机械设计与制造专业毕业论文--螺旋输送机设计

机械设计与制造专业毕业论文螺旋输送机设计摘要随着现代科学技术的日益发展螺旋输送机的应用也越来越广泛物料从进料口加入当转轴转动时物料受到螺旋叶片法向推力的作用该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力有可能带着物料绕轴转动但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故才不与螺旋叶片一起旋转而在叶片法向推力的轴向分力作用下沿着料槽轴向移动本设计以建筑业为背景对此工况下所要求的螺旋输送机结构进行设计与计算对整个装置中的传动系统进行了运动力学分析及结构设计对其驱动装置做了深入设计并着重对其主要零部件进行了具体设计包括螺旋输送机的螺旋直径螺距轴径进出料口叶片形式中间悬挂轴承槽体螺旋轴的计算选型电动机是通过螺旋输送机的功率来计算选型减速器中齿轮通过齿面接触疲劳强度来计算通过齿根弯曲疲劳强度验算轴按许用弯曲应力计算法校核轴径关键词电动机减速器螺旋叶片螺旋轴ABSTRACTWITHTHEGROWINGOFMODERNSCIENCEANDTECHNOLOGYDEVELOPMENTAPPLICATIONOFTHESCREWCONVEYORISMOREANDMOREWIDELYWHENTHEMATERIALWASADDEDTOTHEINLETORIFICEANDTHESHAFTROTATEDTHEMATERIALSWASGIVENTHETHRUSTBYTHEHELICALLOBETHETHRUSTOFTHERADIALCONTRIBUTETOTHEMATERIALANDBLADETHEFRICTIONITISPOSSIBLETHATTHEMATERIALSCOULDROTATEAROUNDTHEAXISBUTBECAUSEOFTHEGRAVITYOFTHEMATERIALANDTHEFRICTIONWHICHTHESILOACTEDTHEMATERIALDONOTROTATEWITHTHEHELICALLOBEITMOVEALONGTHEAXISOFTHESILOBYTHETHRUSTOFTHESPIRALBLADEFORTHECONSTRUCTIONINDUSTRYBACKGROUNDWHICHISREQUIREDBYTHESCREWCONVEYORDESIGNANDSTRUCTUREINTHISDESIGNTHEENTIREDEVICEINTHETRANSMISSIONSYSTEMFORTHEMOVEMENTOFMECHANICALANDSTRUCTURALWASDESIGNEDTHEDESIGNOFITSDRIVINGSYSTEMANDTHESPECIFICDESIGNOFITSMAINPARTSWHICHISINCLUDINGTHESCREWCONVEYORSPIRALDIAMETERPITCHTHESHAFTDIAMETEROFINLETORIFICETHECALCULATIONANDSELECTIONOFTHESHAFTSTHEMIDDLEHOISTANDTHESPIRALAXISWERECARRIEDOUTINDETALMOTORISTHROUGHTHEPOWEROFTHESCREWCONVEYORTOCALCULATEANDSELECTTHEGEARSINTHEREDUCERISCALCULATEDBYTHEGEARSURFACECONTACTFATIGUESTRENGTHANDCHECKEDBYTHEGEARBOTTOMBENDFATIGUESTRENGTHICHECKTHEDIAMETEROFAXLETHROUGHTHEPERMISSIBLEBENDINGSTRESSKEYWORDSMOTORREDUCERHELICALLOBESPIRALAXIS目录1绪论111螺旋输送机产品概述112螺旋输送机应用范围113螺旋输送机主要特点214螺旋输送机工作原理215螺旋输送机整机布置形式216螺旋输送机规格技术参数62电动机的计算选型921电动机的选择922传动装置的运动和动力参数的计算103减速器设计计算1331齿轮设计1333减速器结构设计1933轴设计2034轴承的选型2535键的选型264螺旋输送机机体的设计3041机体主要部件的介绍3042机体主要部件的选择计算395螺旋输送机机体的安装条件使用及维护4551螺旋输送机机体的安装条件4552螺旋输送机机体的使用及维护47结论49致谢50参考文献51附录52附录一52英文资料52中文翻译581绪论11螺旋输送机产品概述螺旋输送机俗称绞龙LS型系列螺旋输送机是一种利用螺旋叶片的旋转推动散料延着料槽向前运动的输送设备适宜于输送粉状颗粒状和小块物料LS型螺旋输送机等效采用ISO105075标准设计制造符合ZBJ810051288LS螺旋输送机专业标准LS型螺旋输送机直径由100MM1250MM共十二种规格分为单驱动和双驱动两种形式单驱动螺旋机最大长度可达40M特大型30M双驱动螺旋机采用中间断开轴结构最大长度可达80M特大型60M螺旋机长度每05M一档可根据需要选定螺旋机头部轴承尾部轴承置于壳体外部减少了灰尘对轴承室的侵入提高了螺旋机关键件的使用寿命中间吊轴承采用滚动滑动可互换的两种结构并设防尘密封装置密封件用尼龙用塑料因而其密封性好耐磨性强阻