LS250螺旋輸送機設(shè)計【含CAD圖紙、說明書、開題報告】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目名稱 螺旋輸送機設(shè)計 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 一、選題的目的和意義： 螺旋輸送機主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料，如煤粉、純堿、再生膠粉、氧化鋅、碳酸鈣及小塊煤等，螺旋輸送機不適宜輸送易變質(zhì)、粘性大的和易結(jié)塊的物料。 旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進行螺旋輸送機輸送，使物料不與螺旋輸送機葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機機殼對物料的摩擦阻力。螺旋輸送機旋轉(zhuǎn)軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機的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(yīng)加中間吊掛軸承。 ? 選擇這個課題對我來說是個挑戰(zhàn)，在相關(guān)資料較少的不利情況下，更能激發(fā)我投入大量的時間來對此進行研究。選擇本設(shè)計題目，有以下目的和意義： 1 培養(yǎng)學(xué)生將先修的基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程中所獲得的理論知識在實際的設(shè)計工作中綜合地加以應(yīng)用，獨立完成課題的工作能力。加深領(lǐng)會計算的基本理論和深化所學(xué)的理論知識；拓展解決問題的思維能力，讓思維更活并培養(yǎng)創(chuàng)新意識； 2 樹立正確的設(shè)計思想，為以后在工作中遇到相關(guān)問題提供解決依據(jù)； 3 通過畢業(yè)設(shè)計的實踐演練環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，把基礎(chǔ)理論知識聯(lián)結(jié)成有效的知識網(wǎng)絡(luò)體系，使學(xué)生對整體機械結(jié)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計有一定深度的認識； 4 掌握一般設(shè)計流程和解決問題的方法論，為工作實踐提供解決問題的思路； 。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡述： 國內(nèi)螺旋輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的螺旋輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實施，螺旋輸送機的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離螺旋輸送機的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離螺旋輸送機成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮螺旋輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并對螺旋輸送機的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。 國外螺旋輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀 國外螺旋輸送機技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是螺旋輸送機的功能多元化、應(yīng)用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀螺旋輸送機、空間轉(zhuǎn)彎螺旋輸送機等各種機型；另一方面是螺旋輸送機本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型螺旋輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了螺旋輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了螺旋輸送機的運行性能和可靠性。其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點： ⑴設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300~500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 ⑵應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設(shè)備運行性能好，運輸效率高。 ⑶采用多機驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術(shù)，使輸送機單機運行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。 ⑷新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面順槽螺旋輸送機就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運輸能力達3000 t/h以上，它的機尾與新型轉(zhuǎn)載機（如美國久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。 ? 國內(nèi)外螺旋輸送機技術(shù)的差距 ⑴裝機功率? 我國工作面順槽可伸縮螺旋輸送機最大裝機功率為4×250 kW，國外產(chǎn)品可達4×970 kW，國產(chǎn)螺旋輸送機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%～40%，固定螺旋輸送機的裝機功率相差更大。 ⑵運輸能力? 我國螺旋輸送機最大運量為3000 t/h，國外已達5500 t/h。 ⑶最大輸送帶寬度? 我國螺旋輸送機為1400 mm，國外最大為1830 mm。 ⑷帶速? 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國螺旋輸送機帶速為4m/s，國外為5m/s以上。 ⑸工作面順槽運輸長度? 我國為3000 m，國外為7300m。 ⑹自移機尾? 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮螺旋輸送機機尾隨著工作面的快速推進而快速自移。國內(nèi)自移機尾主要依賴進口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機一起移動的由英國LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。（b）德國DBT公司生產(chǎn)的自移機尾裝置。前者只有一個推進油缸，后者則有2個推進油缸。LONGWALL公司生產(chǎn)的自稱機尾用于在國內(nèi)帶寬1.2 m的輸送機上，缺點是自移機尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對自移機尾的要求是共同的，既要滿足輸送機正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機不停機的情況下實現(xiàn)快速自移。 ⑺高效儲帶與張緊裝置? 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 ⑻輸送機品種? 機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ埽龅揭粰C多用； 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）所采用的研究方法和手段： 本次設(shè)計，按照導(dǎo)師的要求，我們分組設(shè)計。在設(shè)計過程中我們首先查閱大量的資料，對螺旋輸送機有了一個大概的了解，掌握其基本的計算方法。