螺旋收料机设计

前言毕业设计的目的一、通过本次毕业设计，能够达到以下目的：（一）通过设计过程可以巩固所学的知识，提高了理论与实践相结合的能力；（二）让我们在设计过程中熟悉查阅手册和常用分析方法并增强对相关资料的运用能力；（三）在设计中对绘图软件CAXA有更熟练的运用、office软件等计算机常用办公软件，提高我们对于计算机的掌握能力；（四）训练和提高机械设计的基本理论和技能；（五）培养独立思考，独立工作的能力；（六）培养我们的团队合作意识。第二节研究背景意义此次论文研究的任务是酱油发酵系统中的原料——大豆的输送过程的输送机械的设计，酱油的生产流程是将原料大豆通过输送装置，输送到斗式提升机，并储存到储罐中，通过蒸煮将蒸煮后的大豆和处理后的小麦输送进发酵罐进行发酵，通过一系列灭菌和处理最终得到产品进行灌装。将大豆输送到斗式提升机中可采用多种方法，比如利用带式输送，但是由于带式输送角度要求比较小，而本次设计角度为15度，所以综合考虑采用螺旋输送机进行设计，但是由于输送距离为3.5m左右，所以在螺旋输送机的基础上进行改进，最终确定本次采用的输送设备为——螺旋收料机。螺旋收料机适用于各种工业生产环境的粉体物料连续计量和配料；采用了多项先进技术，运行可靠，控制精度高；螺旋叶片选用锰钢材料精工制作，耐磨性强螺旋间隙小，克服回料冲料问题，避免管壁间隙中粘附物料；密封结构，减少粉尘外扬；螺旋收料机的原料可通过格栅进行粗筛并进入螺旋收料机，机壳内壁采用不锈钢制作，这样可以保证输送过程中物料不受外界污染，并不会夹杂其他大的异物，生产过程中可以实现自动化，螺旋收料机的优点有安全方便，免除人工加料的麻烦，使加料工作变的更安全、更省时、更省力。此题目是用于天津市利民调料有限公司二期工程酱油发酵车间，该设备安装在前期处理黄豆上料系统，用于接收生产过程中的原料—大豆。螺旋输送机介绍第一节螺旋输送机的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，输送设备的现代化结构已经出现。

螺旋输送机经过几个世纪的发展演变，现代螺旋输送机主要可分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种类型。有轴螺旋输送机主要由螺旋，U型机壳，进出料口，和电机组成的驱动装置组成，这种螺旋输送机还可分为水平，垂直和倾斜三种方式，无轴旋输送机的输送装置为无轴螺旋，而且在U型槽内有可换衬体，并且结构简单，进料口中的物料经螺旋向前推动并由出料口输出，整个输送步骤是在一个密封的槽中进行。通常，平常我们常见和熟悉的螺旋输送机都是指有轴螺旋输送机。但是对于那些比较难输送的物料，无轴输送机提供了一个比较好的解决办法。17世纪中，就有利用索道输送散状物料的做法，而在1887年，阿基米德发明了最初的具有输送能力的现代输送机的原型装置，并在实际使用中不断得到改进，经过长久的发展，现代螺旋输送机已经广泛的运用在在工业上来输送固体和散装物料，为了设计制造方便，螺旋输送机大部分也开始逐渐标准化，这对于螺旋输送机的发展有很大的帮助。GX型螺旋输送机是比较早出现的螺旋输送机，也是我国最早生产的一批通用类的生产设备之一。主要运输的物料有粒状、粉状、和小块状物料，不适合输送易变质易结块和大块的物料，因为这些物料容易粘在螺旋上，会降低螺旋输送的效率，除了容易粘在螺旋上也会在轴承处产生堵料，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体现在环保上并且，降耗显著，而且防尘密封性好，噪声低，操作简单，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型螺旋输送机的特点是结构简单并且在GX型有新颖的创新设计，性能可靠，与同类产品相比技术指标先进，适用范围非常广泛，污染少而且节能降耗显著。另外，LS型螺旋输送机还可分为多种类型。LSS系列螺旋输送机、LSY型螺旋输送机、LSF系列螺旋输送机这些都是在LS型螺旋输送机的基础上经过实际的使用逐渐发展而来的。LSS系列的螺旋输送机为水平输送，它是一种装置固定的机运输设备。而LSY型是非基础固定式的螺旋输送机，主要布置形式可以分为倾斜、水平、垂直和任意姿态。它的实用性和先进性集中体现在山区、平原和各种野外长期流动作业，同样也适合在化工、冶金企业和造纸、建筑工程等行业。LSF系列螺旋输送机的设计是在LS型螺旋机的结构设计上修改而来的，这种新型的螺旋输送机不仅结构新颖，而且产品和同类产品相比较技术指标更先进。