【正文】 論文定稿打印 2 份上交、提交論文答辯申請(qǐng)、評(píng)閱、答辯 7 畢業(yè)論文裝訂上交并提交裝訂版電子檔 8 9 10 注： ； “ xxxx 年 xx 月 xx 日 — xx 月 xx 日” 學(xué)生完成畢業(yè)論文階段任務(wù)情況檢查表 時(shí) 間 內(nèi) 容 檢 查 記 錄 教師簽字 5 第一階段 組織紀(jì)律 簽字： 日期： 完成任務(wù)情況 第二階段 組織紀(jì)律 簽字： 日期： 完成任務(wù)情況 第三階段 組織紀(jì)律 簽字： 日期： 完成任務(wù)情況 注： ； 2.“完成任務(wù)情況”一欄應(yīng)按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫； ，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對(duì)該生提出警告或?qū)ζ涑煽?jī)降一等級(jí)。 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)所選的題目是螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)在某公司實(shí)習(xí)所遇到的實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，該公司設(shè)計(jì)此類輸送機(jī)時(shí)，各零部件的選擇型號(hào)普遍偏大，增加了設(shè)備的價(jià)格。 8 二、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 在國(guó)內(nèi) ，關(guān)于螺旋輸送機(jī)的研究比較多，但主要是研究水平或者是微傾斜的螺旋輸送機(jī)。 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 ，對(duì)于新型螺旋輸送機(jī)的研究，也取得了一定的發(fā)展。而在大傾角螺旋輸送機(jī)中 ，機(jī)體傾角較大，物料在傳輸過程中受自身重力而產(chǎn)生下滑分力的影響也較大，因此大傾角的螺旋輸送機(jī)在工作的時(shí)候?qū)D(zhuǎn)速要求較高，必須超過臨界值轉(zhuǎn)速。 螺旋軸在超過一定的轉(zhuǎn)速后，物料顆粒會(huì)產(chǎn)生徑向跳 躍、碰撞，造成物料的擾動(dòng)，增加功耗 9 三、 設(shè)計(jì)（論文）方案 （ 1） 輸送物料的運(yùn)動(dòng)分析 （ 2） 螺旋葉片的設(shè)計(jì) （ 3） 螺旋機(jī)殼的計(jì)算選擇 （ 4） 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 5） 進(jìn)出料口的尺寸計(jì)算 （ 6） 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型 （ 7） 減速器的選擇 （ 8） 軸承的計(jì)算選型 （ 9） 主軸的應(yīng)力校核 （ 10） 軸承的強(qiáng)度校核 四、 重點(diǎn)難點(diǎn)及創(chuàng)新之處 重難點(diǎn)：主軸和吊軸承、頭尾部軸承的配合，螺旋葉片于機(jī)殼內(nèi)壁之間間隙的選擇，電動(dòng)機(jī)、減速器和主軸之間同軸度的配合 創(chuàng)新點(diǎn)：整體設(shè)計(jì)優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)選擇各部分零件，使用效率達(dá)到最高，節(jié)省制作成本和使用過程中的成本。同意省級(jí)優(yōu)秀學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文通過影印、縮印、掃描等方式進(jìn)行保存、摘編或匯編；同意本論文被編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索和查閱。 關(guān)鍵詞： 螺旋輸送機(jī)， 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) ， 三維建模 15 The design of the screw conveyor ABSTRACT Screw conveyor is one of the most important mechanical equipments of modern producing and transportation. This paper designs the main parameter and the related structure of screw conveyor based on the transportation of the material of wheat. This design introduces the operating principle of screw conveyor and uses Solidworks to design the 3D modeling of screw conveyor, and decide to structural design of ponents and parts of screw conveyor. Then choose the best