LS型螺旋输送机的设计说明书.docx

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LS型螺旋输送机的设计说明书

LS型螺旋输送机设计说明书

绪论…………………………………………………………………………………2

第1章螺旋输送机介绍………………………………………………………3

1.1毕业设计的目的………………………………………………………………3

1.2毕业设计的任务………………………………………………………………3

1.3螺旋输送机的基本现状………………………………………………………4

1.4螺旋输送机的工作原理及特点………………………………………………4

1.5螺旋输送机的发展历史及趋势………………………………………………5

1.6螺旋输送机的研究现状………………………………………………………6

第2章螺旋输送机的设计与参数选用……………………………………7

2.1产品特点………………………………………………………………………7

2.2主要部件结构特点……………………………………………………………7

2.3螺旋输送机的具体设计………………………………………………………7

2.3.1螺旋输送机的选型………………………………………………………7

2.3.2螺旋输送机的设计计算………………………………………………10

2.3.3螺旋输送机外形及尺寸………………………………………………15

2.3.4螺旋输送机外形长度组合……………………………………………15

2.3.5螺旋输送机驱动装置…………………………………………………15

2.3.6螺旋输送机轴承选择…………………………………………………16

2.3.7螺旋输送机进出料口装置……………………………………………17

第3章螺旋输送机的安装使用及维护……………………………………18

3.1螺旋输送机安装技术条件…………………………………………………18

3.2螺旋输送机的使用与维护…………………………………………………18

设计小结………………………………………………………………………20

参考文献…………………………………………………………………………21

绪论

螺旋输送机是利用电机带动螺旋回转,推移物料以实现输送目的的机械,它能水平、倾斜或垂直输送,具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输等优点。

本课题重点研究在与驱动装置的合理选择.驱动装置的合理给螺旋输送机的效率,稳定,安全性的提高大的作用.

本次毕业设计是关于输送机的设计。

首先对输送机作了简单的概述；接着分析了输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。

普通型输送机由六个主要部件组成：

传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。

最后简单的说明了输送机的安装与维护。

第1章螺旋输送机介绍

1.1毕业设计的目的

通过本次毕业设计，我们能够达到以下目的：

1.1培养我们综合运用和巩固扩展所学知识，提高理论联系实际的能力；

1.2培养我们收集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力；

1.3使我们更加熟练的运用AUTOCAD、Word等计算机办公软件，提高计算机辅助设计的能力；

1.2毕业设计的任务

1.2.1设计条件

1、输送物料为干燥煤粉，粉状物体无磨琢性。

2、干燥煤粉松散系数=0.6。

3、物料阻力系数=1.2。

4、所设计的输送机要结构简单，便于装卸，检修。

5、能够提高加工效率，减轻劳动强度。

1.2.2设计容

1、设计方案的选择与计算

2、总体结构的设计

1.2.3设计要求

1.能保证所生产干燥煤粉的输送

保证及时输送干燥煤粉是必须首先满足的要求。

干燥煤粉的产量为每小时20t,保证干燥煤粉输送的关键，就在于正确选定螺旋直径、合适的电机和减速器。

2.干燥煤粉进行倾斜角度为10°输送

干燥煤粉的输送为倾斜角度为10°输送，输送距离为10m,其中没有转弯和方向的改变。

3.要有合适的螺旋转速

为避免出现物料被螺旋叶片抛起而无法输送的现象，螺旋转速应小于某一极限转速。

4.能提高生产效率，降低成本

5.操作方便、省力和安全

6.有良好的结构工艺性

1.3螺旋输送机的基本现状

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。

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。

1.4螺旋输送机的工作原理及特点

螺旋输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；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。

1.5螺旋输送机的发展历史及趋势

1.5.1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型槽装置有可换衬体，结构简单，物料由进料口输入经螺旋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。

GX型螺旋输送机是出现较早的一种螺旋输送机，也是我国最早定型生产的通用性生产设备。

它以输送粉状、粒状、小块状物料为主，不适宜输送易变质的，粘性的易结块的物料和大块的物料，因为这些物料容易粘在螺旋上而随之旋转，或在吊轴承处产生堵料现象，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节能、降耗显著，其头部、尾部轴承移至壳体外，具有防尘密封性好，噪声低，适应性强，操作维修方便，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型螺旋输送机特点是结构新颖，性能可靠，技术指标先进，适用围广泛，节能降耗显著。

