機械設(shè)計與制造專業(yè)畢業(yè)論文螺旋輸送機設(shè)計摘要隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的日益發(fā)展螺旋輸送機的應(yīng)用也越來越廣泛物料從進料口加入當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時物料受到螺旋葉片法向推力的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(zhuǎn)動但由于物料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(zhuǎn)而在葉片法向推力的軸向分力作用下沿著料槽軸向移動本設(shè)計以建筑業(yè)為背景對此工況下所要求的螺旋輸送機結(jié)構(gòu)進行設(shè)計與計算對整個裝置中的傳動系統(tǒng)進行了運動力學分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計對其驅(qū)動裝置做了深入設(shè)計并著重對其主要零部件進行了具體設(shè)計包括螺旋輸送機的螺旋直徑螺距軸徑進出料口葉片形式中間懸掛軸承槽體螺旋軸的計算選型電動機是通過螺旋輸送機的功率來計算選型減速器中齒輪通過齒面接觸疲勞強度來計算通過齒根彎曲疲勞強度驗算軸按許用彎曲應(yīng)力計算法校核軸徑關(guān)鍵詞電動機減速器螺旋葉片螺旋軸ABSTRACTWITHTHEGROWINGOFMODERNSCIENCEANDTECHNOLOGYDEVELOPMENTAPPLICATIONOFTHESCREWCONVEYORISMOREANDMOREWIDELYWHENTHEMATERIALWASADDEDTOTHEINLETORIFICEANDTHESHAFTROTATEDTHEMATERIALSWASGIVENTHETHRUSTBYTHEHELICALLOBETHETHRUSTOFTHERADIALCONTRIBUTETOTHEMATERIALANDBLADETHEFRICTIONITISPOSSIBLETHATTHEMATERIALSCOULDROTATEAROUNDTHEAXISBUTBECAUSEOFTHEGRAVITYOFTHEMATERIALANDTHEFRICTIONWHICHTHESILOACTEDTHEMATERIALDONOTROTATEWITHTHEHELICALLOBEITMOVEALONGTHEAXISOFTHESILOBYTHETHRUSTOFTHESPIRALBLADEFORTHECONSTRUCTIONINDUSTRYBACKGROUNDWHICHISREQUIREDBYTHESCREWCONVEYORDESIGNANDSTRUCTUREINTHISDESIGNTHEENTIREDEVICEINTHETRANSMISSIONSYSTEMFORTHEMOVEMENTOFMECHANICALANDSTRUCTURALWASDESIGNEDTHEDESIGNOFITSDRIVINGSYSTEMANDTHESPECIFICDESIGNOFITSMAINPARTSWHICHISINCLUDINGTHESCREWCONVEYORSPIRALDIAMETERPITCHTHESHAFTDIAMETEROFINLETORIFICETHECALCULATIONANDSELECTIONOFTHESHAFTSTHEMIDDLEHOISTANDTHESPIRALAXISWERECARRIEDOUTINDETALMOTORISTHROUGHTHEPOWEROFTHESCREWCONVEYORTOCALCULATEANDSELECTTHEGEARSINTHEREDUCERISCALCULATEDBYTHEGEARSURFACECONTACTFATIGUESTRENGTHANDCHECKEDBYTHEGEARBOTTOMBENDFATIGUESTRENGTHICHECKTHEDIAMETEROFAXLETHROUGHTHEPERMISSIBLEBENDINGSTRESSKEYWORDSMOTORREDUCERHELICALLOBESPIRALAXIS目錄1緒論111螺旋輸送機產(chǎn)品概述112螺旋輸送機應(yīng)用范圍113螺旋輸送機主要特點214螺旋輸送機工作原理215螺旋輸送機整機布置形式216螺旋輸送機規(guī)格技術(shù)參數(shù)62電動機的計算選型921電動機的選擇922傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算103減速器設(shè)計計算1331齒輪設(shè)計1333減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計1933軸設(shè)計2034軸承的選型2535鍵的選型264螺旋輸送機機體的設(shè)計3041機體主要部件的介紹3042機體主要部件的選擇計算395螺旋輸送機機體的安裝條件使用及維護4551螺旋輸送機機體的安裝條件4552螺旋輸送機機體的使用及維護47結(jié)論49致謝50參考文獻51附錄52附錄一52英文資料52中文翻譯581緒論11螺旋輸送機產(chǎn)品概述螺旋輸送機俗稱絞龍LS型系列螺旋輸送機是一種利用螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)推動散料延著料槽向前運動的輸送設(shè)備適宜于輸送粉狀顆粒狀和小塊物料LS型螺旋輸送機等效采用ISO105075標準設(shè)計制造符合ZBJ810051288LS螺旋輸送機專業(yè)標準LS型螺旋輸送機直徑由100MM1250MM共十二種規(guī)格分為單驅(qū)動和雙驅(qū)動兩種形式單驅(qū)動螺旋機最大長度可達40M特大型30M雙驅(qū)動螺旋機采用中間斷開軸結(jié)構(gòu)最大長度可達80M特大型60M螺旋機長度每05M一檔可根據(jù)需要選定螺旋機頭部軸承尾部軸承置于殼體外部減少了灰塵對軸承室的侵入提高了螺旋機關(guān)鍵件的使用壽命中間吊軸承采用滾動滑動可互換