LS250螺旋輸送機(jī)的設(shè)計含開題及9張CAD圖

LS250螺旋輸送機(jī)的設(shè)計含開題及9張CAD圖,ls250,螺旋,輸送,設(shè)計,開題,cad 1 摘要 螺旋輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于糧食工業(yè)、建筑材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械 制造業(yè)、交通運輸業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。其主要用于輸送各種粉狀、 粒狀、小塊狀物料，在輸送過程中也可以完成混合攪拌。水平式螺旋輸 送機(jī)利用帶有螺旋葉片的螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，使物料產(chǎn)生沿螺旋面的相對運 動，物料受到料槽或輸送管壁的摩擦力作用不與螺旋一起旋轉(zhuǎn)，從而將 物料軸向推進(jìn)，實現(xiàn)物料的輸送。在水平輸送機(jī)中，料槽的摩擦力主要 是由物料自身重力所引起的。由于運用的廣泛，某些型號的輸送機(jī)已經(jīng) 標(biāo)準(zhǔn)化，如 LS 型螺旋輸送機(jī)。本次設(shè)計介紹了螺旋輸送機(jī)的工作原理， 分析了螺旋輸送機(jī)的主要參數(shù)對其使用性能和輸送能力的影響，闡明了 螺旋輸送機(jī)各設(shè)計參數(shù)的選擇和確定原則及方法。 關(guān)鍵字：輸送機(jī)；螺旋；設(shè)計 2 Abstract Screw conveyor widely used in food industry, building material industry, chemical industry, machinery industry, transportation of various departments of the national economy. It is mainly used for various granular, powder, small block material in the process of conveying, also can complete mixing. Horizontal thread screw conveyor with spiral leaf using spiral of the axis of rotation, make the material of relative motion, the spiral groove or conveying materials by material of wall friction function together with screw rotation to advance, materials axial material conveying. In horizontal conveyor, the manger friction material is mainly caused by the force of its own gravity. Due to the use of certain types of belt conveyor, standardization, such as LS has type screw conveyor. This design introduces the working principle of the spiral conveyer, analyzed the main parameters of screw conveyor for its performance and conveying capacity, expounds the design parameters of the screw conveyor and determine the principles and methods. Key words: conveyor, Spiral, design. 3 目錄 前言 .3 1螺旋輸送機(jī)介紹 .4 1.1 螺旋輸送 機(jī)的歷史 .4 1.2 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展 趨勢 .9 1.3 國內(nèi)外螺旋輸送 機(jī)對比 .10 1.4 螺旋輸送 機(jī)分類 .12 1.5 螺旋輸送機(jī)的 應(yīng)用范圍 .13 2螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 .14 2.1 螺旋式輸送 機(jī)的結(jié)構(gòu) .14 2.1.1 螺旋 .14 2.1.2 軸 .17 2.1.3 軸 承 .19 2.1.4 料 槽 .19 2.2 螺旋輸送機(jī)工 作原理 .20 3螺旋輸 送機(jī)的設(shè)計與參數(shù)選用 .22 3.1 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計方法 .22 3.1.1 螺旋輸送機(jī)現(xiàn)代設(shè)計方法 .23 3.1.2 螺旋輸送機(jī)的 常規(guī)設(shè)計 .25 3.2 螺旋輸送機(jī)的設(shè) 計計算 .25 3.2.1 輸送物料的運動分析 .26 3.2.2 螺旋 輸送機(jī)設(shè)計參 數(shù)的確定 .29 3.2.3 螺旋輸送機(jī)外形 及尺寸 .40 3.2.4 螺旋輸送機(jī)外 形長度組合及各節(jié)重量 .43 3.2.5 螺旋輸送機(jī)驅(qū) 動裝置 .45 3.2.6 螺旋輸送機(jī) 軸承選擇 .49 3.2.7 螺旋輸送機(jī)進(jìn)出 料口裝置 .49 4.螺旋輸送機(jī)的安裝使用及維護(hù) .53 4.1 螺旋輸送機(jī)安裝技術(shù)條件 .54 4.2 螺旋輸送機(jī)的使用與維護(hù) .54 總結(jié) .56 4 致謝 .58 參考文獻(xiàn) .59 5 前言 經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，大學(xué)的最后也是最重要的一項畢業(yè)設(shè)計開 始了。作為對大學(xué)四年學(xué)習(xí)的總結(jié)，畢業(yè)設(shè)計既考察了我們對所學(xué)知識 的掌握，也是對我們能否靈活運用所學(xué)理論知識解決實際問題的檢驗。 通過四年的理論學(xué)習(xí)我們掌握了一定的理論知識，但只有通過實踐，我 們才能對這些知識融會貫通，在使用時才能夠得心應(yīng)手。因此，畢業(yè)設(shè) 計是我們畢業(yè)前的最關(guān)鍵的一環(huán)，也是我們走向工作崗位的模擬訓(xùn)練， 對我們有著非常重要的意義。因此，我會像在學(xué)習(xí)中通過自身努力和勤 勉好問解決難題一樣，我會認(rèn)真的配合老師、同學(xué)和工人師傅，認(rèn)真的 搞好這次畢業(yè)設(shè)計，在畢業(yè)前交出一份令人滿意的答卷。 我這次設(shè)計所選的題目是螺旋輸送機(jī)設(shè)計，主要設(shè)計螺旋片，輸送 機(jī)進(jìn)出料口，驅(qū)動裝置，減速器等主要零部件的設(shè)計計算及相關(guān)零件的 校核。綜合運用了機(jī)械工程材料，機(jī)械制造工藝，極限配合，機(jī)械制圖 等方面的知識，所以能從各個方面檢查所學(xué)知識。 螺旋輸送機(jī)作為冶金、建材、化工、糧食及機(jī)械加工等部門廣泛應(yīng) 用的一種連續(xù)輸送設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性好、可 以中間多點裝料和卸料、操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點使其擁有 廣泛的應(yīng)用。 在畢業(yè)前，利用畢業(yè)設(shè)計這次機(jī)會，在老師耐心的指導(dǎo)下，利用自 己在大學(xué)所學(xué)的書本知識和實習(xí)結(jié)合，參閱了大量的相關(guān)書籍和資料， 對螺旋輸送機(jī)進(jìn)行了設(shè)計，就我個人而言，對螺旋輸送機(jī)螺旋進(jìn)行設(shè)計 和計算，以及對驅(qū)動裝置進(jìn)行了分析和選擇。由于時間倉促和本人水平 有限，在設(shè)計過程中會有缺點和不合理的地方，懇請老師給予寶貴的意 見，并給予批評和指正。 