在总体结构方面，把头部和尾部轴承装置都安装在壳体外部，这样子的设计可以很好的消除了由于密封不严导致漏从而降低轴承使用寿命，由于螺旋一般比较长，所以要分段安装，连接分段螺旋要用到中间吊轴承采用滚动、滑动的形式而且可以进行互换，这两种结构都设防尘密封装置，密闭性都不错，而且耐磨性好，螺旋叶片的表面涂有耐磨材料，增强了叶片的耐磨性:驱动传动装置部分采用的是摆线针轮减速机，这种装置的特点三可以降低整机噪音，并且适应性强，操作维修也都比较方便。TLSS系列螺旋输送机是一种新型的螺旋输送设备它具备结构简单、密封性能好，粉尘污染小、并且噪声低，不仅能单点进行供料还你能多点进料、卸料等优点，广泛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、饲料行业物料的水平输送，在出料口加装料封装置，则形成一种新型的螺旋输送设备，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。其他一系列和类型的螺旋输送机，也有一部分是在LS螺旋输送机的基础上修改而来的。JT型螺旋输送机，和其他螺旋输送机相比它是一种按工艺布置并且需要有单机驱动，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，鉴于它的优点这种螺旋输送机非常适合输送那些冷的或加热的有毒、或者易挥发以及具有腐蚀性和易被污染的物料，并且这种设备还可以水平输送温度低于250℃的物料，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使用的是国际标准生产出来的一种全新的螺旋输送机，它的特点是螺距可变，输送物料的量是稳定的，而且会有锁风效果。输送机长度在特定范围内可由用户指定选用，这类设备被用作料仓输送设备时，布置方式一般都是采用倾斜方式，基本可消除物冲流现象。MLG管式螺旋输送机同其他螺旋输送机所输送的物料基本相同，可用于农业原料产品、煤粉、水泥等粉状物料的上料和短距离输送。YS型圆筒螺旋输送机，按照分布方式可分为水平、倾斜、垂直三种类型。FX系列螺旋输送机也是螺旋输送机的一种特定类型的输送设备，它可广泛用于化工、盐等粉状物料的输送和提升，并且可以替代斗式提升机进行垂直输送。随着运输机械的实际运用和不断演变发展，一些新型的有特殊用途的螺旋输送机相继出现，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。可弯曲螺旋输送机的优点是不仅可以实现空间弯曲物料的输送，它的布置形式可分为水平型，垂直型两种类型，也还可以根据使用情况布置成其他型式。由于可弯曲螺旋输送机采用的是弯曲形状，所以螺旋输送机的螺旋体心轴为可挠曲材料，实际的弯曲程度可根据时间的输送线路进行布置，为了避免输送过程中物料的超载，在螺旋的连接上不设中间轴承，这样子的设置可以使螺旋阻力小，当过多的物料或有硬块物料进入机壳时，螺旋体会自由浮起，不会产生卡住现象，并且运行过程中噪音小。螺旋管输送机俗称滚筒输送机，之所以叫滚筒输送机也是因为这种类型的螺旋输送机是一种变态形式，它是一种内螺旋的输送机。这种内螺旋的输送机是在圆筒形机壳内焊有连续的螺旋叶片，螺旋叶片与机壳一起转动，输送的物料由于和螺旋一起旋转会产生离心力并且和管壁的产生摩擦力并随机壳被提升，物料在自重下，会沿着螺旋面往下滑，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并不会像其他输送机那样出现卡壳、阻塞现象，这种特性让这类螺旋输送机适合于对含杂较多的谷物、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。大倾角螺旋输送机的工作原理和一般的输送机不太一样，由于采用的是大倾角输送物料，所以要求的螺旋转速比较高，推动物料向前运动时会产生较大的离心力，倾角越大，转速越高，离心力也越大。这种离心力可以使物料克服与螺旋叶片之间的摩擦力，物料在机壳和螺旋是呈环状分布。机壳内的螺旋叶片周围的物料与输送管内壁形成了新的摩擦阻力，当这种阻力达到一定量的时候，就足以克服物料自重及其他外力所引起的下滑现象，并且物料在螺旋叶片的推动下，物料需要克服和螺旋叶片间和输送管内壁间之间新产生的摩擦力，所以物料会以比螺旋低的速度向前输送，并且物料从出料口卸出。热交换式螺旋输送机，是一种新型的设备，它的使用范围比较广，适用于粮食加工以及矿物处理等行业，如锅炉炉渣、矿渣、加热千燥多种化工产品以及粮食或饲料等，这种设备是一种高效热交换器，同时也可以起输送物料作用，并完成对物料的搅拌、混合、冷却、加热或千燥等工艺。