的兩種結(jié)構(gòu)并設(shè)防塵密封裝置密封件用尼龍用塑料因而其密封性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等多種材料供用戶根據(jù)不同的場合選用滑動軸瓦有需加潤滑劑的鑄銅瓦合金而磨鑄鐵瓦和銅基石墨少油潤滑瓦吊軸承機外側(cè)置式油杯便于集中加油潤滑進出料口位置布置靈活并增設(shè)電動型出料口便于自動控制還可根據(jù)用戶要求配置測速報警裝置LS型螺旋輸送機與G型相比其頭部尾部軸承移至殼體外出料端設(shè)有清掃裝置整機噪聲低適應(yīng)性強操作維修方便圖11LS型螺旋輸送機的示意圖LS型螺旋機廣泛使用在各種工業(yè)部門如建材冶金化工電力煤炭機械輕工糧食及食品行業(yè)適用于水平或小于20傾角輸送粉狀顆粒狀小塊狀物料如水泥煤粉糧食化肥灰渣沙子焦炭等LS螺旋輸送機對輸送物料的要求粉狀粒狀和小塊狀物料如水泥煤粉糧食化肥灰渣砂子等物料溫度不得超過200螺旋機不宜輸送易變質(zhì)的粘性大的易結(jié)塊的物料因為這些物料在輸送時會粘結(jié)在一螺旋上并隨之旋轉(zhuǎn)而不向前移動或者在吊軸承處形成物料的積塞而使螺旋機不能正常工作LS螺旋機的工作環(huán)境應(yīng)在2050之間允許稍微傾斜使用最大傾角不得超過201承載能力大安全可靠2適應(yīng)性強安裝維修方便壽命長3整機體積小轉(zhuǎn)速高確?？焖倬鶆蜉斔?密封性好外殼采用無縫鋼管制作端部采用法蘭互相連接成一體剛性好一臺螺旋輸送機通常由驅(qū)動裝置頭節(jié)若干標準中間節(jié)造配中間節(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)螺旋機及機殼均具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)相同長度的中間節(jié)則挨在一起如果有特殊要求則在訂貨時給出排列順序在頭節(jié)內(nèi)裝有支推軸承承受軸向力在中間節(jié)和尾節(jié)內(nèi)裝有用軸承支承螺旋軸此外在尾節(jié)內(nèi)還裝有可軸向移動的徑向軸承以補償螺旋軸長度的誤差和適應(yīng)溫度的變化螺旋面的形式有實體螺旋S制法和帶式螺旋D制法兩種各螺旋軸之間采用法蘭式聯(lián)接保證了聯(lián)接軸的互換性便于維修機蓋為瓦片式并用蓋扣夾緊在機殼上若需改進密封性能用戶可自行在機蓋與機殼間加防水粗帆布進出料裝置有進料口方型出料口手推式出料口齒條式出料口四種由用戶在使用現(xiàn)場在機體上開口焊接布置進出料口位置時應(yīng)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(qū)動裝置有ZQ系列減速器Y系列電動機YTC齒輪減速電機兩種驅(qū)動裝置由Y型電動機JZQ系列減速器及驅(qū)動裝置架組成頭節(jié)前部裝有止推軸承可承受輸送物料時產(chǎn)生的軸力標準中間節(jié)均設(shè)置一只吊軸承尾節(jié)后部裝有滾動滑動軸承和底座用以支撐螺旋和補償螺旋長度的誤差螺旋機安裝時應(yīng)從頭部開始按順序進行在總體布置時應(yīng)注意進料口不應(yīng)設(shè)置在吊軸承上方出料口不應(yīng)設(shè)在底座或機殼法蘭連接處如果因為開出料口影響底座的安排而不能遵循本原則時使用單位應(yīng)繪出螺旋機總圖地腳螺安排尺寸見表11表11地腳螺安排尺寸規(guī)格LS100LS160LS200LS250LS315LS400LS500LS630LS800LS1000LS1250A160180200250300320400500630710800驅(qū)動裝置的配置見表12表12驅(qū)動裝置的配置規(guī)格轉(zhuǎn)速RMIN輸送量M3H驅(qū)動裝置許用長度M電動機型號減速器型號LS20010013Y90L415ZQ25I6I16Y100L1422ZQ25I6I23Y100L243ZQ35I6I30Y112M44ZQ35I6I358010Y100L1422ZQ35I5I27Y100L243ZQ35I5I35638Y90L415ZQ25I4I25Y100L1422ZQ35I4I355062Y90L415ZQ35I3I27Y100L1422ZQ35I3I35LS2509022Y100L1422ZQ25I6I14Y100L243ZQ25I6I19Y112M44ZQ35I6I25Y132S455ZQ35I6I357118Y100L1422ZQ35I5I14Y100L243ZQ35I5I21Y112M44ZQ35I5I28Y132S455ZQ40I5I355614Y90L415ZQ25I4I14Y100L1422ZQ35I4I21Y100L243ZQ35I4I29續(xù)表12規(guī)格轉(zhuǎn)速RMIN輸送量M3H驅(qū)動裝置許用長度M電動機型號減速器型號LS2505614Y112M44ZQ35I4I354511Y90L415ZQ35I3I17Y100L1422ZQ35I3I25Y100L243ZQ35I3I35LS3158031Y100L1422ZQ35I5I8Y112M44ZQ35I5I15Y132S455ZQ40I5I20Y132M475ZQ40I5I27Y160M411ZQ50I5I356324Y100L1422ZQ35I4I9Y100L243ZQ35I4I13Y112M44ZQ35I4I18Y132S455ZQ40I4I25Y132M475ZQ40I4I355019Y90L415ZQ35I3I8Y100L1422ZQ35I3I12Y100L243ZQ35I3I17Y112M44ZQ40I3I23Y132S455ZQ40I3I3040154Y100L615ZQ35I4I10Y112M622ZQ35I4I15Y132S63ZQ40I4I20Y132M164ZQ40I4I27Y132M2655ZQ40I4I35LS4007162Y132M164ZQ35I7I8Y132M2655ZQ35I7I12Y160M675ZQ40I7I16Y160L611ZQ40I7I24Y180L615ZQ50I7I32Y200L16185ZQ50I7I355