1.5.2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.扩大使用围。

目前，螺旋输送机的使用围受到限制，要扩大其使用围，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。

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。

1.5.3螺旋输送机的应用围

螺旋输送机广泛应用于粮食工业、建筑材料工业、化学工业、机械制造业、交通运输业等国民经济各部门中。

螺旋输送机主要用于输送各种粉状、粒状、小块状物料，所输送的散粒物料有谷物、豆类、面粉等粮食产品，水泥、粘土、沙子等建筑材料，盐类、碱类、化肥等化学品，以及煤、焦炭、矿石等大宗散货。

螺旋输送机不宜输送易变质的、粘性大的、块度大的及易结块的物料。

除了输送散粒物料外，亦可利用螺旋输送机来运送各种成件物品。

1.6螺旋输送机的研究现状

螺旋输送机由于其结构简单，操作维护简便，在输送物料场合得到了广泛的应用，但是其输送效率却比较低。

国关于这方面的研究情况也比较多.

对螺旋输送机存在的输送功率问题，许多专家学者做过很多这方面的研究工作。

一般来讲，按照通用计算公式算出的螺旋输送机螺旋轴功率往往小于实际的需要值，对于这个实际的问题，食品工业学院的庞美荣和王春维根据调查和实例，对螺旋轴进行了理论分析，提出了推荐计算公式，并将推荐计算公式和通用计算公式结合起来，进行计算比较对照，得出推荐计算公式与实际需要符合得很好这样的结论。

总之，现在对于螺旋输送机的研究越来越收到各界的重视，而且国外也有了很多的研究成果。

在国的研究成果相对于国外来比较，研究成功还较少，还不是很先进。

第2章螺旋输送机的设计与参数选用

LS型螺旋输送机等效采用ISO1050-75及DIN15261-1986标准，设计制造符合JB/T7679-95《螺旋输送机》，螺旋直经由10mm至1250mm，共十二种规格，分为单驱动和双驱动最大长度可达80m（特大型60mm），LS螺旋机适宜输送粉状。

颗粒状、小块状物料，不宜输送易变质、粘性大、易结块的物料，工作环境温度通常为-200C~400C

输送物料温度一般为-200C~800C，螺旋机适宜水平和小倾角（≤150）布置。

2.1产品特点

LS型螺旋输送机具有结构新颖、技术指标先进，适应性强，操作维修方便，与GX型螺旋输送机相比，相同规格的机型，其重量约轻30%。

2.2主要部件结构特点

1、头部和尾部轴承座均设置在壳体外，安装、维修都很方便，同时避免粉尘进入轴承中。

2、中间吊轴承转动阻力小，密封性好，耐磨损，采用粉末冶金油轴瓦、FS复合材料轴瓦和MC尼龙轴瓦，自润滑能力强，耐磨性好，吊轴承分为滚动和滑动可以互换的两种结构，适用于不同物料的输送。

密封件采用尼龙及塑料制造，阻力小，密封性强，耐磨性好。

3、螺旋连接方式采用圆弧键连接代替螺栓连接，强度大，安装方便，横截面积小，对物料阻力小。

4、超长机型采用双端驱动，螺旋在中部断开，使其受力合理。

5、根据用户需要，可以配置断轴报警装置等。

2.3螺旋输送机的具体设计

螺旋输送机的具体设计包括：

①根据输送条件和要求选择合适类型的螺旋输送机。

②根据具体输送要求计算螺旋直径，选择螺旋类型和布置形式。

③计算输送功率并依此选择合适的电动机和减速器等驱动装置。

④根据设计手册选择合适参数确定输送机的外形和尺寸。

⑤确定螺旋输送机长度组合及各节重量。

⑥绘制螺旋输送系统的总装图和部分重要零件图。

2.3.1螺旋输送机的选型

设计螺旋输送机系统时，往往需要考虑下列问题:

1.合理的装载方式，提出给料装置和卸料装置的要求.