在設(shè)計中遇到的問題我們一般通過小組討論的方式解決，如不能解決的問題我們就通過以下方法： 1 通過學(xué)校圖書館等途徑查找借閱相關(guān)參考資料、書籍、文獻等。 2 在相關(guān)工廠進行畢業(yè)實習(xí)以增強實踐理論知識。 3 通過指導(dǎo)老師和相關(guān)工程師的指導(dǎo)熟悉設(shè)計任務(wù)及設(shè)計相關(guān)內(nèi)容。 4 瀏覽因特網(wǎng)上的相關(guān)資料，獲取設(shè)計相關(guān)資料。 5 通過對相關(guān)資料和數(shù)據(jù)進行理論計算和分析，以順利完成該設(shè)計。 6 自學(xué)該設(shè)計中所需理論知識，完成對應(yīng)的計算和設(shè)計。 四、主要參考文獻與資料獲得情況： 徐灝主編 新編機械設(shè)計師手冊 北京：機械工業(yè)出版社 吳相憲 王正為 黃玉堂 主編. 實用機械設(shè)計手冊. 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 濮良貴 紀名剛主編 機械設(shè)計 第七版 北京：高等教育出版社 廖念釗等編.互換性與技術(shù)測量.第四版.北京：中國計量出版社 機械化運輸設(shè)計手冊 機械工藝出版社 劉元偉 付民愛 主編 物流機械 機械工藝出版社 羅毅 主編 物流裝卸搬運設(shè)備與技術(shù) 北京理工大學(xué)出版社 張榮善 散料輸送與貯存 化學(xué)工業(yè)出版社 張興輝 運輸機械設(shè)計選用手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 洪志明 連續(xù)運輸機械 機械工業(yè)出版社 范祖堯 現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 黎佩琨 礦山運輸及提升 冶金工業(yè)出版社 梁庚煌 運輸機械手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 中國礦業(yè)學(xué)院 礦山運輸機械 煤炭工業(yè)出版社 潘英.通用機械設(shè)計.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社 五、畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排（按周說明）： 第8周 （4月6日——4月12日）撰寫開題報告，整理已有文獻資料。 第9-11周 （4月13日——5月3日） 利用收集到的資料，設(shè)計計算。 第12周（5月4日——5月10日）根據(jù)老師征求意見進行修改設(shè)計計算。 第13-15周 （5月11日——5月24日）根據(jù)計算，繪圖。 第16周 （5月25日——5月31日）根據(jù)老師意見修改繪圖。 第17周 （6月1日——6月7日）整理，裝訂。 六、指導(dǎo)教師審批意見（對選題的可行性、研究方法、進度安排作出評價，對是否開題作出決定）： 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 計算說明書 摘 要 螺旋運輸機是利用電機帶動螺旋回轉(zhuǎn),推移物料以實現(xiàn)運輸目的的機械,它能水平、傾斜或垂直運輸,具有結(jié)構(gòu)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。其主要用于輸送各種粉狀、粒狀、小塊狀物料，在輸送過程中也可以完成混合攪拌。本課題重點研究在與驅(qū)動裝置的合理選擇、執(zhí)行裝置的合理進給對螺旋運輸?shù)男?穩(wěn)定,安全性提高的作用。 本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于運輸機的設(shè)計。首先對運輸機作了簡單的概述；接著分析了運輸機的選型原則及計算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計準則與計算選型方法按照給定參數(shù)要求進行選型設(shè)計；接著對所選擇的運輸機各主要零部件進行了校核。普通型運輸機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導(dǎo)回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了運輸機的安裝與維護。 關(guān)鍵詞：螺旋運輸機 運輸系統(tǒng) 選型設(shè)計 Ⅰ 目 錄 摘要 I 前言 1 第一章 螺旋輸送機介紹 2 1.1 螺旋輸送機的歷史 2 1.2 螺旋輸送機的發(fā)展趨勢 5 1.3 國內(nèi)外螺旋輸送機對比 6 1.4 螺旋輸送機的應(yīng)用范圍 8 1.5 螺旋輸送機分類 9 第二章 螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)及工作原理 10 2.1 螺旋式輸送機的結(jié)構(gòu) 10 2.1.1 螺旋 10 2.1.2 軸 12 2.1.3 軸承 13 2.1.4 料槽 13 2.2 螺旋輸送機工作原理 14 第三章 螺旋輸送機的設(shè)計與參數(shù)選用 15 3.1 螺旋輸送機的設(shè)計方法 15 3.1.1 螺旋輸送機現(xiàn)代設(shè)計方法 16 3.1.2 螺旋輸送機的常規(guī)設(shè)計 18 3.2 螺旋輸送機的設(shè)計計算 19 3.3 螺旋輸送機設(shè)計參數(shù)的確定 22 3.3.1 原始資料 22 3.3.2 螺旋葉片直徑 22 3.3.3 螺旋軸螺距 23 3.3.4 螺旋軸直徑 25 3.3.5 螺旋軸轉(zhuǎn)速 27 3.3.6 生產(chǎn)率與填充因素驗算 28 3.3.7 傳動功率 29 3.3.8 實體式螺旋葉片的展開尺寸 32 3.3.9 螺旋軸的連接 33 3.3.10 螺旋輸送機外形及尺寸 34 3.3.11 螺旋輸送機外形長度組合及各節(jié)重量 36 3.3.12 螺旋輸送機軸承選擇 42 3.3.13 螺旋輸送機進出料口裝置 43 第四章 螺旋輸送機的安裝使用及維護 45 4.1 螺旋輸送機安裝技術(shù)條件 45 4.2 螺旋輸送機的使用與維護 46 總結(jié) 48 致 謝 49 參考文獻 50 計算與說明 結(jié)果 前言 經(jīng)過三年的學(xué)習(xí)，大學(xué)的最后也是最重要的一項——畢業(yè)設(shè)計開始了。作為對大學(xué)三年學(xué)習(xí)的總結(jié)，畢業(yè)設(shè)計既考察了我們對所學(xué)知識的掌握，也是對我們能否靈活運用所學(xué)理論知識解決實際問題的檢驗。通過三年的理論學(xué)習(xí)我們掌握了一定的理論知識，但只有通過實踐，我們才能對這些知識融會貫通，在使用時才能夠得心應(yīng)手。因此，畢業(yè)設(shè)計是我們畢業(yè)前的最關(guān)鍵的一環(huán)，也是我們走向工作崗位的模擬訓(xùn)練，對我們有著非常重要的意義。因此，我會像在學(xué)習(xí)中通過自身努力和勤勉好問解決難題一樣，我會認真的配合老師、同學(xué)和工人師傅，認真的搞好這次畢業(yè)設(shè)計，在畢業(yè)前交出一份令人滿意的答卷。 我這次設(shè)計所選的題目是螺旋輸送機設(shè)計，主要設(shè)計螺旋片，輸送機進出料口，驅(qū)動裝置，減速器等主要零部件的設(shè)計計算及相關(guān)零件的校核。綜合運用了機械工程材料，機械制造工藝，極限配合，機械制圖等方面的知識，所以能從各個方面檢查所學(xué)知識。 螺旋輸送機作為冶金、建材、化工、糧食及機械加工等部門廣泛應(yīng)用的一種’連續(xù)輸送設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性好、可以中間多點裝料和卸料、操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點使其擁有廣泛的應(yīng)用。 在畢業(yè)前，利用畢業(yè)設(shè)計這次機會，在老師耐心的指導(dǎo)下，利用自己在大學(xué)所學(xué)的書本知識和實習(xí)結(jié)合，參閱了大量的相關(guān)書籍和資料，對螺旋輸送機進行了設(shè)計，就我個人而言，對螺旋輸送機螺旋進行設(shè)計和計算，以及對驅(qū)動裝置進行了分析和選擇。