649Y132S63ZQ35I6I8Y132M164ZQ35I6I10續(xù)表12規(guī)格轉(zhuǎn)速RMIN輸送量M3H驅(qū)動裝置許用長度M電動機型號減速器型號LS4005649Y132M2655ZQ40I6I14Y160M675ZQ40I6I19Y160L611ZQ50I6I26Y180L615ZQ50I6I354539Y132M164ZQ40I4I10Y132M2655ZQ40I4I14Y160M675ZQ50I4I19Y160L611ZQ65I4I26Y180L615ZQ65I4I353631Y112M622ZQ40I3I9Y132S63ZQ40I3I13Y132M164ZQ40I3I17Y132M2655ZQ50I3I24Y160M675ZQ65I3I32Y160L611ZQ65I3I35LS5006398Y132M2655ZQ40I6I8Y160M675ZQ40I6I11Y160L611ZQ50I6I16Y180L615ZQ50I6I22Y180M4185ZQ65I4I27Y180L422ZQ65I4I334062Y132M2655ZQ40I5I8Y160M675ZQ50I5I13Y160L611ZQ65I5I20Y180L615ZQ65I5I27Y200L16185ZQ65I5I343250Y132S63ZQ40I3I8Y132M164ZQ50I3I11Y132M2655ZQ50I3I15Y160M675ZQ65I3I21Y160L611ZQ65I3I30Y180L615ZQ65I3I35續(xù)表12規(guī)格轉(zhuǎn)速RMIN輸送量M3H驅(qū)動裝置許用長度M電動機型號減速器型號LS63050140Y132M2655ZQ40I5I45Y160M675ZQ50I3I7Y160L611ZQ65I5I11Y180L615ZQ65I5I15Y200L16185ZQ65I5I19Y200L2622ZQ65I5I22Y225M630ZQ75I5I29Y250M637ZQ75I5I3540112Y160M675ZQ50I4I9Y160L611ZQ65I4I14Y180L615ZQ65I4I19Y200L16185ZQ65I4I24Y200L2622ZQ65I4I29Y225M630ZQ75I4I353290Y132M2655ZQ50I3I9Y160M675ZQ65I3I12Y160L611ZQ65I3I18Y180L615ZQ65I3I24Y200L16185ZQ75I3I30Y200L2622ZQ75I3I352577Y132M164ZQ50I2I8Y132M2655ZQ65I2I11Y160M675ZQ65I2I15Y160L611ZQ65I2I22Y180L615ZQ75I2I3016螺旋輸送機規(guī)格技術(shù)參數(shù)規(guī)格LS10016020025031540050063080010001250長度從4M到70M每隔85M一檔當長度超過35M時采用雙端驅(qū)動選型時應(yīng)符合標準公稱長度特殊需要可在選配節(jié)中另行提出選型計算計算輸送量式中Q輸送量TH物料填充系數(shù)選用見表140傾斜系數(shù)選用見表15K螺距與直徑比例系數(shù)由選定規(guī)格的螺旋輸送機計算求值R物料容重TM3見表16N轉(zhuǎn)速RMIND螺旋直徑MLS型螺旋輸送機規(guī)格技術(shù)參數(shù)表表13LS型螺旋輸送機規(guī)格技術(shù)參數(shù)規(guī)格型號10016020025031540050063080010001250螺旋直徑10016020025031540050063080010001250螺距100160200250315355400450500560630N1401121009080716350403225Q2271322316298140200280380N11290807163565040322520Q1761018244978112160220306N9071635650454032252016Q14581419396290126176245N7150504540363225201613Q11316211154315077102140198注1N轉(zhuǎn)速RMIN偏差允許在10范圍內(nèi)2輸出量QM3H表14物料填充系數(shù)物料特性易流動磨損很少少量磨損且為顆粒至小塊狀磨損性侵蝕性大045033015表15傾斜系數(shù)傾斜角05101520010090080070065表16物料容重R物料RTM3灰與渣07103褐煤111322赤鐵礦1422重礦石CWP6202522輕礦石1252022燕麥大麥0519石墨040619生石灰0922干石灰0519土豆0719礫石15183焦炭053原煤0822分先煤0919粘土潮濕的泥土1819面粉0519灰泥巖161922砂槳18213玉米黑麥稻谷050719砂14173小麥0819水泥101319電動機分交流電動機和直流電動機兩種由于直流電動機需要直流電源結(jié)構(gòu)較復雜價格較高維護比較不便因此無特殊要求時不宜采用生產(chǎn)單位一般用三相交流電源因此如無特殊要求都應(yīng)選用交流電動機交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類異步電動機有籠型和繞線型兩種其中以普通籠型異步電動機應(yīng)用最多我國新設(shè)計的Y系列三相籠型異步電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機其結(jié)構(gòu)簡單工作可靠價格低廉維護方便適用于不易燃不易爆無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上如金屬切削機床運輸機風機攪拌機等由于啟動性能較好也適用于某些要求啟動轉(zhuǎn)矩較高的機械如壓縮機等在經(jīng)常起動制動和反轉(zhuǎn)的場合如起重機等要求電動機轉(zhuǎn)動慣量小和過載能力大應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動機YZ型籠型或YZR繞