环保设计有限公司高级技师人员解密螺旋输送机设计.doc

《环保设计有限公司高级技师人员解密螺旋输送机设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环保设计有限公司高级技师人员解密螺旋输送机设计.doc（19页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、目录摘要 1第一章 引言3 1.1 关于本次毕业设计3 1.2 螺旋输送机产品概述3 1.3 螺旋输送机的应用范围4 1.4 螺旋输送机主要热点4 1.5 螺旋输送机工作原理4 1.6 螺旋输送机整机布置形式5 1.7 螺旋输送机的发展历史及趋势5第二章 螺旋输送机的设计8 2.1 总体方案设计8 2.2 螺旋输送机总体结构设计8 2.3 螺旋输送机机体的设计9 2.4 驱动端装置的设计 12 2.5 中间轴承装置 14 2.6 尾端装置的设计 16 2.7 驱动装置和尾端装置轴的校核 17第三章 减速器的设计 19 3.1 蜗轮蜗杆减速器的运动和动力参数 19 3.2 减速器的蜗杆设计 19

2、 3.3 蜗轮轴的设计 23 3.4 蜗杆轴的设计 29 3.5 减速器箱体及附件的设计 31第四章 轴承的校核 33 4.1 蜗杆轴滚动轴承计算 33第五章 键的校核 35 5.1 蜗杆轴端和联轴器的联结的键 35 5.2 蜗轮与轴联结的键 35 5.3 蜗轮轴轴端和联轴器联结的键 35第6章 润滑和密封的设计 37 6.1 润滑 37 6.2 密封 37 6.3 附件的设计 38致谢 39参考文献 40附录1 英文文献翻译 41附录2 英文文献原文 45螺旋输送机（倾斜10o）摘要：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

3、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，对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。关键词：螺旋输送机 输送系统 选型设计 主要部件第一章 引言1.1 关于本次毕业设计1.1.1 毕业设计的目的通

4、过本次毕业设计，我们能够达到一些目的: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；2) 培养我们搜集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力；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；4) 训练和提高机械设计的基本理论和技能；5) 培养独立思考，独立工作的能力1.1.2 毕业设计的任务1) 设计条件 运输物料为干燥煤粉，密度；运输量为；运输长度为。2) 设计内容a) 设计方案的选择与计算b) 总体结构的设计，成套图纸及说明书3) 设计关键a) 仔细分析联系输送机的工作原理b) 根据输送要求选择合适类型的类型输送机

5、c) 保证设计的类型输送机能够满足工作要求1.2 螺旋输送机产品概述螺旋输送机俗称绞龙，GX型系列螺旋输送机是一种利用螺旋叶片的旋转，推动物料沿着料槽运送的输送设备，在建筑工地，储粮仓库，制造车间等，并在倾角 20 的情况下，输送粉状，颗粒状和小块物料，使螺旋输送机对提高生产工作效率得到了很大体现，本次设计旨在对螺旋输送机进行创新设计，进一步提高它的实用性。GX型螺旋输送机是按照JB/T679-95螺旋输送机标准设计制造，GX型螺旋输送机的螺旋直径有，共有7种规格。在物料温度小于200，工作环境温度在-20至+50之间时，输送长度可达50,个别情况可达70。螺旋机驱动端轴承、尾部轴承置于料槽壳

6、体外部减少了灰尘对轴承的影响，提高了螺旋机关键件的适用寿命。中间吊挂轴承采用滑动轴承，并设防尘密封装置，密封件用尼龙或塑料，因而密封性能好，耐磨性强，阻力小，寿命长。滑动轴承的轴瓦有粉末冶金、尼龙和巴氏合金，可根据不同需要选用，进出料口的灵活布置使其适应性更强，得到用户认可。1.3 螺旋输送机的应用范围GX型螺旋输送机广泛应用在各种工业部门，如建材、冶金、化工、电力、煤炭、轻工、粮食及食品行业，适用于水平或者20 倾角的，如水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子、焦炭等。GX型螺旋机对输送物料的要求，物料温度不得超过200，螺旋机不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的物料。因为这些物料在输送时会粘结

