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畢業(yè)設(shè)計(jì)-19米ls型螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)(完整版)

2025-01-20 20:18上一頁面

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【正文】 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 塊狀、易黏結(jié)成塊及易破碎的物料(特殊型式的螺旋輸送機(jī)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(jī),一般采用短螺距螺旋及圓筒壯槽體,螺旋體的轉(zhuǎn)速也需增加,其結(jié)構(gòu)如同垂直螺旋輸送機(jī),如圖 12。它由料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)軸組成的螺旋體、兩端軸承、中間懸掛軸承及驅(qū)動(dòng)裝置所組成 。其技術(shù)指標(biāo)先進(jìn),結(jié)構(gòu)新穎,是我國九十年代替代 GX型螺旋輸 送機(jī)的換代產(chǎn)品。螺旋輸送機(jī)對(duì)輸 滾動(dòng),滑輪軸承互換結(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(qiáng),阻力小,壽命長。因?yàn)檫@些物料在輸送時(shí)會(huì)粘結(jié)在一螺旋上,并隨之旋轉(zhuǎn)而不向前移動(dòng),或者在吊軸承處形成物料的積塞而使螺旋機(jī)不能正常工作。 螺旋輸送機(jī)的類型 1. 水平螺旋輸送機(jī) 水平螺旋輸送機(jī)多采用“ U”形槽體(也可采用圓筒槽體)、較低的螺旋轉(zhuǎn)速及固定安裝的結(jié)構(gòu),見圖 11。 螺旋輸送機(jī)的主要缺點(diǎn):在輸送過程中,由于物料與機(jī)槽及螺旋體的摩擦以及螺旋體對(duì)物料的攪拌翻動(dòng),致使機(jī)槽和螺旋葉片易于磨損,同時(shí)對(duì)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(jì)量、攪拌、烘干、仁殼分離、卸料以及連續(xù)加壓等設(shè)備。當(dāng)該直線繞軸線作均勻轉(zhuǎn)動(dòng)且沿軸向作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),所形成的曲面為等距正螺旋面 。這種葉片對(duì)物料有較強(qiáng)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(jī)上一對(duì)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(dǎo)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(shí)將各節(jié)段連接起來。(摘自《機(jī)械設(shè)計(jì)》) 式中, D—— 螺旋直徑( mm)。 螺旋軸的直徑 d 與所傳遞的扭矩有關(guān)。頭部軸承除了承受徑南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)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(yīng)盡量小。 很多情況下都要求對(duì)霎時(shí)間頭部和尾部設(shè)置軸的防塵密封。為了便于制造和安裝,每節(jié)機(jī)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(shè)計(jì)的機(jī)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(shè)置一支架承托。圓筒型機(jī)槽的內(nèi)徑要比螺旋直徑大些,它們之間的縫隙為 5—— 10mm。當(dāng)需要開啟多個(gè)進(jìn)料口同時(shí)進(jìn)料時(shí),必須小心地調(diào)節(jié)限制每一個(gè)進(jìn)料口的流量,以使其總量不要超過輸送機(jī)的設(shè)計(jì)能力。無接管的卸料口是在輸送機(jī)槽體底部直接開口。圖 211b 所示是南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 電動(dòng)機(jī)及軸裝減速器組合驅(qū)動(dòng)裝置,電動(dòng)機(jī)安裝在托架上。當(dāng)螺旋葉片對(duì)物料法向推力的軸向分量克服了機(jī)槽對(duì)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(zhuǎn),只沿料槽向前運(yùn)移。對(duì)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(duì)φ角的影響,此時(shí)則認(rèn)為φ≈ρ。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)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(jī)穩(wěn)定工作時(shí)物料面形成的倒塌角(186。但是,當(dāng)填充系數(shù)提高(ψ =13%或ψ =40%)時(shí),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(dāng)螺距不同時(shí),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?yàn)榇藭r(shí) 2r=D(螺旋圓周處),故得求螺距的第二個(gè)條件為 ta n ( )4sD? ???? 分析了填充系數(shù)及螺距對(duì)物料輸送過程的影響后,可以指出,對(duì)于較大的裝滿系數(shù),應(yīng)取最小的螺距值;反之,對(duì)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(jī)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(guān)系。在滿足輸送量要求的情況下,應(yīng)選用較低的轉(zhuǎn)速,以減小物料對(duì)螺旋葉片及機(jī)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(shí)解決的小問題來替代 一個(gè)復(fù)雜問題。單元的邊線可以是曲線,也可以是直線 該軟件會(huì)生成控制每個(gè)單元的行為的方程式,其中考慮了每個(gè)單元與其它單元之南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 間的聯(lián)系,這些方程式將響應(yīng)與已知的材料屬性、約束和載荷相關(guān)聯(lián),接下來,該程序?qū)⑦@些方程式組織成一大組需同時(shí)求解的代數(shù)方程式,然后求解未知量。 