6 1螺旋輸送機(jī)介紹 1.1 螺旋輸送機(jī)的歷史 中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送 機(jī)的雛形；17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉， 各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展，分為有軸螺旋輸送機(jī)和無軸螺旋輸送機(jī)兩種型 式的發(fā)展過程。有軸螺旋輸送機(jī)由螺桿，U型料槽，蓋板，進(jìn)，出料口 和驅(qū)動裝置組成，一般還有水平式，傾斜式和垂直式三種:而無軸旋輸 送機(jī)則采用螺桿改為無軸螺旋，并在U型槽內(nèi)裝置有可換襯體，結(jié)構(gòu)簡 單，物料由進(jìn)料口輸入經(jīng)螺旋推動后由出料口輸出，整個傳輸過程可在 一個密封的槽中進(jìn)行。一般來講，我們平常所指的螺旋輸送機(jī)都指有軸 型式的螺旋輸送機(jī)。而對許多輸送比較困難的物料，人們一直在尋求一 種可靠的輸送方法，而無軸螺旋輸送機(jī)則是一種較好的解決方法。 從17世紀(jì)中葉，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料，到1887年，螺旋 輸送機(jī)由阿基米德發(fā)明，后來得到改進(jìn)，在工業(yè)上廣泛用來輸送散狀、 固體物料，隨后經(jīng)過了很長時間的發(fā)展過程，逐漸研制出了一系列的螺 旋輸送機(jī)，使得螺旋輸送機(jī)有了長足的發(fā)展。 GX型螺旋輸送機(jī)是出現(xiàn)較早的一種螺旋輸送機(jī)，也是我國最早定型 生產(chǎn)的通用性生產(chǎn)設(shè)備。它以輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料為主，不適 宜輸送易變質(zhì)的，粘性的易結(jié)塊的物料和大塊的物料，因為這些物料容 易粘在螺旋上而隨之旋轉(zhuǎn)，或在吊軸承處產(chǎn)生堵料現(xiàn)象，給物料輸送過 程帶來很大的不便。GX型螺旋輸送機(jī)的優(yōu)點主要是節(jié)能、降耗顯著，其 頭部、尾部軸承移至殼體外，具有防塵密封性好，噪聲低，適應(yīng)性強(qiáng)， 7 操作維修方便，進(jìn)、出料口位置布置靈活等;缺點是動力消耗大，機(jī)件 磨損快，物料在運輸時粉碎嚴(yán)重。 LS型螺旋輸送機(jī)是在GX型輸送機(jī)的基礎(chǔ)上修改設(shè)計的新一代螺旋 輸送機(jī)， LS型螺旋輸送機(jī)特點是結(jié)構(gòu)新穎，性能可靠，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)， 適用范圍廣泛，節(jié)能降耗顯著。 另外 ，LS型螺旋輸送機(jī)還有多種系列的輸送機(jī)產(chǎn)品。LSS系列螺旋 輸送機(jī)、LSY型螺旋輸送機(jī)、LSF系列螺旋輸送機(jī)都是在LS型螺旋輸送機(jī) 的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展形成的。 LSS系列水平螺旋輸送機(jī)是一種固定裝置的機(jī)械輸送設(shè)備。LSY型是 一種非基礎(chǔ)固定式螺旋輸送機(jī)，它可以實現(xiàn)水平、傾斜、垂直全方位和 任意姿態(tài)的連續(xù)輸送。它的實用性和先進(jìn)性尤其體現(xiàn)于能適應(yīng)山區(qū)、平 原各種野外流動作業(yè)，也適用于化工、冶金工業(yè)企業(yè)和造紙、建筑工程 等行業(yè)。 LSF系列螺旋輸送機(jī)是在LS型螺旋機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，其結(jié)構(gòu)新穎， 技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。總體而言，該機(jī)頭部和尾部軸承移到殼體外部，消除了 由于密封不嚴(yán)漏料而降低軸承壽命的可能性:中間吊軸承采用滾動、滑 動可以互換的兩種結(jié)構(gòu)，均設(shè)防塵密封裝置，密封性強(qiáng)，耐磨性好;螺 旋葉片的表面涂有耐磨材料，增強(qiáng)了葉片的耐磨性:傳動部分采用擺線 針輪減速機(jī)，使得整機(jī)噪音低，適應(yīng)性強(qiáng)，操作維修方便。 TLSS系列螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好，無粉塵、噪聲低， 能多點送料、卸料等特點，適用于各行業(yè)的粉狀或顆粒的輸送。該螺旋 輸送機(jī)橫截面可設(shè)計成U形和圓形兩種，圓形截面輸送機(jī)還可作為垂直 輸送用。該機(jī)廣泛用于面粉、糧油、飼料行業(yè)水平物料的輸送，并可在 其出料端增設(shè)料封裝置，形成TLSSF型料封螺旋輸送機(jī)，在進(jìn)料口左側(cè) 或右側(cè)增設(shè)吸風(fēng)口，專門用于輸送粉碎后的物料。 8 在各種LS系列輸送機(jī)的基礎(chǔ)上，也研制出了一些其他系列和類型的 螺旋輸送機(jī)。 JT型螺旋輸送機(jī)，是一種按工藝布置需要有單機(jī)單驅(qū)動(或重疊式， 分體雙驅(qū)動)，帶夾套的全密封型螺旋輸送機(jī)。其具有結(jié)構(gòu)緊湊合理， 占地面積小，密封性好，工藝布置靈活等優(yōu)點，適用于輸送要求冷卻或 加熱的有毒、易揮發(fā)及具有腐蝕性或怕被污染的物料，如三聚氰胺、1H 口等，可以水平輸送溫度低于250的物料，可廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、 食品、輕工等行業(yè)。 MLG管式螺旋給料輸送機(jī)是一種等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的螺旋輸送機(jī)， 其特點是變螺距，給料量穩(wěn)定，具有一定的鎖風(fēng)效果。輸送機(jī)長度在特 定范圍內(nèi)可由用戶指定選用，用作料倉底部給料設(shè)備時，一般采用傾斜 布置，基本可消除物料自流(即沖料)現(xiàn)象。MLG管式螺旋給料輸送機(jī)可 用于生料、煤粉、水泥等粉狀物料的給料和短距離輸送。 YS 型圓筒螺旋輸送機(jī)，可設(shè)計成水平式、傾斜式、垂直式三種類 型。FX系列螺旋輸送機(jī)廣泛用于鹽、化工等行業(yè)粉狀物料的輸送及提升， 而且可以垂直輸送替代斗式提升機(jī)。 隨著運輸機(jī)械的發(fā)展，還出現(xiàn)一些新型的特殊用途的螺旋輸送機(jī)， 如可彎曲螺旋輸送機(jī)，螺旋管輸送機(jī)，大傾角螺旋輸送機(jī)，成件物品螺 旋輸送機(jī)，熱交換式螺旋輸送機(jī)，微粉螺旋輸送機(jī)，新型冷卻螺旋輸送 機(jī)等。 可彎曲螺旋輸送機(jī)可實現(xiàn)空間可彎曲輸送物料，有水平型，垂直型， 還可以布置成其他型式?？蓮澢菪斔蜋C(jī)的螺旋體心軸為可撓曲材料， 輸送線路可根據(jù)需要按空間曲線任意布置，避免物料轉(zhuǎn)載，不設(shè)中間軸 承，阻力小，當(dāng)機(jī)殼內(nèi)進(jìn)入過多的物料或有硬塊物料時，螺旋體會自由 浮起，不會產(chǎn)生卡堵現(xiàn)象;噪音小。 9 螺旋管輸送機(jī)也稱滾筒輸送機(jī)，其為螺旋輸送機(jī)的一種變態(tài)形式， 為內(nèi)螺旋輸送機(jī)。在其圓筒形機(jī)殼內(nèi)焊有連續(xù)的螺旋葉片，機(jī)殼與螺旋 葉片一起轉(zhuǎn)動，加入的物料由于離心力和管壁的摩擦力的作用隨機(jī)殼一 起轉(zhuǎn)動并被提升，然后在物料的重力下，又沿螺旋面下滑，實現(xiàn)物料的 向前移動。如同不旋轉(zhuǎn)的螺桿沿著轉(zhuǎn)動的螺母做平移運動一樣，達(dá)到輸 送物料的目的。 螺旋管輸送機(jī)工作時沒有卡殼、阻塞現(xiàn)象，對谷物破碎小，適于輸 送含雜較多的谷物、經(jīng)烘干機(jī)處理后的熱谷物以及谷物種子。如果在螺 旋管壁上銷上不同直徑的孔眼，還可在輸送的同時完成物料的篩分工作。 大傾角螺旋輸送機(jī)輸送原理是，由于大傾角螺旋輸送機(jī)的螺旋轉(zhuǎn)速 較高，物料在它的推動下，產(chǎn)生較大的離心力，傾角越大，轉(zhuǎn)速越高， 離心力也越大。這種離心力足以使物料克服它與螺旋葉片之間的摩擦力 而被壓向螺旋葉片的周圍，呈環(huán)狀分布。被壓向螺旋葉片周圍的物料與 輸送管內(nèi)壁形成了新的摩擦阻力，當(dāng)這種阻力達(dá)到足夠大時，便能克服 物料本身重力及其它力所引起的下滑力，在螺旋葉片的推動下，物料又 克服它與螺旋葉片間的和它與輸送管內(nèi)壁間的兩個摩擦阻力，從而以比 螺旋轉(zhuǎn)速較低的旋轉(zhuǎn)速度上升，直到出料口卸出。 