由于時間倉促和本人水平有限，在設(shè)計過程中會有缺點和不合理的地方，懇請老師給予寶貴的意見，并給予批評和指正。 計算與說明 結(jié)果 第一章 螺旋輸送機介紹 1.1 螺旋輸送機的歷史 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(qū)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(nèi)裝置有可換襯體，結(jié)構(gòu)簡單，物料由進料口輸入經(jīng)螺旋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。 從17世紀中葉，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料，到1887年，螺旋輸送機由阿基米德發(fā)明，后來得到改進，在工業(yè)上廣泛用來輸送散狀、固體物料，隨后經(jīng)過了很長時間的發(fā)展過程，逐漸研制出了一系列的螺旋輸送機，使得螺旋輸送機有了長足的發(fā)展。 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(chǎn)的通用性生產(chǎn)設(shè)備。它以輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料為主，不適宜輸送易變質(zhì)的，粘性的易結(jié)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(zhuǎn)，或在吊軸承處產(chǎn)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(yīng)性強，操作維修方便，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。 LS型螺旋輸送機是在GX型輸送機的基礎(chǔ)上修改設(shè)計的新一代螺 計算與說明 結(jié)果 旋輸送機，適用范圍廣泛，節(jié)能降耗顯著。 另外 ，LS型螺旋輸送機還有多種系列的輸送機產(chǎn)品。LSS系列螺旋輸送機、LSY型螺旋輸送機、LSF系列螺旋輸送機都是在LS型螺旋輸送機的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展形成的。在各種LS系列輸送機的基礎(chǔ)上，也研制出了一些其他系列和類型的螺旋輸送機。 JT型螺旋輸送機，是一種按工藝布置需要有單機單驅(qū)動(或重疊式，分體雙驅(qū)動)，帶夾套的全密封型螺旋輸送機。其具有結(jié)構(gòu)緊湊合理，占地面積小，密封性好，工藝布置靈活等優(yōu)點，適用于輸送要求冷卻或加熱的有毒、易揮發(fā)及具有腐蝕性或怕被污染的物料，如三聚氰胺、1H口等，可以水平輸送溫度低于250℃的物料，可廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、輕工等行業(yè)。 MLG管式螺旋給料輸送機是一種等同采用國際標準的螺旋輸送機，其特點是變螺距，給料量穩(wěn)定，具有一定的鎖風(fēng)效果。輸送機長度在特定范圍內(nèi)可由用戶指定選用，用作料倉底部給料設(shè)備時，一般采用傾斜布置，基本可消除物料自流(即沖料)現(xiàn)象。MLG管式螺旋給料輸送機可用于生料、煤粉、水泥等粉狀物料的給料和短距離輸送。 YS 型圓筒螺旋輸送機，可設(shè)計成水平式、傾斜式、垂直式三種類型。FX系列螺旋輸送機廣泛用于鹽、化工等行業(yè)粉狀物料的輸送及提升，而且可以垂直輸送替代斗式提升機。 隨著運輸機械的發(fā)展，還出現(xiàn)一些新型的特殊用途的螺旋輸送機，如可彎曲螺旋輸送機，螺旋管輸送機，大傾角螺旋輸送機，成件物品螺旋輸送機，熱交換式螺旋輸送機，微粉螺旋輸送機，新型冷卻螺旋輸送機等。 可彎曲螺旋輸送機可實現(xiàn)空間可彎曲輸送物料，有水平型，垂直型，還可以布置成其他型式?？蓮澢菪斔蜋C的螺旋體心軸為可撓曲材料，輸送線路可根據(jù)需要按空間曲線任意布置，避免物料轉(zhuǎn)載，不設(shè)中間軸承，阻力小，當機殼內(nèi)進入過多的物料或有硬塊物料時，螺旋體會自由浮起，不會產(chǎn)生卡堵現(xiàn)象;噪音小。 計算與說明 結(jié)果 螺旋管輸送機也稱滾筒輸送機，其為螺旋輸送機的一種變態(tài)形式，為內(nèi)螺旋輸送機。在其圓筒形機殼內(nèi)焊有連續(xù)的螺旋葉片，機殼與螺旋葉片一起轉(zhuǎn)動，加入的物料由于離心力和管壁的摩擦力的作用隨機殼一起轉(zhuǎn)動并被提升，然后在物料的重力下，又沿螺旋面下滑，實現(xiàn)物料的向前移動。如同不旋轉(zhuǎn)的螺桿沿著轉(zhuǎn)動的螺母做平移運動一樣，達到輸送物料的目的。 螺旋管輸送機工作時沒有卡殼、阻塞現(xiàn)象，對谷物破碎小，適于輸送含雜較多的谷物、經(jīng)烘干機處理后的熱谷物以及谷物種子。如果在螺旋管壁上銷上不同直徑的孔眼，還可在輸送的同時完成物料的篩分工作。 大傾角螺旋輸送機輸送原理是，由于大傾角螺旋輸送機的螺旋轉(zhuǎn)速較高，物料在它的推動下，產(chǎn)生較大的離心力，傾角越大，轉(zhuǎn)速越高，離心力也越大。這種離心力足以使物料克服它與螺旋葉片之間的摩擦力而被壓向螺旋葉片的周圍，呈環(huán)狀分布。被壓向螺旋葉片周圍的物料與輸送管內(nèi)壁形成了新的摩擦阻力，當這種阻力達到足夠大時，便能克服物料本身重力及其它力所引起的下滑力，在螺旋葉片的推動下，物料又克服它與螺旋葉片間的和它與輸送管內(nèi)壁間的兩個摩擦阻力，從而以比螺旋轉(zhuǎn)速較低的旋轉(zhuǎn)速度上升，直到出料口卸出。 熱交換式螺旋輸送機，廣泛用于化工、糧食加工以及礦物處理等行業(yè)，如冷卻鍋爐爐渣、冷卻礦渣、加熱千燥多種化工產(chǎn)品以及糧食或飼料等，是一種特殊的高效熱交換器，同時也起輸送物料作用，并完成對物料的攪拌、混合、冷卻、加熱或千燥等工藝。 輸送微粉的微粉螺旋輸送機，具備合理的螺旋軸結(jié)構(gòu)，有很好的密封性能，穩(wěn)定的微粉原料的輸送速率，能減少懸料及降低過沖量。微粉輸送技術(shù)已用于設(shè)計微粉螺旋輸送機上，并且在玻璃纖維池窯拉絲配料生產(chǎn)線上得以應(yīng)用，經(jīng)生產(chǎn)運行，達到輸送微粉原料的目的，滿足了生產(chǎn)的需求。 成件物品螺旋輸送機可以對成件、大型物料進行輸送，它由兩根 計算與說明 結(jié)果 螺旋扒谷機,由螺旋喂料機構(gòu)與傾斜移動式螺旋輸送機組合而成。喂料機構(gòu)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種型式是螺旋體一半為左旋，一半為右旋，工作時自兩側(cè)向中心匯集物料;第二種型式是螺旋體只有一個旋向，但是可以上下左右移動，以擴大扒谷范圍，減少移動次數(shù)。 對轉(zhuǎn)螺旋輸送機，其輸料管與螺旋體都旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向相反。這種新穎的垂直螺旋輸送機填充率高達70-90%。當螺旋體轉(zhuǎn)速與輸料管以一定的轉(zhuǎn)速相配時，可觀察到物料并無旋轉(zhuǎn)運動而只有垂直上升運動。它的工作原理不能再用單一顆粒受到離心力的作用來說明，而應(yīng)對整個物料柱的運動進行分析。在這方面還需要作進一步研究。 復(fù)式螺旋輸送機，同一料槽內(nèi)裝上轉(zhuǎn)向相反的兩個螺旋體，加上驅(qū)動裝置，就構(gòu)成了復(fù)式螺旋輸送機。它能同時完成兩種不同物料的輸送，并且占地面積小，相對空間尺寸也小。 雙向螺旋輸送機，同一螺旋軸上的兩半節(jié)上，分別焊有左旋葉片和右旋葉片，這是雙向螺旋輸送機的主要特點。它可以向兩個方向同時輸送同一種物料，即將物料從兩端集向中心，或從中部進料后輸向兩端。 變螺距螺旋輸送機，這種螺旋輸送機的螺距沿前進方向是變化的。葉片焊接或由疏漸密，或由密漸疏，適合港口卸船用或飼料工業(yè)中作配料設(shè)備用。 1.2 螺旋輸送機的發(fā)展趨勢 縱觀螺旋運輸機的發(fā)展歷程，可以預(yù)見未來的發(fā)展方向主要有以下幾方面: 大運量 、高速度、長使用壽命。高速度即意味著高生產(chǎn)率，減少單位時間生產(chǎn)成本.磨損是限制螺旋運輸機壽命的主要原因，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， 7 計算與說明 結(jié)果 可以較大程度提高運輸機的使用壽命。 