design, save the production cost and increase the efficiency of the machine. KEY WORDS： Screw conveyor, Structural Design,3D modeling 16 1 引言 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)所選的題目是螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)實(shí)習(xí)所在單位遇到的實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，所要解決的問題是：要求水平輸送小麥 ,輸送量為20t/h，輸送距離為 10m,設(shè)計(jì)一臺(tái)結(jié)構(gòu)合理，性價(jià)比最高的螺旋輸送機(jī)。 LS 型螺旋輸送機(jī)與 GX 螺旋輸送機(jī)相比結(jié)構(gòu)新穎，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，采用頭、尾軸承移至殼體外，中間吊軸承采用滾動(dòng)、滑動(dòng)可以互換的兩種結(jié)構(gòu)，均設(shè)防塵密封裝置，密封件用尼龍及塑料王，阻力小，密封性強(qiáng)，耐磨性好，滑動(dòng)瓦有需加潤(rùn)滑劑的鑄銅瓦、合金耐磨 鑄鐵瓦和銅基石墨少油潤(rùn)滑瓦， 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、密封性好、可以進(jìn)行多點(diǎn)裝料和卸料、操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)使其應(yīng)用廣泛。 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展，分為有軸螺旋輸送機(jī)和無軸螺旋輸送機(jī)兩種型式的發(fā)展過程。 GX 型螺旋輸送機(jī)是出現(xiàn)較早的一種螺旋輸送機(jī)，也是我國(guó)最早定型生產(chǎn)的通用性生產(chǎn)設(shè)備?？傮w而言，該機(jī)頭部和尾部軸承移到殼體外部，消除了由于密封不嚴(yán)漏料而降低軸承壽命的可能性；中間吊軸承采用滾動(dòng)、滑動(dòng)可以互換的兩種結(jié)構(gòu)，均設(shè) 17 防塵密封裝置，密封性強(qiáng)，耐磨性好；螺旋葉片的表面涂有耐磨材料，增強(qiáng)了葉片的耐磨性；傳動(dòng)部分采用擺線針輪減速機(jī)，使得整機(jī)噪音低，適應(yīng)性強(qiáng)，操作維修方便。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。 螺旋輸送機(jī)主要結(jié)構(gòu) 螺旋式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 22 所示：主要由傳動(dòng)軸 1，頭部軸承 2，進(jìn)料口3，主軸 4，吊軸承 5，螺旋葉片 6，支座 9，出料口 8和機(jī)殼 10 所組成。常用的葉片有滿面式和帶式兩種形式。螺旋軸通常采用直徑 30～ 70mm 的空心鋼管。 圖 23 螺旋葉片及下料尺寸 當(dāng)運(yùn)送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪蠒r(shí)，宜采用實(shí)體螺旋，這是最常用的型 式。有些螺旋是用寬的鋼帶經(jīng)過鏈形軋輥軋成的一個(gè)沒有接頭的整螺旋體。 19 螺旋主軸 圖 24 螺旋輸送機(jī)軸 螺旋輸送機(jī)軸一般 是空心的，由長(zhǎng) 2～ 4 米的節(jié)段裝配而成，通常采用鋼管制成的，因在強(qiáng)度相同情況下，它的重量要小得多，而且互相連接也方便。 圖 25 軸的連接 軸承 軸承是安裝于機(jī)殼外部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 尾部 軸承。橫斷面兩側(cè)壁垂直，底部為半圓形，每節(jié)機(jī)殼的端部和側(cè)壁上端均用角鋼 焊接加固，以保證機(jī)殼的剛度，實(shí)現(xiàn)節(jié)與節(jié)間、頂部蓋板與機(jī)殼的連接，機(jī)殼底部應(yīng)設(shè)置鑄鐵件或角鋼焊接件的支承腳，以保證輸送物料過程的強(qiáng)度。螺旋和 機(jī)殼 制造、裝配愈精確間隙可愈小。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(dòng)裝置和卸料口安放在輸送機(jī)的同一端，而把進(jìn)料口盡量放在另一端的尾部附近 [4]。物料顆粒在輸送過程中，物料的運(yùn)動(dòng)由于受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響，物料的運(yùn)動(dòng)并非是單純的沿軸線作直線運(yùn)動(dòng)，而是在直線復(fù)合運(yùn)動(dòng)中沿螺旋軸運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)立體運(yùn)動(dòng) [5]。 圖 3— 1 物料顆粒受力分析圖 圖 31 中φ角是由物料對(duì)螺旋面的摩擦角 P 及螺旋表面粗糙程度決定的。