7、在一起，并随之旋转而不向前移动，或者在吊轴承处物料积塞而使机器不能正常工作，因此对于输送距离短，输送量不大，五磨琢性或磨琢性小，五粘结性或粘接性小，不怕破碎而又要求密闭输送的粉状和小块状的物料，采用螺旋输送机是很适宜的。1.4 螺旋输送机主要特点1. 结构简单、造价便宜；2. 维修容易、操作安全；3. 外形尺寸矮小，布置紧凑，便于多点装料与卸料；4. 槽体密闭，物料损耗少；5. 可输送较高温度的物料。1.5 螺旋输送机工作原理物料从进料口加入，装螺旋轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力作用。该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘

8、故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力的作用下，沿着料槽轴向前移动。1.6 螺旋输送机整机布置形式 一台螺旋输送机通常由驱动装置、头节、若干标准中间节、选配中间节、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，相同的中间节挨在一起。在头节内装有止推轴承承受轴向力，在中间节装有中间吊挂轴承支承螺旋轴。螺旋面的形式有实体螺旋和带式螺旋两种。各螺旋轴之间采用法兰式联接，保证了连接轴的互换性，便于维修。进料口是方形进料口，出料口有方形卸料口、手

9、推式卸料口及齿条式卸料口。布置进出料口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。驱动装置有由型电动机和型减速器组成，即双型。按其装配方式的不同，它分为右装和左装两种。图1-1 螺旋输送机简图1.7 螺旋输送机的发展历史及趋势1.7.1 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型槽内装置有可换衬体，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

10、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

11、是动力消耗大，机件磨损快，物料在运输时粉碎严重。1.7.2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

12、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.扩大使用范围。目前，螺旋输送机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，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

13、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。第二章 螺旋输送机的设计2.1总体方案设计2.1.1传动布置方案电动机联轴器减速器联轴器螺旋输送机机2.1.2设备的工作要求载荷平稳，单向运转，每日工作一班，工作四年，允许螺旋输送机机主轴转速误差小于5%，车间有三相交流电源。2.2螺旋输送机总体结构设计常见的倾斜固定式螺旋输送机，其结构比较简单。主要由驱动

14、装置，料槽，螺旋轴，驱动端轴承，中间吊挂轴承，尾部端轴承，进料口，卸料口等部分组成，如下图所示：图2-1 螺旋输送机（倾斜10o）总体布置方式1.电动机 2.联轴器 3.蜗轮蜗杆减速器 4 .联轴器 5.驱动端轴承6.中间吊挂轴承 7.尾部端轴承 8.螺旋轴 9.进料口 10.卸料口由于设计的螺旋输送机的长度为12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,头节长2.5米,接着是2.5米、2米、2.5米长的中间节，尾节长2.5米，靠螺栓联接,并用中间轴承支承。同时,为了保证分节装配后输送机的整体刚度,槽体的连接处和螺旋轴的连接处需分开一段距离。由于物料在螺旋输送机中的运送完

15、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 螺旋输送机机体的设计2.3.1输送机的螺旋直径和螺旋轴的转速1) 螺旋直径的确定按公式，得螺旋直径式中 螺旋叶片直径（米）；物料的输送量（吨/时）；物料的堆积比重（吨/米3）；水平输送时物料在输送机内的填充系数；表示物料综合特性的经验系数；倾斜向上输送时输送量的校正系数；(见表2-2)由表2-1，可以查得输送煤粉时:=0.0415；=0.4；=0.6； =75； 由表2-2，=0.8；将原始数据,=0.0415=0.2170按表2-3将螺旋直径圆整为标准螺旋直径，=

16、0.25m。2) 螺旋轴转速的确定a) 按公式带入螺旋直径，得螺旋轴转数： = =150把带入公式 ，校核填充系数：=0.2837此时=0.28370.350.45，所以降低螺旋机的转数为n=120r/min ；再次校核填充系数=0.3546(0.350.45),所以螺旋机的转数确定为n=120r/min b) 螺旋叶片螺距：S=0.8D=0.8250=200mm.输送机载荷的横断面面积:F=0.01391805物料在输送时的运移速度:=0.4m/s故:所选螺旋轴叶片直径D=250mm,螺旋轴转速n=120r/min2.3.2 螺旋输送机的功率计算和驱动装置的型号选择1) 螺旋输送机的功率计算

