1、 学士学位论文1LS 螺旋输送机设计摘要 ：LS 型螺旋输送机是采用国际标准产品,等效采用 ISO1050-75 标准,设计制造符合 ZBJ1005.1-2-88 专业标准。其技术指标先进，结构新颖，是我国九十年代替代 GX 型螺旋输送机的换代产品。LS 型螺旋输送机的应用范围：螺旋机被广泛地使用在各种工业部门，如建材、电力、化工、冶金、煤炭、机械、轻工、粮食及食品行业。LS 螺旋输送机对输送物料的要求，粉状、粒状和小块状物料。如：水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子等，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在一螺旋上，并随之旋转而不向前移
2、动，或者在吊轴承处形成物料的积塞而会粘结使螺旋机不能正常工作。LS 螺旋机的工作环境应在-2050 之间，允许稍微倾斜使用，最大倾角不得超过 20。本次LS螺旋输送机设计主要分析了粉状物料输送的相关参数。 要求被输送物料的名称及特性来设计，按螺旋输送机驱动方式，我们选择了单端驱动。查阅了相关资料，才完成图纸模型到图纸数据，这都是强有力的效果。关键词：LS螺旋输送机；物料；应用范围；技术参数。学士学位论文21 引言螺旋输送机俗称“绞龙” ，是一种无挠性牵引构件的连续输送设备，它借助旋转螺旋输送叶片的推力将物料沿着机槽进行输送。螺旋输送机被广泛地使用在各种工业部门，如建材、电力、化工、冶金、煤炭、
3、机械、轻工、粮食及食品行业。螺旋输送机对输 滚动，滑轮轴承互换结构，并设防尘密封装置，密封件用尼龙用塑料，因而其密封性好，耐磨性强，阻力小，寿命长。滑动轴瓦有需加润滑剂的铸铜瓦，合金而磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦，出料端设有清扫装置，整机噪声低，适应性强，操作维修方便，进出料口位置布置灵活。LS 型螺旋输送机的特点及应用范围:LS 型螺旋输送机是采用国际标准产品,等效采用 ISO1050-75 标准,设计制造符合 ZBJ1005.1-2-88 专业标准。其技术指标先进，结构新颖，是我国九十年代替代GX型螺旋输送机的换代产品。LS 型螺旋输送机与 GX型相比，其头部、尾部轴承移至壳体外，吊轴承采
4、用滚动，滑轮轴承互换结构，并设防尘密封装置，密封件用尼龙用塑料，因而其密封性好，耐磨性强，阻力小，寿命长。滑动轴瓦有需加润滑剂的铸铜瓦，合金而磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦，出料端设有清扫装置，整机噪声低，适应性强，操作维修方便，进出料口位置布置灵活。LS 型螺旋输送机的应用范围：螺旋机被广泛地使用在各种工业部门，如建材、电力、化工、冶金、煤炭、机械、轻工、粮食及食品行业。LS 螺旋输送机对输送物料的要求，粉状、粒状和小块状物料，如：水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子等，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在一螺旋上，并随之旋转而不
5、向前移动，或者在吊轴承处形成物料的积塞而使螺旋机不能正常工作。LS 螺旋机的工作环境应在-2050之间，允许稍微倾斜使用，最大倾角不得超过 20。2 螺旋输送机主要构件的设计和选用2.1 螺旋输送机的一般结构螺旋输送机的一般结构如图 1-1 所示。它由料槽、螺旋叶片和转动轴组成的螺学士学位论文3旋体、两端轴承、中间悬挂轴承及驱动装置所组成。螺旋体由两端轴承和中间悬挂轴承支承，由驱动装置驱动。螺旋输送机工作时，物料由进料口进入料槽，在旋转螺旋叶片的推动下，沿着料槽作轴向移动，直至卸料排出。螺旋输送机的基本机型有水平螺旋输送机、垂直螺旋输送机以及处于两者之间的倾斜螺旋输送机。此外，还有许多其他型式