微粉螺旋输送机，它的螺旋轴结构相对其他设备比较合理，密封性能良好，微粉原料的输送速率也很稳定，这种稳定的性能不仅能减少物料悬料并且可以很好的降低过冲量。微粉输送技术已用于设计微粉螺旋输送机上，并且在一些玻璃纤维池窑拉丝配料生产线上也得以广泛应用，可以很好的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，这种螺旋输送机主要运用于成件和大型的物料进行运输，从结构来看，它的表面焊有左、右两根旋螺旋形钢条的相互平行的钢管，当实际要求的输送距离较长时可以分为几断。螺旋扒谷机的设计是根据螺旋给料机构与倾斜移动式螺旋输送机两种螺旋机修改而来。给料机构主要可分为两种形式，一种结构型式是螺旋体一半为左旋，一半为右旋，工作时物料从两端向螺旋中部汇合，第二种结构型式是螺旋体只有一个旋向，但是可以上下左右移动，这样子的螺旋体可以扩大范围，并且减少移动次数。对转螺旋输送机，它的输料管和螺旋体都是旋转的，但是由于必须对转所以旋转方向相反。这种结构新颖的垂直螺旋输送机填充率高达70-90%。当输料管和螺旋体的旋转速度达到一定的配比时，这个时候就可观察到物料并不会产生旋转运动反而只会有上升运动。这种结构形式的原理就是物料在旋转时受到离心力的作用，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，它的结构形式是在装上转向相反的两个螺旋体在壳体内，再和驱动装置相配合就构成了复式螺旋输送机。这种螺旋输送机的优点在于它可以同时对两种不同的物料进行输送，并且安装的占地面积小，在空间内相对来说尺寸也比较小。双向螺旋输送机，它的结构和其他螺旋输送机不同的地方是在同一螺旋轴上的两半节上，分别焊有左旋叶片和右旋叶片，这是这种双向螺旋输送机的主要特点。这种特点可以使物料沿着两个方向输送同一种物料，就是把物料从两端输送到中心，或者物料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，广泛适用于港口卸船用或饲料工业中作配料设备用。第二节螺旋输送机的概述螺旋输送机也称为绞龙，这种类型的输送机是利用螺旋叶片的旋转，推动物料沿着料槽运送的输送设备，广泛运用在建筑工地，粮仓，机械制造车间等，一般使用于倾角β＜20°情况下单向输送，适合输送的物料有粉状，颗粒状和小块物料，螺旋输送机的使用可以很好的提高生产工作的效率，本次设计旨在原有基础上进行改进设计，进一步提高实用性。GX型螺旋输送机是按照JB/T679-95《螺旋输送机》标准设计制造，GX型螺旋输送机的螺旋直径有150~600mm，共有7种规格。在物料温度小于200℃，工作环境温度在-20℃~+50℃之间时，输送长度最多为70m，以50m以下为最佳。螺旋机驱动端轴承、尾部轴承都布置在壳体外部，这样子的布置方式可以很好的减少了灰尘对轴承运行的影响，提高了螺旋输送机中关键件的适用寿命。一般螺旋的长度都比较长，为了保证强度需求，螺旋被分为几段连接，中间用吊挂轴承并采用滑动轴承装置，在吊挂轴处设防尘密封装置，密封件用尼龙或塑料，这样子可以使螺旋体和吊挂轴的密封性能好，而且耐磨性强，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，可根据不同需要选用，进出料口的灵活布置使其适应性更强。第三节螺旋输送机的发展趋势近年来，螺旋输送机的发展主要有两个方面：其一是螺旋输送机的功能多元化、应用范围扩大化；其二是和螺旋输送机本身的相关技术与装备都有了很大的发展，螺旋输送机的动态分析和监测技术为核心的大螺旋输送机已成为主要的发展方向，不仅具有长距离，大容量，高速的优势，但也提高了可靠性和运行性能螺旋输送机未来螺旋输送机发展的关键技术与装备有以下几点：

⑴设备大型化。主要技术参数及设备向大型发展，以满足年产3亿至5亿吨，更集约高效高产的生产需求。运行动态分析技术及应用，机电一体化，计算机监控等高科技设备，可以使输送机获得更好的性能，更高效的运输效率。

多电机驱动器与电源平衡和中间驱动程序，改变输送技术的操作，确保输送设备的通用性和可靠性。

