無級變速螺旋給料器的設(shè)計-說明書

1、無級變速螺旋給料器的設(shè)計 學(xué)生姓名：林娟伊 班級： 指導(dǎo)老師：張緒坤摘要：螺旋給料器是一種常用的沒有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機械，是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的重要機械設(shè)備之一。廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，如建材、化工、電力、冶金、煤炭、糧食等行業(yè)。適用于水平和傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料。不適用于輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。螺旋給料器由料槽、螺旋體、軸承及驅(qū)動裝置組成。螺旋體由兩端軸承和中間懸掛軸承支承，由驅(qū)動裝置驅(qū)動。無級變速是指通過改變交流電頻率來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，從而改變速度的快慢。而在調(diào)速的過程中，具有沖擊小、平緩的進行換速，是一種理想的高效率、搞性能的調(diào)速手段。能夠滿足工程生產(chǎn)中的要求，還能

2、夠減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)物料輸送過程的機械化和自動化。 此次設(shè)計使用優(yōu)化思想和方法，通過對給料器完整的設(shè)計計算使得輸送量和效率得到較合理的匹配，輸送性能和傳輸能力的主要參數(shù)分析和使用與改善在生產(chǎn)上的實用合理性。課題對螺旋給料器的設(shè)計研究的方法、理論分析結(jié)合起來，對整機進行全面的性能、參數(shù)的影響深入研究。根據(jù)選型要求，設(shè)計參數(shù)選擇的原則和方法鑒定確定該機為LS型螺旋給料器。優(yōu)化螺旋葉片，結(jié)合實際完成的工作目標(biāo)經(jīng)過計算后采用右旋彎曲母線螺旋面滿面式葉片，確定最合理的填充系數(shù)即進料量、螺距大小等。采用變頻調(diào)速器或調(diào)速電機，使螺旋給料器應(yīng)用中提高勞動生產(chǎn)率、改善質(zhì)量、提高設(shè)備自動化程度等

3、。關(guān)鍵詞：無極變速 螺旋 給料器 變頻器 指導(dǎo)老師簽名：Design of continuously variable speed screw feeder Student name :Lin Juan Yi Class: Supervisor :Zhang Xu KunAbstract: Screw feeder is a common continuous conveyor that has not flexible traction, it is one of the important and indispensable manchinery and equipment .Widely

4、 used in warious industries, such as building materials, chemicals, power, metallurgy, coal, grain etc. Apply to horizontal and inclined conveying powder, granular and small bulk materials. Does not apply to transport perishable, viscous, easy caking materials. Screw feeder make up of trough, spiroc

5、heres, bearings and drive components. Spirochete is supported of both ends of bearings and the middle suspension of bearings, divern by the dive. Continuously Variable Transmission is adjusted motor speed by changing the frequency of AC, thus changing the speed. In the speed of the process, with the

6、 impact of small, gentle to exchange rate, it is an ideal high-efficiency and high-performance speed control means. It can meet the engineering requirements of the production and can also ruduce workers labor intensity, improve productivity, to achieve material handling process mechanization and aut

7、omation. The design uses ideas and methods of optimization, through the feeder allows the complete design and calculation of transmission capacity and efficiency of a more reasonable match, transmission performance and transmission capacity of the main parameters of the analysis and use in the produ

8、ction and improvement of practical rationality. Subject to the design research methods of screw conveyor, theoretical analysis combined the performance of the machine to conduct a comprehensive, parameters of in-depth study. According to model selection, design parameters to determine the principles

9、 and methods of identification of aircraft for the LS-type screw conveyor. Optimization of spiral blades, combined with the actual completion of work objectives through the calculated use of R-bend helical sounded style blade, to determine the most reasonable fill factor that is feeding quantity, pi

10、tch size. With frequency converter or motor, so screw conveyor applications to improve productivity, improve quality, increase the degree of automation equipment. Keyword: Infinitely variable Spiral Feeder Inverter Signature of Supervisor:目錄1. 引言（1）2. 螺旋給料器概述 2.1 螺旋給料器的基本結(jié)構(gòu)(2)2.2 螺旋給料器的類型(3) 2.2.1 水

11、平螺旋給料器(3) 2.2.2 傾斜螺旋給料器(3) 2.2.3 垂直螺旋給料器(4) 2.3 螺旋給料器的特點(4)2.4 螺旋給料器的研究現(xiàn)狀(4) 2.5 螺旋給料器的發(fā)展趨勢(5)3. 螺旋給料器工作原理及主要構(gòu)件的設(shè)計和選用 3.1 水平螺旋給料器的工作原理(6) 3.2. 螺旋體(7) 3.2.1 螺旋葉片(7) 3.2.2 螺旋軸 (11) 3.2.3 軸承 (12) 3.2.4 機槽 (13) 3.2.5 驅(qū)動裝置 (17)4. 水平給料器工作過程分析 4.1 物料的運動分析和葉片的設(shè)計(19)5. 總體設(shè)計計算 5.1 被輸送物料的名稱及特性 (27) 5.2 選型要求 (2