6、的兼有工艺过程和特殊作用的螺旋输送机。2.1.1 螺旋输送机的类型1. 水平螺旋输送机水平螺旋输送机多采用“U”形槽体（也可采用圆筒槽体） 、较低的螺旋转速及固定安装的结构，见图 1-1。输送机工作时，物料从输送机的一端加入槽体，被输送到槽体的另一端或在任一希望的中间位置经槽体底部的开口卸出。2. 倾斜螺旋输送机输送倾角20 o 的螺旋输送机，一般与水平螺旋输送机的结构相同。输送倾角为20o90o 的螺旋输送机，一般采用短螺距螺旋及圆筒壮槽体，螺旋体的转速也需增加，其结构如同垂直螺旋输送机，如图 1-2。学士学位论文43. 垂直螺旋输送机垂直螺旋输送机可垂直提升一般的散状物料，物料颗粒大小一般
7、12mm。垂直螺旋输送机的槽体为封闭的圆筒，螺旋体的转动可采用底部驱动或顶部驱动。垂直螺旋输送机的优点是结构简单，所占空间位置小，制造成本底；缺点是输送量小，输送高度一般不超过 8m。2.1.2 螺旋输送机的特点螺旋输送机的主要优点：结构简单，制造成本较低，易于维修，机槽密闭性较好，可以多点进料和多点卸料，一台输送机可同时向两个方向输送物料，在输送过程中还可以进行物料的混合、搅拌、松散、加热和冷却等工艺过程。螺旋输送机的主要缺点：在输送过程中，由于物料与机槽及螺旋体的摩擦以及螺旋体对物料的搅拌翻动，致使机槽和螺旋叶片易于磨损，同时对物料具有一定的破碎作用，且输送功率消耗较大。螺旋输送机对超载敏
8、感，需要均匀进料，否则容易产生堵塞现象。当螺旋输送机倾斜或垂直布置时，其功率将大大下降；输送长度受到限制。螺旋输送机适宜输送粉状、颗粒状和小块状物料，不适宜输送长纤维状、坚硬大块状、易黏结成块及易破碎的物料（特殊型式的螺旋输送机也可以输送成件物品，如袋、包、箱等） 。螺旋输送机主要用于距离不太长的水平输送，或小倾角输送，少数情况亦用于大倾角和垂直输送。水平输送长度一般小于 40m，最长不超过 70m。倾学士学位论文5斜输送高度一般不超过 15m。垂直输送高度一般不大于 8m。它的某些变形常被用作喂料、计量、搅拌、烘干、仁壳分离、卸料以及连续加压等设备。2.2 螺旋输送机的主要构件2.2.1 螺
9、旋体螺旋体是由螺旋轴和焊接在轴上的螺旋叶片组成。根据输送工艺的要求，螺旋叶片有多种形式，常用的有满面式、带式、齿式、和桨式四种。如图 2-1 所示图 2-1a 所示为满面式螺旋叶片。螺旋叶片的一边紧贴在轴上，形成完整的螺旋面。这种叶片的构造简单，输送能力强，适宜输送散落性较好的、干燥的颗粒状或粉状物料，是使用最广泛的叶片形式。学士学位论文6最常用的螺旋叶片为正螺旋面（又称直母线螺旋面） 。正螺旋面的母线是一条垂直于螺旋轴的直线。当该直线绕轴线作均匀转动且沿轴向作匀速直线运动时，所形成的曲面为等距正螺旋面。若该直线沿轴向变速移动，所形成的曲面为变距螺旋面。当母线与轴线不垂直时所形成的螺旋面称为非
10、正螺旋面（又称弯曲母线螺旋面） 。采用母线为曲线的螺旋叶片可以提高螺旋输送机的输送效率，但是由于此种叶片难以制作，因而很少采用。图 2-1b 所示为带式螺旋叶片。螺旋叶片的一边通过杆件与轴相连，形成带式的螺旋面。这种叶片适宜输送小块状的或粘滞性的物料。由于粘性物料易于粘附在实面螺旋叶片及轴上，而带状叶片和轴之间留有空间，因此可避免物料粘附和堆积。这种叶片对物料有较强的搅拌作用，但生产率较低。满面式螺旋叶片构造简单，输送能力强，适宜输送散落性较好的、干燥的颗粒状或粉状物料，是使用最广泛的叶片形式。初步选用满面式螺旋叶片。根据原始数据 D=500mm，则初步计算螺旋轴直径 (0.2.35)dD取系
11、数为 0.2，计算得 d=100mm螺旋叶片的螺距 s 可根据输送机的布置形式、输送物料的特性以及螺旋直径来选取，通常采用推荐的标准值。当采用标准螺旋直径时， (0.81.2)D因此，螺距 s 可写成通式 s=kD。取 k=0.8，计算得 s=400mm螺旋叶片上任一点的法线与螺旋轴线的夹角称该点的螺旋升角。螺旋升角 由下式确定。式中：s螺距（m）D1该点所在螺旋线的直径（m）所以，螺旋叶片的外侧升角 外 和内侧升角 内 分别为学士学位论文7式中：D螺旋体的外径（m）d螺旋轴的外径（m）因为 Dd，故 内 外 ，即螺旋叶片的外侧升角 外 最小，内侧升角 内 最大。图 2-2 是满面式螺旋叶片的
