机运行阻力的计算斗式提升机运行阻力的计算 垂直型斗式提升机的运行阻力包括 料斗挖料阻力 料斗垂直运行时各项重 力形成的阻力 牵引构件绕过头轮和底轮时的挠曲阻力 料斗在机座中挖料时 要受到如下的阻力 料斗在料堆中移动时的摩擦阻力 物料加速时的惯性力 向 高处移动时物料的重力 挖料阻力的大小与物料的特征 进料方式 料斗的大小 和形状 料斗间距 运行速度 机座的大小 机座内物料的充盈状态等多种因素 有关 牵引构件绕过底轮时的阻力 包括牵引构件的刚性阻力和底轮轴承的摩擦 阻力 提升短的阻力来自牵引构件 料斗及斗内物料的重力 牵引构件绕过头轮 时的阻力 包括牵引构件的刚性阻力和头轮轴承的摩擦阻力 q 2 22 kg m 3 6 Q 8 3 6 1 q 1 87 2 22 4 156 kg m 0 q 0 k 式中 q 物料线载荷 kg m 每米长度内牵引构件质量与料斗质量之和 kg m 0 q 牵引构件及料斗的自重系数 0 k 挖料阻力 1 5 2 22 1 9 8 32 66N 1 W W K q g 式中 挖料阻力系数 1 2 3 0 顺向进料 底轮直径较大 物料容 W K W K 重较大或颗粒较大时 取大值 反之取小值 W K q 物料线载荷 kg m 料斗提升速度 m s g 重力加速度 g 9 81m 2 s 底轮阻力 0 03 2 W d K i S i S 式中 底轮阻力系数 带式牵引 取 0 02 0 04 链式牵引 d K d K 0 06 0 08 d K 牵引构件绕入底轮时的张力 N i S 提升段阻力 q Hg 4 156 2 22 3 9 81 187 5 N 3 W 0 q 式中 每米长度内牵引构件质量和料斗质量之和 0 q q 物料线载荷 kg m H 提升段高度 下行段阻力 Hg 4 156 3 9 81 122 2 N 4 W 0 q 式中符号含义同上式 头轮的运行阻力 N 0 04 N 5 W t K i S 1i S 4 S 1 S 式中 头轮阻力系数 取 0 03 0 05 t K t K 牵引构件在头轮绕入点的张力 i S 牵引构件在头轮绕出点的张力 1i S 3 3 33 3 3 牵引构件张力及驱动功率的计算牵引构件张力及驱动功率的计算 斗式提升机牵引构件的张力 一般情况下在头轮绕入点张力最大 底轮绕入 点张力最小 如图所示 顺牵引构件的运行方向 确定头轮 驱动轮 的绕出点 为第 1 点 底轮的绕入点为第 2 点 底轮的绕出点为第 3 点 头轮的绕入点为第 4 点 各点张力的计算 1 S 1 S 2 S 1 S 4 W 3 S 2 S 1 W 2 W 4 S 3 S 3 W 比较各点张力的大小 第 2 点张力最小 第 4 点张力最大 即 min2 SS 牵引构件上的张力分布如图所示 为保证提升机正常工作 最小的张 max4 SS 力至少要取 1000N 则 min S 1000 122 2 1122 2 N 1 S 2 S 4 W 1000 N 2 S 1000 32 66 0 03 1000 1062 66 N 3 S 2 S 1 W 2 W 1062 66 187 5 1250 16 N 4 S 3 S 3 W 0 04 1250 16 1122 2 94 89 N 5 W 当牵引构件为带子时 头轮绕入和绕出点的张力必须符合欧拉公式 4 S 1 Se 1122 2 2461 3 N 1 Se 0 25 e 4 S 满足不打滑条件 用校核胶带抗拉强度 4 S 2426 67 N max S Bi m 13 4 560 12 4 S 强度足够 计算头轮轴功率及所配用电动机功率 0 NN电 223W 415 0 1000 SSW N 1250 16 1122 2 94 89 1 1000 式中 料斗提升速度 m s K 1 45 359WN电 0 N 0 223 0 9 式中 K 电动机功率储备系数 提升高度 H 10m 取 K 1 45 H10m 取 K 1 25 H20m 