12、7) 5.3 螺旋給料器的設(shè)計計算 (27) 5.3.1 確定螺旋直徑 D (30)5.3.2 確定螺旋轉(zhuǎn)速 n (30)6. 總體尺寸設(shè)計 6.1 LS 螺旋給料器的外形及尺寸 (31)6.2 附件尺寸 (31) 6.2.1 進出料口 (31)7. 無級變速器 7.1 變頻調(diào)速器 (33) 7.1.1 變頻調(diào)速器的基本原則 (34) 7.1.2 變頻調(diào)速器的工作原理 (35) 7.2 變頻調(diào)速器的選型 (37) 7.2.1 變頻調(diào)速器的選用原則 (37) 7.3 變頻調(diào)速器的特點 (41) 7.3.1 變頻調(diào)速器優(yōu)點 (41) 7.3.2 變頻調(diào)速器的缺點 (45)結(jié) 論 (47)參考文獻

13、(48)致 謝 (49) 1. 引言本次設(shè)計課題是無級變速螺旋給料器，剛接觸時，腦海中找不到與之相對應(yīng)的圖片、資料，所以，很茫然。為了能更好的了解這個課題，我查看了一些相關(guān)書籍，也在網(wǎng)上找到了一些相關(guān)的資料。但是都只是一般介紹，沒有很細(xì)的資料。另外，由于在學(xué)校中很少與在實際生產(chǎn)運用中的機器接觸，即使通過書籍見過相關(guān)描述，也不能很好的了解和描繪那些圖片，所以，在這樣的情況下，只能摸索著前進。當(dāng)然了，通過對書本和網(wǎng)上的資料進行整理，慢慢了解并開始著手設(shè)計。螺旋給料器的構(gòu)造及其工作原理均與螺旋輸送機相似，不同之處主要是螺旋給料器的輸送距較短。所以了解螺旋給料器，可以通過了解螺旋輸送機來分析。螺旋給料

14、器是一種常用的沒有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機械，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設(shè)備之一。廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，如建材、化工、電力、冶金、煤礦炭、糧食等行業(yè)，適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，如煤粉、灰、渣、水泥、糧食等，物料溫度小于200。螺旋給料器不適于輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進行螺旋給料器輸送，使物料不與螺旋給料器葉片一起旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)力是物料自身重力和螺旋給料器機槽內(nèi)壁對物料的摩擦阻力。螺旋給料器旋轉(zhuǎn)軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有滿面式面型、帶式面型、月牙式面型和鋸齒式面型等型式。螺旋給料器的螺旋軸在物料運動方向的終端有

15、止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機長較長時，應(yīng)加中間吊掛軸承。螺旋給料器有水平式、傾斜式和垂直式三種。根據(jù)不同的設(shè)計要求選擇合適的類型。本次課題設(shè)計的要求是螺旋輸送機直徑為300mm，螺旋輸送機長度為2600mm，采用變頻調(diào)速器或調(diào)速電機實現(xiàn)無極調(diào)速，電機功率為1.5KW。根據(jù)對資料的分析，確定輸送的物料為煤粉，選擇的是LS型螺旋輸送機。在這個快速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)很難滿足設(shè)計要求，但是若運用優(yōu)化設(shè)計方法，可以減小誤差以致滿足設(shè)計要求。所以，在傳統(tǒng)的方法上，結(jié)合優(yōu)化設(shè)計方法和現(xiàn)代常用的各種二維、三維軟件，便于設(shè)計，使設(shè)計簡單化。我國在螺旋給料器這方面和外國的研究發(fā)展還存在一定的

16、差距，所以在設(shè)計的過程中要使設(shè)計方案不但滿足工程上的需要，還要減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率，最好是能應(yīng)用在多方面，而不是單一化的機床設(shè)計?；谶@樣想法，開始了本次課題設(shè)計。2. 螺旋給料器的概述螺旋給料器是一種常用的沒有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機械。輸送機械有很多類型，由于連續(xù)運輸機在工作原理、結(jié)構(gòu)特點、輸送物料的方法和方向以及其他一系列特性上各有不同，因此種類繁多。連續(xù)運輸機械按照用途分為通用輸送機械、專用輸送機械和輔助輸送設(shè)備；按照輸送的對象可分為輸送散粒物料、輸送成件物品和輸送人員三類；按照安裝形式可分為固定式，移動式和移置式三類；按照輸送機的傳動特點和結(jié)構(gòu)形式的不同可分為有撓性牽引構(gòu)件

17、的和無撓性牽引構(gòu)件的兩類;按照連續(xù)輸送機械輸送機理可分為機械式和流體式兩類；此外輸送機械還可分為輥式、鏈?zhǔn)?、輪式、膠帶式、滑板式及懸掛式等多種。螺旋輸送機在我國研制較早，是一種重要而又具有代表性的旋轉(zhuǎn)類型的連續(xù)運輸機械。在各種不同類型的連續(xù)運輸機械中，螺旋輸送機是屬于沒有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機，利用工作構(gòu)件即螺旋體的旋轉(zhuǎn)運動,使物料向前運送。螺旋給料器適用于短距離輸送物料，應(yīng)用螺旋給料器可以將物料在一定的輸送線路上，從裝載地點到卸載地點以恒定的或變化的速度進行輸送，還可以形成連續(xù)的物流或脈動性的物流，即從最初的供料到最終的卸料之間可以形成一種物料的輸送流程。螺旋給料器可沿水平、傾斜（小于或等

18、于20）或垂直方向上輸送物料，主要分為水平螺旋給料器和垂直螺旋給料器。這兩種機型也是最常用的。螺旋給料器根據(jù)結(jié)構(gòu)分為：單螺旋給料器和雙螺旋給料器，前者使用較多。螺旋給料器的安裝方式有固定式和移動式兩種，大部分螺旋給料器采用固定式。其他型式的螺旋給料器有很多種類，例如有螺旋管給料器，可彎曲螺旋給料器，大傾角螺旋給料器，成件物品螺旋給料器，熱交換式螺旋給料器，微粉螺旋給料器，新型冷卻螺旋給料器，對轉(zhuǎn)螺旋給料器，復(fù)式給料器，雙向給料器，變螺距給料器，變直徑給料器等。各種型式的螺旋給料器在工程實際中都得到了很廣泛的應(yīng)用。2.1 螺旋給料器的基本結(jié)構(gòu)螺旋給料器的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它由料槽、螺旋體、

19、軸承及驅(qū)動裝置組成。螺旋體由兩端軸承和中間懸掛軸承支承，由驅(qū)動裝置驅(qū)動。螺旋給料器工作時，物料由進料口進入料槽，在旋轉(zhuǎn)螺旋葉片的推動下，沿著料槽作軸向移動，直至卸料排出。螺旋給料器的基本機型有水平式螺旋給料器、傾斜式螺旋給料器和垂直式螺旋給料器。水平式螺旋給料器是最常用的一種型式。垂直式螺旋給料器用于短距離提升物料，但必須有水平螺旋喂料，以保證必要的進料壓力。此外，還有許多其他型式的兼有工藝過程和特殊作用的螺旋給料器。 圖2-1 螺旋給料器基本結(jié)構(gòu)2.2 螺旋給料器的類型2.2.1 水平螺旋給料器水平螺旋給料器多采用“U”形槽體（也可采用圓筒槽體）、較低的螺旋轉(zhuǎn)速及固定安裝的結(jié)構(gòu)，見圖2-1。

20、給料器工作時，物料從給料器的進料口加入槽體，被輸送到槽體的出料口或在任一希望的中間位置經(jīng)槽體底部的出料口卸出。2.2.2 傾斜螺旋給料器輸送傾角20o的螺旋給料器，一般與水平螺旋給料器的結(jié)構(gòu)相同。輸送傾角為20o90o的螺旋輸送機，一般采用短螺距螺旋及圓筒壯槽體，螺旋體的轉(zhuǎn)速也需增加，其結(jié)構(gòu)如同垂直螺旋給料器，2.2.3 垂直螺旋給料器垂直螺旋給料器可垂直提升一般的散狀物料，物料顆粒大小一般12mm。垂直螺旋給料器的槽體為封閉的圓筒，螺旋體的轉(zhuǎn)動可采用底部驅(qū)動或頂部驅(qū)動。垂直螺旋給料器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，所占空間位置小，制造成本底；缺點是輸送量小，輸送高度一般不超過8m。2.3 螺旋給料器的特點

21、（1）螺旋給料器是在化工、建材、冶金、煤礦、糧食等部門中廣泛應(yīng)用的一種輸送設(shè)備，主要用于輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料。它不適宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的和易結(jié)塊的物料。（2）螺旋給料器使用的環(huán)境溫度為-2050；物料溫度小于200；給料器的傾角20；輸送長度一般小于40m，最長不超過70m。（3）螺旋給料器與其他輸送設(shè)備相比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性能好、可以中間多點裝料和卸料、輸送方向可逆向、操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點。它的缺點是螺旋體特別是螺旋葉片及料槽易磨損，輸送量較低，消耗功率大以及物料在運輸過程易破碎。2.4 螺旋給料器的研究現(xiàn)狀 螺旋給料器在各個行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，

22、因此促進了其研究和發(fā)展。螺旋給料器由于其結(jié)構(gòu)簡單，操作維護簡便，在輸送物料場合得到了廣泛的應(yīng)用，但是其輸送效率卻比較低。目前，螺旋給料器的設(shè)計工作仍主要是使用傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計方法進行，存在的缺點是效率低，周期長以及難以提高設(shè)備性能。為了攻克這方面缺點，國內(nèi)對這方面的研究情況也比較多。螺旋給料器的輸送效率高低與螺旋葉片結(jié)構(gòu)尺寸和葉片與物料之間的摩擦系數(shù)有關(guān)，對輸送某種物料而言，其摩擦系數(shù)為一定值，那么主要的就是螺旋葉片結(jié)構(gòu)尺寸對輸送效率高低的影響。如何使得螺旋輸送機獲得最佳的輸送效率，就有必要對螺旋葉片結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化。對螺旋給料器存在的輸送功率問題，許多專家學(xué)者做過很多這方面的研究工作。一般來講

23、，按照通用計算公式算出的螺旋輸送機螺旋軸功率往往小于實際的需要值，對于這個實際的問題，武漢食品工業(yè)學(xué)院的龐美榮和王春維根據(jù)調(diào)查和實例，對螺旋軸進行了理論分析，提出了推薦計算公式，并將推薦計算公式和通用計算公式結(jié)合起來，進行計算比較對照，得出推薦計算公式與實際需要符合得很好這樣的結(jié)論。螺旋給料器的選型問題。在水平螺旋給料器的選型設(shè)計中，主要是根據(jù)輸送物料性質(zhì)、輸送量、輸送機類型、輸送距離和輸送傾角來確定螺旋體的尺寸、螺旋轉(zhuǎn)速和功率。正確地選型設(shè)計汁算是選擇設(shè)備的關(guān)鍵。采用手工設(shè)計效率低、易出錯。隨著計算機的發(fā)展把這一過程交給計算機完成，從而實現(xiàn)計算機對水平螺旋給料器的選型設(shè)計。華東理工大學(xué)機械工

24、程學(xué)院李英和武漢工業(yè)學(xué)院許諾，劉光蓉，對螺旋輸送機的選型問題，結(jié)合計算機技術(shù)做了有效的工作，他們建立了水平螺旋給料器選型設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，在VisualC十+6.0平臺下，利用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，實現(xiàn)了水平螺旋輸送機計算機選型設(shè)計。參數(shù)輸入、參數(shù)輸出和圖形顯示設(shè)計在同一界面上，采用自動、標(biāo)準(zhǔn)和人工三種方式對中間計算所得參數(shù)進行圓整、取值，使用方便。 對于新型螺旋給料器的研究，也取得了很多的進展。大傾角螺旋給料器是替代由斗式提升機和水平螺旋轉(zhuǎn)送機所組成的聯(lián)合水泥輸送系統(tǒng)，作為混凝土攪拌站配套的水泥計量斗的喂料設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)可靠，造價低廉，維修方便，取得了較快的發(fā)展和應(yīng)用。大傾角螺旋給料器是

25、采用變螺距螺旋葉片，下端加料區(qū)段螺距較小，上面輸送區(qū)段螺距較大，這樣能使加料區(qū)段的充填系數(shù) =1,輸送區(qū)段也能得到最佳的充填系數(shù) = 0.5- 0.7， 從而能使輸送機輸送的比能容降低40%-50%，而且還可防止高流動物料在輸送時倒流?？傊?現(xiàn)在對于螺旋給料器的研究越來越受到各界的重視，而且國外也有了很多研究成果。但國內(nèi)的研究成果與國外相比，還有一定的差距，還有很大的發(fā)展空間。2.5 螺旋給料器的的發(fā)展趨勢螺旋給料器未來的發(fā)展方向：1.大運量 、高速度、長使用壽命。高速度即意味著高生產(chǎn)率，減少單位時間生產(chǎn)成本.磨損是限制螺旋給料器壽命的主要原因，減少物料與螺旋之間的摩擦系數(shù)，增加螺旋軸的耐磨性

26、，改善物料的性能，可以較大程度提高給料器的使用壽命。2.低能源消耗及降低能量消耗。螺旋給料器的能源絕大部分都消耗在摩擦損失上。因此降低能源消耗是研究和設(shè)計螺旋給料器急待解決的難題和發(fā)展方向。3.智能化發(fā)展。未來的螺旋給料器應(yīng)與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、智能操作。物料的裝卸、機器安裝與維護都應(yīng)能實現(xiàn)智能化管理。4.空間可彎曲輸送。為了克服水平和垂直螺旋給料器由于構(gòu)造上的限制而只能直線輸送物料的不足，近年來出現(xiàn)了可彎曲螺旋給料器，彈簧給料器等。另外其他各種給料器也應(yīng)為了實現(xiàn)空間可彎曲輸送研制新的機型。5.組合復(fù)合化輸送，向著大型化發(fā)展。使用螺旋給料器，結(jié)合各種連續(xù)給料器械，來完成復(fù)雜的物料輸送。

27、大型化包括大輸送能力、單機長度和大輸送傾角等幾個方面。6.擴大使用范圍。目前，螺旋給料器的使用范圍受到限制，要擴大其使用范圍，研究能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱易爆、易結(jié)團、粘性物料的螺旋給料器。7.環(huán)保意識設(shè)計，減少污染，實現(xiàn)綠色設(shè)計的目標(biāo)。傳統(tǒng)的連續(xù)運輸機械是敞開狀態(tài)下輸送物料的，在輸送粉狀、顆粒狀物料時，物料散落飛揚，嚴(yán)重影響周圍的環(huán)境，特別是在輸送水泥、化肥、礦石、煤炭、谷物等粉末易飛揚物料時尤顯嚴(yán)重。為了解決這個問題，人們應(yīng)當(dāng)提前研制多種形式的環(huán)保型給料器，而螺旋給料器對于解決這個難題，無疑具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展空間。3. 螺旋給料器工作

28、原理及主要構(gòu)件的設(shè)計和選用31 水平螺旋給料器的工作原理水平螺旋給料器是一種常見的沒有撓性牽引構(gòu)件的輸送機械，在建材，化工，冶金，煤礦，糧食等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。它借助旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移向前而進行輸送，可在水平或傾斜（小于或等于20）方向上輸送物料，主要用來輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料。水平螺旋給料器的工作原理是由帶有螺旋葉片的螺旋軸在一封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)物料進入固定的料槽內(nèi)時，由于物料的重力及其與料槽內(nèi)壁間的摩擦力作用，堆積在料槽下部的物料不隨螺旋體轉(zhuǎn)動，而只在旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片推動下向前移動，如同不旋轉(zhuǎn)的螺母沿著轉(zhuǎn)動的螺桿做平移運動一樣，達(dá)到輸送物料的目的。水平螺旋給料器主要由料槽、

29、螺旋體、軸承和驅(qū)動裝置等構(gòu)成。料槽采用帶有平蓋的半圓形斷面，半圓部分的內(nèi)徑要比螺旋體稍大，兩者的間隙一般7-l0mm.料槽開有進料口和卸料口，為便于改變裝料和卸料的位置，還設(shè)有中間進料口和中間卸料口，不用時將閘門關(guān)上。螺旋體由電動機通過減速裝置帶動。螺旋體支承在首尾端軸承和中間軸承上。物料卸料口的末端軸承為止推軸承，以承受作用在螺旋體上的軸向力。中間軸承多為懸掛式。由于螺旋葉片在安置中間軸承處要間斷，所以軸承的尺寸要盡量小，以使螺旋工作面的間隙盡可能小，便于物料順利通過和減小物料通過螺旋體間隙時的運行阻力。螺旋輸送機的主要特點有：結(jié)構(gòu)比較簡單緊湊；工作可靠、維修不太復(fù)雜、成本低；料槽是封閉的，

30、便于輸送易飛揚的、熾熱的及氣味強烈的物料，減少了對環(huán)境的污染；輸送物料可以在線路上任意一點裝載，也可以在許多點卸載；輸送是可逆的，可以同時向兩個方向(集向中心或遠(yuǎn)離中心)輸送物料；輸送過程中可以進行混和、攪拌等作業(yè)；料槽剛度較大，能夠很好地承受一定的彎矩作用。使用螺旋給料器輸送散粒物料，也存在一定的缺點。首先，由于物料對螺旋體及料槽的摩擦和物料的攪拌，使得單位功率消耗較大；其次，容易引起物料的破碎及磨損，特別是螺旋體和料槽有強烈的磨損；另外，螺旋給料器對超載很敏感，易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。為了防止螺旋給料器過載，可使給料器進料段的螺旋葉片的螺距小于其他部分的螺距；防止過載的另一種方法是螺距相同，但采用

31、兩個或更多的進料口，都可以很好的決這個問題。提高螺旋給料器輸送能力，其進料段研究的中心問題是提高物料加入量，可以采用的四種結(jié)構(gòu)形式是：漸擴葉片，可加大推進力；增加漸擴管，可減少進料阻力；既采用漸擴葉片，又增加漸擴管；采用具有彎曲母線的雙頭螺旋。這些方法提高物料加入量效果都取得了很好的效果。3.2 螺旋體螺旋體是由螺旋軸和焊接在軸上的螺旋葉片組成。3.2.1 螺旋葉片 螺旋葉片是螺旋給料器的主要工件，材料為3-6mm厚的鋼帶或鋼板沖壓或軋制而成，然后焊或用螺釘固定在螺旋軸上的。常用的種類有滿面式（螺旋面）、帶式、月牙式和鋸齒式四種。如下圖圖32所示。圖32 葉片常用的種類（a）滿面式 （b）帶式

32、（c）月牙式 （d）鋸齒式圖32中（a）滿面式螺旋葉片主要用來輸送干燥后的粒狀、粉狀及有粘附性的物料。這種螺旋葉片的一邊緊貼在軸上，形成完整的螺旋面，由于其構(gòu)造簡單，而且輸送力強，生產(chǎn)率高，是應(yīng)用最廣的一種。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型見運輸機械設(shè)計選用手冊表15-5。圖32中（b）帶式螺旋葉片多用于輸送較大粒狀、塊狀和稍帶粘性的物料。由于粘性物料易于粘附在實面螺旋葉片及軸上，而帶狀葉片和軸之間留有空間，因此可避免物料粘附和堆積。這種葉片對物料有較強的攪拌作用，但生產(chǎn)率較低。也可用于兩種物料的混合。這種螺旋葉片的一邊通過桿件與軸相連，形成帶式的螺旋面。帶式

33、螺旋面又稱D制法，其螺旋節(jié)距與螺旋葉片直徑相同。圖32中（c）月牙式螺旋葉片適用于輸送潮濕發(fā)粘和易于擠壓成塊的物料。這種螺旋葉片將一片片的月牙狀的葉片按照輸送方向，以一定距離用螺釘固定在螺旋軸上形成螺旋，其角度按物料的推進速度和方向能很方便地加以調(diào)節(jié)，它具有很強烈的攪拌作用，其螺旋節(jié)距約為螺旋葉片直徑的1.2倍。圖32中（d）鋸齒式螺旋葉片適用于輸送粘性大的和腐蝕性強的物料，如油腳等。它還具有攪伴和松散作用。但應(yīng)用較少。通過對資料的分析和研究，此次課程設(shè)計采用的是LS型螺旋葉片，用來輸送的物料是煤粉，故采用的螺旋葉片的型式為實體螺旋面。根據(jù)原始數(shù)據(jù)D=300mm，則初步計算螺旋軸直徑 (3-1

34、)取系數(shù)為0.25，計算得出d=75mm，不需要圓整。由于采用的是LS型螺旋葉片，故由運輸機械設(shè)計選用手冊表15-5 LS型螺旋給料器的規(guī)格與輸送能力中，可以查得LS250與LS315的螺距都為直徑的大小，所以，在這里取LS300的螺距s=300mm。螺旋葉片上任一點的法線與螺旋軸線的夾角稱該點的螺旋升角。螺旋升角由下式確定。 (3-2)式中：s螺距（m）D1該點所在螺旋線的直徑（m）所以，螺旋葉片的外側(cè)升角外和內(nèi)側(cè)升角內(nèi)分別為式中：D螺旋體的外徑（m）d螺旋軸的外徑（m）因為Dd，故內(nèi)外，即螺旋葉片的外側(cè)升角外最小，內(nèi)側(cè)升角內(nèi)最大。圖3-3是實體螺旋葉片的展開圖圖33實體螺旋葉片近似展開圖螺