2 sin60 cosV rn????合 （ 31） 圓周速度為 V圓 =V合 2 s in ( ) s in6) co( 0ss in rn? ? ? ??? ??? ?? 以摩擦系數(shù) tg??? 代入上式，得： 2 si n ( si n c o s )60 nV r? ? ? ? ????圓 (32) 由于2stg r? ??，以及 22sin =1+ 2srsr?????????，21cos =1+ 2 s r???????? 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(jì)算公式 : 2260 ( ) 12ssn rsrV???????圓， (33) 式中 s螺旋的螺距 (m):n 一螺旋的轉(zhuǎn)數(shù) (rpm)。 螺旋葉片的計(jì)算 根據(jù)輸送量計(jì)算公式 : 3060Q k r n D??? ? ? ? ? ? （ 34） 式 34 中 : Q輸送量 t/h； Ψ 物料填充系數(shù) ,選用見表 11； β 0傾斜系數(shù) ,選用見表 12； K螺距與直徑比例系數(shù) ,由選定規(guī)格的螺旋輸送機(jī)計(jì)算求值 ； r物料容重 t/m3， 見表 13； n轉(zhuǎn)速 r/min； D螺旋直徑 m，見表 13 表 1－ 1 物料填充系數(shù) ψ [7] 物料特性 易流動(dòng) ,磨損很少 少量磨損且為顆粒至小 塊狀 磨損性、侵蝕性 大 ψ 表 1－ 2 傾斜系數(shù) β [7]0 傾斜角 0? ≦5 ? ≦10 ? ≦15 ? ≦20 ? β 0 若干散料的容重 r及運(yùn)行阻力系數(shù) λ （總阻力系數(shù)） 表 1－ 3 物料容重 r[7] 物 料 r（ t/m3） λ 灰 與 渣 3 燕麥、大麥 砂 槳 3 玉米、黑麥、稻谷 砂 3 小 麥 水 泥 在料槽中，物料的充填系數(shù)影響輸送過程和能量的消耗。但是，當(dāng)充填系數(shù)提高 (即 ψ=13% 或 40%)時(shí)，則物料運(yùn)動(dòng)的滑移面將變陡 如 圖 33b、 c。 23 圖 33 不同填充系數(shù)時(shí)物料層的情況 根據(jù)設(shè)計(jì)條件可知： Q=30t/h， 結(jié)合上述表中可確定 : 物料填充系數(shù) ψ 、傾斜系數(shù)β o、 物料容重 r。 表 1－ 4 LS型螺旋輸送機(jī)規(guī)格、技術(shù)參數(shù) 規(guī)格型號(hào) 100 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 螺旋直徑 100 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 螺 距 100 160 200 250 315 355 400 450 500 560 630 n 140 112 100 90 80 71 63 50 40 32 25 Q 7 13 22 31 62 98 140 200 280 380 n 112 90 80 71 63 56 50 40 32 25 20 Q 6 10 18 24 49 78 112 160 220 306 n 90 71 63 56 50 45 40 32 25 20 16 Q 5 8 14 19 39 62 90 126 176 245 n 71 50 50 45 40 36 32 25 20 16 13 Q 11 31 50 77 102 140 198 注： n— 轉(zhuǎn)速 r/min（偏差允許在 10%范圍內(nèi)） ； Q— 輸出量 m3/h 根據(jù)公式： 3060Q k r n D??? ? ? ? ? ? Q=20t/h， ψ =，β o=， r=， n=80r/min,k= 可解出： D= 為使整個(gè)輸送機(jī)更節(jié)約成 本，選擇嬌小型號(hào)，提高轉(zhuǎn)速，圓整選擇螺旋直徑為 250mm，確定 k=，再把 D=250mm 代入公式計(jì)算得： n=，圓整選擇轉(zhuǎn)速 n 為 85r/min，根據(jù)確定的 k值，計(jì)算出螺距 l為 250mm。垂直快速螺旋輸送機(jī)機(jī)殼橫斷面為圓形，通常采用薄壁無縫鋼管制成。這對(duì)減少磨損和動(dòng)力消耗非常重要，一 24 般間隙為 ～ 15 毫米。再根據(jù)公式計(jì)算：? ?0. 2 0. 35dD?? ，軸徑較大，可以保證傳輸過程中的強(qiáng)度，但會(huì)影響橫截面的輸送物料的有效面積，所以取 0 75d D mm??， 所以軸徑為 75mm。 LS型螺旋輸送機(jī)進(jìn)料口的外形與安裝尺寸表見表 1－ 6 表 1－ 6 進(jìn)料口的外形與安裝尺寸 螺旋機(jī) 型號(hào) 外型及安裝尺寸 mm A B C D d n LS100 100 180 146 100 12 4 LS160 160 250 210 100 12 8 LS200 200 300 256 100 14 8 LS250 250 350 306 100 14 8 LS315 315 415 370 160 14 8 LS400 400 500 456 160 14 12 LS500 500 600 558 160 14 12 LS630 630 750 696 200 14 16 LS800 800 920 8