毕业设计（论文）螺旋加料输送机的设计（含全套CAD图纸）.doc

全日制普通本科生毕业设计 螺旋加料输送机的设计 DESIGN OF SPIRAL FEEDING CONVEYOR 由于部分原因，说明书已删除部分，完整说明书，CAD图纸，联系153893706 学生姓名： 学 号： 年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动 提交日期：2012年0目 录 摘要1关键词11 前言22 运输机总体方案设计4 2.1 方案设计 4 2.1.1 传动布置方案5 2.1.2 设备的工作条件5 2.1.3 原始数据52.2 螺旋加料输送机结构设计 52.3 输送轴的设计、计算6 2.3.1 输送轴直径的确定6 2.3.2 输送轴转速的确定(附带确定螺旋直径D)7 2.3.3 螺距、生产率、填充系数的验算(附带确定转速n)8 2.3.4 输送轴的长度和标准螺旋节的长度、节数8 2.3.5 输送轴的功率和驱动装置的型号9 2.3.6 输送轴的螺旋叶片的表面展开尺寸102. 4 驱动端轴承装置 11 2.4.1 驱动端轴承装置最小直径的确定11 2.4.2 驱动轴的结构设计122. 5 中间轴承装置 122. 6 尾端轴承装置 13 2.6.1 计算轴的最小直径13 2.6.2 尾端轴的结构设计142. 7 行星轮减速器 143 校核163.1 驱动装置的受力分析 13 3.2 前端轴的校核 153.3 尾端轴的校核 153.4 轴承的校核 16 3.4.1 圆锥滚子轴承的校核16 3.4.2 滑动轴承计算17 3.4.3 调心轴承 23200C的计算18 3.4.4 键的校核194 结论20参考文献 21致谢 22螺旋加料输送机的设计 摘 要：目前，螺旋输送机的设计仍是依靠经验公式计算，在经验公式中许多参数的选择是在一定范围内凭经验选取的，这使得螺旋输送机的设计较落后，无法提高其设计水平和提高产品的性能。文中对螺旋输送机进行了较全面论述，了解了螺旋输送机的类型、发展现状。阐明了螺旋输送机的工作原理。并根据螺旋输送机的工作原理、工作条件、输送要求等设计螺旋输送机。该螺旋输送机用于饲料的水平输送，根据输送量以及输送路程设计出螺旋直径，计算了螺旋功率以及根据功率选择了电动机、减速器和联轴器能较好地解决实际问题。最后对螺旋输送机的安装及平时保养做出了总结。整个设计对今后的设计工作将有实际指导意义和价值。该设计专用于运输饲料，满足一定运输长度和运输量的要求。采用传统设计方法，根据运输物料选择LS型螺旋输送机，由运输量计算并校核得出螺旋叶片直径D=500mm，转速n=100r/min。关键词：螺旋输送；传动比；输送量Design of Spiral Feeding Coveyor Abstract:Currently, the design of screw conveyor is still relying on the experience formula, the formula in the experience of many of the parameters of the option is selected within a certain range rule of thumb, which makes the design of screw conveyor has fallen behind, unable to raise design standards and improve product performance. In this paper, for a more comprehensive treatment of screw conveyor, screw conveyor of the type of understanding, development status. Illustrates the working principle of screw conveyor. Screw conveyor according to the working principle, working conditions, transportation requirements to design a screw conveyor. The level of the screw conveyor for coal transportation, according to throughput and transmission distance design spiral diameter, spiral computed power and power is selected based on motor, reducer and couplings can solve practical problems. Finally, screw conveyor installation and maintenance of peace and make a summary. The design of future design work will have practical significance and