1. 低能源消耗及降低能量消耗.螺旋運輸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(shè)計螺旋運輸機急待解決的難題和發(fā)展方向。 2. 智能化發(fā)展。未來的螺旋運輸機應(yīng)與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、智能操作。物料的裝卸、機器安裝與維護都應(yīng)能實現(xiàn)智能化管理。 3. 空間可彎曲運輸。為了克服水平和垂直螺旋運輸機由于構(gòu)造上的限制而只能直線運輸物料的不足，近年來出現(xiàn)了可彎曲螺旋運輸機，彈簧運輸機等。另外其他各種運輸機也應(yīng)為了實現(xiàn)空間、可彎曲運輸研制新的機型。 4. 組合復(fù)合化運輸，向著大型化發(fā)展。使用螺旋運輸機，結(jié)合各種連續(xù)運輸機械，來完成復(fù)雜的物料運輸。大型化包括大運輸能力、單機長度和大運輸傾角等幾個方面。 5. 擴大使用范圍。目前，螺旋運輸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(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能運輸熾熱、易爆、易結(jié)團、粘性物料的螺旋運輸機。 6. 環(huán)保意識設(shè)計，減少污染，實現(xiàn)綠色設(shè)計的目標。傳統(tǒng)的連續(xù)運輸機械是敞開狀態(tài)下運輸物料的，在運輸粉狀、顆粒狀物料時，物料散落飛揚，嚴重影響周圍的環(huán)境，特別是在運輸水泥、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(yīng)當提前研制多種形式的環(huán)保型運輸機，而螺旋運輸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 1.3 國內(nèi)外螺旋輸送機對比 我國螺旋輸送機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機尾、高 計算與說明 結(jié)果 尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 (1) 裝機功率:我國工作面順槽可伸縮螺旋輸送機最大裝機功率為4×250 kW，國外產(chǎn)品可達4×970 kW，國產(chǎn)螺旋輸送機的裝機功率約為國外產(chǎn)品的30%～40%，固定螺旋輸送機的裝機功率相差更大。 (2) 運輸能力：我國螺旋輸送機最大運量為3000 t/h，國外已達5500 t/h。 (3) 最大輸送帶寬度:我國螺旋輸送機為1400 mm，國外最大為1830 mm。 (4) 帶速:由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國螺旋輸送機帶速為4m/s，國外為5m/s以上。 (5) 工作面順槽運輸長度:我國為3000 m，國外為7300m。 (6) 高效儲帶與張緊裝置我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 （7）輸送機品種:機型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?，做到一機多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（>+25°）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機種螺旋輸送機。 （8）輸送帶抗拉強度:我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。 （9）輸送帶接頭強度:我國輸送帶接頭強度為母帶的50%～65%，國外達母帶的70%～75%。 （10）托輥壽命:我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承 計算與說明 結(jié)果 （10）托輥壽命:我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于螺旋輸送機上，使用面廣，經(jīng)濟效益顯著。我國輸送機托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%～40%。 （11）驅(qū)動方式:我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。 （12）監(jiān)控裝置:國外輸送機已采用高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機的啟動、正常運行、停機等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 1.4 螺旋輸送機的應(yīng)用范圍 螺旋輸送機廣泛應(yīng)用于糧食工業(yè)、建筑材料工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機械制造業(yè)、交通運輸業(yè)等國民經(jīng)濟各部門中。 螺旋輸送機主要用于輸送各種粉狀、粒狀、小塊狀物料，所輸送的散粒物料有谷物、豆類、面粉等糧食產(chǎn)品，水泥、粘土、沙子等建筑材料，鹽類、堿類、化肥等化學(xué)品，以及煤、焦炭、礦石等大宗散貨。螺旋輸送機不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、塊度大的及易結(jié)塊的物料。除了輸送散粒物料外，亦可利用螺旋輸送機來運送各種成件物品。 計算與說明 結(jié)果 。螺旋輸送機在輸送物料的同時可完成混合、攪拌、冷卻等作業(yè)。在港口，螺旋輸送機主要用于卸車、卸船作業(yè)以及倉庫內(nèi)散粒物料的水平和垂直輸送。利用與物料直接接觸的水平螺旋軸將物料逐層從車廂兩側(cè)卸下的螺旋卸車機在國內(nèi)港口已有多年的成功使用經(jīng)驗。由水平螺旋輸送機、垂直螺旋輸送機以及相對螺旋取料裝置組成的螺旋卸船機，已成為一種較為先進的連續(xù)卸船機型，日益廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外散貨專用碼頭。 1.5 螺旋輸送機分類 (1) 螺旋輸送機的螺旋葉片有實體螺旋面型、帶式螺旋面型及葉片螺旋面型三種，實體螺旋面稱為S制法，其螺旋節(jié)距GX型為葉片直徑的0.8倍，LS型適用于輸送粉狀和粒狀物料。帶式螺旋面又稱D制法，其螺旋節(jié)距與螺旋葉片直徑相同，適用于輸送粉狀即小塊物料。葉片式螺旋面應(yīng)用較少，主要用于輸送粘度較大和可壓縮性物料，在輸送過程中，同時完成攪拌、混合等工序，其螺旋節(jié)距約為螺旋葉片直徑的1.2倍。 (2) 螺旋輸送機的螺旋葉片有左旋與右旋兩種旋向。 (3) 螺旋輸送機的類型有水平固定式輸送機、垂直式螺旋輸送機。水平固定式螺旋輸送機是最常用的一種型式。垂直式螺旋輸送機用于短距離提升物料，輸送高度一般不大于8m，螺旋葉片為實體面型，它必須有水平螺旋喂料，以保證必要的進料壓力。 (4) LS、GX型螺旋輸送機物料出口端，應(yīng)設(shè)置1/2~1圈反向螺旋片，防止粉料堵塞端部軸承。在出口管上端無螺旋片。 計算與說明 結(jié)果 第二章 螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 螺旋式輸送機的結(jié)構(gòu) 圖2-1螺旋輸送機 螺旋式輸送機的結(jié)構(gòu)如圖所示：主要由料槽9，軸承2、4，螺旋5，支座6、8，進料口3和出料口7所組成。 剛性的螺旋體通過頭、尾部和中間部位的軸承支承于料槽，形成可實現(xiàn)物料輸送的轉(zhuǎn)動構(gòu)件，螺旋體的運轉(zhuǎn)通過安裝于頭部的驅(qū)動裝置實現(xiàn)，進出料口分別開設(shè)于料槽尾部上側(cè)和頭部下側(cè)。出料口可沿機器的長度方向安裝多個，并用平板閘門啟閉，只有其中一個卸料，傳動裝置可以裝于槽頭或槽尾 2.1.1 螺旋 圖2-2螺旋葉片形式 螺旋體是螺旋輸送機實現(xiàn)物料輸送的主要構(gòu)件，它由螺旋葉片和螺旋軸兩部分構(gòu)成。常用的葉片有滿面式(實體式)和帶式兩種形式。按葉片在軸上的盤繞方向不同可分為右旋和左旋兩種(逆時針盤繞為左旋， 計算與說明 結(jié)果 左旋，順時針盤繞為右旋)。