12、展开图。根据螺旋叶片在转动轴上盘绕方向的不同，可将螺旋叶片分为左旋和右旋两种。一种简单判断螺旋旋向的方法如 2-3 图所示。面对螺旋叶片，如果螺旋叶片的边缘顺右臂倾斜则为右螺旋，顺左臂倾斜则为左螺旋。物料的输送方向是由螺旋叶片的旋向及转动轴的旋转方向来决定的。物料的输送方向可采用左、右手定则来判别。右螺旋用左手判别，左螺旋用右手判别。弯曲的四指表示轴的旋转方向，而拇指所学士学位论文8指方向即为物料的输送方向。如图 2-3 所示。在同一轴上盘绕两种旋向的螺旋叶片，可同时进行两个方向的物料输送。在工业上螺旋输送机的螺旋叶片通常采用厚度为 2mm12mm 的 35 号及 45号钢制成。在使用过程中，
13、螺旋叶片尤其是叶片的外缘磨损较快，为了增加叶片的耐磨性，可对其进行热处理，使叶片表面硬化。螺旋输送体的形成通常是先用钢板制成分段螺旋叶片，再将分段的螺旋叶片彼此对焊在一起，并将其焊接固定在螺旋轴上，即组成螺旋体。螺旋体的制作方法主要有以下几种。缠绕成形法：将带钢缠绕在螺旋形模具的空隙内强制成形。缠绕时叶片外缘容易产生裂纹，叶片横截面容易发生弯曲，而且每种规格的叶片都要有专用的模具。冷轧成形法：将带钢通过冷轧机上一对锥形轧辊的辗压，形成连续多圈的环状件，再令其通过螺旋分导装置，则成为具有左（右）旋向并有一定螺距的螺旋叶片。这种方法制作的叶片其根部较厚，外边缘较薄。拉制成形法：先将钢板冲裁成带缺口
14、发平面圆环，再经过冲压或锤锻加工成一定螺距的螺旋叶片，然后将若干个这样的螺旋叶片焊接或铆接的、成一串连续的螺旋面。用此方法生产的螺旋叶片整体厚度相同，但制造效率低而劳动强度较大。学士学位论文9根据实际需求，螺旋叶片我们采用左旋方式，叶片采用厚度为 8mm 的 45 号钢制成。在使用过程中，因叶片的外缘磨损较快，为了增加叶片的耐磨性，对螺旋叶片进行热处理。螺旋输送机的轴一般采用空心轴（钢管）制成。这是因为轴体承受相同扭矩的情况下，空心轴所需的材料和重量都要比实心轴节省，且相互之间的连接也较方便。为了便于制造和装配，螺旋体一般制成 24m 长的节段，使用时将各节段连接起来。在轴与轴的连接处和安装轴
15、承处需使用一小段实心轴，其联接方法如 2-4 图所示。即在联接处将实心轴伸入空心轴内，再在空心轴外面套一段长约 150mm 的套筒，然后再用螺栓按相互垂直方向对穿套筒与两轴紧固。当采用此种联结时，螺旋叶片应与套筒连接在一起。另一种联结方法是将实心轴伸入空心轴内，再用几只相适应的螺钉或销钉固定。此种方法主要用于快速螺旋输送机螺旋轴的连接。螺旋轴的直径 d 与所传递的扭矩有关。单纯输送砾石一般采用满面式螺旋叶片的输送机，其螺旋轴的直径常根据下述关系式确定。 （摘自机械设计 ）式中，D螺旋直径（mm） 。当螺旋直径 D 较大时应取该范围的下限，反之取该范围的上限，但选用后仍应学士学位论文10对轴的强
16、度进行校核。几种常用螺旋轴的系列尺寸见下表 2-1表 2-1 水平螺旋输送机螺旋体与螺旋轴的系列尺寸螺旋体直径D(mm)100 160 200 250 315 400 500螺旋轴直径 d(mm) 30 36 42 48 60 70 100在正常情况下冷轧钢的轴是可以满足的；当输送有腐蚀性或污染的物料也可采用不锈钢轴。输送机采用无润滑的铁制悬挂轴承时要用淬火的联结轴。而表面淬火的悬挂轴承要求配用表面淬火的轴。根据介绍，我们设计的螺旋输送机的轴材料选用 45 号钢，采用空心轴（钢管）制成，这样轴体承受相同扭矩的情况下，空心轴所需的材料和重量都要比实心轴节省，且相互之间的连接也较方便。为了便于制造
17、和装配，螺旋体选用 2m、4m 、4m长的三节段，使用时将各节段连接起来。在轴与轴的连接处和安装轴承处需使用一小段实心轴，其联接方法如 2-4 图所示。螺旋轴的直径 d 与所传递的扭矩有关。单纯输送砾石一般采用满面式螺旋叶片的输送机，其螺旋轴的直径常根据下述关系式确定。式中，D螺旋直径（mm） 。由于螺旋直径 D 较大时应取该范围的下限，我们选取 0.2，得 d=80mm。空心轴壁厚 =20mm，=d 1/d=(d-2)/d=40mm/80mm=0.5。则)(1042.9)5.01(6/)08.143()(6/)( 35343 mdwt 由前面的总体计算我们可知，P=4.67KW ，则轴的扭矩为 )()/7.(95)/(950 MNnpT 则轴的最大切应力为 aatMax PPw452)(2.10)42./(1/5 所以螺旋轴满足强度要求。2.2.2 轴承螺旋输送机的轴承根据其安装位置和作用，可分为头部轴承、尾部轴承和中间悬挂轴承三种。