value. The design is dedicated to transport dry and coal, to meet a certain length and traffic transportation requirements. Traditional design method, according to the LS-type screw conveyor material selection, calculation and check of the transport screw blade diameter obtained D = 500mm, speed n = 100r/min. Keyword: screw conveyor；transmission ratio； throughput1 前言 螺旋加料输送机具有结构简单，制做成本低，密封性强、操作安全方便等优点，中间可多点装、卸料。广泛用于化工、 建材、冶金、粮食等部门，在倾角 20 °的情况下，输送粘度不大、不易变质、不易结块的粉状、颗粒状和小块物料。螺旋机广泛应用于各行业，如建材、化工、电力、冶金、煤矿炭、粮食等行业，适用于水平或倾斜输送粉状、粒状和小块状物料，如煤矿、灰、渣、水泥、粮食等，物料温度小于200。螺旋机不适于输送易变质的、粘性大的、易结块的物料。在混凝土搅拌站中,螺旋加料输送机的作用得到了最大的体现。螺旋加料输送机的特点是：结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向，也可同时向相反两个方向输送。输送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等作业。由驱动装置封闭槽箱和螺旋组成借螺旋转动将槽箱内的煤推移输出。通过装卸闸门可调节物料流量。但不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的及大块的物料。输送过程中物料易破碎，螺旋及料槽易磨损。单位功率较大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋与料槽间有适当的间隙。垂直螺旋加料输送机适用于短距离垂直输送。可弯曲螺旋加料输送机的螺旋由挠性轴和合成橡胶叶片组成，易弯曲，可根据现场或工艺要求任意布置，进行空间输送。螺旋加料输送机叶片有现拉式和整拉失，现拉式可做成任意厚度与规格尺寸，整拉式不宜制作非标准螺旋。螺旋加料输送机是冶金、建材、化工、粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备。从输送物料位移方向的角度划分，螺旋加料输送机分为水平式螺旋加料输送机和垂直式加料螺旋加料输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升，该螺旋加料输送机不适宜输送易变质、粘性大、易结块或高温、怕压、有较大腐蚀性的特殊物料。螺旋加料输送机一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成；螺旋加料输送机的螺旋叶片有实体螺旋面、带式螺旋面和叶片螺旋面三种形式，其中，叶片式螺旋面应用相对较少，主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，这种螺悬面型，在完成输送作业过程中，同时具有并完成对物料的搅拌、混合等功能。螺旋加料输送机与其它输送设备相比，具有整机截面尺寸小、密封性能好、运行平稳可靠、可中间多点装料和卸料及操作安全、维修简便等优点。一台螺旋输送机通常由驱动装置、头节、若干标准中间节、造配中间节、尾节、进料口、出料口等组成，除头节和选配中间节外，各节螺旋机及机壳均具有互换性。螺旋机本体由头节、中间节、尾节三种组成。一般情况下,出厂总装时将中间节按长度长短依次排列,最长的中间节靠近头节，相同 长度的中间节则挨在一起，如果有特殊要求，则在订货时给出排列顺序。 在头节内装有支推轴承承受轴向力，在中间节和尾节内装有用轴承支承螺旋轴，此外，在尾节内还装有可轴向移动的径向轴承以补 偿螺旋轴长度的误差和适应温度的变化。螺旋面的形式有实体螺旋（S制法）和带式螺旋（D制法）两种。各螺旋轴之间采用法兰式联接， 保证了联接轴的互换性，便于维修。 机盖为瓦片式并用盖扣夹紧在机壳上，若需改进密封性能，用户可自行在机盖与机壳间加防水粗帆布。 进、出料装置有进料口,方型出料口，手推式出料口，齿条式出料口四种。由用户在使用现场在机体上开口焊接。布置进、出料口 位置时应注意保证料口至端部的距离，同时避免料口与吊轴承加油杯、机壳联接法兰、底座等相碰。 驱动装置有ZQ系列减速器+Y系列电动机，YTC齿轮减速电机两种。 驱动装置由Y型电动机、JZQ系列减速器及驱动装置架组成。头节前部装有止推轴承。可承受输送物料时产生的轴向力。 