螺旋體輸送物料方向由葉片旋向和軸的旋轉(zhuǎn)方向決定，具體確定時，先確定葉片旋向，然后按左旋用右手、右旋用左手的原則，四指彎曲方向為軸旋轉(zhuǎn)方向，大拇指伸直方向即為輸送物料方向，如圖所示。同一螺旋體上如有兩種旋向的葉片，可同時實現(xiàn)兩個不同方向物料的輸送。螺旋軸通常采用直徑30～70mm的空心鋼管。 螺旋體的主要規(guī)格尺寸為葉片直徑D(mm)、軸直徑d(mm)和螺距s(mm)，系列直徑見表。螺旋葉片通常采用簡易制造法，即用1．5～4．0mm厚的薄鋼板沖壓或剪切成帶缺口的圓環(huán)，將圓環(huán)拉制成一個螺距的葉片，然后將若干個單獨的葉片經(jīng)焊接或鉚接于螺旋軸形成一個完整的螺旋葉片。如圖5—19，圓環(huán)的尺寸(下料尺寸)用下面的公式計算： 式中： R——圓環(huán)外圓直徑（mm）； r——圓環(huán)內(nèi)圓直徑（mm）； α——圓環(huán)的缺角（0）； L——一個螺距葉片外螺旋線的長度L= （mm）； ι——一個螺距葉片內(nèi)螺旋線的長度，ι= 。 當運送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪蠒r，宜采用實體螺旋，這是最常用的型式。運送塊狀的粘滯性的物料時，宜采用帶式螺旋。當運送韌性和可壓縮性的物料時，宜采用葉片式或成型的螺這兩種螺旋往往在運送物料的同時，還可以對物料進行攪拌，揉捏及混合等工藝操作。 計算與說明 結(jié)果 螺旋葉片大多是由厚4～8毫米的薄鋼板沖壓而成的，然后互相焊接或鉚接到軸上。帶式螺旋是利用徑向桿柱把螺旋帶固定在軸上。有些螺旋是用寬的鋼帶經(jīng)過鏈形軋輥軋成的一個沒有接頭的整螺旋體。在一根螺旋轉(zhuǎn)軸上，有時可以一半是右旋的，一半是左旋的。這樣可將物料同時從中間輸送到端或從兩端輸送到中間，根據(jù)需要進行設(shè)計。 圖2-3螺旋形狀 2.1.2 軸 圖2-4軸 1——管形螺旋軸；2——螺旋葉片； 3——螺栓；4——內(nèi)襯套；5——圓軸節(jié)段 軸可以是實心的也可以是空心的，它一般由長2～4米的節(jié)段裝 計算與說明 結(jié)果 配而成。通常采用鋼管制成的空心軸，因在強度相同情況下，它的重量要小得多，而且互相連接也方便。軸的各個節(jié)段的連接，可以利用軸節(jié)段插入空心軸的襯套內(nèi)，以螺釘固定連接起來， 這些圓軸還可用作中間軸承和頭部軸承的頸部。這種方式可使結(jié)構(gòu)緊湊，但裝卸較麻煩，大型的螺旋輸送機，則是采用法蘭連接。采用一段兩端帶法蘭的短軸與螺旋軸的端法蘭接起來，這種連接方法，裝卸容易，但徑向尺寸相對大一些。 2.1.3 軸承 軸承是安裝于機槽用于支承螺旋體的構(gòu)件，按其安裝位置和作用不同可分為頭部軸承和中間軸承。頭部應(yīng)裝有止推軸承，以承受由于運送物料之阻力所產(chǎn)生的軸向力，一般放在送物料的前方。當軸較長時，應(yīng)在每一中間節(jié)段內(nèi)裝一吊軸承，用于支撐螺旋軸，吊軸承一般采用對開式滑動軸承。 2.1.4 料槽 水平慢速螺旋輸送機的料槽通常用2～4mm厚的薄鋼板制成。橫斷面兩側(cè)壁垂直，底部為半圓形，每節(jié)料槽的端部和側(cè)壁上端均用角鋼加固，以保證料槽的剛度，實現(xiàn)節(jié)與節(jié)間、頂部蓋板與料槽的連接，料槽底部應(yīng)設(shè)置鑄鐵件或角鋼焊接件的支承腳。底部半圓的內(nèi)徑應(yīng)比螺旋葉片直徑大4～8mm。垂直快速螺旋輸送機料槽橫斷面為圓形，通常采用薄壁無縫鋼管制成。不銹鋼或薄鋼板制成園筒或帶有垂直側(cè)邊的U形槽，為了便于連接和增加剛性，在料槽的縱向邊緣及各節(jié)段的橫向接口處都焊有角鋼，料槽有時也用木板制成，其半圓形槽底包有鐵片，每隔2～3(米)設(shè)支架一個，槽用可拆卸的蓋子蓋在上面。料槽的內(nèi)直徑要稍大于螺旋直徑，使兩者之間有一間隙。螺旋和料槽制造、裝配愈精確間隙可愈小。一般間隙為6.0～9.5毫米。 計算與說明 結(jié)果 2.1 螺旋輸送機工作原理 當螺旋軸轉(zhuǎn)動時，由于物料的重力及其與槽體壁所產(chǎn)生的摩擦力，使物料只能在葉片的推送下沿著輸送機的槽底向前移動，其情況好象不能旋轉(zhuǎn)的螺母沿著旋轉(zhuǎn)的螺桿作平移運動一樣。物料在中間軸承的運移，則是依靠后面前進著的物料的推力。所以，物料在輸送機中的運送，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)，一般都將驅(qū)動裝置和卸料口安放在輸送機的同一端，而把進料口盡量放在另一端的尾部附近。 旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進行輸送，使物料不與螺旋輸送機葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機機殼對物料的摩擦阻力。，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機的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(yīng)加中間吊掛軸承。 計算與說明 結(jié)果 第三章 螺旋輸送機的設(shè)計與參數(shù)選用 3.1 螺旋輸送機的設(shè)計方法 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，螺旋輸送機己經(jīng)成為國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)過程中的重要組成部分，正朝著長距離、大運量、高速度方向發(fā)展。為了使輸送機安全可靠地運行，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具有良好的靜、動態(tài)特性，傳統(tǒng)的設(shè)計方法己不能滿足設(shè)計要求，必須采用現(xiàn)代設(shè)計方法對輸送機系統(tǒng)進行設(shè)計。傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法是以經(jīng)驗、感性、靜態(tài)手工式勞動為基礎(chǔ)的一種設(shè)計方法，包括下列各種方法: 類比設(shè)計方法:類比設(shè)計方法是基于與舊有的同類或相似的機器作比較而進行新機器設(shè)計的一種設(shè)計方法。依據(jù)這種方法，在設(shè)計之前，首先要以工藝對設(shè)備所提出的性能要求為依據(jù)，同時參照舊有的類似機器設(shè)備，依靠經(jīng)驗估計，針對舊有設(shè)備的缺點加以改進，從而擬定出一個或幾個新的設(shè)計方案，進而分析比較，擇其較好的方案或集中諸方案的優(yōu)點做出最終的設(shè)計方案。顯然，它是基于設(shè)計者的經(jīng)驗積累進行局部創(chuàng)新而形成的一種設(shè)計方法。這種設(shè)計方法的設(shè)計工作量很大，設(shè)計周期很長?，F(xiàn)仍被廣泛采用。 試算法:此法是以一定的理論公式為依據(jù)，在一定的技術(shù)條件下算得相應(yīng)的參數(shù)值，若所得結(jié)果不理想，則改變技術(shù)條件，重新計算，循環(huán)往復(fù)，直至獲得感性認為是理想的結(jié)果。它的計算工作量也很大，且難于取得真實的理想結(jié)果。但在計算工具不足的情況下，目前國內(nèi)仍大量采用。 表格法 : 它是根據(jù)一定的理論公式，參照常用的尺寸系列和材料參數(shù)，預(yù)制出系統(tǒng)表格，以供設(shè)計時使用，此法減少工作量，提高設(shè)計速度。但是這個方法難取得理想的結(jié)果。 計算與說明 結(jié)果 圖算法 : 此法的原理與表格法相同，但有不同于表格法。圖算法是使用按一定的比例尺繪制成的專用圖線一諾模圖來進行設(shè)計。其計算工作量大大減少，所計算的結(jié)果要比表格法改進許多。 3.1.1 螺旋輸送機現(xiàn)代設(shè)計方法 現(xiàn)代設(shè)計方法是一個科學(xué)的、理性的、動態(tài)的和計算機化的過程。它采用當代的技術(shù)手段和方法來提取最合理的數(shù)據(jù)，使設(shè)計的結(jié)果達到最優(yōu)。依據(jù)這種方法，首先對設(shè)計的各種原始數(shù)據(jù)進行分析，取得有利的信息，得出最經(jīng)濟合理的參數(shù);然后，在設(shè)計過程中進行各種性態(tài)和指標分析，確定出設(shè)計對象的全部數(shù)據(jù);最后，評價、測試和診斷設(shè)計的質(zhì)量及可能出現(xiàn)的問題，并確定出相應(yīng)的對策。 