新型、高可靠性关键元部件技术。使得输送机的机尾可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。第四节螺旋输送机的分类螺旋输送机的螺旋叶片有多种形式，主要可分为有实体螺旋面型、带式螺旋面型及叶片螺旋面型三种，实体螺旋面称为S制法，其螺旋节距GX型为叶片直径的0.8倍，LS型适用于输送粉状和粒状物料。带式螺旋面俗称D制法，它的结构特点是螺旋节距与螺旋叶片直径相同，这样的设计适用于输送粉状即小块物料。最后一种叶片式螺旋面在实际应用中比较少运用，并主要用于输送高粘度的物料和可压缩性的物料，在输送过程中，同时完成搅拌、混合等工序，其螺旋节距约为螺旋叶片直径的1.2倍。螺旋输送机的螺旋叶片有左旋与右旋两种旋向。螺旋输送机的类型有水平固定式输送机、垂直式螺旋输送机。水平固定式螺旋输送机是最常用的一种型式。垂直式螺旋输送机用于短距离提升物料，输送高度一般不大于8m，螺旋叶片为实体面型，它必须有水平螺旋喂料，以保证必要的进料压力。为了防止物料在出料口的积聚和堵塞，LS、GX型螺旋输送机都在物料出口端，设置1/2~1圈反向螺旋片，并且在出口管上端无螺旋片。第五节螺旋输送机的应用范围螺旋输送机的应用范围非常广，不仅在机械制造业、建筑材料输送、食品加工等国民经济各部门中，而且还在军事地形学、军事后勤保障、军事交通运输方面发挥重大的作用。螺旋输送机输送的物料主要是粉状、粒状、小块状物料，并且可以输送农业产品谷物、豆类、面粉等粮食产品的散粒物料，水泥、沙土等建筑材料，盐碱、化肥等化学品，矿石、煤炭大宗散货。除此之外，螺旋输送机也可运送部分成件物品。螺旋输送机在输送物料时不仅可以将物料向前推进的同时还可完成混合、搅拌、冷却等作业。并且广泛运用于港口的货物卸车、卸船作业以及舰艇仓库内散粒状军用物料的水平和垂直输送。利用与此类物料直接接触的水平螺旋轴将物料逐层从舱内两侧卸下的舰艇螺旋卸车机在军用港口已具备多年的成功使用经验。另外，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，已成为一种服务于军用舰艇较为先进的连续卸船机型，日益广泛地应用于舰艇装卸散货的军用码头。螺旋输送机在港口除直接用于军事的卸船作业以及输送物料外，由于其裸露的螺旋具有收集物料的功能常被作为其他类型卸船机的取料装置。第六节螺旋输送机的主要特点和工作原理螺旋输送机在使用的过程中维修容易、操作安全；外形尺寸矮小，结构简单、造价便宜；槽体密闭，物料损耗少；可输送较高温度的物料。布置紧凑，便于多点装料与卸料；螺旋输送机的工作原理简单介绍为，进料口加入物料，物料随着螺旋转动，物料受到螺旋叶片推力作用。物料受到径向力分量和叶片的材料的摩擦力，这是可能的旋转轴线周围的材料，但由于物料本身的自重和物料与滑槽摩擦力的缘故，物料不与螺旋叶片一起运转，物料在螺旋叶片的法向力的轴向分力的作用下，沿轴向向前移动在机壳内。第七节螺旋输送机的布置形式螺旋输送机一般组成设备有传动装置、头部轴承座、尾部轴承座、头节、若干标准中间节、尾节、进出料口等组成，螺旋输送机除了头节和选配中间节外，各节螺旋机和机壳均有互换性。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物料给螺旋轴的轴向力，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（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，出料口有方形出料口、手推式出料口及齿条式出料口。应采取的物料的进料口和出料口的安排，以确保到底部的距离，同时避免了和吊轴承油杯，壳体法兰连接，底座等碰撞。国内外螺旋输送机对比表1-1国内外螺旋输送机的对比我国螺旋输送机国外螺旋输送机装机功率4×250kw4×970kw运输能力3000t/h5500t/h工作面顺槽运输长度3000m7300m寿命20000h50000～90000h上下运行时可靠性差好 螺旋收料机的设计第一节设计要求该设备安装在前处理工序黄豆上料系统，用于接收生产过程中的原料——大豆。主要技术要求：物料名称：大豆；生产能力20t/h；螺旋直径为300毫米；螺旋长度约为3500毫米；输送高度：0.9m；材质使用316L不锈钢。传动方式为电动机通过减速机与螺旋输送机直接连接。第二节螺旋上料机设计参数的确定螺旋上料机的这些基本参数是根据螺旋输送机的基本参数而来。由于物料在螺旋输送机中的运动状况、允许的物料输送量及速度是由物料特性所决定的，所以轻的、松散的和非磨琢性的物料与重的磨琢性物料相比，可以在u形槽内装得满一些，转轴的转速也可高些。最大推荐轴转速为上极限转速，对于大多数螺旋输送机来说，所选定的螺旋轴的工作转速约为最大推荐轴转速的一半。下面来具体的分析这些参数的确定。一、螺旋收料机输送物料的运动分析螺旋收料机的这些基本参数都是影响输送能力的因素。