熱交換式螺旋輸送機(jī)，廣泛用于化工、糧食加工以及礦物處理等行 業(yè)，如冷卻鍋爐爐渣、冷卻礦渣、加熱千燥多種化工產(chǎn)品以及糧食或飼 料等，是一種特殊的高效熱交換器，同時也起輸送物料作用，并完成對 物料的攪拌、混合、冷卻、加熱或千燥等工藝。 輸送微粉的微粉螺旋輸送機(jī)，具備合理的螺旋軸結(jié)構(gòu)，有很好的密 封性能，穩(wěn)定的微粉原料的輸送速率，能減少懸料及降低過沖量。微粉 輸送技術(shù)已用于設(shè)計微粉螺旋輸送機(jī)上，并且在玻璃纖維池窯拉絲配料 10 生產(chǎn)線上得以應(yīng)用，經(jīng)生產(chǎn)運行，達(dá)到輸送微粉原料的目的，滿足了生 產(chǎn)的需求。 成件物品螺旋輸送機(jī)可以對成件、大型物料進(jìn)行輸送，它由兩根相 互平行的表面焊有左、右旋螺旋形鋼條的兩根鋼管組成，輸送距離較長 的可以分為幾斷。 螺旋扒谷機(jī)由螺旋喂料機(jī)構(gòu)與傾斜移動式螺旋輸送機(jī)組合而成。喂 料機(jī)構(gòu)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種型式是螺旋體一半為左旋，一半為右 旋，工作時自兩側(cè)向中心匯集物料;第二種型式是螺旋體只有一個旋向， 但是可以上下左右移動，以擴(kuò)大扒谷范圍，減少移動次數(shù)。 對轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī)，其輸料管與螺旋體都旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向相反。這 種新穎的垂直螺旋輸送機(jī)填充率高達(dá)70-90%。當(dāng)螺旋體轉(zhuǎn)速與輸料管以 一定的轉(zhuǎn)速相配時，可觀察到物料并無旋轉(zhuǎn)運動而只有垂直上升運動。 它的工作原理不能再用單一顆粒受到離心力的作用來說明，而應(yīng)對整個 物料柱的運動進(jìn)行分析。在這方面還需要作進(jìn)一步研究。 復(fù)式螺旋輸送機(jī)，同一料槽內(nèi)裝上轉(zhuǎn)向相反的兩個螺旋體，加上驅(qū) 動裝置，就構(gòu)成了復(fù)式螺旋輸送機(jī)。它能同時完成兩種不同物料的輸送， 并且占地面積小，相對空間尺寸也小。 雙向螺旋輸送機(jī)，同一螺旋軸上的兩半節(jié)上，分別焊有左旋葉片和 右旋葉片，這是雙向螺旋輸送機(jī)的主要特點。它可以向兩個方向同時輸 送同一種物料，即將物料從兩端集向中心，或從中部進(jìn)料后輸向兩端。 變螺距螺旋輸送機(jī)，這種螺旋輸送機(jī)的螺距沿前進(jìn)方向是變化的。 葉片焊接或由疏漸密，或由密漸疏，適合港口卸船用或飼料工業(yè)中作配 料設(shè)備用。 11 1.2 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 一方面是螺旋輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶 輸送機(jī)、管狀螺旋輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎螺旋輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面 是螺旋輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運 量、高帶速等大型螺旋輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開 發(fā)應(yīng)用于了螺旋輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了螺旋輸送機(jī)的運行 性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的螺旋輸送機(jī)已達(dá)到表 1 所示的 主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點： 設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn) 300500 萬 t 以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功 率軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低 了輸送帶的動張力，設(shè)備運行性能好，運輸效率高。 采用多機(jī)驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機(jī)變向運行等技術(shù)，使 輸送機(jī)單機(jī)運行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通 用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。 新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含 CST 等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大 功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯 帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國 FSW 生產(chǎn)的 FSW1200/（2-3） 400（600）工作面順槽螺旋輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置， 運輸能力達(dá) 3000 t/h 以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國久益公司 生產(chǎn)的 S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、 生產(chǎn)效率高。 12 1.3 國內(nèi)外螺旋輸送機(jī)對比 我國螺旋輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要， 尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效 儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 裝機(jī)功率 我國工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為 4250 kW，國外產(chǎn)品可達(dá) 4970 kW，國產(chǎn)螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率約 為國外產(chǎn)品的 30%40%，固定螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。 運輸能力 我國螺旋輸送機(jī)最大運量為 3000 t/h，國外已達(dá) 5500 t/h。 最大輸送帶寬度 我國螺旋輸送機(jī)為 1400 mm，國外最大為 1830 mm。 帶速 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國螺旋輸送機(jī)帶速為 4m/s，國外 為 5m/s 以上。 工作面順槽運輸長度我國為 3000m，國外為 7300m。 自移機(jī)尾 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮螺旋輸 送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn) 口，主要有 2 種：（a）隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動的由英國 LONGWALL 公司生產(chǎn) 的自移機(jī)尾裝置。 （b）德國 DBT 公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。前者只有一 個推進(jìn)油缸，后者則有 2 個推進(jìn)油缸。LONGWALL 公司生產(chǎn)的自稱機(jī)尾 用于在國內(nèi)帶寬 1.2 m 的輸送機(jī)上，缺點是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太 小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機(jī)尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前 者，水平、垂直 2 個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強(qiáng)。