科學(xué)類比與相似分析:科學(xué)類比與傳統(tǒng)設(shè)計方法中類比設(shè)計法的區(qū)別，在于科學(xué)類比把某些現(xiàn)代化分析方法引入進來，從而構(gòu)成一種類比推理方法，使得舊有的類比法由低級上升到高級階段。根據(jù)類比過程所側(cè)重的因素之不同，科學(xué)類比法有以下幾種:因果類比、對稱類比、協(xié)變類比、綜合類比等。通過科學(xué)類比，可對設(shè)計對象的總體結(jié)構(gòu)及其各組成部分的相互關(guān)系，有一個明確的了解，以便進行下一步的系統(tǒng)分析。 相似分析是屬于科學(xué)類比法范疇。為了避免大量的重復(fù)性勞動，對于同類的設(shè)計對象，可采用相似分析和計算，比如采用量綱分析法等等，確定設(shè)計對象與參考對象的結(jié)構(gòu)、參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型關(guān)系，獲得新設(shè)計對象的有關(guān)參數(shù). 系統(tǒng)分析與動態(tài)系統(tǒng)分析:這里系統(tǒng)，都是指動態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)分析就是把設(shè)計對象當作一個完整的系統(tǒng)，然后將其分成若干個子系統(tǒng)和構(gòu)成子系統(tǒng)的元素，進而進行分析和綜合，確定每一個系統(tǒng)和元素的輸入、輸出，以及它們之間如何轉(zhuǎn)換等等。機器中的一切零件、部件和傳動系統(tǒng)都理解為系統(tǒng)，它們均通過邊界與其毗鄰的系統(tǒng)相分離，又通過輸入信號和輸出信號與毗鄰的系統(tǒng)相聯(lián)系，此即系統(tǒng)工程在設(shè)計 計算與說明 結(jié)果 中的應(yīng)用。 有限元設(shè)計:目前，有限元設(shè)計方法是應(yīng)用很多很廣泛的一種方法。有限元設(shè)計方法是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)物理問題的一種數(shù)值計算方法。它能整體、全面、多工況隨意組合，進行靜力、動力、線性和非線性分析，對完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)或自由度系統(tǒng)的分析十分有效。有限元能針對機械實際使用機構(gòu)邊界條件進行定量的分析計算，并提供豐富的、反映實際工況的計算結(jié)果，并可配有豐富的動態(tài)圖形顯示功能。國內(nèi)外己涌現(xiàn)出大量有關(guān)有限元分析的成熟軟件，這將促使有限元法的不斷推廣和應(yīng)用。對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)物體，可視其當作為由有限個單元體的組合體來研究，其中各單元體之間只在有限個節(jié)點處相連接。 在有限元分析法中，為了減少計算工作量，近年來發(fā)展了一種邊界元法。它把域內(nèi)控制方程變換成邊界上的積分方程，再通過邊界離散化處理轉(zhuǎn)化成代數(shù)方程來求解。這樣，既可以使問題的維數(shù)降低，又可使計算精度提高，而且其數(shù)學(xué)原理簡單易懂。有限元分析方法多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)計算和場域計算。 計算機輔助設(shè)計(CAD):隨著市場競爭的加劇，不僅要求縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代周期，而且還要求產(chǎn)品由原來的單一產(chǎn)品、大批量生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)向多品種、高質(zhì)量、小批量生產(chǎn)模式。傳統(tǒng)的人工設(shè)計方式己經(jīng)不能適應(yīng)這種變化的要求。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，已有各種性能良好的計算機硬件及外圍設(shè)備陸續(xù)問世。計算機技術(shù)也有很大的提高，發(fā)展了數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)了大量的圖形軟件。這些都促進了CAD技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。目前美國、德國、日本等一些大公司都廣泛應(yīng)用CAD方法進行機械方面的設(shè)計。我國也己開發(fā)多種CAD系統(tǒng)，各大中型企業(yè)也都相繼采用CAD方法進行機械的設(shè)計計算與繪圖。今后CAD技術(shù)的應(yīng)用在廣度和深度方面會有更大的發(fā)展。 模塊化設(shè)計:模塊化設(shè)計是工程設(shè)計的發(fā)展方向之一。它根據(jù)模塊化原則，設(shè)計一些基本模塊單元，通過不同的組合形成不同的產(chǎn)品，己滿足用戶的多種需求。模塊化設(shè)計以功能分析為基礎(chǔ)，將機器上同功 計算與說明 結(jié)果 功能的基本單元、復(fù)合單元、，設(shè)計成不同用途、不同功能的模塊。選用不同模塊進行組合可形成各種不同類型和規(guī)格的通用和專用機器。采用模塊化設(shè)計，不僅是一種設(shè)計方法的改革，同時會影響到整個機械行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理。目前，模塊化設(shè)計在我國工程機械設(shè)計時也有了初步應(yīng)用。 仿真設(shè)計:國內(nèi)外近年來在機械設(shè)計中采用了動態(tài)仿真設(shè)計新方法，即用計算機對機構(gòu)與結(jié)構(gòu)在各種工況下承受載荷進行運行狀態(tài)及隨時間變化過程仿真模擬，得到仿真輸出參數(shù)和結(jié)果，以此來估計和推斷實際運行的各種數(shù)據(jù)，并在對機器進行動態(tài)分析計算時用。除了這種承受載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的動態(tài)仿真外，還有一種就是動畫仿真。由于大多機械在工作過程中，工作場地會有去多障礙物，如房屋、橋梁、樹木等。如果沒有實現(xiàn)設(shè)計好路線，可能會造成一定的損失，在這種情況下，國外一些企業(yè)做出了一些模擬現(xiàn)實軟件，可以模擬整個工程的運行過程。 目前，現(xiàn)代設(shè)計方法己經(jīng)在許多領(lǐng)域得到運用。動態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、計算機輔助設(shè)計是現(xiàn)代設(shè)計方法的核心?？梢哉f，現(xiàn)代設(shè)計法遠遠勝過傳統(tǒng)設(shè)計法，它將廣泛應(yīng)用在各個科技領(lǐng)域。它的發(fā)展和推廣使用，將對我國科學(xué)技術(shù)的進步起著重要的促進作用。 3.1.2 螺旋輸送機的常規(guī)設(shè)計 目前，我國有兩種定型產(chǎn)品，即LS型和GX型螺旋輸送機。LS型螺旋輸送機是GX型螺旋輸送機的更新?lián)Q代產(chǎn)品，其所有參數(shù)均等效采用ISO 1050-75及DIN 15261一1986標準，設(shè)計制造遵循ZBJ 81005一88《螺旋輸送機》(新標準為JB/T 7679-95《螺旋輸送機》)171。 總之，螺旋輸送機的常規(guī)設(shè)計方法還是以從標準或設(shè)計選用手冊為基準，在結(jié)合以前的設(shè)計經(jīng)驗來進行設(shè)計。在設(shè)計前需要掌握足夠的設(shè)計依據(jù)和經(jīng)驗，如果不具備足夠的設(shè)計經(jīng)驗，即使采用先進的設(shè)計方法，其設(shè)計效果也不會很好。同時還要強調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的重要性。 計算與說明 結(jié)果 3.2 螺旋輸送機的設(shè)計計算 ㈠ 螺旋輸送機設(shè)計參數(shù)的確定 螺旋輸送機的這些基本參數(shù)都是影響輸送能力的因素。