線型電動機除按功率轉(zhuǎn)速排成系列之外為適應(yīng)不同的輸出軸要求和安裝需要電動機機體又有幾種安裝結(jié)構(gòu)形式根據(jù)不同防護要求電動機結(jié)構(gòu)還有開啟式防護式封閉式和防爆式等區(qū)別電動機的額定電壓一般為380V電動機類型要根據(jù)電源種類交流或直流工作條件溫度環(huán)境空間位置尺寸等載荷特點變化性質(zhì)大小和過載情況起動性能和起動制動反轉(zhuǎn)的頻繁程度轉(zhuǎn)速高低和調(diào)速性能要求等條件來確定2選擇電動機的容量電動機的容量功率選的合適與否對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響容量小于工作要求就不能保證工作機的正常工作或使電動機長期過載而過早損壞容量過大則電動機價格高能力又不能充分利用由于經(jīng)常不滿載運行效率和功率應(yīng)數(shù)都較低增加電能消耗造成很大浪費電動機的容量主要根據(jù)電動機運行時的發(fā)熱條件來決定電動機的發(fā)熱與其運行狀態(tài)有關(guān)運行狀態(tài)有三類即長期連續(xù)運行短時運行和重復短時運行變載下長期運行的電動機短時運行的電動機工作時間短停歇時間長和重復短時運行的電動機工作時間和停歇時間都不長的容量要按等效功率法計算并校驗過載能力和起動轉(zhuǎn)矩其計算方法可參看有關(guān)電力拖動的書籍由于水泥螺旋輸送機的工作環(huán)境是常溫有灰塵用的是三相交流電電壓為380V根據(jù)以上兩點和機械設(shè)計手冊選用Y132M4型號的電動機Y132M4電動機的主要性能如下表格所示表21Y132M4電動機的主要性能型號額定功率KW滿載時起動電流額定電流起動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速RMIN電流380VA效率功率應(yīng)數(shù)Y132M47511401548708570222222傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算因為設(shè)計減速器時要求傳動比為467所以選用一級直齒圓柱齒輪傳動的減速器就可滿足條件該類減速器的特點是承載能力和速度范圍大傳動比恒定外廓尺寸小工作可靠效率高壽命長制造安裝精度要求高噪聲較大成本較高連接順序1發(fā)動機2平鍵3減速器4花鍵5螺旋軸輸送機軸承齒輪等的效率查機械設(shè)計手冊得滾動軸承每對0980995滑動齒輪每對097099彈性聯(lián)軸器0990995齒輪聯(lián)軸器099萬向聯(lián)軸器097098具有中間可動元件的聯(lián)軸器097099一對齒輪開式094096一對齒輪閉式096099計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速1軸N1NM1440RMIN2軸N2N1I144046730835RMIN主軸N3N230835RMIN各軸輸入功率1軸額聯(lián)75099743KW2軸軸承1軸承2齒輪743098099096691KW主軸聯(lián)691099684KW各軸輸出功率1軸軸承743098728KW2軸軸承691098677KW主軸軸承684098671KW各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動機的輸出轉(zhuǎn)矩9550PDNM95507514404974NM1軸聯(lián)49740994924NM2軸I軸承1軸承2齒輪492446709809909621407NM主軸聯(lián)2140709921193NM各軸輸出轉(zhuǎn)矩1軸軸承49240984826NM2軸軸承2140709820979NM主軸軸承2097909820769NM運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表表22運動和動力參數(shù)計算軸名功率PKW轉(zhuǎn)矩TNM轉(zhuǎn)速NRMIN傳動比效率輸入輸出輸入輸出電動機軸754974144010991軸7437284924482614404670932軸6916772140720979308351099主軸6846712119320769308353減速器設(shè)計計算31齒輪設(shè)計齒輪材料應(yīng)具備下列條件1齒面具有足夠的硬度以獲得較高的抗點蝕抗磨粒磨損抗膠合和抗塑性流動的能力2在變載荷和沖擊載荷下有足夠的彎曲疲勞強度3具有良好的加工和熱處理工藝性4價格較低因此采用合金鋼硬齒面齒輪是當前發(fā)展的趨勢采用硬齒面齒輪時除應(yīng)注意材料的力學性能外還應(yīng)適當減少齒數(shù)增大模式以保證輪齒具有足夠的彎曲強度設(shè)計的該螺旋輸送機的預期使用壽命10年每年300個工作日在使用期限內(nèi)工作時間占20根據(jù)以上幾點我選擇齒輪的材料為20CRMNTI滲碳淬火處理硬度56HRC62HR平均取為60HRC齒數(shù)比UI467計算步驟如下見文獻1P233計算項目齒面接觸疲勞強度計算1初步計算轉(zhuǎn)矩T1齒寬系數(shù)D解除疲勞極限HLIM初步計算的許用接觸應(yīng)力HAD值計算內(nèi)容T14924NM由圖1213取D05由圖1217CH109HLIM1091650H209HLIM2091400由表1216取AD85計算結(jié)果T149240NMMD05HLIM11650MPAHLIM21400MPA式1215H11485MPAH21260MPAAD85初步計算的小齒輪直徑D1初步齒寬B2校核計算圓周速度精度等級齒數(shù)Z和模數(shù)M使用系數(shù)KA動載系數(shù)KV齒間載荷分配系數(shù)D1AD853590BDD1054020D1N1601000401440601000301由表126初取齒數(shù)Z110Z2IZ146710467MD1Z140104由表123取M4則Z1D1M40410Z2I表129由表1210先求取D140MMB20MM301MS選8級精度M4Z110Z247KA175