力小寿命长滑动轴承的轴瓦有粉末冶金尼龙和巴氏合金等多种材料供用户根据不同的场合选用滑动轴瓦有需加润滑剂的铸铜瓦合金而磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦吊轴承机外侧置式油杯便于集中加油润滑进出料口位置布置灵活并增设电动型出料口便于自动控制还可根据用户要求配置测速报警装置LS型螺旋输送机与G型相比其头部尾部轴承移至壳体外出料端设有清扫装置整机噪声低适应性强操作维修方便图11LS型螺旋输送机的示意图LS型螺旋机广泛使用在各种工业部门如建材冶金化工电力煤炭机械轻工粮食及食品行业适用于水平或小于20倾角输送粉状颗粒状小块状物料如水泥煤粉粮食化肥灰渣沙子焦炭等LS螺旋输送机对输送物料的要求粉状粒状和小块状物料如水泥煤粉粮食化肥灰渣砂子等物料温度不得超过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螺旋上并随之旋转而不向前移动或者在吊轴承处形成物料的积塞而使螺旋机不能正常工作LS螺旋机的工作环境应在2050之间允许稍微倾斜使用最大倾角不得超过201承载能力大安全可靠2适应性强安装维修方便寿命长3整机体积小转速高确保快速均匀输送4密封性好外壳采用无缝钢管制作端部采用法兰互相连接成一体刚性好一台螺旋输送机通常由驱动装置头节若干标准中间节造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具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长度的中间节则挨在一起如果有特殊要求则在订货时给出排列顺序在头节内装有支推轴承承受轴向力在中间节和尾节内装有用轴承支承螺旋轴此外在尾节内还装有可轴向移动的径向轴承以补偿螺旋轴长度的误差和适应温度的变化螺旋面的形式有实体螺旋S制法和带式螺旋D制法两种各螺旋轴之间采用法兰式联接保证了联接轴的互换性便于维修机盖为瓦片式并用盖扣夹紧在机壳上若需改进密封性能用户可自行在机盖与机壳间加防水粗帆布进出料装置有进料口方型出料口手推式出料口齿条式出料口四种由用户在使用现场在机体上开口焊接布置进出料口位置时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ZQ系列减速器Y系列电动机YTC齿轮减速电机两种驱动装置由Y型电动机JZQ系列减速器及驱动装置架组成头节前部装有止推轴承可承受输送物料时产生的轴力标准中间节均设置一只吊轴承尾节后部装有滚动滑动轴承和底座用以支撑螺旋和补偿螺旋长度的误差螺旋机安装时应从头部开始按顺序进行在总体布置时应注意进料口不应设置在吊轴承上方出料口不应设在底座或机壳法兰连接处如果因为开出料口影响底座的安排而不能遵循本原则时使用单位应绘出螺旋机总图地脚螺安排尺寸见表11表11地脚螺安排尺寸规格LS100LS160LS200LS250LS315LS400LS500LS630LS800LS1000LS1250A160180200250300320400500630710800驱动装置的配置见表12表12驱动装置的配置规格转速RMIN输送量M3H驱动装置许用长度M电动机型号减速器型号LS20010013Y90L415ZQ25I6I16Y100L1422ZQ25I6I23Y100L243ZQ35I6I30Y112M44ZQ35I6I358010Y100L1422ZQ35I5I27Y100L243ZQ35I5I35638Y90L415ZQ25I4I25Y100L1422ZQ35I4I355062Y90L415ZQ35I3I27Y100L1422ZQ35I3I35LS2509022Y100L1422ZQ25I6I14Y100L243ZQ25I6I19Y112M44ZQ35I6I25Y132S455ZQ35I6I357118Y100L1422ZQ35I5I14Y100L243ZQ35I5I21Y112M44ZQ35I5I28Y132S455ZQ40I5I355614Y90L415ZQ25I4I14Y100L1422ZQ35I4I21Y100L243ZQ35I4I29续表12规格转速RMIN输送量M3H驱动装置许用长度M电动机型号减速器型号LS2505614Y112M44ZQ35I4I354511Y90L415ZQ35I3I17Y100L1422ZQ35I3I25Y100L243ZQ35I3I35LS3158031Y100L1422ZQ35I5I8Y112M44ZQ35I5I15Y132S455ZQ40I5I20Y132M475ZQ40I5I27Y160M411ZQ50I5I356324Y100L1422ZQ35I4I9Y100L243ZQ35I4I13Y112M44ZQ35I4I18Y132S455ZQ40I4I25Y132M475ZQ40I4I355019Y90L415ZQ35I3I8Y100L1422ZQ35I3I12Y100L243ZQ35I3I17Y112M44ZQ40I3I23Y132S455ZQ40I3I3040154Y100L615ZQ35I4I10Y112M622ZQ35I4I15Y132S63ZQ40I4I20Y132M164ZQ40I4I27Y132M2655ZQ40I4I35LS4007162Y132M164ZQ35I7I8Y132M2655