由于物料在螺旋輸送機中的運動狀況、允許的物料輸送量及速度是由物料特性所決定的，所以輕的、松散的和非磨琢性的物料與重的磨琢性物料相比，可以在u形槽內(nèi)裝得滿一些，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速也可高些。最大推薦軸轉(zhuǎn)速為上極限轉(zhuǎn)速，對于大多數(shù)螺旋輸送機來說，所選定的螺旋軸的工作轉(zhuǎn)速約為最大推薦軸轉(zhuǎn)速的一半。下面來具體的分析這些參數(shù)的確定。 （二） 輸送物料的運動分析 物料在旋轉(zhuǎn)輸送機中的運動，不隨螺旋體轉(zhuǎn)動，而只在旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片推動下沿螺旋向前移動。物料顆粒在輸送過程中，物料的運動由于受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響，物料的運動并非是單純的沿軸線作直線運動，而是在一直復(fù)合運動中沿螺旋軸運動，是一個空間運動。 當螺旋面的升角a在展開的狀態(tài)時，螺旋線用一條斜直線來表示，則旋轉(zhuǎn)螺旋面作用于半徑為r(離螺旋軸線的距離)處的物料顆粒A上的力為乓。由于磨擦的原因，凡的方向與螺旋線的法線方向偏離了OP角。此力可分解為切向分力P,j和法向分力P,6。如圖3-1所示。 圖3-1 物料顆粒受力分析圖 圖中φ角是由物料對螺旋面的摩擦角P及螺旋表面粗糙程度決定的。對于一般沖壓而成或經(jīng)過很好加工的螺旋面，可以不考慮螺旋表面粗糙程度對v角的影響，此時可取φ≈α。 計算與說明 結(jié)果 物料顆粒A在合力P合的作用下，在料槽中進行復(fù)雜的運動，即具有圓周速度和軸向速度，其合成速度V合，圖3-2表示了其速度的分解。 圖3-2 物料顆粒速度分解圖 若螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)為n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒A的運動速度，由圖中三角形ABC可得: V合=AB sinα 〔3-1〕 因為AB=，所以V合 =· 〔3-2〕 圓周速度為V圓 =V合 sin()=· 〔3-3〕 以摩擦系數(shù)代入上式，得： V圓 =· 〔3-4〕 由于，以及， 因此，將上述各式代入并經(jīng)過換算，便可以求得物料顆粒的圓周速度計算公式: V圓 = ·， 〔3-5〕 計算與說明 結(jié)果 式中s-螺旋的螺距(m):n一螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)(rpm);r一研究的物料顆粒離軸線的半徑距離(m)；物料與螺旋面的摩擦系數(shù)，。 若使公式V圓 對r求一次導(dǎo)數(shù)，并令其值，便可求出存在V圓 最大值的的半徑為 〔3-6〕 同樣，根據(jù)圖示的速度分解關(guān)系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的計算公式： 〔3-7〕 以摩擦系數(shù)代人上式得： 由于，以及， 因此，將上述各式代人并經(jīng)過換算，便可以求得物料顆粒的軸向速度計算公式： 〔3-8〕 從上式可以看出，在一定的轉(zhuǎn)速下螺距s在某一范圍內(nèi)物料可以得到較好的軸向輸送速度，螺距過大或者過小，都會影響物料的軸向速度。 計算與說明 結(jié)果 3.3 螺旋輸送機設(shè)計參數(shù)的確定 3.3.1 原始資料 輸送物料為煤粉，粉狀，其生產(chǎn)量為Q=20t/h。輸送距離為L=8m,室溫水平輸送物料松散密度為= 0.58t/m3。 表3-1 螺旋輸送機內(nèi)物料 物料名稱 煤粉 水泥 生料 碎石膏 石灰 松散密度 t/m3 0.6 1.25 1.1 1.3 0.9 填充系數(shù) 0.4 0.25~0.33 0.28~0.33 0.25~0.3 0.35~0.4 物料阻力系數(shù)W 1.2 2.2 1.8 2.5 3.3.2 螺旋葉片直徑 螺旋直徑可初步按下式計算： 〔3-9〕 式中 ——輸送能力，t/h； ——物料特性系數(shù)，常用物料的值見下表3-2； ——填充系數(shù)，見表3-1； ——傾斜系數(shù)，見表3-3。 計算與說明 結(jié)果 表3-3 傾斜系數(shù)表 傾斜角 0 5 10 15 20 C 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 查表得=0.415 =0.40 =1.0。將以上數(shù)據(jù)代入公式計算得 =0.247。螺旋直徑應(yīng)圓整到標準系列，標準系列為：0.100，0.125，0.160，0.200，0.250，0.315，0.500，0.630，0.800，1.00，1.25。 對所確定的螺旋直徑還應(yīng)按所輸送物料的快度進行校核。 對于未分選的物料，要求: (8～10)a 對于分選的物料，要求: (4～6) 式中：a ——物料的平均快度，m；——物料的最大塊度m。 煤粉是粉狀物，無琢磨性。不需算塊狀度。所以D取標準系0.250。螺旋直徑合適。 3.3.3 螺旋軸螺距 螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)下物料運行的 計算與說明 結(jié)果 滑移面，所以螺距的大小直接影響著物料輸送過程。最大螺距應(yīng)滿足下列兩個條件: 要考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量間的適當分布關(guān)系兩個條件，來確定最合理的螺距尺寸。 物料顆粒在螺旋面軸向方向上的作用力為為了, 則必須滿足條件。在最小半徑處的螺旋升角是最大的，輸送方向的作用力最小。根據(jù)這個條件，最大的許用螺距值，由下式確定： (3-10) 或 (3-11) 若以(D----螺旋的外徑)代人上式，則得 (3-12) 另外，在確定最大的許用螺距時，必須滿足的第二個條件是建立在使物料顆粒具有最合理的速度各分量間的關(guān)系的基礎(chǔ)上的，即應(yīng)使物料顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度，同時又使螺旋面上各點的軸向輸送速度大于圓周速度。螺距的大小將影響速度各分量的分布。當螺距增加時，雖然軸向輸送速度增大，但是會出現(xiàn)圓周速度不恰當?shù)姆植记闆r;相反當螺距較小時，速度各分量的分布情況較好，但是軸向輸送速度卻較小。于是，根據(jù)在螺旋圓周處的的條件， 可得出 (3-13) 計算與說明 結(jié)果 所以，s需要滿足，和兩個條件。 物料的摩擦系數(shù)同物料在料槽里的運動取向、運動速度、物料的尺寸、濕度以及螺旋葉片材料及表面狀態(tài)等有關(guān)。輸送物料的摩擦系數(shù)可參考連續(xù)運輸機設(shè)計手冊。 通?？砂聪率接嬎懵菥? (3-14) 對于標準的螺旋輸送機，k值一般取為0.8～1。當傾斜布置或輸送物料流動性較差時，:當水平布置，可取k值等于0.8～1. 故取 k=1 那么螺距為s=0.250。 3.3.4 螺旋軸直徑 螺旋軸徑的大小與螺距有關(guān)，因為兩者共同決定了螺旋葉片的升角，也就決定了物料的滑移方向及速度分布，所以應(yīng)從考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量的適當分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的關(guān)系。 圖3-3 螺旋葉片受力分析 從上圖可以看出，物料在螺旋面上軸向受力分量 （為螺旋升角） (3-15) 式中: a角是由物料對螺旋面的摩擦角P以及螺旋表面粗糙程度決定的。對于一般熱壓或用冷扎鋼板拉制的螺旋片表面，可以忽略螺旋葉面粗糙程度對角的影響，此時可認為。 計算與說明 結(jié)果 所以， (3-16) 因為螺旋升角a在葉片根部最大，此處的輸送方向(軸向)作用力最小。d與s應(yīng)滿足關(guān)系之一是，即。將帶入上式并整理得出： (3-17) 確定最小軸徑還應(yīng)滿足的第二個條件是物料具有盡可能大的軸向速度，同時螺旋面上各點的軸向速度大于圓周速度。 圓周速度和軸向速度分別為: （3-18） （3-19） 圖3-4 螺旋葉片速度分析 要使得螺旋面在葉片根部的軸向速度大于圓周速度，得出： 〔3-20〕 根據(jù)上式計算，當取0.3，s=0.250mm時，d(0.47-0.59)D; 當u值 計算與說明 結(jié)果 增加時，還增加，也就是說，根據(jù)上式計算得出的軸徑相當大，這勢必降低有效輸送截面。