KV118齒向載荷分布系數(shù)載荷系數(shù)K彈性系數(shù)ZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)2462NNMM100NMM18832COS18832COS0149091由此得由表1211175118121123307由表1212由圖1216式126149式1210091121123K307ZE1898ZH25接觸最小安全系數(shù)SHMIN總工作時間TH應(yīng)力循環(huán)系數(shù)NL接觸壽命系數(shù)ZN許用接觸應(yīng)力H驗算3確定傳動主要尺寸由表1214TH10300802由表1215估計107NL109則指數(shù)M878原估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確NL2NL1I834107467由圖1218H1式1211HZEZHZ189825091計算結(jié)果表明接觸強度較為合適齒輪尺寸無需調(diào)整SHMIN105TH4800HNL1834107NL2179107ZN1098ZN2113H11540MPAH2150667MPA式128H14624MPAH2實際分度圓直徑D中心距A齒寬B齒根彎曲疲勞強度驗算重合系數(shù)Y齒間載荷分配系數(shù)KFA齒向載荷分布系數(shù)KF載荷系數(shù)K齒形系數(shù)YFA應(yīng)力修正系數(shù)YSA彎曲疲勞極限FLIM因為模數(shù)取標準值時齒數(shù)已重新確定但未圓整故分度圓直徑不會改變即D1MZ141040MMD2MZ2447188MMABDD1054020MMY025由表1210KFA由圖1214KKAKVKFAKF175118133118由圖1221由圖1222由圖1223CD140MMD2188MMA114MM取B130MMB220MM式1218Y075KFA133KF118K324YFA1296YFA2235YSA1152YSA217FLIM1750MPAFLIM2600MPA彎曲最小安全系數(shù)SFMIN應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL彎曲壽命系數(shù)YN尺寸系數(shù)YX許用彎曲應(yīng)力F驗算由圖1214由表1215估計3106NL1010則指數(shù)M4991原估計應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確NL2NL1I829107467由圖1224由圖1225F1F2F2F1傳動無嚴重過載故不做靜強度校核SFMIN125NL1829107NL2178107YN1095YN2098YX10F1570MPAF24704MPAF133646MPAF1F229876MPAF2表31齒輪傳動參數(shù)表名稱符號小齒輪大齒輪中心距A114傳動比I467模數(shù)M4嚙合角20齒數(shù)Z1047分度圓直徑D40188齒頂圓直徑DA48192齒根圓直徑DF30179齒寬B302033減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計機體結(jié)構(gòu)是保證傳動零件的嚙合精度良好潤滑及密封的重要零件其重量約占減速器總重量的50因此機體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能加工工藝材料消耗重量及成本等有很大的影響機體材料用灰鐵HT150或HT200制造機體的結(jié)構(gòu)用剖分式機體2鑄鐵減速器機體的結(jié)構(gòu)尺寸見下表表32鑄鐵減速器機體的結(jié)構(gòu)尺寸單位名稱符號減速器尺寸關(guān)系尺寸選擇機座壁厚0025A188機蓋壁厚1002A189機座凸緣厚度B1512機蓋凸緣厚度B1151135機座底凸緣厚度B22520地腳螺釘直徑DF0036A1216地腳螺釘數(shù)目NA250時N44軸承旁聯(lián)接螺栓直徑D1075DF12機蓋和機座聯(lián)接螺栓直徑D20506DF8聯(lián)接螺栓D2的間距L150200175軸承端蓋螺釘直徑D30405DF7續(xù)表32名稱符號減速器尺寸關(guān)系尺寸選擇窺視孔蓋螺釘直徑D40304DF6定位銷直徑D0708D26D1D2D3至外機壁距離C1見表4D1D2至凸緣邊緣距離C2見表4軸承旁凸臺半徑R1C211外機壁至軸承座端面距離L1C1C281250大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離11210齒輪端面與內(nèi)機壁距離210軸承端蓋凸緣厚度T112D37凸臺高度H根據(jù)低速軸承外徑確定軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近D2軸承端蓋外徑D2軸承孔直徑555D3D40表33C值螺栓直徑M8M10M12M16M20M24M30C1MIN13161822263440C2MIN11141620242834沉頭座直徑20242632404860注多級傳動時A取低速級中心距33軸設(shè)計小齒輪的軸設(shè)計為齒輪軸軸的材料為20CRMNTI小軸如下圖圖31小齒輪軸圖32大齒輪的軸見文獻1P316估算軸徑D選擇軸的材料為40CR其抗拉強度B980MPA屈服點強度S785MPA根據(jù)設(shè)計準則可得如下軸的結(jié)構(gòu)草圖計算齒輪受力大齒輪直徑D2188MM齒輪受力轉(zhuǎn)矩T221407NMM圓周力FT徑向力FRFTTAN227734TAN2082888N軸向力因為直齒輪傳動所以FA0畫小齒輪軸受力圖見圖B計算支承反力水平面反力75FR33036471N方向向上為正號表示力方向向下FR4275046415N垂直面反力75FT330100204NFT42750水平面受力圖見圖C垂直面受力圖見圖E圖33彎矩圖4478661NMM畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩TT221407NMM許用應(yīng)力許用應(yīng)力值用插入法查表得0B140MPA1B825MPA應(yīng)力校正系數(shù)當量轉(zhuǎn)矩T05921407012615006NMM當量彎矩在小齒輪中間截面處13386440NMM校核軸徑齒根圓直徑DF2D22HACMN188210254178MM軸徑所以軸徑檢驗合格34軸承的選型小齒輪軸上的軸承選用一對GBT2766112的深溝球軸承大齒輪軸上軸承選用兩對GBT2766308的深溝球軸承和一對GB3018208的推力球軸承深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單主要受徑向載荷也可承受一定的雙向軸向載荷高速裝置中可代替推力軸承摩擦系數(shù)小極限轉(zhuǎn)速高價廉應(yīng)用范圍最廣推力球軸承只能受單向軸向載荷回轉(zhuǎn)時因鋼球離心力與保持架摩擦發(fā)熱故極限轉(zhuǎn)速較低套圈可分離大軸上深溝球軸承的選擇計算見文獻1P360由于剛開始軸承型號未定C0REXY值都無法確定必須進行試算以下采用預選軸承的方法軸承預期使用壽命24000H預選6208與6308兩種深溝球軸承方案進行計算由手冊查得軸承數(shù)據(jù)如下表34軸承數(shù)據(jù)方案軸承型號CRNC0RNDMMBMMN0RMIN1620829500180008018800026308408002400090237000計算步驟與結(jié)果列于下表表35計算步驟計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果6208軸承6308軸承FAC0RFAC0R0C0R00E查表187FAFRFAFR0FAFREFAFREXY查表187X1Y0X1Y0沖擊載荷系數(shù)FD查表1881212當量動載荷PPFDXFRYFA式18512182888099466N99466N續(xù)表35式188757878N757878N基本額定動載荷CR查手冊2950040800結(jié)論選用6208和6308深溝球軸承都可以滿足軸承壽命的要求得式32故有圖34鍵受力圖可見平鍵滿足剪切強度條件其次校核鍵的擠壓強度考慮鍵在NN截面以上的部分的平衡在NN截面上的剪力FSBL右側(cè)面上的擠壓力為式33投影于水平方向由平衡方程得FSF或式34由此求得故平鍵也滿足擠壓強度要求2大齒輪軸與大齒輪的聯(lián)接選平鍵鍵的校核已知軸直徑D40MM鍵的尺寸為BHL12828MM傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩MECOM鍵的許用應(yīng)力100MPA許用壓強BS100MPA與鍵有相對滑動的鍵槽經(jīng)表面硬化處理BS可提高23倍首先校核見的剪切強度將平鍵沿NN截面分成兩部分并把NN以下部分和軸作為一個整體來考慮因為假設(shè)在NN截面上切應(yīng)力均勻分布故NN截面上的剪力FS為FSABL圖35鍵受力圖對軸心取矩由平衡方程得故有可見平鍵滿足剪切強度條件其次校核鍵的擠壓強度考慮鍵在NN截面以上的部分的平衡在NN截面上的剪力FSBL右側(cè)面上的擠壓力為投影于水平方向由平衡方程得FSF或由此求得故平鍵也滿足擠壓強度要求3大齒輪軸與螺旋輸送機的聯(lián)接用花鍵花鍵聯(lián)接的類型和尺寸通常根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)特點使用要求和工作條件選擇為避免鍵齒工作表面壓潰靜聯(lián)接或過度磨損動聯(lián)接應(yīng)進行必要的強度校核計算計算公式如下靜聯(lián)接式35動聯(lián)接式36式中T傳遞轉(zhuǎn)矩NMM各DM平均直徑MMDMD該花鍵的許用應(yīng)力P120MPA許用壓強P10MPATCOM取08Z19L60MMH2MMDM38MM靜聯(lián)接時可見花鍵滿足剪切強度的要求動聯(lián)接時故花鍵也滿足擠壓強度的要求4螺旋輸送機機體的設(shè)計41機體主要部件的介紹水平螺旋輸送機如圖41所示其構(gòu)造包括有半圓形的料槽2和在其內(nèi)安置的裝在軸承3上的帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)動軸1螺旋借助于驅(qū)動裝置而轉(zhuǎn)動物料通過裝載漏斗6裝入料槽內(nèi)而在卸料孔8或9處進行卸料若需要在線路中間處卸料時則在卸料口處裝設(shè)能關(guān)閉的閘門圖41水平螺旋輸送機1轉(zhuǎn)軸2料槽3軸承4末端軸承5首端軸承6裝載漏斗7中間裝載口8中間卸載口9末端卸載口10驅(qū)動裝置DD所以表41螺旋面厚度MM谷物24煤建筑材料礦石等D200300MM45D500600MM78圖42全葉式螺旋葉片展開圖全葉式葉片下料鋼板圓周的大小可用如下方法確定M由于螺旋線L和L在平面上是圓心角相同的兩條同心圓弧若此兩圓弧的直徑為DL和DL則式41由于DL2BDL代人式41則有根據(jù)DL和DL的大小可以對鋼板圓周進行下料然后再根據(jù)圓心角切開沖壓或單個的葉片的大小為式42輸送機的螺旋可以是右旋普通的形式或左旋的單線雙線或三線的實際上一般都是做成單線的很少用雙線和三線后者只在卸車機中采用根據(jù)披運物料的種類螺旋選用下列結(jié)構(gòu)的一種當輸送流動性好的干燥小顆粒物料或粉狀物料時宜于采用全葉式葉片的螺旋圖43A當輸送塊狀的或粘滯性的物料時宜用帶式螺旋圖43B當輸送有壓縮性的物料時則用葉片式的圖43C或齒形圖43D螺旋圖43螺旋葉片形狀圖44管形螺旋軸各節(jié)段的聯(lián)接1管形軸2螺旋面3襯套4圓軸5螺釘為了便于制造和裝配有螺旋面的軸1是由24M的各個節(jié)段裝配而成在采用管形軸的情況下各個節(jié)段是利用由穿透螺釘5所固定的插入襯套3和圓軸節(jié)段4連接起來圖44這些圓軸也被用作中間軸承和末端軸承的頸部各個節(jié)段的這種連接方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單而緊湊但是它的缺點是更換個別節(jié)段時的拆卸和安裝工作比較復雜在決定聯(lián)接