35、旋給料器的螺旋葉片有左旋與右旋兩種旋向，決定螺旋旋向方法參見運輸機械設(shè)計選用手冊圖15-2所示。圖34螺旋旋向圖及螺旋給料器的六種常見的結(jié)構(gòu)布置形式在工業(yè)上螺旋給料器的螺旋葉片通常采用厚度為2mm12mm的35鋼及45鋼制成。在使用過程中，螺旋葉片尤其是葉片的外緣磨損較快，為了增加葉片的耐磨性，可對其進行熱處理，使葉片表面硬化。螺旋體的形成通常是先用鋼板制成分段螺旋葉片，再將分段的螺旋葉片彼此對焊在一起，并將其焊接固定在螺旋軸上，即組成螺旋體。螺旋體的制作方法主要有以下幾種。纏繞成形法：將帶鋼纏繞在螺旋形模具的空隙內(nèi)強制成形。纏繞時葉片外緣容易產(chǎn)生裂紋，葉片橫截面容易發(fā)生彎曲，而且每種規(guī)格的葉

36、片都要有專用的模具。冷軋成形法：將帶鋼通過冷軋機上一對錐形軋輥的輾壓，形成連續(xù)多圈的環(huán)狀件，再令其通過螺旋分導(dǎo)裝置，則成為具有左（右）旋向并有一定螺距的螺旋葉片。這種方法制作的葉片其根部較厚，外邊緣較薄。拉制成形法：先將鋼板沖裁成帶缺口發(fā)平面圓環(huán)，再經(jīng)過沖壓或錘鍛加工成一定螺距的螺旋葉片，然后將若干個這樣的螺旋葉片焊接或鉚接的、成一串連續(xù)的螺旋面。用此方法生產(chǎn)的螺旋葉片整體厚度相同，但制造效率低而勞動強度較大。根據(jù)實際需求，螺旋葉片我們采用右旋方式，葉片采用厚度為2.5mm的45鋼制成。在使用過程中，因葉片的外緣磨損較快，為了增加葉片的耐磨性，對螺旋葉片進行熱處理。3.2.2螺旋軸螺旋給料器的

37、軸一般采用空心軸（鋼管）制成。這是因為軸體承受相同扭矩的情況下，空心軸所需的材料和重量都要比實心軸節(jié)省，且相互之間的連接也較方便。為了便于制造和裝配，螺旋體一般制成24m長的節(jié)段，使用時將各節(jié)段連接起來。在軸與軸的連接處和安裝軸承處需使用一小段實心軸,即在聯(lián)接處將實心軸伸入空心軸內(nèi)，再在空心軸外面套一段長約150mm的套筒，然后再用螺栓按相互垂直方向?qū)Υ┨淄才c兩軸緊固。當(dāng)采用此種聯(lián)結(jié)時，螺旋葉片應(yīng)與套筒連接在一起。另一種聯(lián)結(jié)方法是將實心軸伸入空心軸內(nèi)，再用幾只相適應(yīng)的螺釘或銷釘固定。此種方法主要用于快速螺旋給料器螺旋軸的連接。螺旋軸的直徑d與所傳遞的扭矩有關(guān)。一般采用實體螺旋葉片的給料器，其螺

38、旋軸的直徑常根據(jù)下述關(guān)系式確定。（摘自機械設(shè)計）式中，D螺旋直徑（mm）。當(dāng)螺旋直徑D較大時應(yīng)取該范圍的下限，反之取該范圍的上限，但選用后仍應(yīng)對軸的強度進行校核。幾種常用螺旋軸的系列尺寸見下表34。表34 水平螺旋給料器螺旋體與螺旋軸的系列尺寸螺旋體直徑D（mm）100160200250315400500螺旋軸直徑d（mm）303642486070100 由于沒有螺旋直徑為300mm的，但是通過計算也可以得到當(dāng)系數(shù)為0.2時，d=60mm，但是經(jīng)過前面計算我們已得出所設(shè)計的螺旋給料器d=75mm。這里將系數(shù)值取大些，是根據(jù)所輸送的物料來選擇的，選擇大些螺旋軸直徑其承重能力更強，剛性更好。在正常

39、情況下冷軋鋼的軸是可以滿足的；當(dāng)輸送有腐蝕性或污染的物料也可采用不銹鋼軸。給料器采用無潤滑的鐵制懸掛軸承時要用淬火的聯(lián)結(jié)軸。而表面淬火的懸掛軸承要求配用表面淬火的軸。根據(jù)介紹，我們設(shè)計的螺旋給料器的軸材料選用45鋼，采用空心軸（鋼管）制成，這樣軸體承受相同扭矩的情況下，空心軸所需的材料和重量都要比實心軸節(jié)省，且相互之間的連接也較方便。為了便于制造和裝配，由于給料器總長度才3m，故中間不需要懸掛軸承就能滿足要求。空心軸壁厚=10mm，=d1/d=(d-2)/d=55mm/75mm=0.733。則其中。由前面的總體計算我們可知，P=1.5KW，則軸的扭矩為其中n的值是通過后面的計算得到的。則軸的最