国外螺旋加料输送机技术的现状:国外加料螺旋加料输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是螺旋加料输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状螺旋加料输送机、空间转弯螺旋加料输送机等各种机型；另一方面是螺旋加料输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型螺旋加料输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了螺旋加料输送机动态分析与监控技术，提高了螺旋加料输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的螺旋加料输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点： 1)设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300-500万t以上高产高效集约化生产的需要。 2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。 3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 4)新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/（23）×400（600）工作面顺槽螺旋加料输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。国内螺旋加料输送机技术的现状；我国生产制造的螺旋加料输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，螺旋加料输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离螺旋加料输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离螺旋加料输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩螺旋加料输送机等均填补了国内空白，并对螺旋加料输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。 2 运输机总体方案设计2.1 方案设计本次设计与以往的输送机主要有以下几点的改进： 1)用行星减速机，该减速机输出扭矩较大、效率高、体积小、质量轻，动力输入可靠，传动平稳，提高了承载能力。2)它采用了变螺距技术来提高螺旋加料输送机的输送能力。螺旋输入节用较小距，中间节螺距增大至50mm，输出节螺距再增大50 mm。使输入节粉料填充量增大，中间节和输出节随螺距变大，填充量减少，这样做可有效地防止一些粉料在输送时发生倒流或卡堵现象。3)一般采用水平或倾斜向上输送方式，螺旋轴的防松主要由前支座完成。前支座内设止推轴承，由双螺母加单耳止动垫圈相互备紧对其压紧和防松。为增强防松效果，在前端螺母两侧加设紧定螺钉。1-内齿圈；2-太阳轮；3-内行星轮；4-外行星轮；5-行星架图1 行星减速器简图Fig.1 Planetary reducer diagram 4)它采用了变螺距技术来提高螺旋加料输送机的输送能力。螺旋输入节用较小距，中间节螺距增大至50mm，输出节螺距再增大50 mm。使输入节粉料填充量增大，中间节和输出节随螺距变大，填充量减少，这样做可有效地防止一些粉料在输送时发生倒流或卡堵现象。5)一般采用水平或倾斜向上输送方式，螺旋轴的防松主要由前支座完成。前支座内设止推轴承，由双螺母加单耳止动垫圈相互备紧对其压紧和防松。为增强防松效果，在前端螺母两侧加设紧定螺钉。2.1.1传动布置方案电动机联轴器减速器联轴器螺旋运输机2.1.2设备的工作条件载荷平稳，单向运转，每日工作一班，工作五年，允许螺旋运输机主轴转速误差小于5%。车间有三相交流电源。2.1.3原始数据1）输送物料：干燥煤粉 2）安装方式：水平放置 3）运输量: 6T/h4) 运输长度 5m2.2螺旋运输机结构设计常见的水平型固定式螺旋加料输送机，其结构比较简单。主要有半圆形的长槽体，螺旋轴，驱动端轴承，中间轴承，尾部端轴承进料口，卸料口，以及驱动装置等部分组成，如下图所示：1.电动机；2.联轴器；3.行星减速器；4 .联轴器；5.驱动端轴承 6. 中间轴承；7.尾部端轴承；8.螺旋轴；9.进料口；10.出料口图2 水平式螺旋加料输送机总体布置方式Fig.2 The overall layout of the horizontal screw feed conveyor 由于设计的螺旋加料输送机的长度为6.5米.为了制造,安装以及运输的方便,其槽体和螺旋轴均采取分节制造,头节常2米,中间节长2米共两节，尾节长1.5米，靠螺栓联接,并用中间轴承支承.同时,为了保证分节准装备后输送机的整体刚度,槽体的连接处和螺旋轴的连接处开一段距离.由于物料在螺旋加料输送机中的运送完全是一种滑移运动,为了使螺旋轴处于较为有利的受拉状态，设计时将驱动装置和出料口安装在输送机的同一端,把进料口放在尾部附近。