1、 24t/h. Through the design of the conveyor, an understanding of the whole conveying equipment.Keywords: screw conveyorII目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1螺旋输送机的工作原理及特点11.2螺旋输送机的发展历史21.3螺旋输送机的发展趋势32. 螺旋输送机的设计计算52.1螺旋输送机设计参数的确定52.1.1 输送物料的分析52.1.2 螺旋输送机设计参数的确定82.2螺旋叶片直径82.3 螺旋轴螺距102.4 螺旋轴直径112.5螺旋轴转速122.6传动功率13
2、2.7实体式螺旋叶片的展开尺寸143.零部件校核173.1 输入轴键计算173.2轴承的选择及校核计算173.3润滑与密封设计19总结20致谢21参考文献22221 绪论螺旋输送机是一种常用的不具有挠性牵引构件的连续输送机械，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。它的广泛应用对于减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。螺旋输送机在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，己经遍及各个行业。在冶金、采矿、动力、建材、码头等一些重工业及交通运输等部门，主要是用来运送大宗散货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等:在机械制造部门，螺旋输送机
3、是生产过程中组成现代化有节奏流水作业线的所必不可少的设备之一，随着生产节奏输送各种机械零部件、成品、半成品和小件的包装物料，实现车间运输和加工过程安装的机械化，并实现程序化和自动化:在粮食、轻纺织业、化工业、食品等工业部门，采用螺旋输送机往往不单纯是输送物料，同时还伴随进行某些工艺处理等。在大型工程项目上，如机场、港口等需要现代化物流输送系统的场合，螺旋输送机也都有广泛的应用。现在，螺旋输送机已经成为合理组织成批生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国现代化的发展和各工业部门机械化水平、劳动生产率的提高中，螺旋输送机将发挥更大的作用。1.1螺旋输送机的工作原理及特点螺旋输
4、送机利用带有螺旋叶片的螺旋轴的旋转，使物料产生沿螺旋面的相对运动，物料受到料槽或输送管壁的摩擦力作用不与螺旋一起旋转，从而将物料轴向推进，实现物料的输送。在水平螺旋输送机中，料槽的摩擦力是由物料自身重力引起的；而在垂直螺旋输送机中，输送管壁的摩擦力主要是由物料旋转离心力所引起的。螺旋输送机具有以下特点：1结构比较简单，成本较低。2工作可靠，维护管理简便。3尺寸紧凑，断面尺寸小，占地面积小。在港口的卸车卸船作业中易进出舱口、车厢。4能实现密封输送，有利于输送易飞扬的、炽热的及气味强烈的物料，可减小对环境的污染，改善港口工人的作业条件。5装载卸载方便。水平螺旋输送机可在其输送线路上的任一点装载卸载
5、；对垂直螺旋输送机配置相对螺旋式取料装置可具有优良的取料性能；利用与物料堆直接接触的螺旋轴具有自动取料的能力可作为港口其他类型卸船机械的取料装置。6能逆向输送，也可使一台输送机同时向两个方向输送物料，即集向中心或远离中心。7单位能耗较大。8物料在输送过程中易于研碎及磨损，螺旋叶片和料槽的磨损也较为严重。1.2螺旋输送机的发展历史螺旋输送机的发展，分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种型式的发展过程。有轴螺旋输送机由螺杆，U型料槽，盖板，进，出料口和驱动装置组成，一般还有水平式，倾斜式和垂直式三种:而无轴旋输送机则采用螺杆改为无轴螺旋，并在U型槽内装置有可换衬体，结构简单，物料由进料口输入经螺旋
6、推动后由出料口输出，整个传输过程可在一个密封的槽中进行。一般来讲，我们平常所指的螺旋输送机都指有轴型式的螺旋输送机。而对许多输送比较困难的物料，人们一直在寻求一种可靠的输送方法，而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法。热交换式螺旋输送机，广泛用于化工、粮食加工以及矿物处理等行业，如冷却锅炉炉渣、冷却矿渣、加热千燥多种化工产品以及粮食或饲料等，是一种特殊的高效热交换器，同时也起输送物料作用，并完成对物料的搅拌、混合、冷却、加热或千燥等工艺。输送微粉的微粉螺旋输送机，具备合理的螺旋轴结构，有很好的密封性能，稳定的微粉原料的输送速率，能减少悬料及降低过冲量。微粉输送技术已用于设计微粉螺旋输送机上，并