40、大切應(yīng)力為所以螺旋軸滿足強度要求。3.2.3軸承螺旋給料器的軸承根據(jù)其安裝位置和作用，可分為頭部軸承、尾部軸承和中間懸掛軸承三種。頭部軸承又稱首端軸承，位于給料器的驅(qū)動端（卸料端）。頭部軸承除了承受徑向載荷外，還要承受軸向載荷，因此該端采用止推軸承。這樣的布置可使螺旋軸承受拉力，其工作條件比承受壓力好。因為軸向壓力會使螺旋軸受壓而發(fā)生撓曲。頭部軸承的結(jié)構(gòu)如圖35所示。螺旋加料機和某些短的螺旋給料器也可采用加料端驅(qū)動，此時螺旋處于受壓狀態(tài)。圖35 首端軸承尾部軸承又稱末端軸承，通常采用雙列向心球面軸承，主要承受徑向載荷和少量的軸向載荷。這里采用深溝球軸承即可。頭部和尾部軸承常用凸緣安裝式，軸承裝

41、于殼體兩端的端蓋外側(cè)，以便檢修和更換。對于長度在3m以上的螺旋給料器，為了避免螺旋軸受力彎曲，每隔2m左右應(yīng)設(shè)置一中間懸掛軸承。由于螺旋葉片在懸掛軸承處必須斷開，為了防止物料在此處堵塞，懸掛軸承的斷面尺寸和長度尺寸都應(yīng)盡量小。懸掛軸承一般采用滑動軸承，其軸襯由青銅、減磨鑄鐵、青銅及巴氏合金、硬質(zhì)合金及硬鐵、油浸木材或其他耐磨材料制成。在某些情況下，也可采用滾動軸承進行可靠的密封。在各種情形中，軸承都要裝設(shè)潤滑油杯以進行潤滑。由于本設(shè)計的輸送長度為2.6m，小于3m，所以不需要中間懸掛軸承就可以滿足設(shè)計要求。很多情況下都要求對瞬時間頭部和尾部設(shè)置軸的防塵密封。采用密封壓蓋及槽體端部密封來防止槽體

42、里的粉塵進入軸承或防止水分沿軸進入槽內(nèi)。采用密封的滾動懸掛軸承，軸蓋上有防塵密封結(jié)構(gòu)，常用在不易加油，不加油或油對物料有污染的地方，密封效果好，壽命長，輸送物料溫度80。為滑動軸承，設(shè)有防塵密封裝置，有鑄銅瓦、合金耐磨鑄鐵瓦等，常用在輸送物料溫度較高（80）或輸送液態(tài)物料。3.2.4機槽螺旋給料器的機槽主要有U字型和圓筒型兩種。圖36所示是水平螺旋給料器機槽的形式。帶有角鋼法蘭的截面為U字型的鋼制螺旋槽體是最常用的，U字型機槽一般用2mm10mm的薄鋼板制成，其兩側(cè)壁垂直，底部呈半圓形，兩側(cè)壁的上端邊沿焊有縱向角鋼，用以固定蓋板及增強機槽的剛性，同時也用以固定懸掛軸承。機槽半圓的內(nèi)徑應(yīng)大于螺旋

43、葉片的半徑，使其形成4mm8mm的間隙。若機槽總長度超過3.5m時，為了避免其彎曲下垂，應(yīng)每隔2m3m設(shè)置一支架承托。本設(shè)計給料器總長為2.6m，故不需要支架承托。折邊法蘭的U型槽體，頂部法蘭是由同一塊鋼板折邊加工而成的槽體，這樣制成的槽體重量輕而堅固?；顒拥椎腢型槽體快速、方便地清理給料器內(nèi)部的場合，該槽體由上部剛性的槽鋼與下部半圓形截面槽體所構(gòu)成，半圓形槽體的一邊為鉸接，另一邊則采用彈簧卡子夾緊或其他形式的快開聯(lián)結(jié)裝置。帶有夾套的槽體在其夾套上焊有換熱介質(zhì)的進出口管，這種槽體廣泛用于加熱、冷卻或干燥被輸送的物料。矩形槽體適合于磨琢性強的物料。允許物料滯留在槽底，這樣可以防止物料和槽底的直接

44、摩擦。為了對機槽進行封閉，機槽上部安裝有薄鋼板制成的蓋板。蓋板用螺栓固定在槽體上端的角鋼法蘭上，或用彈簧卡子緊夾在槽體上。蓋板可以開啟，以便對機槽進行必要的檢查。對要求防塵的頂蓋還要在蓋板下加墊密封。在蓋板上開有進料口，在機槽底部開有卸料口，進料口和卸料口常做成方形（有時也采用圓形進料口），以便安裝料管和平板閘門，如圖36所示。閘門控制常用手推式、齒條式及電動推桿式幾種。圖36螺旋給料器槽的形式根據(jù)設(shè)計需要此次設(shè)計采用U字型機槽。因為帶有角鋼法蘭的截面為U字型的鋼制螺旋槽體是最常用的。機槽由8mm的薄鋼板制成，其兩側(cè)壁垂直，底部呈半圓形，兩側(cè)壁的上端邊沿焊有縱向角鋼，用以固定蓋板及增強機槽的剛

45、性，同時也用以固定懸掛軸承。其具體尺寸數(shù)據(jù)見總體設(shè)計。進、出料口一般在全機安裝固定后，根據(jù)工藝需要現(xiàn)場開口焊接。注意不要進、出料口位置安排在兩端的軸承處和中間懸掛軸承處。螺旋給料器的機槽在進行安裝時，一定要注意對中和找正，否則，工作時由于劇烈而周期的撓曲應(yīng)力，會發(fā)生軸的斷裂，軸承的使用壽命也將大大減弱。固定進料時，可采用裝料設(shè)施以便可靠地調(diào)節(jié)螺旋給料器的進料量。裝料設(shè)施可采用管狀槽體的螺旋給料機，使物料在預(yù)定速度下從料倉中將物料輸出，或采用旋轉(zhuǎn)葉輪給料機，以一定的轉(zhuǎn)速排出物料，其給料量由轉(zhuǎn)速確定。具有多點進料的螺旋給料器，必須有靈活可靠的進料調(diào)節(jié)裝置。在給定時間里僅需打開一個進料口時，應(yīng)限制閘