因此，前者還需 完善，后者則需研制。但對自移機(jī)尾的要求是共同的，既要滿足輸送機(jī) 正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機(jī)不停機(jī)的情況下實現(xiàn)快速自 13 移。 高效儲帶與張緊裝置 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張 緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人 工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲帶裝置和高精度的大 扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送 帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 輸送機(jī)品種 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮 其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外， 我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特 殊要求，如彎曲、大傾角（25）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專 用機(jī)種螺旋輸送機(jī)。 可靠性、壽命上的差距 輸送帶抗拉強(qiáng)度 我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為 2500 N/mm，國外為 3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為 4000 N/mm，國 外為 7000 N/mm。 輸送帶接頭強(qiáng)度 我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的 50%65%，國外達(dá) 母帶的 70%75%。 托輥壽命 我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力 大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承采用稀油潤滑， 大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于螺旋輸送機(jī)上， 使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為 2 萬 h，國外托輥壽 命 59 萬 h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的 30%40%。 輸送機(jī)減速器壽命 我國輸送機(jī)減速器壽命 2 萬 h，國外減速器壽命 7 萬 h。 螺旋輸送機(jī)上下運行時可靠性差 14 控制系統(tǒng)上差距: 驅(qū)動方式。我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式 多樣，如 BOSS 系統(tǒng)、CST 可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。 監(jiān)控裝置。國外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器 PLC，開發(fā)了先進(jìn) 的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳 輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機(jī)僅采用了中檔可 編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動、正常運行、停機(jī)等工作過程。雖然 能與可控啟（制）支裝置配合使用，達(dá)到可控啟（制）動、帶速同步、 功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 輸送機(jī)保護(hù)裝置。國外螺旋輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕 裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān) 測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自 動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送 帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有 的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護(hù)，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的 可靠性、靈敏性、壽命都較低。 1.4 螺旋輸送機(jī)分類 (1)螺旋輸送機(jī)的螺旋葉片有實體螺旋面型、帶式螺旋面型及葉片 螺旋面型三種，實體螺旋面稱為 S 制法，其螺旋節(jié)距 GX 型為葉片直徑 的 0.8 倍，LS 型適用于輸送粉狀和粒狀物料。帶式螺旋面又稱 D 制法， 其螺旋節(jié)距與螺旋葉片直徑相同，適用于輸送粉狀即小塊物料。葉片式 螺旋面應(yīng)用較少，主要用于輸送粘度較大和可壓縮性物料，在輸送過程 中，同時完成攪拌、混合等工序，其螺旋節(jié)距約為螺旋葉片直徑的 1.2 倍。 (2)螺旋輸送機(jī)的螺旋葉片有左旋與右旋兩種旋向。 15 (3)螺旋輸送機(jī)的類型有水平固定式輸送機(jī)、垂直式螺旋輸送機(jī)。 水平固定式螺旋輸送機(jī)是最常用的一種型式。垂直式螺旋輸送機(jī)用于短 距離提升物料，輸送高度一般不大于 8m，螺旋葉片為實體面型，它必 須有水平螺旋喂料，以保證必要的進(jìn)料壓力。 (4)LS、GX 型螺旋輸送機(jī)物料出口端，應(yīng)設(shè)置 1/21 圈反向螺旋片， 防止粉料堵塞端部軸承。在出口管上端無螺旋片。 1.5 螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍 螺旋輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于糧食工業(yè)、建筑材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械 制造業(yè)、交通運輸業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各部門中。 螺旋輸送機(jī)主要用于輸送各種粉狀、粒狀、小塊狀物料，所輸送的 散粒物料有谷物、豆類、面粉等糧食產(chǎn)品，水泥、粘土、沙子等建筑材 料，鹽類、堿類、化肥等化學(xué)品，以及煤、焦炭、礦石等大宗散貨。螺 旋輸送機(jī)不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、塊度大的及易結(jié)塊的物料。除 了輸送散粒物料外，亦可利用螺旋輸送機(jī)來運送各種成件物品。 螺旋輸送機(jī)在輸送物料的同時可完成混合、攪拌、冷卻等作業(yè)。在 港口，螺旋輸送機(jī)主要用于卸車、卸船作業(yè)以及倉庫內(nèi)散粒物料的水平 和垂直輸送。利用與物料直接接觸的水平螺旋軸將物料逐層從車廂兩側(cè) 卸下的螺旋卸車機(jī)在國內(nèi)港口已有多年的成功使用經(jīng)驗。由水平螺旋輸 送機(jī)、垂直螺旋輸送機(jī)以及相對螺旋取料裝置組成的螺旋卸船機(jī)，已成 為一種較為先進(jìn)的連續(xù)卸船機(jī)型，日益廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外散貨專用碼 頭。螺旋輸送機(jī)在港口除直接用于卸船作業(yè)以及輸送物料外，常利用其 裸露的螺旋具有收集物料的功能而作為其他類型卸船機(jī)的取料裝置。 