7、且在玻璃纤维池窑拉丝配料生产线上得以应用，经生产运行，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可以对成件、大型物料进行输送，它由两根相互平行的表面焊有左、右旋螺旋形钢条的两根钢管组成，输送距离较长的可以分为几断。螺旋扒谷机（4,61，由螺旋喂料机构与倾斜移动式螺旋输送机组合而成。喂料机构主要有两种结构形式，一种型式是螺旋体一半为左旋，一半为右旋，工作时自两侧向中心汇集物料;第二种型式是螺旋体只有一个旋向，但是可以上下左右移动，以扩大扒谷范围，减少移动次数。对转螺旋输送机，其输料管与螺旋体都旋转，但旋转方向相反。这种新颖的垂直螺旋输送机填充率高达70-90%。当螺旋体转速与输
8、料管以一定的转速相配时，可观察到物料并无旋转运动而只有垂直上升运动。它的工作原理不能再用单一颗粒受到离心力的作用来说明，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，同一料槽内装上转向相反的两个螺旋体，加上驱动装置，就构成了复式螺旋输送机。它能同时完成两种不同物料的输送，并且占地面积小，相对空间尺寸也小。双向螺旋输送机，同一螺旋轴上的两半节上，分别焊有左旋叶片和右旋叶片，这是双向螺旋输送机的主要特点。它可以向两个方向同时输送同一种物料，即将物料从两端集向中心，或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
9、密渐疏，适合港口卸船用或饲料工业中作配料设备用。1.3螺旋输送机的发展趋势纵观螺旋输送机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几方面: 1.大运量 、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成本.磨损是限制螺旋输送机寿命的主要原因，减少物料与螺旋之间的摩擦系数，增加螺旋轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。2.低能源消耗及降低能量消耗.螺旋输送机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因此降低能源消耗是研究和设计螺旋输送机急待解决的难题和发展方向。3.智能化发展。未来的螺旋输送机应与电脑密切联系，适合程序控制、智能操作。物料的装卸、机器安装与维护都应
10、能实现智能化管理。4.空间可弯曲输送。为了克服水平和垂直螺旋输送机由于构造上的限制而只能直线输送物料的不足，近年来出现了可弯曲螺旋输送机，弹簧输送机等。另外其他各种输送机也应为了实现空间、可弯曲输送研制新的机型。5.组合复合化输送，向着大型化发展。使用螺旋输送机，结合各种连续输送机械，来完成复杂的物料输送。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。6.扩大使用范围。目前，螺旋输送机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的螺旋输送机。7.环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标
11、。传统的连续运输机械是敞开状态下输送物料的，在输送粉状、颗粒状物料时，物料散落飞扬，严重影响周围的环境，特别是在输送水泥、化肥、矿石、煤炭、谷物等粉末易飞扬物料时尤显严重。为了解决这个问题，人们应当提前研制多种形式的环保型输送机，而螺旋输送机对于解决这个难题，无疑具有很大的优势和发展空间。2. 螺旋输送机的设计计算随着现代化工业的不断发展，螺旋输送机己经成为国民经济各部门生产过程中的重要组成部分，正朝着长距离、大运量、高速度方向发展。为了使输送机安全可靠地运行，其结构系统必须具有良好的静、动态特性，传统的设计方法己不能满足设计要求，必须采用现代设计方法对输送机系统进行设计。本文螺旋输送机设计参
12、数如下：0.5t/m3水平输送距离：6.4m输送量：2.1螺旋输送机设计参数的确定螺旋输送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。2.1.1 输送物料的分析物料在旋转输送机中的运动，不随螺旋体转动，而只在旋转的螺旋叶片推动下沿螺旋向前移动。物料颗粒在输送过程中，物料的运动由于受旋转螺旋