2.3输送轴的设计、计算此处已删除由于轴承运转中又中等冲击载荷，查机械设计表12-3，取 （20） （21） 因为轴承1受力大，所以按轴承1计算 （22）3.4.2滑动轴承计算求两轴承计算轴力 主要性能参数如下，参数如下对于轴承30208，派生轴向力 所以轴承1压紧,，轴承2放松 求轴承的当量载荷由于轴承运转中又中等冲击载荷，查机械设计表12-3，取因为轴承1受力打，所以按轴承1计算 （23）3.4.3调心轴承 23200C的计算两轴承计算轴力（不受轴向力） 当量载荷 查机械手册得 （24） 所以轴承都符合要求。3.4.4 键的校核对于普通平键连接的强度条件为 （25）式中：T传递的转矩K键与轮毂键槽的接触强度。k=0.5h,此处h为键的高度，单位mml键的工作长度，mm,圆头平键l=L-bd轴的直径键轴轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，1)对于电动机轴上的键，故合用。2)对于减速器输入轴上滑移齿轮上的键，故合用。3)对于减速器输出轴上滑移齿轮上的键， 故合用。4)对于输入轴上滑移齿轮上的键故合用。4 结论 通过本次螺旋加料输送机的设计了解到国内外技术性能上存在差距，例如在装机功率、运输能力、最大输送带宽度、带速、工作面顺槽运输长度、输送机品种等等一些方面。在螺旋加料输送机的可靠性、寿命上的差距也存在，如：输送带抗拉强度、输送带接头强度、输送机减速器寿命等方面。另外在控制系统上差距也是有的。同时现代化进程的加快，为了适应高产高效集约化生产的需要，螺旋输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。在今后的10a内输送量要提高到30004000 t/h，还速提高至46m/s，输送长度对于可伸缩螺旋输送机要达到3000m。对于钢绳芯强力螺旋输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到10001500 kW，输送带抗拉强度达到6000 N/mm（钢绳芯）和2500 N/mm（钢绳芯）。随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩螺旋输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩螺旋输送机，以提高我国螺旋输送机技术的设计水平。其包含7个方面的关键技术：1）螺旋输送机动态分析与监控技术；2）软起动与功率平衡技术；3）中间驱动技术；4）自动张紧技术；5）新型高寿命高速托辊技术；6）快速自移机尾技术；7）高效储带技术。参考文献1全腊珍.画法几何与机械制图M.北京.中国农业大学出版社 2007.82张荣善.散料输送与储存M.中国： 化学工业出版社,1996.33应美玕,梁庚煌.机械化运输工艺设计手册M.中国:化学工业出版社,1998.44哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学M.高等教育出版社,2002.75徐余伟.螺旋输送机设计参数的选择和确定J.中国：制粉设备,2008.5 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Elements of Mechanical Engineering.Katson Publ.House,198524Patton W.J.Mechanical Power Transmission.New Jersey:Printice-Hall,1980致 谢 四年的大学学习，不仅使我的知识结构和学习能力上了一个新的台阶，更重要的是，各方面的素质都得到了提高。这一切，首先要感谢我的指导老师任述光老师和各位任课老师在我大学的最后学习阶段毕业设计给自己的指导，从最初的定稿，到资料收集，到写作修改到论文定稿，各个方面都离不开老师耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，他们放弃了自己的休息时间，这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向各位老师表示我诚挚的谢意。同时，感谢各位同学在这四年给自己的指导和帮助，是他们教会了我如何学习，做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，再次向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师能培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！通过这一阶段的努力，我的毕业论文螺旋加料输送机的设计顺利完成了，这意味着大学生活即将结束。除了感谢我的指导老师，班主任老师以及任课老师和同学，感谢他们的教诲，让我指导在社会上懂得怎么去做好自己，端正自己的位置，还要感谢我的家人。我所有的一切都可以在你们这里得到理解与支持，得到理解和分担。你们的支持和鼓励是我前进的动力。毕业设计是一次再系统学习的过程，设计的完成，也围着新的学习生活的开始。我将开始。回想整个设计过程，虽有不易，却让我除却浮躁，经历了思考和启示，也更加深切地体会了学习的精髓和意义，因此倍感珍惜。附录附录1：（装配图A0×1）附录2：（零件图A2×4）附录3：（零件图A3×3)附录4：（零件图A4×6）