16 2螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 螺旋式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 螺旋式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示： 主要由料槽 9，軸承 2、4，螺旋 5，進(jìn)料口 3 和出料口 7 所組成。 剛性的螺旋體通過頭、尾部和中間部位的軸承支承于料槽，形成可 實現(xiàn)物料輸送的轉(zhuǎn)動構(gòu)件，螺旋體的運轉(zhuǎn)通過安裝于頭部的驅(qū)動裝置實 現(xiàn)，進(jìn)出料口分別開設(shè)于料槽尾部上側(cè)和頭部下側(cè)。出料口可沿機(jī)器的 長度方向安裝多個，并用平板閘門啟閉，只有其中一個卸料，傳動裝置 可以裝于槽頭或槽尾 17 2.1.1 螺旋 螺旋體是螺旋輸送機(jī)實現(xiàn)物料輸送的主要構(gòu)件，它由螺旋葉片和螺 旋軸兩部分構(gòu)成。常用的葉片有滿面式(實體式)和帶式兩種形式。按葉 片在軸上的盤繞方向不同可分為右旋和左旋兩種(逆時針盤繞為左旋， 順時針盤繞為右旋)。螺旋體輸送物料方向由葉片旋向和軸的旋轉(zhuǎn)方向 決定，具體確定時，先確定葉片旋向，然后按左旋用右手、右旋用左手 的原則，四指彎曲方向為軸旋轉(zhuǎn)方向，大拇指伸直方向即為輸送物料方 向，如圖所示。同一螺旋體上如有兩種旋向的葉片，可同時實現(xiàn)兩個不 18 同方向物料的輸送。螺旋軸通常采用直徑 3070mm 的空心鋼管。 螺旋體的主要規(guī)格尺寸為葉片直徑 D(mm)、軸直徑 d(mm)和螺距 s(mm)， 系列直徑見表。螺旋葉片通常采用簡易制造法，即用 1540mm 厚 的薄鋼板沖壓或剪切成帶缺口的圓環(huán)，將圓環(huán)拉制成一個螺距的葉片， 然后將若干個單獨的葉片經(jīng)焊接或鉚接于螺旋軸形成一個完整的螺旋葉 片。如圖 519，圓環(huán)的尺寸(下料尺寸)用下面的公式計算： 式中：R圓環(huán)外圓直徑（mm）； r圓環(huán)內(nèi)圓直徑（mm）； 圓環(huán)的缺角（ 0）； L一個螺距葉片外螺旋線的長度 L= （mm）； 一個螺距葉片內(nèi)螺旋線的長度，= 。 19 當(dāng)運送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪蠒r，宜采用實體螺旋，這是最常用 的型式。運送塊狀的粘滯性的物料時，宜采用帶式螺旋。當(dāng)運送韌性和 可壓縮性的物料時，宜采用葉片式或成型的螺這兩種螺旋往往在運送物 料的同時，還可以對物料進(jìn)行攪拌，揉捏及混合等工藝操作。 螺旋葉片大多是由厚 48 毫米的薄鋼板沖壓而成的，然后互相焊 接或鉚接到軸上。帶式螺旋是利用徑向桿柱把螺旋帶固定在軸上。有些 螺旋是用寬的鋼帶經(jīng)過鏈形軋輥軋成的一個沒有接頭的整螺旋體。在一 根螺旋轉(zhuǎn)軸上，有時可以一半是右旋的，一半是左旋的。這樣可將物料 同時從中間輸送到端或從兩端輸送到中間，根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計。螺旋的 螺距有兩種，對于 GX 型螺旋輸送機(jī)，實體螺旋其螺距等于直徑的 0.8 倍；帶式螺旋其螺距等于直徑。 20 2.1.2 軸 軸可以是實心的或是空心的，它一般由長 24 米的節(jié)段裝配而成， 通常采用鋼管制成的空心軸，因在強(qiáng)度相同情況下，它的重量要小得多， 而且互相連接也方便。軸的各個節(jié)段的連接，可以利用軸節(jié)段 3 插入空 心軸的襯套 5 內(nèi)，以螺釘 2 固定連接起來， 21 這些圓軸還可用作中間軸承和頭部軸承的頸部。這種方式可使結(jié)構(gòu) 緊湊，但裝卸較麻煩，大型的螺旋輸送機(jī)，則是采用法蘭連接。采用一 段兩端帶法蘭的短軸 2 與螺旋軸 1 的端法蘭接起來，這種連接方法，裝 卸容易，但徑向尺寸相對大一些。 2.1.3 軸承 軸承是安裝于機(jī)槽用于支承螺旋體的構(gòu)件，按其安裝位置和作用不 同可分為頭部軸承和中間軸承。頭部應(yīng)裝有止推軸承，以承受由于運送 物料之阻力所產(chǎn)生的軸向力，一般放在送物料的前方。當(dāng)軸較長時，應(yīng) 在每一中間節(jié)段內(nèi)裝一吊軸承，用于支撐螺旋軸，吊軸承一般采用對開 式滑動軸承。 22 2.1.4 料槽 它是 38 毫米厚的料槽。 水平慢速螺旋輸送機(jī)的料槽通常用 24mm 厚的薄鋼板制成。橫斷 面兩側(cè)壁垂直，底部為半圓形，每節(jié)料槽的端部和側(cè)壁上端均用角鋼加 固，以保證料槽的剛度，實現(xiàn)節(jié)與節(jié)間、頂部蓋板與料槽的連接，料槽 底部應(yīng)設(shè)置鑄鐵件或角鋼焊接件的支承腳。底部半圓的內(nèi)徑應(yīng)比螺旋葉 片直徑大 48mm。垂直快速螺旋輸送機(jī)料槽橫斷面為圓形，通常采用 薄壁無縫鋼管制成。不銹鋼或薄鋼板制成園筒或帶有垂直側(cè)邊的 U 形槽， 為了便于連接和增加剛性，在料槽的縱向邊緣及各節(jié)段的橫向接口處都 焊有角鋼，料槽有時也用木板制成，其半圓形槽底包有鐵片，每隔 23(米)設(shè)支架一個，槽用可拆卸的蓋子蓋在上面。料槽的內(nèi)直徑要稍 大于螺旋直徑，使兩者之間有一間隙。螺旋和料槽制造、裝配愈精確間 隙可愈小。這對減少磨這對減少磨損和動力消耗非常重要，一般間隙為 23 6.09.5 毫米。 2.2 螺旋輸送機(jī)工作原理 當(dāng)螺旋軸轉(zhuǎn)動時，由于物料的重力及其與槽體壁所產(chǎn)生的摩擦力， 使物料只能在葉片的推送下沿著輸送機(jī)的槽底向前移動，其情況好象不 能旋轉(zhuǎn)的螺母沿著旋轉(zhuǎn)的螺桿作平移運動一樣。物料在中間軸承的運移， 則是依靠后面前進(jìn)著的物料的推力。所以，物料在輸送機(jī)中的運送，完 全是一種滑移運動。為了使螺旋軸處于較為有利的受拉狀態(tài)，一般都將 驅(qū)動裝置和卸料口安放在輸送機(jī)的同一端，而把進(jìn)料口盡量放在另一端 的尾部附近。 旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進(jìn)行輸送，使物料不與螺旋輸送機(jī) 葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機(jī)機(jī)殼對物料的摩擦阻力。 螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有 實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機(jī)的螺旋軸在物料運 動方向的終端有止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機(jī)長較長時， 應(yīng)加中間吊掛軸承。 24 3螺旋輸送機(jī)的設(shè)計與參數(shù)選用 目前，在工程上，螺旋輸送機(jī)的設(shè)計還主要是依靠工程技術(shù)人員憑 借經(jīng)驗，依靠傳統(tǒng)的設(shè)計方法來進(jìn)行設(shè)計工作，設(shè)計工作量大，而且繁 瑣。在水平螺旋輸送機(jī)的實際使用中，還存在很多問題，尚待研究和解 決，如輸送量低，機(jī)械功率不高，物料堵塞和物料流難以控制等。 3.1 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計方法 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，螺旋輸送機(jī)己經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)各部門 生產(chǎn)過程中的重要組成部分，正朝著長距離、大運量、高速度方向發(fā)展。 為了使輸送機(jī)安全可靠地運行，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具有良好的靜、動態(tài)特 性，傳統(tǒng)的設(shè)計方法己不能滿足設(shè)計要求，必須采用現(xiàn)代設(shè)計方法對輸 送機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。 傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法是以經(jīng)驗、感性、靜態(tài)手工式勞動為基礎(chǔ)的 一種設(shè)計方法，包括下列各種方法: （1）類比設(shè)計方法:類比設(shè)計方法是基于與舊有的同類或相似的機(jī)器作 比較而進(jìn)行新機(jī)器設(shè)計的一種設(shè)計方法。