13、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上的力为乓。由于磨擦的原因，凡的方向与螺旋线的法线方向偏离了OP角。此力可分解为切向分力P,j和法向分力P,6。如图2.1所示。物料颗粒受力分析图图中角是由物料对螺旋面的摩擦角P及螺旋表面粗糙程度决定的。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v角的影响，此时可取。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
14、V合，下表示了其速度的分解。图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=AB sin 因为AB=，所以V合 = 圆周速度为V圆 =V合 sin（）= 以摩擦系数代入上式，得： V圆 = 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 = ， 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 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
15、度的计算公式： 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：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度，螺距过大或者过小，都会影响物料的轴向速度。2.1.2 螺旋输送机设计参数的确定1）原始资料 螺旋输送机内物料2.2螺旋叶片直径螺旋直径可初步按下式计算： 式中 输送能力，t/h； 物料特性系数，常用物料的值见下表3-1； 填充系数，见表3-1； 倾斜系数，见表3-2。表 常用物料的填充、特性、综合系数表3-4 倾斜系数表 查表得=0.565 =0.30 =1.0。将以上数据代入公式计算得=0.21
16、0。螺旋直径应圆整到标准系列，标准系列为：0.100，0.125，0.160，0.200，0.250，0.315，0.400，0.500，0.630，0.800，1.00，1.25。 对所确定的螺旋直径还应按所输送物料的快度进行校核。 对于未分选的物料，要求: （810）a 对于分选的物料，要求: （46） 式中：a 物料的平均快度，m；物料的最大块度，m。 很明显螺旋直径合适。 2.3 螺旋轴螺距螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料输送过程。最大螺距应满足下列两个条件:要考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量间的适当分布关系两个条
17、件，来确定最合理的螺距尺寸。物料颗粒在螺旋面轴向方向上的作用力为为了, 则必须满足条件。在最小半径处的螺旋升角是最大的，输送方向的作用力最小。根据这个条件，最大的许用螺距值，由下式确定： 或 若以（D-螺旋的外径）代人上式，则得 另外，在确定最大的许用螺距时，必须满足的第二个条件是建立在使物料颗粒具有最合理的速度各分量间的关系的基础上的，即应使物料颗粒具有尽可能大的轴向输送速度，同时又使螺旋面上各点的轴向输送速度大于圆周速度。螺距的大小将影响速度各分量的分布。当螺距增加时，虽然轴向输送速度增大，但是会出现圆周速度不恰当的分布情况;相反，当螺距较小时，速度各分量的分布情况较好，但是轴向输送速度却
18、较小。于是，根据在螺旋圆周处的的条件，；即可得出。 所以，s需要满足，和两个条件。 物料的摩擦系数同物料在料槽里的运动取向、运动速度、物料的尺寸、湿度以及螺旋叶片材料及表面状态等有关。输送物料的摩擦系数可参考连续运输机设计手册。通常可按下式计算螺距: 对于标准的螺旋输送机，k值一般取为0.81。当倾斜布置或输送物料流动性较差时，:当水平布置，可取k值等于0.81. 故取 k=1 那么螺距为s=0.250。 2.4 螺旋轴直径螺旋轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也就决定了物料的滑移方向及速度分布，所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量的适当分布来确定最合理的轴径