取 K 1 15 传动效率 用齿轮减速器时 取 0 94 三角带两级传动时 取 0 85 平皮带两级传动时 取 0 9 第第 4 4 章章水平螺旋输送机的设计水平螺旋输送机的设计 螺旋输送机俗称 绞龙 是一种无挠性牵引构件的连续输送设备 它借助旋 转螺旋叶片的 推力将物料沿着机槽进行输送 螺旋输送机的一般结构如图 4 1 所示 它由料槽 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轴承所组成 图 4 1 水平螺旋输送机 1 尾端轴承 2 进料口 3 螺旋叶片 4 螺旋轴 5 悬挂轴承 6 料槽 7 出料口 8 首端轴承 9 驱动装置 4 4 1 1 螺螺旋旋输输送送机机的的工工作作过过程程分分析析 当螺旋体转动时 进入机槽的物料受到旋转叶片的法向推力 该推力的径向分 量和叶片对物料的摩擦力将使物料绕轴转动 而物料的重力和机槽对物料的摩擦 力又阻止物料绕轴转动 当螺旋叶片对物料法向推力的轴向分量克服了机槽对物 料的摩擦力及法向推力的径向分量 物料不和螺旋一起旋转 只沿料槽向前运移 但物料颗粒在输送过程中 其运动由于受旋转螺旋的影响并非做单纯的直线运动 而是一个空间运动 4 4 2 2 螺螺旋旋输输送送机机的的主主要要构构件件设设计计 螺旋输送机的主要工作构件有螺旋体 机槽 轴承 驱动装置等 4 2 14 2 1 螺旋体螺旋体 螺旋体是由螺旋轴和焊接在轴上的螺旋叶片组成 4 2 1 14 2 1 1 螺旋叶片螺旋叶片 螺旋叶片有很多形式 常用的有满面式 带式 齿式和桨式四种 见图 4 2 所示 图 4 2 螺旋叶片的型式 a 满面式 b 带式 c 桨叶式 d 齿式 图 a 所示是满面式螺旋叶片 螺旋叶片的一边紧贴在轴上 形成完整的螺旋 面 这种叶片的构造简单 输送能力强 适宜输送散落性较好的 干燥的颗粒状 或粉状物料 是使用最广泛的叶片型式 图 b 所示为带式螺旋叶片 螺旋叶片的一边通过杆件与轴相连 形成带式的 螺旋面 这种叶片适宜输送小块状的或粘滞性的物料 由于粘性物料易于粘附在 实面螺旋叶片及轴上 而带状叶片和轴之间留有空间 因此可避免物料粘附和堆 积 这种叶片对物料有较强的搅拌作用 但生产率较低 图 c 所示是桨式螺旋叶片的一种 桨式螺旋叶片不是连续的螺旋面 而是按 螺旋线固定在轴上的桨叶 这种叶片在完成输送作业的同时 有较强的混合和搅 拌作用 常用的桨式叶片由扇形 月牙形及桨叶形等 图 d 所示是齿式螺旋叶片的一种 由于这种叶片的外缘有齿形凹槽 能在输 送过程中对物料起到切割 松散 搅拌的作用 因而适用于输送粘性或容易被压 实的物料 螺旋叶片的制作方法主要有以下几种 缠绕成形法 将带钢缠绕在螺旋形模具的空隙内强制成形 缠绕时叶片外缘 容易产生裂纹 叶片横截面容易发生弯曲 而且每种规格的叶片都要有专用的模 具 冷轧成形法 将带钢通过冷轧机上一对锥形轧辊的輾压 形成连续多圈的环 状件 再令其通过螺旋分导装置 则成为具有左 右 旋向并有一定螺距的螺旋 叶片 这种方法制作的叶片其根部较厚 外边缘较薄 拉制成形法 先将钢板冲裁成带缺口的平面圆环 再经过冲压或锤锻加工成 一定螺距的螺旋叶片 然后将若干个这样的螺旋叶片焊接或铆接成一串连续的螺 旋面 用此法生产的螺旋叶片整体厚度相同 但制造效率低而劳动强度较大 4 2 1 24 2 1 2 螺旋轴螺旋轴 螺旋输送机的轴一般采用空心轴制成 为了便于制造和装配 螺旋体一般制 成 2 4m 长的节段 使用时将各节段连接起来 在轴与轴的连接处和安装轴承处 需使用一小段实心轴 其连接方法如图 4 3 所示 即在联接处将实心轴伸入空心 轴内 再在空心轴外面套一段套筒 然后再用螺栓按相互垂直方向对穿套筒与两 轴紧固 图 图 4 3 螺旋输送机轴的联接 1 实心轴 2 空心轴 3 套筒 4 螺栓 4 2 24 2 2 轴承轴承 螺旋输送机的轴承根据其安装位置和作用 可分为头部轴承 尾部轴承和中 间悬挂轴承三种 