依據(jù)這種方法，在設(shè)計之前， 首先要以工藝對設(shè)備所提出的性能要求為依據(jù)，同時參照舊有的類似機(jī) 器設(shè)備，依靠經(jīng)驗估計，針對舊有設(shè)備的缺點加以改進(jìn)，從而擬定出一 個或幾個新的設(shè)計方案，進(jìn)而分析比較，擇其較好的方案或集中諸方案 的優(yōu)點做出最終的設(shè)計方案。顯然，它是基于設(shè)計者的經(jīng)驗積累進(jìn)行局 25 部創(chuàng)新而形成的一種設(shè)計方法。這種設(shè)計方法的設(shè)計工作量很大，設(shè)計 周期很長?，F(xiàn)仍被廣泛采用。 （2）試算法:此法是以一定的理論公式為依據(jù)，在一定的技術(shù)條件下算 得相應(yīng)的參數(shù)值，若所得結(jié)果不理想，則改變技術(shù)條件，重新計算，循 環(huán)往復(fù)，直至獲得感性認(rèn)為是理想的結(jié)果。它的計算工作量也很大，且 難于取得真實的理想結(jié)果。但在計算工具不足的情況下，目前國內(nèi)仍大 量采用。 （3）表格法:它是根據(jù)一定的理論公式，參照常用的尺寸系列和材料參 數(shù)，預(yù)制出系統(tǒng)表格，以供設(shè)計時使用，此法減少工作量，提高設(shè)計速 度。但是這個方法難取得理想的結(jié)果。 （4）圖算法:此法的原理與表格法相同，但有不同于表格法。圖算法是 使用按一定的比例尺繪制成的專用圖線一諾模圖來進(jìn)行設(shè)計。其計算工 作量大大減少，所計算的結(jié)果要比表格法改進(jìn)許多。 3.1.1 螺旋輸送機(jī)現(xiàn)代設(shè)計方法 現(xiàn)代設(shè)計方法是一個科學(xué)的、理性的、動態(tài)的和計算機(jī)化的過程。 它采用當(dāng)代的技術(shù)手段和方法來提取最合理的數(shù)據(jù)，使設(shè)計的結(jié)果達(dá)到 最優(yōu)。依據(jù)這種方法，首先對設(shè)計的各種原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，取得有利 的信息，得出最經(jīng)濟(jì)合理的參數(shù);然后，在設(shè)計過程中進(jìn)行各種性態(tài)和 指標(biāo)分析，確定出設(shè)計對象的全部數(shù)據(jù);最后，評價、測試和診斷設(shè)計 的質(zhì)量及可能出現(xiàn)的問題，并確定出相應(yīng)的對策。 科學(xué)類比與相似分析:科學(xué)類比與傳統(tǒng)設(shè)計方法中類比設(shè)計法的區(qū) 別，在于科學(xué)類比把某些現(xiàn)代化分析方法引入進(jìn)來，從而構(gòu)成一種類比 推理方法，使得舊有的類比法由低級上升到高級階段。根據(jù)類比過程所 側(cè)重的因素之不同，科學(xué)類比法有以下幾種:因果類比、對稱類比、協(xié) 變類比、綜合類比等。通過科學(xué)類比，可對設(shè)計對象的總體結(jié)構(gòu)及其各 26 組成部分的相互關(guān)系，有一個明確的了解，以便進(jìn)行下一步的系統(tǒng)分析。 相似分析是屬于科學(xué)類比法范疇。為了避免大量的重復(fù)性勞動，對于同 類的設(shè)計對象，可采用相似分析和計算，比如采用量綱分析法等等，確 定設(shè)計對象與參考對象的結(jié)構(gòu)、參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型關(guān)系，獲得新設(shè)計 對象的有關(guān)參數(shù). 系統(tǒng)分析與動態(tài)系統(tǒng)分析:這里系統(tǒng)，都是指動態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)分析 就是把設(shè)計對象當(dāng)作一個完整的系統(tǒng)，然后將其分成若干個子系統(tǒng)和構(gòu) 成子系統(tǒng)的元素，進(jìn)而進(jìn)行分析和綜合，確定每一個系統(tǒng)和元素的輸入、 輸出，以及它們之間如何轉(zhuǎn)換等等。機(jī)器中的一切零件、部件和傳動系 統(tǒng)都理解為系統(tǒng)，它們均通過邊界與其毗鄰的系統(tǒng)相分離，又通過輸入 信號和輸出信號與毗鄰的系統(tǒng)相聯(lián)系，此即系統(tǒng)工程在設(shè)計中的應(yīng)用。 有限元設(shè)計:目前，有限元設(shè)計方法是應(yīng)用很多很廣泛的一種方法。有 限元設(shè)計方法是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)物理問題的一種數(shù)值計算方法。 它能整體、全面、多工況隨意組合，進(jìn)行靜力、動力、線性和非線性分 析，對完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)或自由度系統(tǒng)的分析十分有效。有限元能針對機(jī)械 實際使用機(jī)構(gòu)邊界條件進(jìn)行定量的分析計算，并提供豐富的、反映實際 工況的計算結(jié)果，并可配有豐富的動態(tài)圖形顯示功能。國內(nèi)外己涌現(xiàn)出 大量有關(guān)有限元分析的成熟軟件，這將促使有限元法的不斷推廣和應(yīng)用。 對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)物體，可視其當(dāng)作為由有限個單元體的組合體來研究， 其中各單元體之間只在有限個節(jié)點處相連接。 在有限元分析法中，為了減少計算工作量，近年來發(fā)展了一種邊界 元法。它把域內(nèi)控制方程變換成邊界上的積分方程，再通過邊界離散化 處理轉(zhuǎn)化成代數(shù)方程來求解。這樣，既可以使問題的維數(shù)降低，又可使 計算精度提高，而且其數(shù)學(xué)原理簡單易懂。有限元分析方法多應(yīng)用于結(jié) 27 構(gòu)計算和場域計算。 模塊化設(shè)計:模塊化設(shè)計是工程設(shè)計的發(fā)展方向之一。它根據(jù)模塊 化原則，設(shè)計一些基本模塊單元，通過不同的組合形成不同的產(chǎn)品，己 滿足用戶的多種需求。模塊化設(shè)計以功能分析為基礎(chǔ)，將機(jī)器上同功能 的基本單元、復(fù)合單元、 ，設(shè)計成不同用途、不同功能的模塊。選用不 同模塊進(jìn)行組合可形成各種不同類型和規(guī)格的通用和專用機(jī)器。采用模 塊化設(shè)計，不僅是一種設(shè)計方法的改革，同時會影響到整個機(jī)械行業(yè)的 技術(shù)、生產(chǎn)和管理。目前，模塊化設(shè)計在我國工程機(jī)械設(shè)計時也有了初 步應(yīng)用。 目前，現(xiàn)代設(shè)計方法己經(jīng)在許多領(lǐng)域得到運用。動態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè) 計、計算機(jī)輔助設(shè)計是現(xiàn)代設(shè)計方法的核心。可以說，現(xiàn)代設(shè)計法遠(yuǎn)遠(yuǎn) 勝過傳統(tǒng)設(shè)計法，它將廣泛應(yīng)用在各個科技領(lǐng)域。它的發(fā)展和推廣使用， 將對我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起著重要的促進(jìn)作用。 3.1.2 螺旋輸送機(jī)的常規(guī)設(shè)計 目前，我國有兩種定型產(chǎn)品，即 LS 型和 GX 型螺旋輸送機(jī)。LS 型 螺旋輸送機(jī)是 GX 型螺旋輸送機(jī)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，其所有參數(shù)均等效采 用 ISO 1050-75 及 DIN 15261 一 1986 標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計制造遵循 ZBJ 81005 一 88螺旋輸送機(jī)(新標(biāo)準(zhǔn)為 JB/T 7679-95螺旋輸送機(jī))171。 總之，螺旋輸送機(jī)的常規(guī)設(shè)計方法還是以從標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計選用手冊為 基準(zhǔn)，在結(jié)合以前的設(shè)計經(jīng)驗來進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計前需要掌握足夠的設(shè) 計依據(jù)和經(jīng)驗，如果不具備足夠的設(shè)計經(jīng)驗，即使采用先進(jìn)的設(shè)計方法， 其設(shè)計效果也不會很好。