由于物料在螺旋输送机中的运动状况、允许的物料输送量及速度是由物料特性所决定的，所以轻的、松散的和非磨琢性的物料与重的磨琢性物料相比，可以在u形槽内装得满一些，转轴的转速也可高些。最大推荐轴转速为上极限转速，对于大多数螺旋输送机来说，所选定的螺旋轴的工作转速约为最大推荐轴转速的一半。下面来具体的分析这些参数的确定。物料在旋转输送机中的运动，是不随螺旋体转动，而只在旋转的螺旋叶片推动下沿螺旋轴向向前移动。物料颗粒在输送过程中，物料的运动由于受旋转螺旋的影响，物料的运动并非是单纯的沿轴线作直线运动，而是在一直复合运动中沿螺旋轴运动，是一个空间运动。当螺旋面的升角a在展开的状态时，螺旋线用一条斜直线来表示，则旋转螺旋面作用于半径为r(离螺旋轴线的距离)处的物料颗粒A上的力为P。由于磨擦的原因，力的方向与螺旋线的法线方向偏离了α角。此力可分解为切向分力和法向分力。如图所示。图3-1物料颗粒受力分析图图中φ角是由螺旋面对物料的摩擦角P及螺旋表面粗糙度决定的。对于一般冲压而成或经过很好加工的螺旋面，可以不考虑螺旋表面粗糙程度对输送物料的影响，此时可取φ≈0。物料颗粒A在合力P合的作用下，在料槽中进行复杂的运动，即具有圆周速度和轴向速度，其合成速度V合，图2.2表示了其速度的分解。图3-2物料颗粒速度分解图若螺旋的转数为n，处于螺旋面上的被研究物料颗粒A的运动速度，由图中三角形ABC可得:V合=ABsinα(3-1)因为AB=，所以V合=·（3-2）圆周速度为V圆=V合sin()=·（3-3）以摩擦系数代入上式，得：V圆=·（3-4）由于，以及，因此，将上述各式代入并经过换算，便可以求得物料颗粒的圆周速度计算公式:V圆=·，（3-5）式中s-螺旋的螺距(m):n一螺旋的转数(rpm);r一研究的物料颗粒离轴线的半径距离(m)；物料与螺旋面的摩擦系数，。若使公式V圆对r求一次导数，并令其值，便可求出存在V圆最大值的半径为（3-6）同样，根据图示的速度分解关系，可得物料颗粒的轴向输送速度的计算公式：（3-7）以摩擦系数代人上式得：由于，以及，因此，将上述各式代人并经过换算，便可以求得物料颗粒的轴向速度计算公式：(3-8)从上式可以看出，在一定的转速下螺距S在某一范围内物料可以得到较好的轴向输送速率，螺距过大或者过小，都会影响输送物料的轴向速度。二、螺旋输送机的螺旋直径和螺旋轴的转速（一）螺旋直径的确定按公式，(3-9)螺旋直径式中D——螺旋叶片直径（米）；Q——物料的输送量（吨/时）；γ——物料的堆积比重（吨/米3）；ψ——水平输送时物料在输送机内的填充系数；K——表示物料综合特性的经验系数；C——倾斜向上输送时输送量的校正系数；表3-1物料的相关参数选取物料的块度物料的磨琢性物料的典型例子推荐的填充系数ψ推荐的螺旋面形式K值A值粉状无磨琢性半磨琢性面粉，石墨石灰，纯碱0.35~0.40实体螺旋面0.041575粉状磨琢性干炉粉，水泥石膏粉，白粉0.25~0.30实体螺旋面0.056535粒状无磨琢性半磨琢性谷物，锯木屑泥煤，颗粒状食盐0.25~0.35实体螺旋面0.049050粒状磨琢性造型土，型砂砂，成粒的炉渣0.25~0.30实体螺旋面0.060030小块状a<60mm无磨琢性半磨琢性煤，石灰石0.25~0.30实体螺旋面0.053740小块状a>60mm磨琢性卵石，砂岩，干炉渣0.20~0.25实体螺旋面或带式螺旋面0.064525中等及大块度a>60mm无磨琢性半磨琢性块煤，块状石灰0.20~0.25实体螺旋面或带式螺旋面0.060030固状粘性易结块含水的糖淀粉质的团0.125~0.20带式螺旋面0.071020表3-2螺旋输送机倾斜布置时的输送量校正系数倾斜角度β0º≤5º≤10º≤15º≤20ºC1.00.90.80.70.65根据原始条件：可以查得输送大豆时：k=0.049；=0.32；=0.8t/；C=0.7；Q=20t/h；A=50。=0.049=0.295m将螺旋直径圆整为标准螺旋直径，=0.3m，由于输送物料为大豆，不能采用带式螺旋装置，因此选用实体面螺旋，根据一般经验螺距一般取0.8倍的螺旋直径故S=0.8D=0.24m。（二）螺旋轴转速的确定按公式带入螺旋直径，得螺旋轴转数：(3-10)按圆整为n=90r.p.m（三）检验填充系数把带入公式(3-11)填充系数为：==0.312此时=0.312符合0.25～0.35。在所推荐范围之内，圆整合适。