头部轴承位于输送机的驱动端 除了承受径向载荷外 还要承 受轴向载荷 因此该端采用止推轴承 尾部轴承通常采用双列向心球面轴承 主 要承受径向载荷和少量的轴向载荷 对于长度在 3m 以上的螺旋输送机 为了避免 螺旋轴受力弯曲 每隔 2m 左右应设置一中间悬挂轴承 悬挂轴承一般选用滑动轴 承 很多情况下都要求对输送机头部和尾部设置轴的防尘密封来防止槽体里的粉 尘进入轴承或防止水分沿轴进入槽内 4 2 34 2 3 机槽机槽 螺旋输送机的机槽主要有 U 字型和圆筒型两种 图 4 4 所示是水平螺旋输送 机机槽的形式 为了对机槽进行封闭 机槽上部装有用薄板制成的盖板 盖板用 螺栓固定在槽体上端的角钢法兰上 或用弹簧卡子夹紧在槽体上 在盖板上开有 进料口 在机槽底部开有卸料口 图 4 4 螺旋输送机机槽的形式 a 角钢法兰的 U 形螺旋槽体 b 折边法兰的 U 形螺旋槽体 c 双折边法兰的螺旋槽体 d 槽钢 U 形螺旋槽体 e 活动底的 U 形螺旋槽体 f 折边法兰加宽的螺旋槽体 h 折边法兰对开管状槽体 i 矩形槽体 j 带有夹 套的槽体 螺旋输送机进料布置有许多种 固定进料时 可采用装料设施以便可靠的调 节螺旋输送机的进料量 装料设施可采用管状槽体的螺旋输送机 是物料在预定 速度下从料仓中将物料输出 或采用旋转叶轮给料机 以一定的转速排除物料 其给料量由转速来确定 具有多点进料的螺旋输送机 必须有灵活可靠的进料装 置 在给定时间里仅需打开一个进料口时 应限制闸门或开关装置在最大开度时 不至于使输送机超载 当需要开启多个进料口同时进料时 必须小心地调节限制 每一个进料口的流量 以使其总量不要超过输送机的设计能力 进料时由于物料 块度或颗粒的惯性作用会产生冲击 有碰坏或磨损设备的可能 为此可在进口溜 槽中安装折流挡板或缓冲腔来加以克服 螺旋输送机卸料布置 常用的是标准卸料来约束物料的卸出并直接将物料送 入后续的设备或贮存装置 终端卸料的卸料口位于螺旋输送机槽体的最末端 闸 板卸料采用手轮或链轮操纵的齿条及小齿轮平闸板 进行有选择的定量卸料 无 接管的卸料口是在输送机槽体底部直接开口 开底卸料是在输送机槽体的底部按 任意要求的长度开口卸出物料 用于向料斗 料仓或料库堆垛中卸料及布料 槽 体端部卸料是指物料直接通过输送机槽体端部的开口卸出 4 2 44 2 4 驱动装置驱动装置 螺旋输送机的驱动装置由电动机 减速器及联轴器 图 4 5 所示是水平螺旋 输送机常见的几种传动布置形式 图 a 所示的是电动机及减速器组合驱动方式 由 Y 型电机与 ZQ 型减速器组成 由左装和右装两种装配形式 图 b 所示是电动机 及轴装减速器组合驱动装置 电动机安装在托架上 而托架用螺栓固定在连接装 置上 电动机通过三角皮带连到减速器上 图 c 所示的是齿轮减速电动机通过联 轴器直接驱动的形式 图 d 所示螺旋输送机的传动轴通过链传动连到减速器 减 速器可以装在各种不同的位置上 图 4 5 水平螺旋输送机传动布置形式 a 电动机及减速器组合驱动装置 b 电动机及轴装减速器组合驱动装置 c 齿轮减速电动机驱动装置 d 链传动驱动装置 4 4 3 3 螺螺旋旋输输送送机机的的设设计计计计算算 4 3 14 3 1 螺旋直径螺旋直径 D D 和转速和转速 n n 的计算的计算 螺旋直径的计算 一般是在已知输送量 Q 的条件下 根据生产率的计算公式 预算出所需螺旋直径 D 然后在确定其他数值后再进行验算 生产率 Q t h 2 01 47D snK 式中 D 螺旋直径 m S 螺距 m n 螺旋转速 r min 机槽的充填系数 物料的容重 t 3 m 倾斜布置的输送机对 F 修正系数 0 螺旋叶片的形式对输送量的影响系数 1 K 螺旋输送机的转速应根据输送量 螺旋直径和物料的特性确定 螺旋转速在满 足输送量的情况下不宜选的过高 更不能超过最大许用转速 螺旋转速应为 n r min 将此式代入上式 并令 b s D 得 max A n D t h 2 5 01 47QD