ZQ35I7I12Y160M675ZQ40I7I16Y160L611ZQ40I7I24Y180L615ZQ50I7I32Y200L16185ZQ50I7I355649Y132S63ZQ35I6I8Y132M164ZQ35I6I10续表12规格转速RMIN输送量M3H驱动装置许用长度M电动机型号减速器型号LS4005649Y132M2655ZQ40I6I14Y160M675ZQ40I6I19Y160L611ZQ50I6I26Y180L615ZQ50I6I354539Y132M164ZQ40I4I10Y132M2655ZQ40I4I14Y160M675ZQ50I4I19Y160L611ZQ65I4I26Y180L615ZQ65I4I353631Y112M622ZQ40I3I9Y132S63ZQ40I3I13Y132M164ZQ40I3I17Y132M2655ZQ50I3I24Y160M675ZQ65I3I32Y160L611ZQ65I3I35LS5006398Y132M2655ZQ40I6I8Y160M675ZQ40I6I11Y160L611ZQ50I6I16Y180L615ZQ50I6I22Y180M4185ZQ65I4I27Y180L422ZQ65I4I334062Y132M2655ZQ40I5I8Y160M675ZQ50I5I13Y160L611ZQ65I5I20Y180L615ZQ65I5I27Y200L16185ZQ65I5I343250Y132S63ZQ40I3I8Y132M164ZQ50I3I11Y132M2655ZQ50I3I15Y160M675ZQ65I3I21Y160L611ZQ65I3I30Y180L615ZQ65I3I35续表12规格转速RMIN输送量M3H驱动装置许用长度M电动机型号减速器型号LS63050140Y132M2655ZQ40I5I45Y160M675ZQ50I3I7Y160L611ZQ65I5I11Y180L615ZQ65I5I15Y200L16185ZQ65I5I19Y200L2622ZQ65I5I22Y225M630ZQ75I5I29Y250M637ZQ75I5I3540112Y160M675ZQ50I4I9Y160L611ZQ65I4I14Y180L615ZQ65I4I19Y200L16185ZQ65I4I24Y200L2622ZQ65I4I29Y225M630ZQ75I4I353290Y132M2655ZQ50I3I9Y160M675ZQ65I3I12Y160L611ZQ65I3I18Y180L615ZQ65I3I24Y200L16185ZQ75I3I30Y200L2622ZQ75I3I352577Y132M164ZQ50I2I8Y132M2655ZQ65I2I11Y160M675ZQ65I2I15Y160L611ZQ65I2I22Y180L615ZQ75I2I3016螺旋输送机规格技术参数规格LS10016020025031540050063080010001250长度从4M到70M每隔85M一档当长度超过35M时采用双端驱动选型时应符合标准公称长度特殊需要可在选配节中另行提出选型计算计算输送量式中Q输送量TH物料填充系数选用见表140倾斜系数选用见表15K螺距与直径比例系数由选定规格的螺旋输送机计算求值R物料容重TM3见表16N转速RMIND螺旋直径MLS型螺旋输送机规格技术参数表表13LS型螺旋输送机规格技术参数规格型号10016020025031540050063080010001250螺旋直径10016020025031540050063080010001250螺距100160200250315355400450500560630N1401121009080716350403225Q2271322316298140200280380N11290807163565040322520Q1761018244978112160220306N9071635650454032252016Q14581419396290126176245N7150504540363225201613Q11316211154315077102140198注1N转速RMIN偏差允许在10范围内2输出量QM3H表14物料填充系数物料特性易流动磨损很少少量磨损且为颗粒至小块状磨损性侵蚀性大045033015表15倾斜系数倾斜角05101520010090080070065表16物料容重R物料RTM3灰与渣07103褐煤111322赤铁矿1422重矿石CWP6202522轻矿石1252022燕麦大麦0519石墨040619生石灰0922干石灰0519土豆0719砾石15183焦炭053原煤0822分先煤0919粘土潮湿的泥土1819面粉0519灰泥岩161922砂桨18213玉米黑麦稻谷050719砂14173小麦0819水泥101319电动机分交流电动机和直流电动机两种由于直流电动机需要直流电源结构较复杂价格较高维护比较不便因此无特殊要求时不宜采用生产单位一般用三相交流电源因此如无特殊要求都应选用交流电动机交流电动机有异步电动机和同步电动机两类异步电动机有笼型和绕线型两种其中以普通笼型异步电动机应用最多我国新设计的Y系列三相笼型异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机其结构简单