19、与螺距之间的关系。图螺旋叶片受力分析从上图可以看出，物料在螺旋面上轴向受力分量 （为螺旋升角） 式中: a角是由物料对螺旋面的摩擦角P以及螺旋表面粗糙程度决定的。对于一般热压或用冷扎钢板拉制的螺旋片表面，可以忽略螺旋叶面粗糙程度对9）角的影响，此时可认为。所以， 因为螺旋升角a在叶片根部最大，此处的输送方向（轴向）作用力最小。d与s应满足关系之一是，即。将带入上式并整理得出： 确定最小轴径还应满足的第二个条件是物料具有尽可能大的轴向速度，同时螺旋面上各点的轴向速度大于圆周速度。圆周速度和轴向速度分别为: 要使得螺旋面在叶片根部的轴向速度大于圆周速度，得出 根据上式计算，当取0.3，s=（0.8
20、-1）D时，d（0.47-0.59）D; 当u值增加时，还增加，也就是说，根据上式计算得出的轴径相当大，这势必降低有效输送截面。为了保证足够的有效输送截面从而保证输送能力，就得加大结构，使得输送机结构粗大笨重，成本提高。所以，螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的综合。在能够满足输送要求的前提下，应尽可能使结构紧凑。由于这种场合使用的输送机填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。 经综合分析可得螺旋轴直径d=65mm。2.5螺旋轴转速由于螺旋输送机属于小型的连续输送设备，结构简单。在输送物料的时候，对于螺旋轴径所占据的截面，对输送能力有一定的影
21、响。所以在输送能力计算时不能忽略轴径所占的截面:由输送量公式，可以得出转速n式中，n为螺旋转数（r/ min），s为螺旋螺距（m），为螺旋叶片外径与料槽内壁最小间隙，一般为515mm。一般说来 ，螺旋转速加快，生产能力提高。但是当转速超过一定的极限值时，物料会因为离心力过大而向外抛，以致无法输送，所以转速n还需要有一定的限定，不能超过某一极限值。实际转速与最大转速之间有一定的限定关系：即式中，D一螺旋直径（m），A-物料综合特性系数。如果计算得到的转速太高，则应对计算出的螺旋轴径D、d、s 值适当调整查表可得A=35，又有D=0.250m。计算可得：极限转速=70（）。圆整为下列转速：20、3
22、0、35、45、60、75、90、120、150、190。故取螺旋转速为n=45。 2.6传动功率螺旋输送机的驱动功率，是用于克服在物料输送过程中的各种阻力所消耗的能量，主要包括以下几个部分：使被运物料提升高度H（水平或倾斜）所需的能量:被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗;物料内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗;物料沿料槽运动造成在止推轴承处的摩擦引起的能量消耗;中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。从另外的角度，可以这样分:物料与料槽间摩擦消耗的功率;物料与螺旋叶片间摩擦消耗的功率;轴承处摩擦消耗的功率;提升物料及物料颗粒间相互运动消耗的功率。这样 ，螺旋输送机的电动机驱动功
23、率，就由机构运动过程中所产生的阻力来决定的。阻力主要由以下几个部分组成：（1） 物料与料槽之间的磨擦力阻力:（2） 物料对螺旋的摩擦阻力;（3） 物料倾斜向上输送时的阻力;（4 ）物料悬挂轴承下的堆积阻力;（5） 物料被搅拌所产生的阻力;（6） 轴承的摩擦阻力;在计算功率的时候，为简便起见，可以总结螺旋输送机功率为：总的轴功率应包括物料运行需要功率,，空载运转所需功率，以及由于倾斜引起的附加功率,三个部分，且：； 式中 ， 生产能力（t/h）,输送距离（m），倾斜高度（m），螺旋外径（m），物料运行阻力系数。已知：=10t/h =10m =0m =0.250m =2.2，将数据带入公式计算得：
24、=0.5177；=0.125；=0。所以，电动机的驱动功率按下式计算： = 功率备用系数，根据满足起动的要求及电动机的启动能力值在1.11.4范围内选取。 驱动装置总传动效率，对于圆柱齿轮减速器可取0.850.9。取=1.4，=0.85，带入公式计算得：=1.06。 2.7实体式螺旋叶片的展开尺寸 将一个螺距的标准型实体式螺旋面展开，其下料尺寸为： 螺旋轴直径，； 螺旋面展开图圆环内径，； 螺旋面展开图圆环外径，； 展开圆环切除部分的周心角，。 图实体式螺旋叶片的展开图螺旋体图螺旋叶片的厚度可根据物料性质和螺旋直径按下表选取：故取螺旋叶片厚度=4.5mm。3.零部件校核3.1 输入轴键计算 校核高速联轴器处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl =
