環(huán)保設計有限公司高級技師人員解密螺旋輸送機設計

1、20滄州市環(huán)保設計有限公司內部資料目錄摘要 1第一章 引言3 1.1 關于本次畢業(yè)設計3 1.2 螺旋輸送機產品概述3 1.3 螺旋輸送機的應用范圍4 1.4 螺旋輸送機主要熱點4 1.5 螺旋輸送機工作原理4 1.6 螺旋輸送機整機布置形式5 1.7 螺旋輸送機的發(fā)展歷史及趨勢5第二章 螺旋輸送機的設計8 2.1 總體方案設計8 2.2 螺旋輸送機總體結構設計8 2.3 螺旋輸送機機體的設計9 2.4 驅動端裝置的設計 12 2.5 中間軸承裝置 14 2.6 尾端裝置的設計 16 2.7 驅動裝置和尾端裝置軸的校核 17第三章 減速器的設計 19 3.1 蝸輪蝸桿減速器的運動和動力參數(shù) 1

2、9 3.2 減速器的蝸桿設計 19 3.3 蝸輪軸的設計 23 3.4 蝸桿軸的設計 29 3.5 減速器箱體及附件的設計 31第四章 軸承的校核 33 4.1 蝸桿軸滾動軸承計算 33第五章 鍵的校核 35 5.1 蝸桿軸端和聯(lián)軸器的聯(lián)結的鍵 35 5.2 蝸輪與軸聯(lián)結的鍵 35 5.3 蝸輪軸軸端和聯(lián)軸器聯(lián)結的鍵 35第6章 潤滑和密封的設計 37 6.1 潤滑 37 6.2 密封 37 6.3 附件的設計 38致謝 39參考文獻 40附錄1 英文文獻翻譯 41附錄2 英文文獻原文 45螺旋輸送機（傾斜10o）摘要：螺旋輸送機是利用電機帶動螺旋回轉，推移物料以實現(xiàn)輸送目的的機械，它能水平、

3、傾斜或垂直輸送，具有結構簡單、橫截面積小、密封性好、操作方便、維修容易、便于封閉運輸?shù)葍?yōu)點。本課題重點研究在與驅動裝置的合理選擇，對驅動裝置的合理給螺旋輸送機的效率，穩(wěn)定，安全性的提高大的作用。本次畢業(yè)設計是關于輸送機的設計。首先對輸送機作了簡單的概述；接著分析了輸送機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設計；接著對所選擇的輸送機各主要零部件進行了校核。普通型輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了輸送機的安裝與維護。關鍵詞：螺旋輸送機 輸送系統(tǒng) 選型設計 主要部件第一章 引言1.1 關于本次畢

4、業(yè)設計1.1.1 畢業(yè)設計的目的通過本次畢業(yè)設計，我們能夠達到一些目的:1) 培養(yǎng)我們綜合運用和鞏固擴展所學知識，提高理論聯(lián)系實際的能力；2) 培養(yǎng)我們搜集、閱讀、分析和運用各種資料，手冊等科技文獻的能力；3) 使我們更加熟練的運用autocad、word等計算機辦公軟件，提高計算機輔助設計的能力；4) 訓練和提高機械設計的基本理論和技能；5) 培養(yǎng)獨立思考，獨立工作的能力1.1.2 畢業(yè)設計的任務1) 設計條件 運輸物料為干燥煤粉，密度；運輸量為；運輸長度為。2) 設計內容a) 設計方案的選擇與計算b) 總體結構的設計，成套圖紙及說明書3) 設計關鍵a) 仔細分析聯(lián)系輸送機的工作原理b) 根

5、據(jù)輸送要求選擇合適類型的類型輸送機c) 保證設計的類型輸送機能夠滿足工作要求1.2 螺旋輸送機產品概述螺旋輸送機俗稱絞龍，gx型系列螺旋輸送機是一種利用螺旋葉片的旋轉，推動物料沿著料槽運送的輸送設備，在建筑工地，儲糧倉庫，制造車間等，并在傾角 20 的情況下，輸送粉狀，顆粒狀和小塊物料，使螺旋輸送機對提高生產工作效率得到了很大體現(xiàn)，本次設計旨在對螺旋輸送機進行創(chuàng)新設計，進一步提高它的實用性。gx型螺旋輸送機是按照jb/t679-95螺旋輸送機標準設計制造，gx型螺旋輸送機的螺旋直徑有，共有7種規(guī)格。在物料溫度小于200，工作環(huán)境溫度在-20至+50之間時，輸送長度可達50,個別情況可達70。螺

6、旋機驅動端軸承、尾部軸承置于料槽殼體外部減少了灰塵對軸承的影響，提高了螺旋機關鍵件的適用壽命。中間吊掛軸承采用滑動軸承，并設防塵密封裝置，密封件用尼龍或塑料，因而密封性能好，耐磨性強，阻力小，壽命長。滑動軸承的軸瓦有粉末冶金、尼龍和巴氏合金，可根據(jù)不同需要選用，進出料口的靈活布置使其適應性更強，得到用戶認可。1.3 螺旋輸送機的應用范圍gx型螺旋輸送機廣泛應用在各種工業(yè)部門，如建材、冶金、化工、電力、煤炭、輕工、糧食及食品行業(yè)，適用于水平或者20 傾角的，如水泥、煤粉、糧食、化肥、灰渣、砂子、焦炭等。gx型螺旋機對輸送物料的要求，物料溫度不得超過200，螺旋機不宜輸送易變質的、粘性大的、易結塊

7、的物料。因為這些物料在輸送時會粘結在一起，并隨之旋轉而不向前移動，或者在吊軸承處物料積塞而使機器不能正常工作，因此對于輸送距離短，輸送量不大，五磨琢性或磨琢性小，五粘結性或粘接性小，不怕破碎而又要求密閉輸送的粉狀和小塊狀的物料，采用螺旋輸送機是很適宜的。1.4 螺旋輸送機主要特點1. 結構簡單、造價便宜；2. 維修容易、操作安全；3. 外形尺寸矮小，布置緊湊，便于多點裝料與卸料；4. 槽體密閉，物料損耗少；5. 可輸送較高溫度的物料。1.5 螺旋輸送機工作原理物料從進料口加入，裝螺旋軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力作用。該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料

8、本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力的作用下，沿著料槽軸向前移動。1.6 螺旋輸送機整機布置形式 一臺螺旋輸送機通常由驅動裝置、頭節(jié)、若干標準中間節(jié)、選配中間節(jié)、尾節(jié)、進料口、出料口等組成，除頭節(jié)和選配中間節(jié)外，各節(jié)螺旋機及機殼均有互換性。螺旋機本體由頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)三種組成。一般情況下，出廠總裝時將中間節(jié)按長度長短依次排列，最長的中間節(jié)靠近頭節(jié)，相同的中間節(jié)挨在一起。在頭節(jié)內裝有止推軸承承受軸向力，在中間節(jié)裝有中間吊掛軸承支承螺旋軸。螺旋面的形式有實體螺旋和帶式螺旋兩種。各螺旋軸之間采用法蘭式聯(lián)接，保證了連接軸的互換性，便于維修。進料口是

9、方形進料口，出料口有方形卸料口、手推式卸料口及齒條式卸料口。布置進出料口應注意保證料口至端部的距離，同時避免料口與吊軸承加油杯，機殼聯(lián)接法蘭，底座等相碰。驅動裝置有由型電動機和型減速器組成，即雙型。按其裝配方式的不同，它分為右裝和左裝兩種。圖1-1 螺旋輸送機簡圖1.7 螺旋輸送機的發(fā)展歷史及趨勢1.7.1 螺旋輸送機的發(fā)展歷史螺旋輸送機的發(fā)展，分為有軸螺旋輸送機和無軸螺旋輸送機兩種型式的發(fā)展過程。有軸螺旋輸送機由螺桿，u型料槽，蓋板，進，出料口和驅動裝置組成，一般還有水平式，傾斜式和垂直式三種:而無軸旋輸送機則采用螺桿改為無軸螺旋，并在u型槽內裝置有可換襯體，結構簡單，物料由進料口輸入經(jīng)螺旋

10、推動后由出料口輸出，整個傳輸過程可在一個密封的槽中進行。一般來講，我們平常所指的螺旋輸送機都指有軸型式的螺旋輸送機。而對許多輸送比較困難的物料，人們一直在尋求一種可靠的輸送方法，而無軸螺旋輸送機則是一種較好的解決方法。gx型螺旋輸送機是出現(xiàn)較早的一種螺旋輸送機，也是我國最早定型生產的通用性生產設備。它以輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料為主，不適宜輸送易變質的，粘性的易結塊的物料和大塊的物料，因為這些物料容易粘在螺旋上而隨之旋轉，或在吊軸承處產生堵料現(xiàn)象，給物料輸送過程帶來很大的不便。gx型螺旋輸送機的優(yōu)點主要是節(jié)能、降耗顯著，其頭部、尾部軸承移至殼體外，具有防塵密封性好，噪聲低，適應性強，操作維修方

11、便，進、出料口位置布置靈活等;缺點是動力消耗大，機件磨損快，物料在運輸時粉碎嚴重。1.7.2螺旋輸送機的發(fā)展趨勢縱觀螺旋輸送機的發(fā)展歷程，可以預見未來的發(fā)展方向主要有以下幾方面:1.大運量 、高速度、長使用壽命。高速度即意味著高生產率，減少單位時間生產成本.磨損是限制螺旋輸送機壽命的主要原因，減少物料與螺旋之間的摩擦系數(shù)，增加螺旋軸的耐磨性，改善物料的性能，可以較大程度提高輸送機的使用壽命。2.低能源消耗及降低能量消耗.螺旋輸送機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計螺旋輸送機急待解決的難題和發(fā)展方向。3.智能化發(fā)展。未來的螺旋輸送機應與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、智能

12、操作。物料的裝卸、機器安裝與維護都應能實現(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輸送機由于構造上的限制而只能直線輸送物料的不足，近年來出現(xiàn)了可彎曲螺旋輸送機，彈簧輸送機等。另外其他各種輸送機也應為了實現(xiàn)空間、可彎曲輸送研制新的機型。5.組合復合化輸送，向著大型化發(fā)展。使用螺旋輸送機，結合各種連續(xù)輸送機械，來完成復雜的物料輸送。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，螺旋輸送機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、易燃性物質的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結團、粘性物料的螺旋輸送機。7.環(huán)保意

13、識設計，減少污染，實現(xiàn)綠色設計的目標。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重。為了解決這個問題，人們應當提前研制多種形式的環(huán)保型輸送機，而螺旋輸送機對于解決這個難題，無疑具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展空間。第二章 螺旋輸送機的設計2.1總體方案設計2.1.1傳動布置方案電動機聯(lián)軸器減速器聯(lián)軸器螺旋輸送機機2.1.2設備的工作要求載荷平穩(wěn)，單向運轉，每日工作一班，工作四年，允許螺旋輸送機機主軸轉速誤差小于5%，車間有三相交流電源。2.2螺旋輸送機總體結構設計常見的傾斜固定式螺旋

14、輸送機，其結構比較簡單。主要由驅動裝置，料槽，螺旋軸，驅動端軸承，中間吊掛軸承，尾部端軸承，進料口，卸料口等部分組成，如下圖所示：圖2-1 螺旋輸送機（傾斜10o）總體布置方式1.電動機 2.聯(lián)軸器 3.蝸輪蝸桿減速器 4 .聯(lián)軸器 5.驅動端軸承6.中間吊掛軸承 7.尾部端軸承 8.螺旋軸 9.進料口 10.卸料口由于設計的螺旋輸送機的長度為12米。為了制造,安裝以及運輸?shù)姆奖?其槽體和螺旋軸均采取分節(jié)制造,頭節(jié)長2.5米,接著是2.5米、2米、2.5米長的中間節(jié)，尾節(jié)長2.5米，靠螺栓聯(lián)接,并用中間軸承支承。同時,為了保證分節(jié)裝配后輸送機的整體剛度,槽體的連接處和螺旋軸的連接處需分開一段距

15、離。由于物料在螺旋輸送機中的運送完全是一種滑移運動,為了使螺旋軸處于較為有利的受拉狀態(tài)，設計時將驅動裝置和出料口安裝在輸送機的同一端,把進料口放在尾部附近。2.3 螺旋輸送機機體的設計2.3.1輸送機的螺旋直徑和螺旋軸的轉速1) 螺旋直徑的確定按公式，得螺旋直徑式中 螺旋葉片直徑（米）；物料的輸送量（噸/時）；物料的堆積比重（噸/米3）；水平輸送時物料在輸送機內的填充系數(shù)；表示物料綜合特性的經(jīng)驗系數(shù)；傾斜向上輸送時輸送量的校正系數(shù)；(見表2-2)由表2-1，可以查得輸送煤粉時:=0.0415；=0.4；=0.6； =75； 由表2-2，=0.8；將原始數(shù)據(jù),=0.0415=0.2170按表2-

16、3將螺旋直徑圓整為標準螺旋直徑，=0.25m。2) 螺旋軸轉速的確定a) 按公式帶入螺旋直徑，得螺旋軸轉數(shù)： = =150把帶入公式 ，校核填充系數(shù)：=0.2837此時=0.28370.350.45，所以降低螺旋機的轉數(shù)為n=120r/min ；再次校核填充系數(shù)=0.3546(0.350.45),所以螺旋機的轉數(shù)確定為n=120r/min b) 螺旋葉片螺距：s=0.8d=0.8250=200mm.輸送機載荷的橫斷面面積:f=0.01391805物料在輸送時的運移速度:=0.4m/s故:所選螺旋軸葉片直徑d=250mm,螺旋軸轉速n=120r/min2.3.2 螺旋輸送機的功率計算和驅動裝置的

17、型號選擇1) 螺旋輸送機的功率計算螺旋軸克服阻力所需功率:n= 在公式中 n螺旋軸所需之功率（千瓦）；功率備用系數(shù)；生產率（噸/時）；物料總阻力系數(shù)；l-輸送機水平投影長度（米）h-輸送機垂直投影長度(米)功率備用系數(shù)，考慮在低生產率時螺旋自重對功率的影響較大，以及為了計入空轉時的損失，一般取=1.21.4；此時螺旋輸送機傾斜向上輸送，取“+”；式中=1.2，取=1.3。帶入公式計算得：n= =0.6914kw按公式得驅動裝置功率：=0.7355kw由于采用浮動聯(lián)軸器將驅動裝置與螺旋軸直接連接，在其軸上不存在有懸臂負荷，故只需校驗轉速比： =0.0058由表2-6可知當=250時，=0.060

18、。由于0.00580.060，故是安全的。2) 驅動裝置的型號選擇 由,查表1-13,得驅動裝置為:右裝的，功率為的型電動機和型的減速器構成.由，和選得的型號，從表2-6中便可查得，驅動裝置的電動機為,和減速器為,總傳動比2.3.3 螺旋葉片的表面展開尺寸由計算得知螺旋葉片的大圓直徑，螺旋螺距, 螺旋葉片內徑為d=70mm,葉片寬度b=(d-d)/2=(250-70)/2=90mm查相關參考書得出: ,d1=275mm,s=200mm,l=54mm,l=19mm, =4mm,d=70mm. 所以葉片寬度b=(d-d)/2=(250-70)/2=90mm圖2-2 實體螺旋葉片展開圖螺旋葉片計算公

19、式 ，代入相關數(shù)據(jù)得=52.14mm按公式 r=b+r=90+52.14=142.14mm按公式 2.3.4 螺旋輸送機的長度和標準螺旋節(jié)的長度原始數(shù)據(jù)要求螺旋機全長為12米，根據(jù)化工起重運輸手冊;螺旋輸送機與斗式提升機表1-10，頭節(jié)長2.5米,接著是2.5米、2米、2.5米長的中間節(jié)，尾節(jié)長2.5米，gx型螺旋輸送機的進料口是方形進料口，進料口下端直接焊牢在開孔的平蓋板上，上端的為帶孔法蘭，可與各種給料設備連接使用。2.4 驅動端裝置的設計2.4.1 驅動端軸的最小直徑的確定1) 求出軸上功率p.轉速n和轉矩t，有之前計算得:p=0.7355kw.n=120r/min t=9.55106=

20、9.551060.7355/120=58.531032) 初步確定軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調質處理.根據(jù)表15-3(機械設計),取a=112于是得 =112=20.50mm.驅動端軸的最小直徑，顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選聯(lián)軸器的孔徑與之相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號聯(lián)軸器的計算轉矩t=kt,查機械設計表14-1.考慮到轉矩變化不大，故取k=1.5,則:t=kt=1.558.530=87.8n按照計算轉矩t應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件選用十字軸式萬向聯(lián)軸器。2.4.2 驅動軸的結構設計（1） 驅動軸如下圖所示：圖2-3 驅動軸示意圖（2） 根據(jù)要求確定軸的各段直徑和長度。