同時還要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的重要性。 28 3.2 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計計算 螺旋輸送機(jī)設(shè)計參數(shù)的確定 螺旋輸送機(jī)的這些基本參數(shù)都是影響輸送能力的因素。由于物料在 螺旋輸送機(jī)中的運動狀況、允許的物料輸送量及速度是由物料特性所決 定的，所以輕的、松散的和非磨琢性的物料與重的磨琢性物料相比，可 以在u形槽內(nèi)裝得滿一些，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速也可高些。最大推薦軸轉(zhuǎn)速為上 極限轉(zhuǎn)速，對于大多數(shù)螺旋輸送機(jī)來說，所選定的螺旋軸的工作轉(zhuǎn)速約 為最大推薦軸轉(zhuǎn)速的一半。下面來具體的分析這些參數(shù)的確定。 3.2.1 輸送物料的運動分析 物料在旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)中的運動，不隨螺旋體轉(zhuǎn)動，而只在旋轉(zhuǎn)的螺旋 葉片推動下沿螺旋向前移動。物料顆粒在輸送過程中，物料的運動由于 受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響，物料的運動并非是單純的沿軸線作直線運動，而是 在一直復(fù)合運動中沿螺旋軸運動，是一個空間運動。 當(dāng)螺旋面的升角a在展開的狀態(tài)時，螺旋線用一條斜直線來表示， 則旋轉(zhuǎn)螺旋面作用于半徑為r(離螺旋軸線的距離)處的物料顆粒A上的力 為乓。由于磨擦的原因，凡的方向與螺旋線的法線方向偏離了OP角。此 力可分解為切向分力P,j和法向分力P,6。如圖2.1所示。 29 圖35 物料顆粒受力分析圖 圖中角是由物料對螺旋面的摩擦角P及螺旋表面粗糙程度決定的。 對于一般沖壓而成或經(jīng)過很好加工的螺旋面，可以不考慮螺旋表面粗糙 程度對v角的影響，此時可取。 物料顆粒A在合力P 合 的作用下，在料槽中進(jìn)行復(fù)雜的運動，即具有 圓周速度和軸向速度，其合成速度V 合 ，圖2.2表示了其速度的分解。 圖36 物料顆粒速度分解圖 若螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)為n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒A的運動速度， 由圖中三角形ABC可得: 30 V合 =AB sin 3-cos 1 因為AB= ，所以V 合 = 3-260rn260rnsico 2 圓周速度為V 圓 =V合 sin( )= 260rnsi()sinco 3-3 以摩擦系數(shù) 代入上式，得：tg V圓 = 3-260rnsi(cos) 4 由于 ，以及 ， 2stgr2sin1() sr21cos()r 因此，將上述各式代入并經(jīng)過換算，便可以求得物料顆粒的圓周速 度計算公式: V圓 = 3-60sn2()1r 5 式中s-螺旋的螺距(m):n一螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)(rpm);r一研究的物料顆粒離 軸線的半徑距離(m)； 物料與螺旋面的摩擦系數(shù)， 。tg 若使公式V 圓 對r求一次導(dǎo)數(shù)，并令其值 ，便可求出存在V 圓 0dr圓 31 最大值的半徑為 3-6 2max1rs圓 同樣，根據(jù)圖示的速度分解關(guān)系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的 計算公式： 3-2 1cos()60()ssnrV合軸 7 以摩擦系數(shù) 代人上式得：tgsin(cosin)60rV合 由于 ，以及 ，2str2sin1() sr21s()r 因此，將上述各式代人并經(jīng)過換算，便可以求得物料顆粒的軸向速 度計算公式： 3-2 1cos()60()ssnrV合軸 8 從上式可以看出，在一定的轉(zhuǎn)速下螺距s在某一范圍內(nèi)物料可以得 到較好的軸向輸送速度，螺距過大或者過小，都會影響物料的軸向速度。 3.2.2 螺旋輸送機(jī)設(shè)計參數(shù)的確定 原始資料 32 輸送物料為水泥，粉狀磨琢性較大，其生產(chǎn)量為Q=10t/h。輸送距離 為L=10m,室溫水平輸送。物料松散密度為 = 。31.25/tm 表32 螺旋輸送機(jī)內(nèi)物料 物料名稱 煤粉 水泥 生料 碎石膏 石灰 松散密度 t/m3 0.6 125 11 13 0.9 填充系數(shù) 0.4 0.25-0.33 0.28-0.33 0.25-0.3 0.35-0.4 材料阻力系數(shù) W 12 22 19 25 23 螺旋葉片直徑 螺旋直徑可初步按下式計算： 3-2.5QDKmC 9 式中 輸送能力， t/h；Q 物料特性系數(shù)，常用物料的 值見下表3-1；KK 填充系數(shù)，見表3-2； 傾斜系數(shù)，見表 3-4。C 表3-4 傾斜系數(shù)表 傾斜角 0 5 10 15 20 螺旋輸送機(jī)傾斜布置 時的輸送量校正系數(shù) C 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 查表得 =0.565 =0.30 =1.0。將以上數(shù)據(jù)代入公式計算:KC 33 2.5QDKmC D 0.565 5.20.13 D 0.210m 取 =0.250m。 螺旋直徑應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)系列，標(biāo)準(zhǔn)系列為： 0.100，0.125，0.160，0.200，0.250，0.315，0.400，0.500，0.630 ，0.800，1.00，1.25 。m 對所確定的螺旋直徑還應(yīng)按所輸送物料的快度進(jìn)行校核。 對于未分選的物料，要求: (810)aD 對于分選的物料，要求: (46) max 式中：a 物料的平均塊度， m； 物料的最大塊度，m。 很明顯螺旋直徑合適。 螺旋軸螺距 螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)下物料運行 的滑移面，所以螺距的大小直接影響著物料輸送過程。最大螺距應(yīng)滿足 下列兩個條件: 要考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量間的適當(dāng)分布關(guān)系 兩個條件，來確定最合理的螺距尺寸。 物料顆粒在螺旋面軸向方向上的作用力為 為了cos(),P合軸 , 則必須滿足條件 。在最小半徑 處的螺旋升角0P軸 22dr 是最大的，輸送方向的作用力 最小。根據(jù)這個條件，最大的許用軸 34 螺距值，由下式確定： 3-max()2sdtg 10 或 3-maxs 11 若以 (D-螺旋的外徑 )代人上式，則得1dKD 3-1max;kDs 12 另外，在確定最大的許用螺距時，必須滿足的第二個條件是建立在 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)上的，即應(yīng)使物料 顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度，同時又使螺旋面上各點的軸向輸送 速度大于圓周速度。螺距的大小將影響速度各分量的分布。當(dāng)螺距增加 時，雖然軸向輸送速度增大，但是會出現(xiàn)圓周速度不恰當(dāng)?shù)姆植记闆r; 相反，當(dāng)螺距較小時，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 的條件，v圓 軸 ；即 可22 16060()ssnsnrr12()2;4rtgr 得出 。 3-4stgD 13 所以，s需要滿足 ，和 兩個條件。1ks()4stgD 35 物料的摩擦系數(shù)同物料在料槽里的運動取向、運動速度、物料的 尺寸、濕度以及螺旋葉片材料及表面狀態(tài)等有關(guān)。輸送物料的摩擦系數(shù) 可參考連續(xù)運輸機(jī)設(shè)計手冊。 通?？砂聪率接嬎懵菥? 3-sKD 14 對于標(biāo)準(zhǔn)的螺旋輸送機(jī)，k 值一般取為 0.81。當(dāng)傾斜布置或輸送 物料流動性較差時， :當(dāng)水平布置，可取 k 值等于 0.81.0.8k 故取 k=1，有 s=KD s= 25.01 那么螺距為 s=0.250 。