【正文】 學學士學位論文 4 塊狀、易黏結成塊及易破碎的物料（特殊型式的螺旋輸送機也可以輸送成件物品，如袋、包、箱等）。輸送傾角為20o— 90o 的螺旋輸送機，一般采用短螺距螺旋及圓筒壯槽體，螺旋體的轉速也需增加，其結構如同垂直螺旋輸送機，如圖 12。它由料槽、螺旋葉片和轉動軸組成的螺旋體、兩端軸承、中間懸掛軸承及驅動裝置所組成 。其技術指標先進，結構新穎，是我國九十年代替代 GX型螺旋輸 送機的換代產(chǎn)品。螺旋輸送機對輸 滾動，滑輪軸承互換結構，并設防塵密封裝置，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。因為這些物料在輸送時會粘結在一螺旋上，并隨之旋轉而不向前移動，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。 螺旋輸送機的類型 1. 水平螺旋輸送機 水平螺旋輸送機多采用“ U”形槽體（也可采用圓筒槽體）、較低的螺旋轉速及固定安裝的結構，見圖 11。 螺旋輸送機的主要缺點：在輸送過程中，由于物料與機槽及螺旋體的摩擦以及螺旋體對物料的攪拌翻動，致使機槽和螺旋葉片易于磨損，同時對物料具有一定的破碎作用，且輸送功率消耗較大。它的某些變形常被用作喂料、計量、攪拌、烘干、仁殼分離、卸料以及連續(xù)加壓等設備。當該直線繞軸線作均勻轉動且沿軸向作勻速直線運動時，所形成的曲面為等距正螺旋面 。這種葉片對物料有較強的攪拌作用，但生產(chǎn)率較低。圖22 是滿面式螺旋葉片的展開圖。如圖 23 所示。 冷軋成形法：將帶鋼通過冷軋機上一對錐形軋輥的輾壓，形成連續(xù)多圈的環(huán)狀件，再令其通過螺旋分導裝置，則成為具有左（右）旋向并有一定螺距的螺旋葉片。為了便于制造和裝配，螺旋體一般制成 2—— 4m長的節(jié)段，使用時將各節(jié)段連接起來。（摘自《機械設計》） 式中， D—— 螺旋直徑（ mm）。 螺旋軸的直徑 d 與所傳遞的扭矩有關。頭部軸承除了承受徑南昌航空大學學士學位論文 10 向載荷外，還要承受軸向載荷，因此該端采用止推軸承。由于螺旋葉片在懸掛軸承處必須斷開，為了防止物料在此處堵塞，懸掛軸承的斷面尺寸和長度尺寸都應盡量小。 很多情況下都要求對霎時間頭部和尾部設置軸的防塵密封。為了便于制造和安裝，每節(jié)機槽長約 2—— 4m，節(jié)邊用角鋼加固并做成法蘭邊，以便用螺栓連接。蓋板用螺栓固定在槽體上端的角鋼法蘭上，或用彈簧卡子緊夾在槽體上。為了便于制造和安裝，所設計的機槽為 4m、 4m、 2m 三節(jié)，為了避免其彎曲下垂，從輸送端每隔 4m 設置一支架承托。圓筒型機槽的內徑要比螺旋直徑大些，它們之間的縫隙為 5—— 10mm。當需要開啟多個進料口同時進料時，必須小心地調節(jié)限制每一個進料口的流量，以使其總量不要超過輸送機的設計能力。無接管的卸料口是在輸送機槽體底部直接開口。圖 211b 所示是南昌航空大學學士學位論文 17 電動機及軸裝減速器組合驅動裝置，電動機安裝在托架上。當螺旋葉片對物料法向推力的軸向分量克服了機槽對物料的摩擦力及法向推力的徑向分量，物料不和螺旋一起旋轉，只沿料槽向前運移。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φ角的影響，此時則認為φ≈ρ。 南昌航空大學學士學位論文 21 為了避免直母 線螺旋面的上述問題，而又能獲得物料的最大軸向速度，因而采用如圖 34 所示的彎曲母線螺旋面。） φ d—— 螺旋輸送機穩(wěn)定工作時物料面形成的倒塌角（186。但是，當填充系數(shù)提高（ψ =13％或ψ =40％）時，則物料的滑移面將變陡，見圖 36b、 c。 螺距的大小也直接影響物料的輸送過程，如果填充系數(shù)不變，當螺距不同時，則物料的滑移面亦隨之改變。于是，根據(jù)在螺旋圓周處的 v 圓 ≤ v 軸 的條件，并利用公式可得 1226 0 6 0((sssn snrr?????????面 面22ss) + 1 ) + 12 r 2 r 1 ta n ( ) 214sr? ?? ? ???? ? ?? 面面2r 又因為此時 2r=D（螺旋圓周處），故得求螺距的第二個條件為 ta n ( )4sD? ???? 分析了填充系數(shù)及螺距對物料輸送過程的影響后，可以指出，對于較大的裝滿系數(shù)，應取最小的螺距值；反之，對于較小的裝滿系數(shù)，螺距可偏于取最大值。而圖 37b 則繪出了水平螺旋輸送機的容積生產(chǎn)率與s/D 的比值及物料與螺旋葉片間的摩擦系數(shù)的關系。在滿足輸送量要求的情況下，應選用較低的轉速，以減小物料對螺旋葉片及機殼磨損，延長使用壽命。 C C39。 FEM 將模型劃分為許多稱作單元的簡單小塊形狀，從而有效地用許多需要同時解決的小問題來替代 一個復雜問題。單元的邊線可以是曲線，也可以是直線 該軟件會生成控制每個單元的行為的方程式，其中考慮了每個單元與其它單元之南昌航空大學學士學位論文 35 間的聯(lián)系，這些方程式將響應與已知的材料屬性、約束和載荷相關聯(lián)，接下來，該程序將這些方程式組織成一大組需同時求解的代數(shù)方程式，然后求解未知量。 