21、查螺旋輸送機資料表6-3-13得知=40mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度l=85mm.（3） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩，故取2段的直徑=50mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度=70mm,現(xiàn)取=68mm。由裝備圖可以知道，2段是來安放擋圈，根據(jù)端蓋擋圈尺寸及留余，取=73mm.軸的3段和5段都是安放軸承的，初步確定滾動軸承。因為軸承承受徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸。參照工作要求并根據(jù)=50mm。由于驅動軸主要承受軸向力和不大的徑向力，故選擇對開的圓錐滾子軸承。查手冊選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30212，其尺寸為,故,而，右段滾動軸承采用軸肩

22、定位。由手冊查得30212型軸承的定位軸肩高度，取，。軸的6段為安裝端蓋處，根據(jù)設計的端蓋寬度，取=87mm。軸的7段沒有軸肩定位問題，考慮到與螺旋軸內孔配合，內孔還需要焊接一個套筒加強強度，故取.長度.（4） 軸上鍵槽和銷孔的位置設計 驅動軸、半聯(lián)軸器與螺旋軸的周向定位均采用了平鍵連接，按,查機械設計手則得平鍵截面,驅動軸右端與螺旋軸采用方向相互垂直的銷軸聯(lián)接，銷孔直徑為。2.5 中間軸承裝置中間軸承又稱為吊掛軸承，因為它脫空懸置在槽頂?shù)膬缺诎鍡l或角鋼上。由于它處于輸送物料之中，一般都做稱對開式滑動軸承，其軸承采用粉末冶金，巴氏合金，青銅，鑄鐵及其他的減磨材料，在個別情況下為了減少摩擦阻力。

23、視需要也可以安裝上滾動軸承，不過必須保證有可靠的密封，以防止微塵物料進入軸承。所有的中間軸承都是用固定在平蓋板上方的油杯注油潤滑，在緊靠軸承附近的平蓋板上，開設有觀察孔，以便于觀察軸承和消除軸承處因物料的堆積所引起的阻塞。gx型螺旋輸送機的中間軸承裝置，如圖所示，它是用粉末冶金材料作軸襯的一種對開式滑動軸承，且軸襯呈球面型，以利于自動調心。 如下圖所示為中間軸承裝置。圖2-4 中間軸承示意圖而中間軸由化工起重運輸手冊;螺旋輸送機與斗式提升機表1-37，查得。其他尺寸見裝配圖。 螺旋軸呈螺旋輸送機的回轉部分，設計時可以采用實體螺旋，螺旋輸送機的轉軸一般采用鋼管制成，在其兩端頭，焊偶連接法蘭，結構

24、如下圖。圖2-5 螺旋軸示意圖由前面的計算得d=250mm.s=200mm。查考資料得,螺旋軸之間用對開式中間滑動軸承連接2.6 尾端裝置的設計2.6.1計算軸的最小直徑由前知功率 p=0.7355=0.70kw,轉速，扭矩t=58.53nm初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理，根據(jù)機械設計表153，取,于是得 軸的最小直徑顯然是安裝在法蘭軸套處，取此處d=45mm 2.6.2 尾端軸的結構設計1）裝備方案如裝備圖所示：圖2-6 尾端軸示意圖2） 根據(jù)要求確定軸的各段直徑和長度：軸的左端與螺旋軸鋼管內孔相接，由于螺旋軸鋼管外徑為70mm，鋼管不能太厚，本次設計的鋼管內徑為60mm，中間還要焊接一個加強套筒，因此取=45mm確定=70mm，根據(jù)軸肩設計尺寸，參考驅動端端蓋尺寸，選擇=50mm，再由設計的端蓋寬度確定=70mm，軸3段是軸承擋肩，取=62mm，=10mm,4段軸安放軸承段，取=56mm,由此選取調心球軸承1212.其尺寸,故取=18mm，軸最右端6段安裝螺母擋圈，采用螺母m4810,因為有螺紋，需要車退刀槽21，即=2mm，故=44mm，=48mm。3