三、螺旋输送机功率计算根据《螺旋输送机与斗式提升机》，螺旋轴克服阻力所需功率:N=(3-12)在公式中：N——螺旋轴所需之功率（千瓦）；——功率备用系数；——生产率（吨/时）；——物料总阻力系数；L输送机水平投影长度（米）；H输送机垂直投影长度(米)表3-3输送物料的阻力系数物料特性物料的典型例子ω0无磨琢性，干的粮食，谷物，锯木屑，煤粉，面粉1.2无磨琢性，湿的棉子，麦芽，糖块，石英粉1.5半磨琢性纯碱，块煤，食盐2.5磨琢性卵石，砂，水泥，焦炭3.2强烈磨琢性或粘性炉灰，造型土，石灰，硫，砂糖，砂矿4.0功率备用系数，考虑在低生产率时螺旋自重对功率的影响较大，以及为了计入空转时的损失，一般取=1.2～1.4；此时螺旋输送机是向上15度，取“+”；其中式中：k=1.4；=1.2；L=3.38m；H=0.9m。代入公式计算得：N==0.378kw按公式得驱动装置功率：===0.402kw根据实际工作需求，减速器选择天津减速器股份有限公司的2.2kwBAF87-Y2.2/4-79-M4-A减速机。四、计算结果螺旋输送机型式：螺旋收料机；螺旋直径：D=300mm；螺旋与水平夹角：=；螺旋总长度：3m；螺距：S=240mm；螺旋输送机转速：n=90r.p.m；螺旋输送机制法：S制法；驱动装置型号：BAF87-Y2.2/4-79-M4-A减速机第二节轴的结构设计一、头部轴承用轴设计图3-3头部轴承座如图所示驱动轴不仅和减速机连接，也和螺旋轴连接，轴的设计要考虑轴承和油封以及装配的要求，因此对于驱动轴的设计步骤如下所示：图3-4驱动轴示意图根据轴设计方法和轴承要求来确定轴的各段直径和长度，驱动轴的第一段与连接法兰连接带动螺旋轴，得=55mm，L=90mm，由于和连接法兰连接，为了加强连接强度，在轴上用圆锥销进行固定，圆锥=13mm，轴的第二段是和轴承座孔相配合的，尺寸为=60mm，轴的第三段和第五段是安装轴承的，在选择轴承时，考虑到物料是由螺旋输送机向上输送的，物料给螺旋的力向下的，为了保证轴承能承受径向力，故选择圆锥滚子轴承，由于驱动轴主要承受的径向力不是很大，选择对开的圆锥滚子轴承，查手册取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承，其尺寸为，所以直径都为65mm，长度为36mm，第六段安装油封和透盖，=60mm，轴的第七段和减速机配合，与轴配合的毂孔长度L=75mm，=55mm，由于减速机放在整个输送机的上端，在固定时，需要在机壳上焊接一个连接法兰台与减速机外壳上的法兰台连接。二、尾部轴设计图3-5尾部轴承座尾部轴承座中的轴只需要和螺旋轴连接，其设计方法如下所示：图3-6尾部轴示意图根据轴的实际使用过程中和轴承和其他零件的配合确定尾部轴承所用轴的尺寸，整个尾部用平轴承装置，由于要固定整个尾部平轴承装置，在机壳的尾部需要焊接一个连接台以便很好的将平轴承装置固定。轴的第一段需要将轴承固定住，所以查表采用M72x2轴端。轴的第二段是安装轴承的，由于要承受一定的径向力，采用GB/T281-1994圆柱孔调心球轴承，第三段安装油封和和透盖=75mm，第四段和连接法兰与螺旋主轴相连，=60mm，并用圆锥销增加连接强度，=13mm。第三节连接法兰上螺栓的校核连接法兰和螺旋轴的连接用螺栓和圆锥销进行连接，为了保证强度符合要求，对螺栓的强度进行校核：一、螺栓的校核，螺旋送料机的减速机功率为2.2kw，根据：螺旋轴的扭矩为：（3-13）扭转强度的计算公式为：（3-14）螺栓的抗扭界面系数：（3-15）螺栓校核的公式为：螺栓的剪切力符合要求。第四节螺旋轴的校核由于螺旋轴长度较长，则需要对螺旋轴进行强度的校核，螺旋轴的直径为89mm，螺旋轴的校核按照扭转强度进行计算：扭转强度的计算公式为：（3-16）其中T——轴所受的扭矩；——轴的抗扭截面系数。螺旋轴采用的薄壁空心轴，所以它的抗扭截面系数（3-17）其中为薄壁轴的厚度为4mm；r为螺旋轴的直径89mm。则符合要求。第五节螺旋收料机的其他零件设计一、螺旋叶片的设计螺旋大径D=300mm，计算螺距为S=0.8D=240mm，mm。（3-18）图3-7螺旋展开图螺旋叶片计算公式，（3-19）代入相关数据得螺旋外周长=972.09螺旋内周长得螺旋内周长按公式γ==64.37（3-20）R=C+γ=105.5+64.47=169.47=338.94（3-21）α==327.89º（3-22）二、螺旋长度设计参考螺旋输送机的螺旋直径为300mm的螺旋输送机长度组合表没有标准数值，因此根据实际情况把螺旋不分段，整个螺旋就为一段，长度为3米。螺旋通过连接法兰直接和头部轴承和尾部轴承连接。图3-8螺旋三、连接法兰的设计根据螺旋轴的直径和前后轴承座中的轴的大小，设计好连接法兰。