如果需要，請為算例 定義參數(shù) 。 對于使用曲面的外殼網(wǎng)格，請使用外 殼。 1 運行 算例或設計情形。 為期三個月的畢業(yè)設計也接近尾聲，回顧整個畢設過程，我覺得受益匪淺。 設計的產(chǎn)品需要通過使用來對其設計思路、產(chǎn)品質量來進行檢測。值此成文之際，謹向我的指導老師封立耀表達深深的敬意和衷心的感謝。例如同一機型除主要性能參數(shù)外，應從用戶使用出發(fā)，對機殼、葉片、頭尾軸承型號及金屬板厚度作出限制和規(guī)范，提高機組使用壽命； 通過一定的措施，取消中間懸掛軸承，以避免中間懸掛軸承處出 現(xiàn)的物料堆積現(xiàn)象，從而提高輸送能力； 應根據(jù)輸送不同物料來配置螺旋葉片材料和相應熱處理工藝規(guī)范，克服葉片磨損問題，現(xiàn)行 LS 型螺旋葉片普遍采用的 Q235 鋼板不能滿足多種輸送材料的要求。這次畢業(yè)設計是對以前學到的專業(yè)知識做進一步的系統(tǒng)的復習和總結，比如加深了我對軸類零件的設計和軸承、電機等零部件選用方法的了解，這次畢業(yè)設計也是對自己的工作和學習能力的檢驗。 下面以頭軸為例來描述在螺旋輸送機的設計過程中的有限元分析（靜態(tài)）過程： 定義算例類型為靜態(tài) 定義材料屬性為普通碳鋼 定義約束類型為固定，部位如軸承對它的約束 南昌航空大學學士學位論文 36 劃分網(wǎng)格 定義輸入扭矩和反作用扭矩為 單擊運行按鈕讓其進行分析 分析結果如下： 圖 61有限元靜態(tài)分析結果應力圖 南昌航空大學學士學位論文 37 圖 62有限元靜態(tài)分析結果應變圖 為了更加清楚地看到各點應力變化情況，我們使用軟件中的探測功能對頭軸取點如下圖： 圖 63 對頭軸取點探測 其結果如下： 南昌航空大學學士學位論文 38 圖 64對頭軸取點探測結果 從上圖可以看出，在軸上各點處的應力基本一樣，而在螺栓孔處和靠近軸肩處應力變得較大，這是應力集中的結果。 對于混合的網(wǎng)格算例，請定義外殼和實體。 定義 材料屬性 。 COSMOSWorks 是一個與 SolidWorks 完全集成的設計分析系統(tǒng)，它提供了單一屏幕解決方案來進行應力分析、頻率分析、扭曲分析、熱分析和優(yōu)化分析。對于所有可能的支持情形和載荷情形，每個單元的行為都是非常清楚的，有限元素方法使用具有不同形狀的單元。 B B39。因此。例如，當 s/D=2 時，若 f1=，則 V=950；若 f1=，則 V=0，即此時物料只隨螺旋葉片轉動而其軸向運動停止。葉片外緣點處升角α 外 最小，向內升角逐漸增大，至葉片內緣點處即靠近螺旋軸處的升角α 內 最大。所以，應從考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量間的適當分布關系等兩個條件，來 確定最合理的螺距尺寸。因而，對于水平螺旋輸送機來南昌航空大學學士學位論文 23 說，物料的填充系數(shù)并不能無限增加，一般取填充系數(shù)ψ＜ 45％。） 葉片的設計 在螺旋輸送機工作過程中，物料面的轉角與填充系數(shù)即進料量、螺距大小及螺旋面的型式等因素有關。這樣在靠近螺旋軸的區(qū)域處將具有指向槽壁的徑向速度，增加了內層物料對外層物料的壓力和摩擦力，致使螺旋軸附近的附加料流適當?shù)販p小。 若螺旋的轉速為 n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒 A的運動速度，由圖中三角南昌航空大學學士學位論文 19 形 ABC 可得 c os si nv AB???合 因為 260rnAB ?= 所以 圓周速度為 2 s in s ins in6 0 c o srnvv ? ? ? ???????圓 合（ ）（ ） = 以摩擦系數(shù) μ=tanρ代入上式，得到圓周速度 2 s in ( s in c o s )60rnv ? ? ? ? ???圓 由于 因此，將上述各式代入并經(jīng)過換算后，便可求得物料 顆粒的圓周速度計算公式， 26 0 2( ) 12sn srvsr??????圓 式中： s—— 螺旋的螺距 (m) n—— 螺旋的轉速 (r/min) r—— 所研究的物料顆粒離軸線的半徑 (m) μ 面 —— 物料與螺旋面的摩擦系數(shù)μ 面 =tanρ 南昌航空大學學士學位論文 20 若使公式對 r求一次導數(shù)，并令其值 ，便可求得存在 v圓最大值的半徑為 2( m a x )12vrs?????? 面 面面 同樣，根據(jù) 圖 32的 速度分解關系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的計算公式： 21 260 ( ) 12ssn rvsr? ?????面軸 圖 33表示了對于幾種不同螺距的速度 v 圓 和 v 軸 隨半徑而變化的曲線圖。但是物料顆粒在輸送過程中，其運動由于 受旋轉螺旋的影響并非作單純的直線運動，而是一個空間運動。當螺旋輸送機輸送物料量比較穩(wěn)定時，傳動裝置可直接連接到螺旋輸送機的