水平固定式螺旋输送机设计(编辑修改稿)

水平固定式螺旋输送机设计(编辑修改稿)内容摘要：

得 K=；  填充系数，查表得  =~，故取  =； C倾角系数，查表得 C=。 物料的综合特性系数为经验值。 一般来说 ,根据物料的性质，可将物料分为4 类， 1 类为流动性好较轻且无磨啄性的物料；第 2类为无磨啄性但流动性较第1类较差的物料；第三类为粒度尺寸及流动性同 第 2类接近，但磨啄性较大的物料；第 4 类为流动性差且磨啄强烈的物料。 玉米粉的经验系数见下表。 表 2 玉米粉的经验系数 物料的粒度 物料的磨琢性 物料 填充系数  螺旋面形式 特性系数 K 综合系数 A 粒状 半磨琢性 谷物、木屑、泥煤 ~ 实体螺旋面 50 表 3 倾角系数表 倾斜角度  0 05 10 015 020 C 所以 mmmCQKD 1 9 4 9   按上式计算得出的 D 值应圆整为下列标准直径： 150、 200、 2 250、 300、 400、 500、 600mm。 水平固定式螺旋输送搅龙设计 9 故取 D=220mm，符合设计要求。 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的输送过程。 输送量 Q和直径 D一定时，螺距改变，物料运动的滑移面随着改变，这将导致物料运送速度分布的变化。 通常螺距应满足下列两个条件：螺旋面与物料的摩擦关系 ：速度各分量间的适当分布关系。 通常可按下式计算螺距： S= 1K D 对于标准的输送机， 1K =~，当倾斜布置或输送物料流动性较差时 1K  ，当水平布置时 1K =~，实体式螺旋 1K =1。 故 mmDKS 2 2 02 2 011  壳体的内径 根据实际生产经验，壳体内径的经验公式： 301 DD。 所以 1D =245mm 选择无缝钢管  219mm,厚度 t=6mm。 螺旋轴的轴径 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的分布，所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦系数以及速度个分量的适当分布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系。 根据物料的运动分析，可知要保证物料在料槽中的轴向移动，螺旋轴径处的轴向速度 V1 要大于 0，即螺旋内升角   2/2 ，又因为 dS /tan 。 所以螺距与轴径之间的关系必须满足的条件之一是： /fsd。 实践证明，对于大多数螺旋输送机来说，一般其螺旋体得结构均能满足第一个条件的要求，但对螺旋体直径较小（例如 D=100mm）的螺旋输送机来说，其α2 不一定能满足第一个条件的要求，因而在确定较小直径螺旋体得 S和 d时，必须进行这项验算工作。 轴径与螺距的关 系还应满足的第二个条件是：螺旋轴径处得轴向速度 v1 要大于圆周速度 v2,即 v1 v2。 整理得：Sff  11d 根据计算，当 f 取 ， S=()D 时， D)(d  ；当 f 值增加时， d/D 的值还要增加。 也就是说，根据上式计算出的轴径相当大，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，使得输送机构粗大笨重，成本增加。 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，应尽可能的使结构紧凑。 由于螺旋输送机的填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大水平固定式螺旋输送搅龙设计 10 的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。 推荐的轴径计算公式： d=（ ~） D 计算得出 d=50~，故取 d=70mm。 此为无缝钢管的外径，根据生产经验，钢管厚度定为 t=6mm 时，能够满足输送要求，不会产生弯曲变形。 螺旋轴的转速 螺旋轴的转速对输送量有较大的影响。 一般来说，螺旋轴的转速加快，输送机的生产能力提 高，转速过小则使得输送机的输送量下降，但转速也不宜过高，因为当转速超过一定的极限值时，物料会因为离心力过大而外抛，以致无法输送。 所以还需要对转速进行一定限定，不能超过一极限值。 即 ：DAnn  max 式中： A表示物料综合系数，见表三，取 A=50； 故 ： m in1 0 02 5 a x rDAnn  按上式计算的转速 n 应圆整为下列转速： 3 4 60、 7 8 90、 1 150、 190 r/min 故取 n=85r/min。 校核填充系数 物料在料槽中的填充系数对物料的输送和能量的消耗有很大的影响。 当填充系数较小的时候，物料堆积高度较低，大部分的物料靠近螺旋外侧，因而具有较高的州轴向速度，物料在输送方向上的运动要比圆周方向上显著的多，运动的滑移面几乎平行于输送方向，这时垂直与输送方向的附加物料流减弱，能量消耗降低；相反，当填充系数较高时，物料运动的滑移面很陡，其在圆周方向的运动将比输送方向的运动强，这将导致输送速度的降低和附加能量的消耗。 因而，填充系数适当取小 值较有利，一般取 %50。 此时，倾斜角度的大小对填充系数也有一定的影响。 用螺旋叶片直径 D及转速 n 圆整后的数值，对填充系数进行验算： 22  SCnD Q  查表可知填充系数的的取值范围为： ~ ，故满足要求。 倾斜角度 水平固定式螺旋输送搅龙设计 11 螺旋输送机的倾斜角度对于螺旋输送机输送过程的生产率和功率消 耗都有影响，一般它是以一个影响系数的形式来体现的。 倾斜输送系数见表 4。 螺旋输送机输送能力将随着倾斜角度的增加而迅速降低的，同时，螺旋输送机布置时倾斜角度也将影响物料的输送效果。 另外倾斜角度的大小还会影响填充系数。 倾斜角度越大，允许的填充系数越小，螺旋输送机的输送能力越低。 因此，在满足使用条件的前提下，螺旋输送机尽量避免倾斜布置，而最好采用水平布置；若工艺需要采用用倾斜布置，为了提高输送效率，倾斜角度也不宜过大，一般倾斜角度。 20~10。 若一级不能满足要求，可采用多级倾斜布置，以减少损失。 因此，在满足使用条件的前提下，在此选用的水平布置，提高输送效率，即倾斜角度为零。 