表3-4法兰尺寸螺旋直径重量300155120608380M1413612953530-3.1图3-9连接法兰第六节机壳的设计整个机壳部分是由进料口、出料口、进料口的格栅、前后支架还有前后轴承座的连接台组成，这些部分都是焊接在机壳上的。图3-10机壳机壳的壁厚为4毫米，整个进料口为方形，但是机壳是圆形的，这样直接由钢板焊上去的话，最后进料口的形状会变成上小下大的一个形状，为了改变这种样子，采用多块钢板焊接的方法，在螺旋壳延伸出来的钢板上焊上两个折板，这样最后在进料口形成一个方形的结构，只是钢板焊接的进料口的强度可能会不够，所在在进料口处用方刚对进料口周围进行包裹。进料口格栅的设计格栅的作用是把大豆中的一些大颗粒杂质滤掉，防止这些大颗粒的杂质对设备还有最后的酱料造成损害，为了便于维修，格栅的设计是可拆卸的。图3-10格栅尾部轴承座连接台整个尾部轴承座是焊接在机壳上的，但是由于机壳本身的厚度只有4毫米，这样子强度会不够要求，所以在尾部轴承座处，焊接一个尾部连接台与轴承座连接保证强度的需要。图3-11尾部连接台头部连接法兰台在机壳的头部不仅要与头部轴承座相连接，还要和减速机连接，对于机壳本身4毫米的厚度，加上螺旋收料机是倾斜布置，如果直接和机壳进行连接，会造成机壳本身承受不了这么大的强度，为此在头部设计一个法兰连接台与机壳相焊接，既能和减速机的法兰盘连接，也能很好的固定头部轴承座。图3-12头部法兰连接台壳体支架的设计一、支架一的设计螺旋收料机的输送角度为15度，为了保证输送角度和整个壳体的支撑，需要对壳体的支架进行设计，由于输送机的壳体是圆柱形的，所以设计的支架应该包裹住壳体，支架一由于高度比较低，所以采用钢板焊接的方式进行设计，并且为了保证支架的强度，为支架加上加强筋，加强筋的厚度为8毫米。图3-13支架一支架二的设计支架二所支撑的位置比较高，这样对于支架本身的强度要求就比较高，所以支架二不采用钢板焊接的方式进行连接，而采用角钢包裹成一个长方形的形式，并为了保证支架的强度，在角钢包裹的内部加上两端角钢提高强度。图3-14支架二第四章润滑和密封的设计第一节润滑和密封的作用在机器运行时，由于摩擦件之间的相对运动，螺旋副表面上会产生和消耗大量的能量。其后果是破坏部分的大小和强度，磨损超过允许的极限，会导致失效直接影响了机械的寿命。当然有些机械是利用摩擦进行工作的，但绝大部分机械都产生着无用的摩擦损耗。据估计，在摩擦损失，消耗的总能量的1/3到1/2和80％的部分，由于磨损引起的废料。因此，为了减少摩擦和磨损对各种机械产品，在运动副处采用合理的润滑是很重要的。机械装置和可动部件和固定部件的接触的机器部件之间的间隙，以防止液态，气态工作介质和润滑剂的泄漏，以防止外部的灰尘，水，气和其它杂质进入润滑部位，以确保设备环境条件，降低成本，必须设密封装置。一、润滑的主要作用减小摩擦，减轻磨损通常会直接产生接触的金属或非金属摩擦，摩擦系数为约0.1至0.15。加入润滑剂后，在摩擦表面上形成一层薄膜，以防止金属直接接触，从而大大减少摩擦和磨损。从两个表面彼此接触，如果液体润滑膜的形成可完全分离，形成的液体的摩擦，摩擦系数小于0.01至0.001和边界摩擦，半液体摩擦，摩擦系数为0.05。这将增加机器的效率和机器的寿命延长。（二）降温冷却机器运动必须克服的摩擦力和电源消耗的功率转换成的热量，从而导致温度上升的运动。润滑剂可以降低接触表面之间的摩擦系数，以减少摩擦和热量，如果使用液体润滑剂，因为它的流动性，它可能带走摩擦产生的热量，以确保运动的温度不会上升的太多副太高。（三）防止腐蚀润滑剂一般都含有防腐剂，防锈添加剂，润滑剂涵盖了运动副表面时，可避免或减少腐蚀造成的损害。（四）减振缓冲润滑剂附着于表面的金属的能力和抗剪切性本身非常小，因此，分型面的冲击载荷的运动，它有能力来吸收振动，缓冲。（五）密封半固体润滑剂具有自密封效果，可以防止润滑剂的损失，另一方面，防止水分和杂质的侵入。二、密封的主要作用（一）防止液体、气体等工作介质和润滑剂的泄漏。（二）防止灰尘、水及有害介质等进入润滑部位。第二节润滑和密封的选择滚动轴承的润滑润滑可以降低滚动元件轴承内圈和外圈滚道，保持架之间的摩擦和磨损，延长轴承寿命。二、润滑方式的选择滚动轴承的润滑方式，通常根据速度因数dn值来确定。d为滚动轴承内径（mm），n为轴承转速（r/min），各种润滑方式轴承允许的dn值见表4-1。表4—1各种润滑方式下轴承允许的dn/(×104mm．r/min)值轴承类型脂润滑浸油润滑、飞溅润滑滴油润滑压力喷油润滑油雾润滑深沟球轴承16254060＞100调心球轴承162540角接触球轴承16254060＞60圆柱滚子轴承12254060＞60圆锥滚子轴承10162330调心滚子轴承81225推力球轴承461215三、润滑剂的选择一般情况下，轧制速度和工作温度高的情况下的多用润滑脂润滑，在高速，高温的工作条件下使用油润滑轴承。