m 螺旋軸直徑 螺旋軸徑的大小與螺距有關(guān)，因為兩者共同決定了螺旋葉片的升角， 也就決定了物料的滑移方向及速度分布，所以應(yīng)從考慮螺旋面與物料的 摩擦關(guān)系以及速度各分量的適當(dāng)分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的 關(guān)系。 36 圖37 螺旋葉片受力分析 從上圖可以看出，物料在螺旋面上軸向受力分量 F軸 為 ： （ 為螺旋升角） 3-cos()F合軸 15 式中: a角是由物料對螺旋面的摩擦角P以及螺旋表面粗糙程度決定 的。對于一般熱壓或用冷扎鋼板拉制的螺旋片表面，可以忽略螺旋葉面 粗糙程度對9)角的影響，此時可認(rèn)為 。 所以， 3-cos()F合軸 16 因為螺旋升角a在葉片根部最大，此處的輸送方向(軸向)作用力最 小。d與s應(yīng)滿足關(guān)系之一是 ，即 。將0軸 2 37 帶入上式并整理得出：,stgtd us 經(jīng)過計算 0.81，即 0.81tgd0.8125 64.9 取 d=65mm 3-17 確定最小軸徑還應(yīng)滿足的第二個條件是物料具有盡可能大的軸向速 度，同時螺旋面上各點的軸向速度大于圓周速度。 圓周速度和軸向速度分別為: 3-260()1 snrV圓 18 3-2601 ssnrV軸 19 38 圖38 螺旋葉片速度分析 要使得螺旋面在葉片根部的軸向速度大于圓周速度，得出 1sd 0.8-31D 由于D=0.25 則， d.-1250 63.7mm 3- 20 根據(jù)上式計算，當(dāng) 取0.3 ，s=(0.8-1)D時，d (0.47-0.59)D; 當(dāng) u值增加時， 還增加，也就是說，根據(jù)上式計算得出的軸徑相當(dāng)大，dD 這勢必降低有效輸送截面。為了保證足夠的有效輸送截面從而保證輸送 39 能力，就得加大結(jié)構(gòu)，使得輸送機(jī)結(jié)構(gòu)粗大笨重，成本提高。所以，螺 旋軸徑與螺距的關(guān)系應(yīng)是輸送功能與結(jié)構(gòu)的綜合。在能夠滿足輸送要求 的前提下，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊。由于這種場合使用的輸送機(jī)填充系數(shù) 較低，只要保證靠近葉片外側(cè)的物料具有較大的軸向速度，且軸向速度 大于圓周速度即可。 經(jīng)綜合分析，可得螺旋軸直徑d=65mm。 螺旋軸轉(zhuǎn)速 由于螺旋輸送機(jī)屬于小型的連續(xù)輸送設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單。在輸送物料 的時候，對于螺旋軸徑所占據(jù)的截面，對輸送能力有一定的影響。所以 在輸送能力計算時不能忽略軸徑所占的截面: 由輸送量公式 ，可以得出轉(zhuǎn)速n 2604dDQKs 3-215dnKrs 21 式中，n為螺旋轉(zhuǎn)數(shù)(r/ min)，s為螺旋螺距(m)， 為螺旋葉片外 徑與料槽內(nèi)壁最小間隙，一般 為515mm。一般說來 ，螺旋轉(zhuǎn)速加快， 生產(chǎn)能力提高。但是當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定的極限值時，物料會因為離心力過 大而向外拋，以致無法輸送，所以轉(zhuǎn)速n還需要有一定的限定，不能超 過某一極限值。 實際轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速之間有一定的限定關(guān)系： 22maxRg 即 22RngnkgR即 2,AkrD式 中 40 式中，D一螺旋直徑(m)，A-物料綜合特性系數(shù)。 如果計算得到的轉(zhuǎn)速太高，則應(yīng)對計算出的螺旋軸徑 D、d、s 值 適當(dāng)調(diào)整 查表可得 A=35，又有 D=0.250m。min/r7025.3n1 計算可得：極限轉(zhuǎn)速 =70（ ） 。圓整為下列轉(zhuǎn)速：1i 20、30、35、45、60、75、90、120、150、190 。故取螺旋轉(zhuǎn)速inr 為 n=60 。minr 傳動功率 螺旋輸送機(jī)的驅(qū)動功率，是用于克服在物料輸送過程中的各種阻力 所消耗的能量，主要包括以下幾個部分： 使被運物料提升高度H(水平或傾斜)所需的能量: 被運物料對料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗; 物料內(nèi)部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗; 物料沿料槽運動造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗; 中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。 從另外的角度，可以這樣分:物料與料槽間摩擦消耗的功率;物料與 螺旋葉片間摩擦消耗的功率;軸承處摩擦消耗的功率;提升物料及物料顆 粒間相互運動消耗的功率。 這樣 ，螺旋輸送機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動功率，就由機(jī)構(gòu)運動過程中所產(chǎn) 生的阻力來決定的。阻力主要由以下幾個部分組成： (1) 物料與料槽之間的磨擦力阻力: (2) 物料對螺旋的摩擦阻力; 41 (3) 物料傾斜向上輸送時的阻力; (4 )物料懸掛軸承下的堆積阻力; (5) 物料被攪拌所產(chǎn)生的阻力; (6) 軸承的摩擦阻力; 在計算功率的時候，為簡便起見，可以總結(jié)螺旋輸送機(jī)功率為：總 的軸功率 應(yīng)包括物料運行需要功率 ,，空載運轉(zhuǎn)所需功率 ，以及0P1P2P 由于傾斜引起的附加功率 ,三個部分，3 實體式螺旋葉片的展開尺寸 將一個螺距的標(biāo)準(zhǔn)型實體式螺旋面展開，其下料尺寸為： 3- 21 2dSdDdD 26 3- 22LSdd 27 3- 2036LlDSa 28 式中： 螺旋軸直徑， ；dm 螺旋面展開圖圓環(huán)內(nèi)徑， ；l 螺旋面展開圖圓環(huán)外徑， ；LD 展開圓環(huán)切除部分的周心角， 。 la0 42 圖 39 實體式螺旋葉片的展開圖 螺旋葉片的厚度 可根據(jù)物料性質(zhì)和螺旋直徑按下表選?。?表 3-4 螺旋葉片厚度 43 輸送物料 mm 谷物 24 煤、建筑材料、礦石等 D200mm300mm D500mm600mm 45 78 22LSDdd 6520652052D DL=231mm 故取螺旋葉片厚度 =4.5mm。 螺旋軸的連接 螺旋軸一般由 2m4m 的各個節(jié)段連接而成，以利于制造與裝配。 螺旋軸的連接要求要求結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于安裝和更換。圖示為管形螺 旋軸常用的一種連接方式，各個節(jié)段利用內(nèi)襯套和圓軸節(jié)段通過穿透螺 栓加以連接，其中圓軸節(jié)段剛好可以作為中間懸置軸承和端部軸承的軸 頸。 圖 310 管形螺旋軸各節(jié)段的連接 44 1管形螺旋軸；2螺旋葉片；3螺栓；4內(nèi)襯套；5 圓軸節(jié)段 3.2.3 螺旋輸送機(jī)外形及尺寸 LS 型螺旋輸送機(jī)螺旋直徑為 1001250 ,共十一種規(guī)格，分為單m 驅(qū)動和雙驅(qū)動兩種型式。單驅(qū)動螺旋輸送機(jī)最大長度可達(dá) 35 ，其中 LS1000、LS1250 型最大長度為 30 。螺旋輸送機(jī)長度每 0.5 一檔， 可根據(jù)需要選定。螺旋輸送機(jī)中間吊軸承采用滾動、滑動可互換的兩種 結(jié)構(gòu)，阻力小，密封性強(qiáng)，耐磨性好。還可根據(jù)用戶需要配置測速報警 裝置及電動出料閥。 LS 型螺旋輸送機(jī)外形如下圖： 表 4 LS 型系列螺旋輸送機(jī)型號規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 規(guī)格 螺 旋 直 徑 D/m m 螺 距 S/m m 轉(zhuǎn)速 n/r min- 1 輸送 量 Iv/m 3 h- 1 轉(zhuǎn)速 n/r min- 1 輸送 量 Iv/m 3 h- 1 轉(zhuǎn)速 n/r min- 1 生 產(chǎn) 率 /m3 h-1 轉(zhuǎn)速 n/r min- 1 輸送 量 Iv/m 3 h- 1 LS10 0 100 100 140 2.2 112 1.7 90 1.4 71 1.1 LS16 0 160 160 112 7.1 90 5.7 71 4.5 56 3.6