軸及螺旋軸或管的類型及尺寸時主要考慮的是所選用的軸能否經(jīng)受住傳遞包括超載在內(nèi)的所需功率在正常情況下冷軋鋼的軸是可以滿足的由于扭矩的原因可用高強度的軸當輸送有腐蝕性或污染的物料時也可采用不銹鋼軸輸送機采用無潤滑的鐵制懸掛軸承時要用淬火的聯(lián)接軸而表面淬火的懸掛軸承要求配用表面淬火的軸在螺旋輸送機的設(shè)計中常常要求在其頭部及尾部設(shè)置軸的防塵密封密封壓差及槽體端部密封用來防止槽體里的灰塵或粉塵進入軸承和防止水分沿軸進入槽內(nèi)螺旋槽體端部的密封座由灰口鐵制或設(shè)置在巴氏合金滾珠軸承或青鋼軸瓦與槽體端板之間密封蓋由灰口鐵制或的對開法蘭沿著轉(zhuǎn)動的鋼軸壓入填充物為使漏入的灰塵減到最少列出以下備種不同的設(shè)計方法設(shè)置的軸封遠離固體物料的進出料口可大大簡化軸的密封以防止因物料的休止角而使物料壓在密封上應(yīng)用充氣填料箱式的密封裝置清潔的氣體送入箱殼內(nèi)通過密封能有效地防止從輸送機飛離的灰塵進入軸承在螺旋輸送機的尾端非傳動端采用槽體端部盲板支承內(nèi)懸掛軸承如果可以裝這種內(nèi)懸掛軸承的話就可以完全不用軸封由于外懸臂傳動荷載使傳動軸彎曲這使軸的密封問題更為困難有兩種方法可將軸的彎曲限制到最小其一是在傳動端采用的雙軸承其二是采用套軸式的齒輪減速箱無輸出軸減速器圖45采用滾動軸承的中間軸承銅減摩鑄鐵巴氏合金或其他減摩材料制成的滑動軸承為了減小阻力也可以采用滾動軸承球面雙列滾珠軸承圖45滾珠軸承采用可靠的密封裝置以防止輸送物料時微小顆粒的落入同時密封裝置不應(yīng)使軸承體的直徑和長度增加很大在各種情況下軸承都是用固定在料槽蓋上方的管子內(nèi)的油杯以潤滑脂進行潤滑幾種典型的鑄造及焊接結(jié)構(gòu)的中間軸承如圖46所示圖46幾種典型的中間軸承225M當螺旋直徑D較大時則取253M甚至可取4M首端軸承是位于物料運移前方的一端且為止推式圖47以承受物料運動阻力所產(chǎn)生的軸向力在這種情況下螺旋軸的全部長度上都受到拉伸作用因此它的工作條件要比軸向壓縮的情況有利圖47首端止推軸承螺旋輸送機懸掛軸承用的典型軸瓦材料有軟金屬青銅及巴氏合金等硬質(zhì)合金及硬鐵耐磨材料木材實體的或?qū)訅旱乃芰蠈τ糜谟心プ列缘奈锪铣３２捎糜茶F軸瓦一般都是采用布氏硬度超過400的鑄造白口鐵淬火的鋼制聯(lián)接軸一般常采用冷加工低碳鋼的軸要滲碳及熱處理達到洛氏硬度5060為解決磨損的問題可采用各種熱處理合金也可以通過氣焊或電弧焊在零件表面堆焊硬質(zhì)合金已經(jīng)獲得專利的硬質(zhì)合金對開式軸瓦也用于在軸承面沿軸堆焊這種在軟質(zhì)基體上加上一層硬質(zhì)碳化物及硼化物的材料結(jié)構(gòu)可以得到很好的金屆對金屬耐磨損性能螺旋輸送機螺旋槽體的主要類型列于圖48中大部分截面為U形的鋼制槽體長度為3000或3660MM根據(jù)使用要求可以提供各種尺寸厚度的螺旋槽體可用平法蘭或角鐵法蘭聯(lián)接法蘭聯(lián)接不但可以防塵而且更為經(jīng)濟因此盡可能制成帶有蘭的槽體一般螺旋槽體均有頂蓋必要時頂蓋可制成防塵型頂蓋是由薄鋼板制成可以用螺栓連接也可以用彈簧卡子緊夾在螺旋槽體上下面介紹螺旋槽體的主要類型見圖48角鋼法蘭的U形螺旋槽體角鋼法蘭的U形螺旋槽體是最常用的頂部法蘭是用重型結(jié)構(gòu)角鋼制作并與螺旋槽體的上部邊棱平焊而成端面法蘭用靠模焊接并保證與相鄰的槽體端面對準折邊法蘭的U形螺旋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端面法蘭用靠模焊接并保證與相鄰的槽體端面對準雙折邊法蘭的U形螺旋槽體頂部法蘭是由同一塊鋼板經(jīng)雙折邊加工而成的槽體這大大增加了槽體的強度與剛度當與帶法蘭的頂蓋連接時并加以適當?shù)囊r墊材料可做到有效的防塵密封槽鋼U形螺旋槽體槽鋼U形螺旋槽體適用于輸送機支承間距要求長的場合槽體的上邊由結(jié)構(gòu)槽鋼制成可用螺栓或彈簧卡子與下部半圓形截面的槽體連在一起活動底的U形螺旋槽體這種類型的螺旋槽體適用于要求快速方便地接觸到輸送機內(nèi)部的場合活動底的U形螺旋槽體由上部剛性的槽鋼與下部半圓形截面槽上體所構(gòu)成半圓形截面槽體的一邊為鉸接面另一邊則采用彈簧卡子夾緊或其他形式能快速打開的連接裝置折邊法蘭加寬的螺旋槽體這種類型槽體主要用于粘滯的或輕度粘稠的物料常與帶式輸送機一起應(yīng)用頂部的法蘭是由和槽體同一塊鋼板折邊加工而成端面法蘭用靠模焊接并保證與相鄰的槽體端面對準標準管狀槽體管狀槽體可以防塵防雨水剛度大并可使整個截面內(nèi)均充滿物抖標準管狀槽體是用鋼板卷成并在接給處連續(xù)焊接折邊法蘭對開管狀槽體這種形式的槽體類似于角鐵法蘭槽體但法蘭是由半圓形槽體的同一塊鋼板橋邊加工制成兩個半圓形槽體用螺栓連在一起就構(gòu)成了一個完整的剛性的重量輕的管狀槽體矩形槽體矩形槽體適合于磨琢性強的物料允許物料滯留在榴底這樣可以防止物料和槽底的直接摩擦帶有夾套的槽體這種形式的槽體由加工好的夾套連續(xù)地焊接在普通結(jié)構(gòu)的槽體上其上焊有換熱介質(zhì)的進出口管這種槽體廣泛用于加熱冷卻成干燥物料夾套中的隔板使循環(huán)水較好地分配面強化熱交換效果圖48螺旋輸送機螺旋槽體的形式角鋼法蘭的U形螺旋槽體B折邊法蘭的U形螺旋槽體C雙折邊法蘭的U形螺旋槽體D槽鋼U形螺旋槽體E活動底的U形螺旋槽體F折邊法蘭加寬的螺旋槽體G標準管狀槽體H折邊法蘭對開管狀槽體I矩形槽體J帶有夾套的槽體式43即螺旋輸送機的最大輸送能力見表42式44式中常數(shù)稱為無聊綜合特性系數(shù)見圖442式46令M式47式中K值見表44表44KA值物料塊度物料的磨磋性物料種類填充系數(shù)推薦的螺旋葉片形狀KA粉狀無磨磋性半磨磋性石灰粉石墨035040全葉式0041575粉狀磨磋性干爐灰水泥石膏粉025030全葉式0056535粒狀無磨磋性半磨磋性谷物泥煤025035全葉式0049050粒狀磨磋性砂型砂爐渣025030全葉式0060030小塊狀60MM無磨磋性半磨磋性煤石灰石025030全葉式0053740小塊狀60MM磨磋性卵石砂巖爐渣020025全葉式或帶式0064525中等及大塊度60MM