对于不同的润滑剂的选择，这取决于轴承的类型，尺寸和操作条件下。在dn值较高或轴上零件采用油润滑时，滚动轴承应采用油润滑。根据工作温度和dn值，参看图2—9可选出润滑油的粘度，然后再通过粘度从润滑油产品中选相应的润滑油牌号。 图4-1润滑油的粘度与温度的关系从使用角度看，润滑脂具有不易流失、密封性好、加脂周期长等优点。故目前大部分滚动轴承用润滑脂润滑。滚动轴承常用润滑脂及其特点见表4－2。表4－2滚动轴承常用的润滑脂及特点种类特点适用范围钙基润滑脂不溶于水，滴点高温度较低(＜70℃)、环境潮湿的轴承钠基润滑脂易溶于水，耐高温温度较高(＜120℃)、环境干燥的轴承钙钠基润滑脂略溶于水，滴点较高温度较高(80～100℃)、环境较潮湿的轴承锂基润滑脂滴点高，抗水性好，寿命长温度在－20～120℃、环境潮湿的轴承滚动轴承润滑脂选择要考虑dn界限值、工作温度和使用环境等，见表4－3。表4－3滚动轴承润滑脂的选择轴承工作温度/℃dn/(mm．r/min)使用环境干燥潮湿0～40＞800002号钙基脂、2号钠基脂2号钙基脂＜800003号钙基脂、3号钠基脂3号钙基脂40～80＞800002号钠基脂3号钡基脂、3号锂基脂＜800003号钠基脂润滑脂填充量应适量，一般不超过轴承空隙的1／3～l／2。过量则阻力增大，引起轴承摩擦发热，对运转不利；过少则达不到润滑目的。四、润滑的注意事项为了保证机器的正常运转，延长机器寿命，除了要合理选择润滑油和润滑，也应加强机器的正确使用，加强管理。为此应注意以下问题：首先，应按所使用机器规定的牌号加油。润滑油粘度等级类型不能随意改变，不同厂家，不同牌号的润滑油不能混用。如果要更换牌号，必须彻底清洗所有零件。其次，应按规定的油量加油。油量过多则搅油损失较大，若润滑脂过多则摩擦发热量大。一般可以用油位指示器显示油面高度。再次，应定期加油。根据机器的需要进行定期加油。最后，应定期换油。润滑油在长期使用后会氧化变质，尤其新设备跑合后更需及时更换、清洗，以防止润滑油中金属屑及杂质进入摩擦面产生磨粒磨损。五、密封装置轴承装置的密封，动态密封，动态密封是两部分的结合表面之间的相对运动的密封。根据其相对运动形式的不同，动密封又可分为移动密封和旋转密封。旋转密封又根据两结合面是否接触可分为接触式密封和非接触式密封两种。接触式的旋转密封是在轴和孔的缝隙中填塞弹性材料并与转动轴间形成摩擦接触，起到密封作用。这种形式主要是用在低速的情况下，非接触式密封的密封部件不接触的移动部件，可用于高速应用，使用接触式密封。第五章螺旋收料机的安装和调整第一节安装要求一、螺旋机应根据正式安装完成前20天浇筑地基，确保螺旋不会机产生下沉或变形，以确保有足够的稳定性。二、机壳的组装应符合下列规定：（一）是否是水平和垂直的直线的长度不应超过1/1000的误差，长度为3mm。（二）横向不水平度允许误差为宽度的1/500。（三）螺旋实体与机壳内壁的间隙应相等，其允许误差在2mm左右，底部间隙允许误差为2mm，（四）机壳连接处应紧密贴合，不得有间隙。（五）机壳与机架间应垫实。三、轴与轴承和螺旋输送机的纵向中心线的允许误差在0.5mm。四、相邻两机壳间的内表面，其相互接头处不得有显著高低。五、螺旋输送机必须在全部调整后，再拧紧地脚螺栓。六、螺旋装置的低速轴和螺旋机的前轴应在同一轴线上。如采用浮动联轴器，则其平行偏差不得超过1/100，位移偏差不得超过0.2mm；如采用齿轮联轴器，则其综合误差使两轴线的交角误差不得超过1º30′。七、进、出料口如需现场安装的，则在全机固定好以后再焊。进、出料口的凸缘支承面英语螺旋机轴线平行，与漏斗的连接处应精密贴合，不得有间隙。第二节调整一、调整螺旋壳体和累积误差之间的长度，外壳的安装，以允许填充的无纺布石棉带之间的凸缘。机壳与视觉盖之间的密封要求确定填充防水帆布。二、齿轮传动装置的中心的高速轴的中心的螺旋部的高度差异过大时，垫片可以由所述驱动单元的高度调整。三、空载试车时，如发现轴承有漏油现象时，应拆下轴承，调整密封圈内弹簧的松紧，到不漏油为止。四、负载测试，如果温度上升太快悬挂轴承（空载测试，每个轴承的温升不应超过20℃，负荷试验，每个轴承的温升不应超过30℃），它表示暂停安装位置不当轴承，造成连接轴卡死现象。松开螺栓应拧紧调整位置悬挂轴承。第三节螺旋收料机的使用与维护本次设计的螺旋收料机是用来输送大豆的运输设备，整个设备在设备的最前端，在这样的情况下，螺旋输送机使用、保养和维护就具有重要的意义。（一）在使用过程