如果需要,請(qǐng)為算例 定義參數(shù) 。 對(duì)于使用曲面的外殼網(wǎng)格,請(qǐng)使用外 殼。 1 運(yùn)行 算例或設(shè)計(jì)情形。 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲,回顧整個(gè)畢設(shè)過程,我覺得受益匪淺。 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品需要通過使用來對(duì)其設(shè)計(jì)思路、產(chǎn)品質(zhì)量來進(jìn)行檢測。值此成文之際,謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師封立耀表達(dá)深深的敬意和衷心的感謝。例如同一機(jī)型除主要性能參數(shù)外,應(yīng)從用戶使用出發(fā),對(duì)機(jī)殼、葉片、頭尾軸承型號(hào)及金屬板厚度作出限制和規(guī)范,提高機(jī)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(yīng)根據(jù)輸送不同物料來配置螺旋葉片材料和相應(yīng)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(shè)計(jì)是對(duì)以前學(xué)到的專業(yè)知識(shí)做進(jìn)一步的系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié),比如加深了我對(duì)軸類零件的設(shè)計(jì)和軸承、電機(jī)等零部件選用方法的了解,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)自己的工作和學(xué)習(xí)能力的檢驗(yàn)。 下面以頭軸為例來描述在螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)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(duì)它的約束 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)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(yùn)行按鈕讓其進(jìn)行分析 分析結(jié)果如下: 圖 61有限元靜態(tài)分析結(jié)果應(yīng)力圖 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 圖 62有限元靜態(tài)分析結(jié)果應(yīng)變圖 為了更加清楚地看到各點(diǎn)應(yīng)力變化情況,我們使用軟件中的探測功能對(duì)頭軸取點(diǎn)如下圖: 圖 63 對(duì)頭軸取點(diǎn)探測 其結(jié)果如下: 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 64對(duì)頭軸取點(diǎn)探測結(jié)果 從上圖可以看出,在軸上各點(diǎn)處的應(yīng)力基本一樣,而在螺栓孔處和靠近軸肩處應(yīng)力變得較大,這是應(yīng)力集中的結(jié)果。 對(duì)于混合的網(wǎng)格算例,請(qǐng)定義外殼和實(shí)體。 定義 材料屬性 。 COSMOSWorks 是一個(gè)與 SolidWorks 完全集成的設(shè)計(jì)分析系統(tǒng),它提供了單一屏幕解決方案來進(jìn)行應(yīng)力分析、頻率分析、扭曲分析、熱分析和優(yōu)化分析。對(duì)于所有可能的支持情形和載荷情形,每個(gè)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(dāng) s/D=2 時(shí),若 f1=,則 V=950;若 f1=,則 V=0,即此時(shí)物料只隨螺旋葉片轉(zhuǎn)動(dòng)而其軸向運(yùn)動(dòng)停止。葉片外緣點(diǎn)處升角α 外 最小,向內(nèi)升角逐漸增大,至葉片內(nèi)緣點(diǎn)處即靠近螺旋軸處的升角α 內(nèi) 最大。所以,應(yīng)從考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量間的適當(dāng)分布關(guān)系等兩個(gè)條件,來 確定最合理的螺距尺寸。因而,對(duì)于水平螺旋輸送機(jī)來南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)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(shè)計(jì) 在螺旋輸送機(jī)工作過程中,物料面的轉(zhuǎn)角與填充系數(shù)即進(jìn)料量、螺距大小及螺旋面的型式等因素有關(guān)。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(nèi)層物料對(duì)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(dāng)?shù)販p小。 若螺旋的轉(zhuǎn)速為 n,處于螺旋面上的被研究物料顆粒 A的運(yùn)動(dòng)速度,由圖中三角南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 形 ABC 可得 c os si nv AB???合 因?yàn)? 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(jì)算公式, 26 0 2( ) 12sn srvsr??????圓 式中: s—— 螺旋的螺距 (m) n—— 螺旋的轉(zhuǎn)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(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 若使公式對(duì) r求一次導(dǎo)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(guān)系,可得物料顆粒的軸向輸送速度的計(jì)算公式: 21 260 ( ) 12ssn rvsr? ?????面軸 圖 33表示了對(duì)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(yùn)動(dòng)由于 受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響并非作單純的直線運(yùn)動(dòng),而是一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)螺旋輸送機(jī)輸送物料量比較穩(wěn)定時(shí),傳動(dòng)裝置可直接連接到螺旋輸送機(jī)的
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