17、螺旋轴克服阻力所需功率:N= 在公式中 N螺旋轴所需之功率（千瓦）；功率备用系数；生产率（吨/时）；物料总阻力系数；L-输送机水平投影长度（米）H-输送机垂直投影长度(米)功率备用系数，考虑在低生产率时螺旋自重对功率的影响较大，以及为了计入空转时的损失，一般取=1.21.4；此时螺旋输送机倾斜向上输送，取“+”；式中=1.2，取=1.3。带入公式计算得：N= =0.6914KW按公式得驱动装置功率：=0.7355KW由于采用浮动联轴器将驱动装置与螺旋轴直接连接，在其轴上不存在有悬臂负荷，故只需校验转速比： =0.0058由表2-6可知当=250时，=0.060。由于0.00580.060，故是

18、安全的。2) 驱动装置的型号选择 由,查表1-13,得驱动装置为:右装的，功率为的型电动机和型的减速器构成.由，和选得的型号，从表2-6中便可查得，驱动装置的电动机为,和减速器为,总传动比2.3.3 螺旋叶片的表面展开尺寸由计算得知螺旋叶片的大圆直径，螺旋螺距, 螺旋叶片内径为d=70mm,叶片宽度b=(D-d)/2=(250-70)/2=90mm查相关参考书得出: ,D1=275mm,S=200mm,L=54mm,L=19mm, =4mm,d=70mm. 所以叶片宽度b=(D-d)/2=(250-70)/2=90mm图2-2 实体螺旋叶片展开图螺旋叶片计算公式 ，代入相关数据得=52.14m

19、m按公式 R=b+r=90+52.14=142.14mm按公式 2.3.4 螺旋输送机的长度和标准螺旋节的长度原始数据要求螺旋机全长为12米，根据化工起重运输手册;螺旋输送机与斗式提升机表1-10，头节长2.5米,接着是2.5米、2米、2.5米长的中间节，尾节长2.5米，GX型螺旋输送机的进料口是方形进料口，进料口下端直接焊牢在开孔的平盖板上，上端的为带孔法兰，可与各种给料设备连接使用。2.4 驱动端装置的设计2.4.1 驱动端轴的最小直径的确定1) 求出轴上功率P.转速n和转矩T，有之前计算得:p=0.7355kw.n=120r/min T=9.55106=9.551060.7355/120

20、=58.531032) 初步确定轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3(机械设计),取A=112于是得 =112=20.50mm.驱动端轴的最小直径，显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选联轴器的孔径与之相适应，故需同时选取联轴器型号联轴器的计算转矩T=KT,查机械设计表14-1.考虑到转矩变化不大，故取K=1.5,则:T=KT=1.558.530=87.8N按照计算转矩T应小于联轴器公称转矩的条件选用十字轴式万向联轴器。2.4.2 驱动轴的结构设计（1） 驱动轴如下图所示：图2-3 驱动轴示意图（2） 根据要求确定轴的各段直径和长度。 查螺旋输送机资料表6-3-13得知

21、=40mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L=85mm.（3） 为了满足半联轴器的轴向定位要求，1段右端需制出一轴肩，故取2段的直径=50mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度=70mm,现取=68mm。由装备图可以知道，2段是来安放挡圈，根据端盖挡圈尺寸及留余，取=73mm.轴的3段和5段都是安放轴承的，初步确定滚动轴承。因为轴承承受径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴。参照工作要求并根据=50mm。由于驱动轴主要承受轴向力和不大的径向力，故选择对开的圆锥滚子轴承。查手册选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30212，其尺寸为,故,而，右段滚动轴承采用轴肩定位。由手册查得30212型轴承的

22、定位轴肩高度，取，。轴的6段为安装端盖处，根据设计的端盖宽度，取=87mm。轴的7段没有轴肩定位问题，考虑到与螺旋轴内孔配合，内孔还需要焊接一个套筒加强强度，故取.长度.（4） 轴上键槽和销孔的位置设计 驱动轴、半联轴器与螺旋轴的周向定位均采用了平键连接，按,查机械设计手则得平键截面,驱动轴右端与螺旋轴采用方向相互垂直的销轴联接，销孔直径为。2.5 中间轴承装置中间轴承又称为吊挂轴承，因为它脱空悬置在槽顶的内壁板条或角钢上。由于它处于输送物料之中，一般都做称对开式滑动轴承，其轴承采用粉末冶金，巴氏合金，青铜，铸铁及其他的减磨材料，在个别情况下为了减少摩擦阻力。视需要也可以安装上滚动轴承，不过必