2.输送机线路上输送机之间的相互关系。

启动顺序是受料的输送机先驱动，停车顺序是给料的输送先停机，当各螺旋输送机的参数（如长度，驱动装置）不同时，通过这一关系可以提出启动时间和停机时间的要求。

3.不能满足上面的启动和停机顺序的要求时，需要考虑在螺旋输送机间增设缓冲仓以提高系统的适应能力和系统的运转率。

4.环保要求。

对于粉尘大的情况，要考虑采用密封输送或者设置必要的除尘设备。

5.零部件的标准化和通用化及易损件的供货可能性。

Ⅰ根据设计要求（输送物料为干燥煤粉。

进行10m的输送）我们选择螺旋输送机，倾斜角度为10°输送，如下图所示：

图2—1螺旋输送机

Ⅱ选择螺旋输送机的布置形式

水平螺旋输送机根据螺旋的旋向、螺旋轴的旋转方向、以及装料口与卸料口位置等的不同，有6种常见的布置形式：

图2—2螺旋输送机布置形式

根据实际的输送要求选择左上角第2种布置形式。

Ⅲ螺旋轴由螺旋叶片与轴组成。

⑴制造方法

螺旋叶片一般由钢板冲压而成，然后焊接在无缝刚过轴上，且在各叶片间加以焊接。

⑵螺旋的旋向、头数与母线

螺旋轴上的螺旋叶片有右旋与左旋两种，物料的输送方向是由螺旋的旋向与螺旋轴的转向所确定的。

螺旋头数可以是单头、双头或三头的，多头螺旋主要用于需要完成搅拌及混合作业的输送装置中。

螺旋面的母线通常采用垂直于螺旋轴线的直线，采用这种螺旋叶片形式的螺旋称为标准形式螺旋。

以输送物料为目的的螺旋输送机应首先考虑采用标准形式的右旋单头螺旋。

⑶螺旋叶片的形状

螺旋叶片有实体式、带式、叶片式、齿轮式四种形状，如下图所示，应根据被输送物料的种类、特性进行选用。

实体式螺旋式最常用的形式，适用于流动性好的、干燥的、小颗粒或粉状的物料；带式螺旋适用于块状物料或具有一定粘性的物料；叶片式与齿形式螺旋适用于易压实挤紧的物料。

如水平螺旋输送机有对物料进行搅拌、松散等工艺要求，应考虑选用叶片式或齿形式螺旋。

下图为螺旋面的形状：

a）实体式；b）带式；c）叶片式；d）齿形式

图2—3螺旋面形状

总之，我们选择水平螺旋输送机，实体式螺旋面的右旋单头螺旋。

具体选择

LS螺旋输送机。

其适用于水平或倾斜的（倾斜角不大于20°）需要连续地输送粉状和小块状如煤粉、水泥、砂、谷类及煤块等不易粘结的散状物料的场合，其工作环境在-20℃～50℃围，输送物料的温度应低于200℃，输送长度不超过70m。

表2—1螺旋输送量、螺距和转速

2.3.2螺旋输送机的设计计算

㈠螺旋输送机设计参数的确定

⒈输送物料的运动分析

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3-5所示。

图2-4物料颗粒受力分析图

图中φ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φ≈α。

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3-6表示了其速度的分解。

图2-5物料颗粒速度分解图

⒉螺旋输送机设计参数的确定

Ⅰ原始资料

输送物料为干燥煤粉，其生产量为Q=20t/h。

输送距离为L=10m。

物料松散密度为=0.6。

表2—2螺旋输送机物料

物料名称

粉煤

松散密度

0.6

填充系数

0.4

物料阻力系数

Ⅱ螺旋叶片直径

螺旋直径可初步按下式计算：

〔3-9〕

式中——输送能力，t/h；

——物料特性系数，常用物料的值见下表3-3；

——填充系数，见表3-2；

——倾斜系数，见表3-4。

表2-3常用物料的填充、特性、综合系数

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

综合系数

粉状

无、半磨琢性

面粉、石灰、纯碱、煤粉

0.35-0.40

实体螺旋面

0.0415

粉状

磨琢性

水泥、白粉、石膏粉

0.25-0.30

实体螺旋面

0.0565

粒状

无、半磨琢性

泥煤、谷物、锯木屑

0.25-0.35

实体螺旋面

0.0490

粒状

磨琢性

型砂、沙、成粒的煤渣

0.25-0.30

实体螺旋面

0.0600

表2-4倾斜系数表

倾斜角度β

0°

≤5°

≤10°

≤15°

≤20°

1.0

0.9

0.8

0.7

0.65

查表得

=0.0415

=0.30

=0.8。

将以上数据代入公式计算得

=0.238

。

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

。

式中：

a——物料的平均快度，m；

——物料的最大块度，m。

Ⅲ螺旋轴螺距

通常可按下式计算螺距:

〔3-14〕

对于标准的螺旋输送机，k值一般取为0.8～1。

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0.8～1.

故取k=0.8那么螺距为s=0.200。

Ⅳ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与螺距之间的关系。

要使得螺旋面在叶片根部的轴向速度大于圆周速度，得出

〔3-20〕

根据上式计算，当取0.3，s=（0.8-1）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=100mm。

Ⅴ螺旋轴转速

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=75，又有D=0.250m。

计算可得：

极限转速

=150（

）。

圆整为下列转速：

20、30、35、45、60、75、90、120、150、190。

校核填充系数

：

得D=300mm,S=240mm,d=120mm,n=120

Ⅵ传动功率

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：

；〔3-22〕

〔3-23〕

〔3-24〕

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

=1.74m

=0.300m

=1.2，将数据带入公式计算得：

=0.327

；

=0.150

；

=0.047

。

所以，

P=0.524kW

电动机的驱动功率按下式计算：

〔3-25〕

式中：

——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1.1～1.4围选取。

——驱动装置总传动效率，对于圆柱齿轮减速器可取0.85～0.9。

取

=1.4，

=0.85，带入公式计算得：

=0.863

。

Ⅶ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：

〔3-26〕

〔3-27〕

〔3-28〕

式中：

——螺旋轴直径，

；

——螺旋面展开图圆环径，

；

——螺旋面展开图圆环外径，

；

——展开圆环切除部分的周心角，

。

图2—6实体式螺旋叶片的展开图

螺旋叶片的厚度可根据物料性质和螺旋直径按下表选取：

表2-5螺旋叶片厚度

输送物料

粉煤

D=200-300mm

4.5

故取螺旋叶片厚度=4.5mm。

Ⅷ螺旋轴的连接

螺旋轴一般由2m～4m的各个节段连接而成。

图示为管形螺旋轴常用的一种连接方式，各个节段利用衬套和圆轴节段通过穿透螺栓加以连接，其中圆轴节段刚好可以作为中间悬置轴承和端部轴承的轴颈。

图2—7形螺旋轴各节段的连接

1——管形螺旋轴；2——螺旋叶片；3——螺栓；4——衬套；5——圆轴节段

2.3.3螺旋输送机外形及尺寸

经过计算我们选择LS250型螺旋输送机，其外形尺寸：

N=388mm，Q=450mm，P=300mm，R=160mm，T=75mm，W=826mm，X=145mm，Z=210mm，n=8mm，a=264mm，f=250mm,l=120mm,h=22mm,b=18mm,t=65.5mm。

2.3.4螺旋输送机外形长度组合

LS250螺旋输送机长度组合：

10m=2.5m（（头）+2.5m（中）+2.5m（中）+2.5m（中）+2.5m（尾）

2.3.5螺旋输送机驱动装置

LS型螺旋输送机的驱动装置

驱动装置：

YJ型驱动装置，由Y型电机与ZQ型减速器组成。

表2-6减速器配置形式

螺旋轴转速（r/min）

120

150

190

Y系列

同步转速

1000

1500

极数

ZQ型减速器

传动比

48.57

40.17

31.5

23.34

20.49

15.75

12.54

10.35

8.23

装配方式

右

50-1Z

40-1Z

31.5-1Z

25-1Z

20-1Z

16-1Z

12.5-1Z

10-1Z

8-1Z

左

50-1Z

40-1Z

31.5-1Z

20-1Z

16-1Z

12.5-1Z

10-1Z

8-1Z

ⅱYJ型驱动装置的最大功率及配套见表：

表2-7驱动装置

驱动装置型号

螺旋转速（r/m）

120

150

190

YJ90S25

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