無磨磋性半磨磋性塊煤塊石灰020025全葉式或帶式0060030中等及大塊度60MM磨磋性干粘土硫礦石焦炭0125020全葉式或帶式0079515式48如驗算出的值仍在表45所推薦的范圍內(nèi)則表示圓整得合適驗算所得的值允許略低于表45所列數(shù)值的下限但不得高于表列數(shù)值的上限42機體主要部件的選擇計算根據(jù)連續(xù)輸送機生產(chǎn)率的公式TH式49式中F被輸送物料層的橫斷面積M2被輸送物料的堆積密度KGM3被輸送物材的軸向輸送速度MS料層橫斷面面為M2式410式中D螺旋直徑M充填系數(shù)其值與物材的特性有關(guān)見下表中的K及A的值C傾斜修正系數(shù)見表4在料槽中物料的充填系數(shù)影響輸送過程和能量的消耗當充填系數(shù)較小即5時物料堆積的高度低矮且大部分物料靠近槽壁并且具有較低的圓周速度運動的滑移面幾乎平行于輸送方向圖410A物料顆粒沿軸向的運動要較圓周方向顯著得多所以這時垂直于輸送方向的附加物料流不嚴重單位能量消耗也較小但是當充填系數(shù)提高即13或40時則物料運動的滑移面將變陡圖410BC此時在圓周方向的運動將比輸送方向的運動強導致輸送速度的降低和附加能量的消耗因而對于水平螺旋輸送機來說物料的充填系數(shù)并非越大越好相反取小值有利一般取50各種微粒物料的充填系數(shù)值可參考表44物料的軸向輸送速度按下式計算MS式411式中H螺旋節(jié)距MNS螺旋轉(zhuǎn)速RMIN螺距H通常為H1K1DM式中K1螺旋節(jié)距與螺旋直徑的比值與物料性質(zhì)有關(guān)通常取K1071對于摩擦系數(shù)大的物料取小值K10708對于流動性較好易流散的物料可取K11表45螺旋輸送機傾斜修正系數(shù)C傾斜角05101520C100090080070065圖410不同充填系數(shù)時物料層堆積情況及其滑移面式4141螺旋直徑設(shè)計的水泥螺旋輸送機的30M3H取025取K108C1NS30835RMIN代入式414得3047025108D330835求得D2051122786MM因為螺旋輸送機的螺旋直徑應(yīng)根據(jù)下列的標注系列進行圓整D150200250300400500600MM取D200MM所以螺旋直徑為200MM2螺距H1DH1200MM所以螺距為200MM3軸徑D02035D取D035D03520070MM所以軸徑為70MM4進料口出料口螺旋機進料口出料口同用戶現(xiàn)場開設(shè)一般應(yīng)從尾部進料頭部出料但也可以從頭部進料尾部出料如需要中部進料頭部尾部出料或頭部進料中間出料則為非標準制法須由用戶提供簡圖進料口進料口是用以連接螺旋機和進料漏斗的部件其由蓋寸口夾緊在機蓋上也可用焊接的方法與機蓋相聯(lián)裝置進料口時應(yīng)在所裝的機蓋上按進料口內(nèi)孔開尺寸LS型螺旋輸送機進料口的外形與安裝尺寸表見表46表46進料口的外形與安裝尺寸螺旋機型號外型及安裝尺寸MMABCDDNLS100100180146100124LS160160250210100128LS200200300256100148LS250250350306100148LS315315415370160148LS4004005004561601412LS5005006005581601412LS6306307506962001416LS8008009208682001816LS10001000112010702001820LS12501250137013142001824出料口出料口由鋼板及扁鋼焊接而成使用時將出料口焊在機殼上其法蘭石與溜槽法蘭相連接出料口的機殼應(yīng)按出料口的內(nèi)孔尺寸開孔LS型螺旋輸送機出料口的外形與安裝見表47表47出料口的外形與安裝螺旋機型號外形及安裝尺寸MMABCDHDNLS10010018014611210124LS16016025021015014128LS20020030025618014148LS25025035030622414148LS31531541537025014148續(xù)表47螺旋機型號外形及安裝尺寸MMABCDHDNLS4004005004562801651412LS500500600558340201412LS630630750696420201416LS800800920868520201816LS1000100011201070630251820LS1250125013701314760251824出料口橫截面的計算因為輸送量為30M3H軸向輸送速度為所以截面積為S因此進出料口的橫截面要大于001M25葉片形式COM輸送機機體主要部件的介紹和表42選擇全葉式的螺旋葉片6中間懸掛軸承COM輸送機機體主要部件的介紹選圖46A的那種細長的骨架緊湊的軸承可以在最小的流動阻力下得到最大的輸送量為解決各種磨損的問題可采用各種熱處理合金也可以通過氣焊和電弧焊在零件表面堆焊硬質(zhì)合金這種在軟質(zhì)基體上加一層硬質(zhì)碳化物及硼化物的材料可以得到很好的金屬對金屬耐磨損性能7槽體COM輸送機機體主要部件的介紹選用標準管狀槽體管狀槽體可以防塵防雨水剛度大并可使整個截面內(nèi)均充滿物料標準管狀槽體是用鋼板卷成并在接縫處連續(xù)焊接8螺旋軸COM輸送機機體主要部件的介紹選用管狀螺旋軸9機體配套尺寸配套尺寸見表48表48機體配套尺寸單位MM頭節(jié)中間節(jié)尾節(jié)標準節(jié)選用節(jié)螺旋輸送機長度300030001500200025003000螺旋長度291029101410191024102500機殼長度320030001500200025002800地腳螺栓孔距2980300015002000250031405螺旋輸送機機體的安裝條件使用及維護51螺旋輸送機機體的安裝條件螺旋機安裝的正確性是以后使用情況良好的先決條件之一其在使用地點的安裝必須妥善地進行并滿足技術(shù)條件的要求1螺旋機安裝基礎(chǔ)至少應(yīng)在螺旋機正式安裝以前20天澆灌完成該基礎(chǔ)應(yīng)能可靠地支承輸送機并保證不同地基過小而發(fā)生螺旋機下沉和額外的變化保證螺旋機在運轉(zhuǎn)時具有足夠穩(wěn)定性2螺旋機在安