23、须保证有可靠的密封，以防止微尘物料进入轴承。所有的中间轴承都是用固定在平盖板上方的油杯注油润滑，在紧靠轴承附近的平盖板上，开设有观察孔，以便于观察轴承和消除轴承处因物料的堆积所引起的阻塞。GX型螺旋输送机的中间轴承装置，如图所示，它是用粉末冶金材料作轴衬的一种对开式滑动轴承，且轴衬呈球面型，以利于自动调心。 如下图所示为中间轴承装置。图2-4 中间轴承示意图而中间轴由化工起重运输手册;螺旋输送机与斗式提升机表1-37，查得。其他尺寸见装配图。 螺旋轴呈螺旋输送机的回转部分，设计时可以采用实体螺旋，螺旋输送机的转轴一般采用钢管制成，在其两端头，焊偶连接法兰，结构如下图。图2-5 螺旋轴示意图由前

24、面的计算得D=250mm.S=200mm。查考资料得,螺旋轴之间用对开式中间滑动轴承连接2.6 尾端装置的设计2.6.1计算轴的最小直径由前知功率 P=0.7355=0.70kw,转速，扭矩T=58.53Nm初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，根据机械设计表153，取,于是得 轴的最小直径显然是安装在法兰轴套处，取此处d=45mm 2.6.2 尾端轴的结构设计1）装备方案如装备图所示：图2-6 尾端轴示意图2） 根据要求确定轴的各段直径和长度：轴的左端与螺旋轴钢管内孔相接，由于螺旋轴钢管外径为70mm，钢管不能太厚，本次设计的钢管内径为60mm，中间还要焊接一个加强套筒，因此取

25、=45mm确定=70mm，根据轴肩设计尺寸，参考驱动端端盖尺寸，选择=50mm，再由设计的端盖宽度确定=70mm，轴3段是轴承挡肩，取=62mm，=10mm,4段轴安放轴承段，取=56mm,由此选取调心球轴承1212.其尺寸,故取=18mm，轴最右端6段安装螺母挡圈，采用螺母M4810,因为有螺纹，需要车退刀槽21，即=2mm，故=44mm，=48mm。3）轴上零件的周向定位螺旋轴钢管与轴的周向定位采用两个方向相互垂直的螺尾锥销固定，其尺寸为M124）确定轴上的圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为2，各轴肩圆角统一取为R22.7 驱动装置和尾端装置轴的校核 2.7.1 驱动装置的受力分析根据设计任务，

26、螺旋输送机长度为12m,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,查资料应分5节，头节长=2.5米,接着是=2.5米、=2米、2.5米长的中间节，尾节长=2.5米头节，中间节及尾节，查表得每段重力大小为， , ,分解为垂直于螺旋轴的力,平行于螺旋轴的力为单位线载荷，物料阻力受力图如下：图2-7 螺旋轴受力分析图由力平衡 尾部轴承只受径向力，不受轴向力， 图2-8 尾部轴承受力分析2.7.2 前端轴的校核两轴承受径向力分别为 弯矩为 按弯扭强度进行校核 =275Mpa前端轴段径校核符合设计要求2.7.3 尾端轴的校核由于尾端轴承只承受径向力和扭矩作用，因此只对它进行扭转强度校核

27、 即满足要求第三章 减速器的设计3.1 蜗轮蜗杆减速器的运动和动力参数轴名功率转矩转速传动比效率输入输出输入输出电动机轴01146.83150010.99蜗杆轴10.94750.93847.346.83150012640.8涡轮轴2075040742959.71959.1212010.99螺旋轴3073555853120表3-1 运动和动力参数计算结果3.2 减速器的蜗杆设计（1） 计算中心距 取中心距。因,故从文献2的表11-2中取模数,蜗杆分度圆直径。这时，从图11-18中可查得接触系数，因为，因此以上计算结果可用。3.2.4 蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸（1）蜗杆蜗杆头数 ；轴向齿距；直径系数 ；齿顶圆直径；齿根圆直径 分度圆导程角 蜗杆轴向齿厚 （2）蜗轮蜗轮齿数 ；变位系数 验算传动比 ，这时传动比误差为，是允许的。蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉圆半径