46、門或開關(guān)裝置在最大開度時不至于使給料器超載。當(dāng)需要開啟多個進料口同時進料時，必須小心地調(diào)節(jié)限制每一個進料口的流量，以使其總量不要超過給料器的設(shè)計能力。直接由固定儲倉進料的螺旋給料器，若沒有流量調(diào)節(jié)裝置，則將大大地增加超載的危險。進料時由于物料塊度或顆粒的慣性作用會產(chǎn)生沖擊，有碰壞或磨損設(shè)備的可能，為此可在進口溜槽中安裝折流擋板或緩沖腔來加以克服。常用的螺旋給料器進料布置如圖37所示圖37螺旋給料器的進料布置標(biāo)準(zhǔn)卸料是最廣泛采用的卸料布置，采用標(biāo)準(zhǔn)卸料口來約束物料的卸出并直接將物料送入后續(xù)的設(shè)備或儲存裝置。終端卸料的卸料口位于螺旋給料器槽體的最末端。閘板卸料采用手輪或鏈輪操縱的齒條及小齒輪平閘板

47、，進行有選擇地定量卸料、閘板的操作方向可與給料器的軸呈平行或垂直。無接管的卸料口是在給料器槽體底部直接開口。開底卸料是在給料器槽體的底部按任意要求的長度開口卸出物料，用于向料斗、料倉的卸料及布料。槽體端部卸料是指物料直接通過給料器槽體端部的開口卸出，螺旋由局部端板支承，軸承安裝在端部的法蘭上，當(dāng)給料器填充系數(shù)超過0.45時將不能采用這種卸料方法。端部敞開卸料時，給料器尾節(jié)螺旋采用標(biāo)準(zhǔn)的懸掛軸承支承。常用的螺旋給料器卸料布置見圖38所示。圖38螺旋給料器的卸料布置根據(jù)實際情況，選用標(biāo)準(zhǔn)的卸料布置，為防止物料滿溢，在卸料口和槽體端部間裝設(shè)一節(jié)與主螺旋呈相反方向的螺旋，以防止物料在最后卸料口前的堆積

48、。3.2.5驅(qū)動裝置螺旋給料器的驅(qū)動裝置由電動機、減速器、聯(lián)軸器及底座組成。LS型螺旋給料器的驅(qū)動裝置有五種形式：第一種為TY型驅(qū)動裝置，由TY型同軸式減速器和彈性柱銷聯(lián)軸器構(gòu)成，功率范圍為0.550.45KW；第二種為YY型驅(qū)動裝置，由ZSY型減速器，Y系列電動機，彈性柱銷聯(lián)軸器和底座構(gòu)成，最適用于LS630LS1250,螺旋給料器，功率范圍為7.575KW，YY型驅(qū)動裝置有型（即右裝）和型（即左裝）兩種裝配型式。站在電動機尾部向前看，減速器的低速軸在電動機右側(cè)者為型，減速器的低速軸在電動機左側(cè)者為型。第三種為YJ型驅(qū)動裝置，由Y型電機和ZQ型減速器組成；第四種為YTC型驅(qū)動裝置，由YTC型

49、同軸式齒輪減速器與Y型電機組成；第五種驅(qū)動裝置并非每一個制造廠都能配備。下表是TY型驅(qū)動裝置和地腳螺栓尺寸及重量表。規(guī)格型號轉(zhuǎn)速r/min同軸減速器型號許用長度mHH1ll1F1LS31580TY80-18-2.2TY100-18-4TY112-18-5.5TY125-18-7.5TY140-18-118152027353623984394804921802002252502657908549411003114237141143145049523227228230134663TY100-22.4-2.2TY100-22.4-3TY112-22.4-4TY112-22.4-5.5TY125-22

50、.4-7.5913182535398398439439480200200225225250834834886941100341141143143145027227228228230150TY80-28-1.5TY100-28-2.2TY100-28-3TY112-28-4TY125-28-5.5TY140-28-7.581217233035362398398439480492180200200225250265755834834886963106537141141143145049523227227228230134640TY100-35.5-1.5TY100-35.5-2.2TY112-35

51、.5-3TY125-35.5-4TY125-35.5-5.51015202735398398439480480200200250250250799834866908963411411431450450272272282301301規(guī)格型號轉(zhuǎn)速r/min同軸減速器型號F2F3C1C2M*l0重量G3，kgLS31580TY80-18-2.2TY100-18-4TY112-18-5.5TY125-18-7.5TY140-18-118080110110110240275285320350210260285310350180180240240240M16*400M20*400M20*400M24*400M30*50010714320623335263TY100-22.4-2.2TY100-22.4-3TY112-22.4-4TY112-22.4-5.5TY125-22.4-7.58080110110110275275285285320260260285285310180180240240240M20*400M20*400M20*400M20*400M24*40013313817720623350TY80-28-1.5TY100-28-2.2TY100-28-3