工作可靠价格低廉维护方便适用于不易燃不易爆无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上如金属切削机床运输机风机搅拌机等由于启动性能较好也适用于某些要求启动转矩较高的机械如压缩机等在经常起动制动和反转的场合如起重机等要求电动机转动惯量小和过载能力大应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型笼型或YZR绕线型电动机除按功率转速排成系列之外为适应不同的输出轴要求和安装需要电动机机体又有几种安装结构形式根据不同防护要求电动机结构还有开启式防护式封闭式和防爆式等区别电动机的额定电压一般为380V电动机类型要根据电源种类交流或直流工作条件温度环境空间位置尺寸等载荷特点变化性质大小和过载情况起动性能和起动制动反转的频繁程度转速高低和调速性能要求等条件来确定2选择电动机的容量电动机的容量功率选的合适与否对电动机的工作和经济性都有影响容量小于工作要求就不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏容量过大则电动机价格高能力又不能充分利用由于经常不满载运行效率和功率应数都较低增加电能消耗造成很大浪费电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定电动机的发热与其运行状态有关运行状态有三类即长期连续运行短时运行和重复短时运行变载下长期运行的电动机短时运行的电动机工作时间短停歇时间长和重复短时运行的电动机工作时间和停歇时间都不长的容量要按等效功率法计算并校验过载能力和起动转矩其计算方法可参看有关电力拖动的书籍由于水泥螺旋输送机的工作环境是常温有灰尘用的是三相交流电电压为380V根据以上两点和机械设计手册选用Y132M4型号的电动机Y132M4电动机的主要性能如下表格所示表21Y132M4电动机的主要性能型号额定功率KW满载时起动电流额定电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩转速RMIN电流380VA效率功率应数Y132M47511401548708570222222传动装置的运动和动力参数的计算因为设计减速器时要求传动比为467所以选用一级直齿圆柱齿轮传动的减速器就可满足条件该类减速器的特点是承载能力和速度范围大传动比恒定外廓尺寸小工作可靠效率高寿命长制造安装精度要求高噪声较大成本较高连接顺序1发动机2平键3减速器4花键5螺旋轴输送机轴承齿轮等的效率查机械设计手册得滚动轴承每对0980995滑动齿轮每对097099弹性联轴器0990995齿轮联轴器099万向联轴器097098具有中间可动元件的联轴器097099一对齿轮开式094096一对齿轮闭式096099计算传动装置各轴的运动和动力参数各轴转速1轴N1NM1440RMIN2轴N2N1I144046730835RMIN主轴N3N230835RMIN各轴输入功率1轴额联75099743KW2轴轴承1轴承2齿轮743098099096691KW主轴联691099684KW各轴输出功率1轴轴承743098728KW2轴轴承691098677KW主轴轴承684098671KW各轴输入转矩电动机的输出转矩9550PDNM95507514404974NM1轴联49740994924NM2轴I轴承1轴承2齿轮492446709809909621407NM主轴联2140709921193NM各轴输出转矩1轴轴承49240984826NM2轴轴承2140709820979NM主轴轴承2097909820769NM运动和动力参数计算结果整理于下表表22运动和动力参数计算轴名功率PKW转矩TNM转速NRMIN传动比效率输入输出输入输出电动机轴754974144010991轴7437284924482614404670932轴6916772140720979308351099主轴6846712119320769308353减速器设计计算31齿轮设计齿轮材料应具备下列条件1齿面具有足够的硬度以获得较高的抗点蚀抗磨粒磨损抗胶合和抗塑性流动的能力2在变载荷和冲击载荷下有足够的弯曲疲劳强度3具有良好的加工和热处理工艺性4价格较低因此采用合金钢硬齿面齿轮是当前发展的趋势采用硬齿面齿轮时除应注意材料的力学性能外还应适当减少齿数增大模式以保证轮齿具有足够的弯曲强度设计的该螺旋输送机的预期使用寿命10年每年300个工作日在使用期限内工作时间占20根据以上几点我选择齿轮的材料为20CRMNTI渗碳淬火处理硬度56HRC62HR平均取为60HRC齿数比UI467计算步骤如下见文献1P233计算项目齿面接触疲劳强度计算1初步计算转矩T1齿宽系数D解除疲劳极限HLIM初步计算的许用接触应力HAD值计算内容T14924NM由图1213取D05由图1217CH109HLIM1091650H209HLIM2091400由表1216取AD85计算结果T149240NMMD05HLIM11650MPAHLIM21400MPA式1215H11485MPAH21260MPAAD85初步计算的小齿轮直径D1初步齿宽B2校核计算圆周速度精度等级齿数Z和模数M使用系数KA动载系数KV齿间载荷分配系数D1AD853590BDD1054020D1N1601000401440601