無級變速螺旋給料器設計

1、無級變速螺旋給料器設計1. 引言本次設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，我查看了一些相關書籍，也 在網(wǎng)上找到了一些相關的資料。但是都只是一般介紹，沒有很細的資料。另外，由于 在學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計。螺旋給料器的構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。

2、 螺旋給料 器是一種常用的沒有撓性牽引構件的連續(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備之一。廣泛應用于各行業(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200c。螺旋給料器不適于輸送易變質的、 粘性大的、易結塊的物料。旋轉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。旋轉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

3、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，在機長較長時，應加中間吊掛軸承。螺旋給料器有水平式、傾斜式和垂直式三種。根據(jù)不同的設計要求選擇合適的類 型。本次課題設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 設計方法已經(jīng)很難滿足設計要求，但是若運用優(yōu)化設計方法，可以減小誤差以致滿足 設計要求。所以，在傳統(tǒng)的方法上，結合優(yōu)化設計方法和現(xiàn)代常用的各種二維、三維 軟件，便于設計，使設計簡單化。我國在螺旋給

4、料器這方面和外國的研究發(fā)展還存在一定的差距，所以在設計的過程中要使設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，最好是能應用在多方面，而不是單一化的機床設計?；谶@樣想法，開始了本次課題 設計。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、結構特點、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

5、送機的傳動特點和結構形式的不同可分為有 撓性牽引構件的和無撓性牽引構件的兩類；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、鏈式、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件的連 續(xù)輸送機，利用工作構件即螺旋體的旋轉運動，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

6、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 構分為：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，對轉螺旋給料器，復式給料器，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

7、的應用。2.1螺旋給料器的基本結構螺旋給料器的基本結構如圖2-1所示。它由料槽、螺旋體、軸承及驅動裝置組成。 螺旋體由兩端軸承和中間懸掛軸承支承， 由驅動裝置驅動。螺旋給料器工作時，物料 由進料口進入料槽，在旋轉螺旋葉片的推動下，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螺旋給料器基本結構2.2螺旋給料器的類型2.2.1水平螺旋給料器水平螺

8、旋給料器多采用“ u ”形槽體（也可采用圓筒槽體）、較低的螺旋轉速及 固定安裝的結構，見圖2-1。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0°的螺旋給料器，一般與水平螺旋給料器的結構相同。輸送傾角為 20° 90°的螺旋輸送機，一般采用短螺距螺旋及圓筒壯槽體，螺旋體的轉速也需增加, 其結構如同垂直螺旋給料器，223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，螺旋體的轉動可采用底部驅動或

9、頂部驅動。垂直螺旋 給料器的優(yōu)點是結構簡單，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(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用的一種 輸送設備，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的、粘性大 的和易結塊的物料。(2) 螺旋給料器使用的環(huán)境溫度為-2050c；物料溫度小于200e ;給料器的 傾角b < 20c；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備相比較，具有結構簡單、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

10、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)都得到了廣泛的應用，因此促進了其研究和發(fā)展。螺旋 給料器由于其結構簡單，操作維護簡便，在輸送物料場合得到了廣泛的應用， 但是其 輸送效率卻比較低。目前，螺旋給料器的設計工作仍主要是使用傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計方法 進行，存在的缺點是效率低，周期長以及難以提高設備性能。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構尺寸和葉片與物料之間的摩擦系數(shù) 有關，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

11、構尺 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 旋葉片結構尺寸進行優(yōu)化。對螺旋給料器存在的輸送功率問題，許多專家學者做過很多這方面的研究工作。 一般來講，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論。螺旋給料器的選型問題。在水平螺旋給料器的選型設計中，主要是根據(jù)輸送物料 性質、輸送量、輸送機類型、輸送距離和輸送傾角來確定

12、螺旋體的尺寸、螺旋轉速和 功率。正確地選型設計汁算是選擇設備的關鍵。采用手工設計效率低、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 設計。華東理工大學機械工程學院李英和武漢工業(yè)學院許諾，劉光蓉，對螺旋輸送機的選型問題，結合計算機技術做了有效的工作，他們建立了水平螺旋給料器選型設計 的數(shù)學模型，在visualc十+6.0平臺下，利用面向對象的程序設計，實現(xiàn)了水平螺旋 輸送機計算機選型設計。參數(shù)輸入、參數(shù)輸出和圖形顯示設計在同一界面上，采用自 動、標準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備，其結構簡單，運轉可靠，造價低廉，維修方便，取得了較快 的發(fā)展和應用。大傾角螺旋給料器是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F(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