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，主要包括以下几部分：①使被运物料提升高度 H（水平或倾斜）所需的能量；②被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；③物料内部颗粒间的互相摩擦所引起的能量消耗；④物料沿料槽运动造成止推轴承处得摩擦引起的能量消耗；⑤中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。 克服以上阻力 螺旋输送机所需轴功率可按下式确定： )(3 6 7P 00 HLwQ  式中： H螺旋输送机倾斜布置时在垂直平面上的投影高度， H=0； L螺旋输送机水平投影长度， L=； ω 物料阻力系数，见表 5，取 ω = 表 4 玉米粉的阻力系数 物料特性 典型物料 ω 干的、无磨啄性 粮食、谷物、锯木屑、面粉 故 kwHLwQ )(3 6 )(3 6 7P00  电动机驱动功率 ： 0PP 式中：  表示功率储备系数，一般取为 ~； 水平固定式螺旋输送搅龙设计 12  电动机传动效率，  ，一般为了方 便取以 计算。 故 kwPKP   3 螺旋输送机驱动装置结构设计 确定电动机的机型 选择电动机应综合考虑的问题： 、制动、反转、调试以及工作 环境等要求，选择电动机类型及安装方式。 ，速度变化范围和启动频繁程度等要求，并考虑电动机的温升限 制、过载能力和启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。 所选电动 机功率应大于计算所需功率，按靠近的功率等级选择电 动机，负载率一般取为 ~。 过大的备用功率会使电动机效率降低，对于感应电动机，其功率因 数将变坏，并使电动机最大转矩校验强度的生产机械造价提高。 ，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃 易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。 ，确定电动机的电压等级和类型。 ，以及 机械机构的复杂程度，选择电动机额定转矩。 所需的电动机的输出功率为： 11KPP 上式中： 1P 负载功率。 K工作情况系数，取为 ，见表 6； 1 减速器效率； P计算功率。 表 5 工作情况系数 原动机种类 工作条件 负荷性质 电动机 稳定 中等冲击 大的冲击 断续 3h/d 0。 8 1。 0 1。 35 水平固定式螺旋输送搅龙设计 13 8~10h/d 1。 0 1。 2 1。 5 24h/d 1。 2 1。 35 1。 6 故： kwKPP   根据设计要求选择 Y 系列三相异步电动机，型号为： YJ90S4。 额定功率为，额定电流为 ，额定转速为 1415r/min，效率为 ，功率因数为，额定转矩为。 确定减速器的机型 现在我采用一种新型减速机 摆线针轮减速机。 摆线针轮减速机采用摆线针齿啮合、行星式传动原理，所以通常也叫行星摆线减速机，行星摆线针轮减速机可以广泛的应用于石油、环保、化工、水泥、输送、纺织、制药、食品、印刷、起重、矿山、冶金、建筑、发电等行业，做为驱动或减速装置，该机分为卧式、立式、双轴型和直联型等装配方式。 其独特的平稳结构在许多情况下可替代普通 圆柱齿轮减速机 及 蜗轮蜗杆减速机 ，因此，行星摆线针轮减速机在各个行业和领域被广泛的使用，受到广大用户的普遍欢迎。 当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮摆线针轮减速机 的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助 W 输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。 〇高速比和高效率单级传动 〇结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸。 〇运转平稳噪声低摆线针齿 啮合齿数 较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。 〇使用可靠、寿命长因主要零件采用轴承钢材料，经淬火处理（ HRC58～ 62）获得高强度，并且，部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。 因主要零件是采用轴承钢淬火处理 （ HRC5862），再精磨而成，且摆线齿与 针齿套 啮合传递至针齿形成滚动磨擦付，磨擦系数小，使 啮合区 无相对滑动，磨损 极小，所以经久耐用。 〇设计合理，维修方便，容易分解安装，最少零件个数以及简单的润滑，使摆线针轮减速机深采用户的信赖。 因此按照工作条件和设计要求，选择 脚板式卧装双轴摆线针轮减速机BWY221755 型减速器，公称传动比为 17，高速轴许用功率为 . 确定传动装置的传动比 水平固定式螺旋输送搅龙设计 14 由选定的电动机满载转速和工作机转速可得传动装置的传动比为 : i 由于选用的事标准减速器，所以传动比是 17，所以修改工作机转 速为m in/ 4 1 5 rn 。 校核 2  SCnD Q  在推荐范围内，填充系数满足要求。 查看《运输机械设计选用手册下》可知：驱动装置型号为： YJ90S4。 4 螺旋输送机的机身设计 螺旋管轴的设计 螺旋管轴一般由无缝钢管制成，直径常取为 40~90mm。 在空心轴的连接处需要实心轴端。 轴的材料采用 45 号钢，查机械设计手册可知： 硬度为 217~255HBW 扭转疲劳强度 MPa1551  抗拉强度 MPab 637 许用疲劳应力   MPa591  屈服点 MPas 353 静应力   MPa2161  弯曲疲劳强度 MPa2681  脉动应力   MPa980  实心轴伸入无缝钢管约 150mm，端部焊接高度约为 8mm，然后用螺栓固定。 伸入轴和钢管之间为过盈配合。 下面是关于螺旋管轴的设计计算： 图 6 管轴外径为 89mm，内径为 77mm，长度为 5540mm。 轴上所承受的物料总重为：KgD 3 4 890 。 下面作轴的计算简图： 水平固定式螺旋输送搅龙设计 15。