000301由表126初取齿数Z110Z2IZ146710467MD1Z140104由表123取M4则Z1D1M40410Z2I表129由表1210先求取D140MMB20MM301MS选8级精度M4Z110Z247KA175KV118齿向载荷分布系数载荷系数K弹性系数ZE节点区域系数2462NNMM100NMM18832COS18832COS0149091由此得由表1211175118121123307由表1212由图1216式126149式1210091121123K307ZE1898ZH25接触最小安全系数SHMIN总工作时间TH应力循环系数NL接触寿命系数ZN许用接触应力H验算3确定传动主要尺寸由表1214TH10300802由表1215估计107NL109则指数M878原估计应力循环次数正确NL2NL1I834107467由图1218H1式1211HZEZHZ189825091计算结果表明接触强度较为合适齿轮尺寸无需调整SHMIN105TH4800HNL1834107NL2179107ZN1098ZN2113H11540MPAH2150667MPA式128H14624MPAH2实际分度圆直径D中心距A齿宽B齿根弯曲疲劳强度验算重合系数Y齿间载荷分配系数KFA齿向载荷分布系数KF载荷系数K齿形系数YFA应力修正系数YSA弯曲疲劳极限FLIM因为模数取标准值时齿数已重新确定但未圆整故分度圆直径不会改变即D1MZ141040MMD2MZ2447188MMABDD1054020MMY025由表1210KFA由图1214KKAKVKFAKF175118133118由图1221由图1222由图1223CD140MMD2188MMA114MM取B130MMB220MM式1218Y075KFA133KF118K324YFA1296YFA2235YSA1152YSA217FLIM1750MPAFLIM2600MPA弯曲最小安全系数SFMIN应力循环次数NL弯曲寿命系数YN尺寸系数YX许用弯曲应力F验算由图1214由表1215估计3106NL1010则指数M4991原估计应力循环次数正确NL2NL1I829107467由图1224由图1225F1F2F2F1传动无严重过载故不做静强度校核SFMIN125NL1829107NL2178107YN1095YN2098YX10F1570MPAF24704MPAF133646MPAF1F229876MPAF2表31齿轮传动参数表名称符号小齿轮大齿轮中心距A114传动比I467模数M4啮合角20齿数Z1047分度圆直径D40188齿顶圆直径DA48192齿根圆直径DF30179齿宽B302033减速器结构设计机体结构是保证传动零件的啮合精度良好润滑及密封的重要零件其重量约占减速器总重量的50因此机体结构对减速器的工作性能加工工艺材料消耗重量及成本等有很大的影响机体材料用灰铁HT150或HT200制造机体的结构用剖分式机体2铸铁减速器机体的结构尺寸见下表表32铸铁减速器机体的结构尺寸单位名称符号减速器尺寸关系尺寸选择机座壁厚0025A188机盖壁厚1002A189机座凸缘厚度B1512机盖凸缘厚度B1151135机座底凸缘厚度B22520地脚螺钉直径DF0036A1216地脚螺钉数目NA250时N44轴承旁联接螺栓直径D1075DF12机盖和机座联接螺栓直径D20506DF8联接螺栓D2的间距L150200175轴承端盖螺钉直径D30405DF7续表32名称符号减速器尺寸关系尺寸选择窥视孔盖螺钉直径D40304DF6定位销直径D0708D26D1D2D3至外机壁距离C1见表4D1D2至凸缘边缘距离C2见表4轴承旁凸台半径R1C211外机壁至轴承座端面距离L1C1C281250大齿轮顶圆与内机壁距离11210齿轮端面与内机壁距离210轴承端盖凸缘厚度T112D37凸台高度H根据低速轴承外径确定轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近D2轴承端盖外径D2轴承孔直径555D3D40表33C值螺栓直径M8M10M12M16M20M24M30C1MIN13161822263440C2MIN11141620242834沉头座直径20242632404860注多级传动时A取低速级中心距33轴设计小齿轮的轴设计为齿轮轴轴的材料为20CRMNTI小轴如下图图31小齿轮轴图32大齿轮的轴见文献1P316估算轴径D选择轴的材料为40CR其抗拉强度B980MPA屈服点强度S785MPA根据设计准则可得如下轴的结构草图计算齿轮受力大齿轮直径D2188MM齿轮受力转矩T221407NMM圆周力FT径向力FRFTTAN227734TAN2082888N轴向力因为直齿轮传动所以FA0画小齿轮轴受力图见图B计算支承反力水平面反力75FR33036471N方向向上为正号表示力方向向下FR4275046415N垂直面反力75FT330100204NFT42750水平面受力图见图C垂直面受力图见图E图33弯矩图4478661NMM画轴转矩图轴受转矩TT221407NMM许用应力许用应力值用插入法查表得0B140MPA1B825MPA应力校正系数当量转矩T05921407012615006NMM当量弯矩在小齿轮中间截面处13386440NMM校核轴径齿根圆直径DF2D22HACMN188210254178MM轴径所以轴径检验合格34轴承的选型小齿轮轴上的轴承选用一对GBT2766112的深沟球轴承大齿轮轴上轴承选用两对GBT2766308的深沟球轴承和一对GB3018208的推力球轴承深沟球轴承结构简单主要受径向载荷也可承受一定的双向轴向载荷高速装置中可代替推力轴承摩擦系数小极限转速高价廉应用范围最广推力球轴承只能受单向轴向载荷回转时因钢球离心力与保持架摩擦发热故极限转速较低套圈可分离大轴上深沟球轴承的选择计算见文献1P360由于刚开始轴承型号未定C0REXY值都无法确定必须进行试算以下采用预选轴承的方法轴承预期使用寿命24000H预选6208与6308两种深沟球轴承方案进行计算由手册查得轴承数据如下表34轴承数据方案轴承型号CRNC0RNDMMBMMN0RMIN1620829500180008018800026308408002400090237000计算步骤与结果列于下表表35计算步骤计算项目计算内容计算结果6208轴承6308轴承FAC0RFAC0R0C0R00E查表187FAFRFAFR0FAFREFAFREXY查表187X1Y0X1Y0冲击载荷系数FD查表1881212当量动载荷PPFDXFRYFA式18512182888099466N99466N续表35式188757878N757878N基本额定动载荷CR查手册2950040800结论选用6208和6308深沟球轴承都可以满足轴承寿命的要求得式32故有图34键受力图可见平键满足剪切强度条件其次校核键的挤压强度考虑键在NN截面以上的部分的平衡在NN截面上的剪力FSBL右侧面上的挤压力为式33投影于水平方向由平衡方程得FSF或式34由此求得故平键也满足挤压强度要求2大齿轮轴与大齿轮的联接选平键键的校核已知轴直径D40MM键的尺寸为BHL12828MM传递的扭转力偶矩MECOM键的许用应力100MPA许用压强BS100MPA与键有相对滑动的键槽经表面硬化处理BS可提高23倍首先校核见的剪切强度将平键沿NN截面分成两部分并把NN以下部分和轴作为一个整体来考虑因为假设在NN截面上切应力均匀分布故NN截面上的剪力FS为FSABL图35键受力图对轴心取矩由平衡方程得故有可见平键满足剪切强度条件其次校核键的挤压强度考虑键在NN截面以上的部分的平衡在NN截面上的剪力FSBL右侧面上的挤压力为投影于水平方向由平衡方程得FSF或由此求得故平键也满足挤压强度要求3大齿轮轴与螺旋输送机的联接用花键花键联接的类型和尺寸通常根据被联接件的结构特点使用要求和工作条件选择为避免键齿工作表面压溃静联接或过度磨损动联接应进行必要的强度校核计算计算公式如下静联接式35动联接式36式中T传递转矩NMM各DM平均直径MMDMD该花键的许用应力P120MPA许用压强P10MPATCOM取08Z19L60MMH2MMDM38MM静联接时可见花键满足剪切强度的要求动联接时故花键也满足挤压强度的要求4螺旋输送机机体的设计41机体主要部件的介绍水平螺旋输送机如图41所示其构造包括有半圆形的料槽2和在其内安置的装在轴承3上的带螺旋叶片的转动轴1螺旋借助于驱动装置而转动物料通过装载漏斗6装入料槽内而在卸料孔8或9处进行卸料若需要在线路中间处卸料时则在卸料口处装设能关闭的闸门图41水平螺旋输送机1转轴2料槽3轴承4末端轴承5首端轴承6装载漏斗7中间装载口8中间卸载口9末端卸载口10驱动装置DD所以表41螺旋面厚度MM谷物24煤建筑材料矿石等D200300MM45D500600MM78图42全叶式螺旋叶片展开图全叶式叶片下料钢板圆周的大小可用如下方法确定M由于螺旋线L和L在平面上是圆心角相同的两条同心圆弧若此两圆弧的直径为DL和DL则式41由于DL2BDL代人式41则有根据DL和DL的大小可以对钢板圆周进行下料然后再根据圆心角切开冲压或单个的叶片的大小为式42输送机的螺旋可以是右旋普通的形式或左旋的单线双线或三线的实际上一般都是做成单线的很少用双线和三线后者只在卸车机中采用根据披运物料的种类螺旋选用下列结构的一种当输送流动性好的干燥小颗粒物料或粉状物料时宜于采用全叶式叶片的螺旋图43A当输送块状的或粘滞性的物料时宜用带式螺旋图43B当输送有压缩性的物料时则用叶片式的图43C或齿形图43D螺旋图43螺旋叶片形状图44管形螺旋轴各节段的联接1管形轴2螺旋面3衬套4圆轴5螺钉为了便于制造和装配有螺旋面的轴1是由24M的各个节段装配而成在采用管形轴的情况下各个节段是利用由穿透螺钉5所固定的插入衬套3和圆轴节段4连接起来图44这些圆轴也被用作中间轴承和末端轴承的颈部各个节段的这种连接方式的优点是结构简单而紧凑但是它的缺点是更换个别节段时的拆卸和安装工作比较复杂在决定联接轴及螺旋轴或管的类型及尺寸时主要考虑的是所选用的轴能否经受住传递包括超载在内的所需功率在正常情况下冷轧钢的轴是可以满足的由于扭矩的原因可用高强度的轴当输送有腐蚀性或污染的物料时也可采用不锈钢轴输送机采用无润滑的铁制悬挂轴承时要用淬火的联接轴而表面淬火的悬挂轴承要求配用表面淬火的轴在螺旋输送机的设计中常常要求在其头部及尾部设置轴的防尘密封密封压差及槽体端部密封用来防止槽体里的灰尘或粉尘进入轴承和防止水分沿轴进入槽内螺旋槽体端部的密封座由灰口铁制或设置在巴氏合金滚珠轴承或青钢轴瓦与槽体端板之间密封盖由灰口铁制或的对开法兰沿着转动的钢轴压入填充物为使漏入的灰尘减到最少列出以下备种不同的设计方法设置的轴封远离固体物料的进出料口可大大简化轴的密封以防止因物料的休止角而使物料压在密封上应用充气填料箱式的密封装置清洁的气体送入箱壳内通过密封能有效地防止从输送机飞离的灰尘进入轴承在螺旋输送机的尾端非传动端采用槽体端部盲板支承内悬挂轴承如果可以装这种内悬挂轴承的话就可以完全不用轴封由于外悬臂传动荷载使传动轴弯曲这使轴的密封问题更为困难有两种方法可将轴的弯曲限制到最小其一是在传动端采用的双轴承其二是采用套轴式的齿轮减速箱无输出轴减速器图45采用滚动轴承的中间轴承铜减摩铸铁巴氏合金或其他减摩材料制成的滑动轴承为了减小阻力也可以采用滚动轴承球面双列滚珠轴承图45滚珠轴承采用可靠的密封装置以防止输送物料时微小颗粒的落入同时密封装置不应使轴承体的直径和长度增加很大在各种情况下轴承都是用固定在料槽盖上方的管子内的油杯以润滑脂进行润滑几种典型的铸造及焊接结构的中间轴承如图46所示图46几种典型的中间轴承225M当螺旋直径D较大时则取253M甚至可取4M首端轴承是位于物料运移前方的一端且为止推式图47以承受物料运动阻力所产生的轴向力在这种情况下螺旋轴的全部长度上都受到拉伸作用因此它的工作条件要比轴向压缩的情况有利图47首端止推轴承螺旋输送机悬挂轴承用的典型轴瓦材料有软金属青铜及巴氏合金等硬质合金及硬铁耐磨材料木材实体的或层压的塑料对用于有磨琢性的物料常常采用硬铁轴瓦一般都是采用布氏硬度超过400的铸造白口铁淬火的钢制联接轴一般常采用冷加工低碳钢的轴要渗碳及热处理达到洛氏硬度5060为解决磨损的问题可采用各种热处理合金也可以通过气焊或电弧焊在零件表面堆焊硬质合金已经获得专利的硬质合金对开式轴瓦也用于在轴承面沿轴堆焊这种在软质基体上加上一层硬质碳化物及硼化物的材料结构可以得到很好的金届对金属耐磨损性能螺旋输送机螺旋槽体的主要类型列于图48中大部分截面为U形的钢制槽体长度为3000或3660MM根据使用要求可以提供各种尺寸厚度的螺旋槽体可用平法兰或角铁法兰联接法兰联接不但可以防尘而且更为经济因此尽可能制成带有兰的槽体一般螺旋槽体均有顶盖必要时顶盖可制成防尘型顶盖是由薄钢板制成可以用螺栓连接也可以用弹簧卡子紧夹在螺旋槽体上下面介绍螺旋槽体的主要类型见图48角钢法兰的U形螺旋槽体角钢法兰的U形螺旋槽体是最常用的顶部法兰是用重型结构角钢制作并与螺旋槽体的上部边棱平焊而成端面法兰用靠模焊接并保证与相邻的槽体端面对准折边法兰的U形螺旋槽体顶部法兰是由同一块钢板折边加工而成的槽体这样制成的槽体重量轻而坚固端面法兰用靠模焊接并保证与相邻的槽体端面对准双折边法兰的U形螺旋槽体顶部法兰是由同一块钢板经双折边加工而成的槽体这大大增加了槽体的强度与刚度当与带法兰的顶盖连接时并加以适当的衬垫材料可做到有效的防尘密封槽钢U形螺旋槽体槽钢U形螺旋槽体适用于输送机支承间距要求长的场合槽体的上边由结构槽钢制成可用螺栓或弹簧卡子与下部半圆形截面的槽体连在一起活动底的U形螺旋槽体这种类型的螺旋槽体适用于要求快速方便地接触到输送机内部的场合活动底的U形螺旋槽体由上部刚性的槽钢与下部半圆形截面槽上体所构成半圆形截面槽体的一边为铰接面另一边则采用弹簧卡子夹紧或其他形式能快速打开的连接装置折边法兰加宽的螺旋槽体这种类型槽体主要用于粘滞的或轻度粘稠的物料常与带式输送机一起应用顶部的法兰是由和槽体同一块钢板折边加工而成端面法兰用靠模焊接并保证与相邻的槽体端面对准标准管状槽体管状槽体可以防尘防雨水刚度大并可使整个截面内均充满物抖标准管状槽体是用钢板卷成并在接给处连续焊接折边法兰对开管状槽体这种形式的槽体类似于角铁法兰槽体但法兰是由半圆形槽体的同一块钢板桥边加工制成两个半圆形槽体用螺栓连在一起就构成了一个完整的刚性的重量轻的管状槽体矩形槽体矩形槽体适合于磨琢性强的物料允许物料滞留在榴底这样可以防止物料和槽底的直接摩擦带有夹套的槽体这种形式的槽体由加工好的夹套连续地焊接在普通结构的槽体上其上焊有换热介质的进出口管这种槽体广泛用于加热冷却成干燥物料夹套中的隔板使循环水较好地分配面强化热交换效果图48螺旋输送机螺旋槽体的形式角钢法兰的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U形螺旋槽体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G标准管状槽体H折边法兰对开管状槽体I矩形槽体J带有夹套的槽体式43即螺旋输送机的最大输送能力见表42式44式中常数称为无聊综合特性系数见图442式46令M式47式中K值见表44表44KA值物料块度物料的磨磋性物料种类填充系数推荐的螺旋叶片形状KA粉状无磨磋性半磨磋性石灰粉石墨035040全叶式0041575粉状磨磋性干炉灰水泥石膏粉025030全叶式0056535粒状无磨磋性半磨磋性谷物泥煤025035全叶式0049050粒状磨磋性砂型砂炉渣025030全叶式0060030小块状60MM无磨磋性半磨磋性煤石灰石025030全叶式0053740小块状60MM磨磋性卵石砂岩炉渣020025全叶式或带式0064525中等及大块度60MM无磨磋性半磨磋性块煤块石灰020025全叶式或带式0060030中等及大块度60MM磨磋性干粘土硫矿石焦炭0125020全叶式或带式0079515式48如验算出的值仍在表45所推荐的范围内则表示圆整得合适验算所得的值允许略低于表45所列数值的下限但不得高于表列数值的上限42机体主要部件的选择计算根据连续输送机生产率的公式TH式49式中F被输送物料层的横断面积M2被输送物料的堆积密度KGM3被输送物材的轴向输送速度MS料层横断面面为M2式410式中D螺旋直径M充填系数其值与物材的特性有关见下表中的K及A的值C倾斜修正系数见表4在料槽中物料的充填系数影响输送过程和能量的消耗当充填系数较小即5时物料堆积的高度低矮且大部分物料靠近槽壁并且具有较低的圆周速度运动的滑移面几乎平行于输送方向图410A物料颗粒沿轴向的运动要较圆周方向显著得多所以这时垂直于输送方向的附加物料流不严重单位能量消耗也较小但是当充填系数提高即13或40时则物料运动的滑移面将变陡图410BC此时在圆周方向的运动将比输送方向的运动强导致输送速度的降低和附加能量的消耗因而对于水平螺旋输送机来说物料的充填系数并非越大越好相反取小值有利一般取50各种微粒物料的充填系数值可参考表44物料的轴向输送速度按下式计算MS式411式中H螺旋节距MNS螺旋转速RMIN螺距H通常为H1K1DM式中K1螺旋节距与螺旋直径的比值与物料性质有关通常取K1071对于摩擦系数大的物料取小值K10708对于流动性较好易流散的物料可取K11表45螺旋输送机倾斜修正系数C倾斜角05101520C100090080070065图410不同充填系数时物料层堆积情况及其滑移面式4141螺旋直径设计的水泥螺旋输送机的30M3H取025取K108C1NS30835RMIN代入式414得3047025108D330835求得D2051122786MM因为螺旋输送机的螺旋直径应根据下列的标注系列进行圆整D150200250300400500600MM取D200MM所以螺旋直径为200MM2螺距H1DH1200MM所以螺距为200MM3轴径D02035D取D035D03520070MM所以轴径为70MM4进料口出料口螺旋机进料口出料口同用户现场开设一般应从尾部进料头部出料但也可以从头部进料尾部出料如需要中部进料头部尾部出料或头部进料中间出料则为非标准制法须由用户提供简图进料口进料口是用以连接螺旋机和进料漏斗的部件其由盖寸口夹紧在机盖上也可用焊接的方法与机盖相联装置进料口时应在所装的机盖上按进料口内孔开尺寸LS型螺旋输送机进料口的外形与安装尺寸表见表46表46进料口的外形与安装尺寸螺旋机型号外型及安装尺寸MMABCDDNLS100100180146100124LS160160250210100128LS200200300256100148LS250250350306100148LS315315415370160148LS4004005004561601412LS5005006005581601412LS6306307506962001416LS8008009208682001816LS10001000112010702001820LS12501250137013142001824出料口出料口由钢板及扁钢焊接而成使用时将出料口焊在机壳上其法兰石与溜槽法兰相连接出料口的机壳应按出料口的内孔尺寸开孔LS型螺旋输送机出料口的外形与安装见表47表47出料口的外形与安装螺旋机型号外形及安装尺寸MMABCDHDNLS10010018014611210124LS16016025021015014128LS20020030025618014148LS25025035030622414148LS31531541537025014148续表47螺旋机型号外形及安装尺寸MMABCDHDNLS4004005004562801651412LS500500600558340201412LS630630750696420201416LS800800920868520201816LS1000100011201070630251820LS1250125013701314760251824出料口横截面的计算因为输送量为30M3H轴向输送速度为所以截面积为S因此进出料口的横截面要大于001M25叶片形式COM输送机机体主要部件的介绍和表42选择全叶式的螺旋叶片6中间悬挂轴承COM输送机机体主要部件的介绍选图46A的那种细长的骨架紧凑的轴承可以在最小的流动阻力下得到最大的输送量为解决各种磨损的问题可采用各种热处理合金也可以通过气焊和电弧焊在零件表面堆焊硬质合金这种在软质基体上加一层硬质碳化物及硼化物的材料可以得到很好的金属对金属耐磨损性能7槽体COM输送机机体主要部件的介绍选用标准管状槽体管状槽体可以防尘防雨水刚度大并可使整个截面内均充满物料标准管状槽体是用钢板卷成并在接缝处连续焊接8螺旋轴COM输送机机体主要部件的介绍选用管状螺旋轴9机体配套尺寸配套尺寸见表48表48机体配套尺寸单位MM头节中间节尾节标准节选用节螺旋输送机长度300030001500200025003000螺旋长度291029101410191024102500机壳长度320030001500200025002800地脚螺栓孔距2980300015002000250031405螺旋输送机机体的安装条件使用及维护51螺旋输送机机体的安装条件螺旋机安装的正确性是以后使用情况良好的先决条件之一其在使用地点的安装必须妥善地进行并满足技术条件的要求1螺旋机安装基础至少应在螺旋机正式安装以前20天浇灌完成该基础应能可靠地支承输送机并保证不同地基过小而发生螺旋机下沉和额外的变化保证螺旋机在运转时具有足够稳定性2螺旋机在安