為了保證足夠的有效輸送截面從而保證輸送能力，就得加大結(jié)構(gòu)，使得輸送機結(jié)構(gòu)粗大笨重，成本提高。所以，螺旋軸徑與螺距的關(guān)系應(yīng)是輸送功能與結(jié)構(gòu)的綜合。在能夠滿足輸送要求的前提下，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊。由于這種場合使用的輸送機填充系數(shù)較低，只要保證靠近葉片外側(cè)的物料具有較大的軸向速度，且軸向速度大于圓周速度即可。經(jīng)綜合分析可得螺旋軸直徑d=50mm。 3.3.5 螺旋軸轉(zhuǎn)速 在螺旋葉片的直徑確定后，螺旋軸的轉(zhuǎn)速便可計算出。螺旋軸轉(zhuǎn)速通常是由輸送量、螺旋葉片直徑和被送物料特性所決定。螺旋軸轉(zhuǎn)速在滿足輸送能力的條件下不宜過高、以免物料受過大的牽引力而拋起。同時轉(zhuǎn)速高加重磨損，尤其對琢磨性大的物料。所以在轉(zhuǎn)速滿足輸送能力的情況下，以低速為好。當然對于特別容易輸送而又無琢磨性的物料，轉(zhuǎn)速可選高一些，以提高設(shè)備輸送能力。 輸送機螺旋軸的最大許可轉(zhuǎn)速，可按下式?jīng)Q定 （3-21） 式中:n一螺旋軸最大允許轉(zhuǎn)速 D一螺旋直徑(m) A-物料綜合特性系數(shù)，其值見表3-2。 如果計算得到的轉(zhuǎn)速太高，則應(yīng)對計算出的螺旋軸徑D、d、s 值適當調(diào)整，查表得A=75，又有D=0.250m。計算得：極限轉(zhuǎn)速=150(r/min)。圓整為下列轉(zhuǎn)速：20、30、35、45、60、90、120、150、190(r/min)，又由于運輸物料為煤粉，故取螺旋轉(zhuǎn)速為n=120(r/min)。 計算與說明 結(jié)果 3.3.6 生產(chǎn)率與填充因素驗算 螺旋輸送機在螺旋直徑與轉(zhuǎn)速確定后，不但對填充因數(shù)要校驗，而且對輸送量也要進行驗算，查詢是否滿足所需的輸送生產(chǎn)率。 由于螺旋輸送機是一種連續(xù)的輸送機械設(shè)備，其生產(chǎn)率可用一般連續(xù)輸送機的公式計算； （3-22） 式中 Q--生產(chǎn)率； F--輸送機裝載物料的橫截面積； -物料堆積體積質(zhì)量； v--物料運送速度； 運輸機裝載物料的橫截面面積F，可用下式計算 （3-23） 式中 D--輸送機螺旋葉片直徑； -物料填充因素； C--斜向上運輸時輸送矯正因素，見表3-3。 而物料在輸送時是運移速度，由螺距及其轉(zhuǎn)速決定 （3-24） 式中:n--螺旋軸轉(zhuǎn)速 ； S--螺旋之螺距。 所以將F和v帶入公式（3-16）化簡后得到螺旋輸送機的生產(chǎn)率計算公式 (3-25) 同樣，當已知物料的輸送量后，利用式（3-19）則可求得螺旋輸送機此時輸送該物料的填充因數(shù)以校驗其是否在推薦數(shù)值范圍內(nèi)。 計算與說明 結(jié)果 顯然，此時只要將得到圓整后的螺旋直徑D和轉(zhuǎn)速n代入式（3-19）中，輸送量便可驗算。驗算出能滿足使用要求 同樣，當已知物料的輸送量后，利用式（3-19）則可求得螺旋輸送機此時輸送該物料的填充因數(shù)以校驗其是否在推薦數(shù)值范圍內(nèi)。 值計算公式如下 （3-26） 當輸送不同物料時，螺旋輸送機的填充因數(shù)見表3-1 驗算得屬于范圍0.35~0.45 3.3.7 傳動功率 螺旋輸送機的驅(qū)動功率，是用于克服在物料輸送過程中的各種阻力所消耗的能量，主要包括以下幾個部分： ①使被運物料提升高度H(水平或傾斜)所需的能量: ②被運物料對料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗; ③物料內(nèi)部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗; ④物料沿料槽運動造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗; ⑤中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。 從另外的角度，可以這樣分:物料與料槽間摩擦消耗的功率;物料與螺旋葉片間摩擦消耗的功率;軸承處摩擦消耗的功率;提升物料及物料顆粒間相互運動消耗的功率。 這樣 ，螺旋輸送機的電動機驅(qū)動功率，就由機構(gòu)運動過程中所產(chǎn)生的阻力來決定的。阻力主要由以下幾個部分組成： (1) 物料與料槽之間的磨擦力阻力: (2) 物料對螺旋的摩擦阻力; (3) 物料傾斜向上輸送時的阻力; 計算與說明 結(jié)果 (4 )物料懸掛軸承下的堆積阻力; (5) 物料被攪拌所產(chǎn)生的阻力; (6) 軸承的摩擦阻力; 對固定式螺旋輸送機，目前國內(nèi)都采用如下經(jīng)驗公式計算功率 （W) (3-27) (KW) (3-28) 式中:--運輸機螺旋軸所需功率 k--功率備用因素 m--質(zhì)量輸送量 g--重力加速度 -物料總阻力因素，其值見表3-1 L--輸送機水平投影長度 H--輸送機垂直投影高度 功率備用因素k,是考慮在低生產(chǎn)率時，螺旋的自身質(zhì)量對功率影響較大，以及計入空轉(zhuǎn)時的損失。一般取 由于本螺旋輸送機是水平運輸 所以H=0 在實際生活中，一般習(xí)慣于質(zhì)量生產(chǎn)率以t/h計，功率用kW表示，則式（3-27）可寫為 (3-29) 公式(3-29)經(jīng)實踐驗證，該公式考慮較為全面，且符合實際運用?？尚哦雀? LS型螺旋輸送機的所有參數(shù)均系采用ISO105--75標準，因此，功率計算也是選用ISO7119--81 計算方法。 計算與說明 結(jié)果 (KW) （3-30） 或 （KW） （3-31） (KW) 式中:--螺旋軸所需功率； --物料水平運輸所需功率； --物料垂直提升所需功率； --空載運轉(zhuǎn)時所需功率； Q --重量輸送量 ； M--質(zhì)量輸送量； g--重力加速度； D--螺旋葉片直徑； L--輸送機水平投影長度； H--輸送機垂直投影高度。 -物料總運行阻力因素，其值見表3-1 系空載運轉(zhuǎn)所需功率小，這是個經(jīng)驗數(shù)據(jù)，與螺旋直徑及長度成正比。 上訴兩種軸功率計算式（3-27）~（3-31）在設(shè)計計算時，可以根據(jù)不同情況分別選用。計算式由于物料阻力因素常取最大值，又考慮功率儲備因素，計算結(jié)果一般趨于保守。 計算與說明 結(jié)果 軸功率求得后，輸送機驅(qū)動所需功率則為 （3-32） 式中:--驅(qū)動裝置所需功率； --驅(qū)動裝置總效率。當選用YJ型驅(qū)動裝置時，取 求得功率P=1.00KW 根據(jù)求得的功率P與校驗后得到的螺旋轉(zhuǎn)速n。按表3-4選取所需驅(qū)動裝置 3.3.8 實體式螺旋葉片的展開尺寸 將一個螺距的標準型實體式螺旋面展開，其下料尺寸為： 計算與說明 結(jié)果 式中：——螺旋軸直徑，； ——螺旋面展開圖圓環(huán)內(nèi)徑，； ——螺旋面展開圖圓環(huán)外徑，； ——展開圓環(huán)切除部分的周心角。 圖3-5 實體式螺旋葉片的展開圖 螺旋葉片的厚度可根據(jù)物料性質(zhì)和螺旋直徑按下表選?。? 表3-4 螺旋葉片厚度 輸送物料 谷物 2~4 煤、建筑材料、礦石 D=200mm~300mm 4~5 D=500mm~600mm 5~7 因為運輸物為煤粉，粉狀物，無琢磨性。故取螺旋葉片厚度=3.5mm。 3.3.9 螺旋軸的連接 螺旋軸一般由2m～4m的各個節(jié)段連接而成，以利于制造與裝配。螺旋軸的連接要求要求結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于安裝和更換。圖示為管形螺旋軸常用的一種連接方式，各個節(jié)段利用內(nèi)襯套和圓軸節(jié)段通過穿透 計算與說明 結(jié)果 栓加以連接，其中圓軸節(jié)段剛好可以作為中間懸置軸承和端部軸承的軸頸。 圖3-6 管形螺旋軸各節(jié)段的連接 圖3-7 LS型螺旋輸送機 1——管形螺旋軸；2——螺旋葉片； 3——螺栓；4——內(nèi)襯套；5——圓軸節(jié)段 3.3.10 螺旋輸送機外形及尺寸 LS型螺旋輸送機