【文章內容簡介】 得 K=； ? 填充系數(shù)，查表得 ? =~，故取 ? =； C傾角系數(shù)，查表得 C=。 物料的綜合特性系數(shù)為經(jīng)驗值。一般來說 ,根據(jù)物料的性質，可將物料分為4 類， 1 類為流動性好較輕且無磨啄性的物料；第 2類為無磨啄性但流動性較第1類較差的物料；第三類為粒度尺寸及流動性同 第 2類接近，但磨啄性較大的物料；第 4 類為流動性差且磨啄強烈的物料。玉米粉的經(jīng)驗系數(shù)見下表。 表 2 玉米粉的經(jīng)驗系數(shù) 物料的粒度 物料的磨琢性 物料 填充系數(shù) ? 螺旋面形式 特性系數(shù) K 綜合系數(shù) A 粒狀 半磨琢性 谷物、木屑、泥煤 ~ 實體螺旋面 50 表 3 傾角系數(shù)表 傾斜角度 ? 0 05? ??10 015? 020? C 所以 mmmCQKD 1 9 4 9 ?????? ?? 按上式計算得出的 D 值應圓整為下列標準直徑： 150、 200、 2 250、 300、 400、 500、 600mm。 水平固定式螺旋輸送攪龍設計 9 故取 D=220mm，符合設計要求。 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)下物料運行的滑移面，所以螺距的大小直接影響著物料的輸送過程。輸送量 Q和直徑 D一定時，螺距改變，物料運動的滑移面隨著改變，這將導致物料運送速度分布的變化。通常螺距應滿足下列兩個條件：螺旋面與物料的摩擦關系 ：速度各分量間的適當分布關系。 通常可按下式計算螺距： S= 1K D 對于標準的輸送機， 1K =~，當傾斜布置或輸送物料流動性較差時 1K ? ，當水平布置時 1K =~，實體式螺旋 1K =1。 故 mmDKS 2 2 02 2 011 ???? 殼體的內徑 根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，殼體內徑的經(jīng)驗公式： 301 ??DD 。所以 1D =245mm 選擇無縫鋼管 ? 219mm,厚度 t=6mm。 螺旋軸的軸徑 螺旋軸徑的大小與螺距有關，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的分布，所以應從考慮螺旋面與物料的摩擦系數(shù)以及速度個分量的適當分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的關系。 根據(jù)物料的運動分析，可知要保證物料在料槽中的軸向移動，螺旋軸徑處的軸向速度 V1 要大于 0，即螺旋內升角 ?? ??? 2/2 ，又因為 dS ?/tan ?? 。所以螺距與軸徑之間的關系必須滿足的條件之一是： ?/fsd? 。 實踐證明，對于大多數(shù)螺旋輸送機來說，一般其螺旋體得結構均能滿足第一個條件的要求，但對螺旋體直徑較?。ɡ?D=100mm）的螺旋輸送機來說，其α2 不一定能滿足第一個條件的要求，因而在確定較小直徑螺旋體得 S和 d時，必須進行這項驗算工作。 軸徑與螺距的關 系還應滿足的第二個條件是：螺旋軸徑處得軸向速度 v1 要大于圓周速度 v2,即 v1 v2。整理得：?Sff ???? 11d 根據(jù)計算，當 f 取 ， S=()D 時， D)(d ?? ；當 f 值增加時， d/D 的值還要增加。也就是說，根據(jù)上式計算出的軸徑相當大，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，就得加大結構，使得輸送機構粗大笨重，成本增加。所 以，螺旋軸徑與螺距的關系應是輸送功能與結構的綜合，在能夠滿足輸送要求的前提下，應盡可能的使結構緊湊。由于螺旋輸送機的填充系數(shù)較低，只要保證靠近葉片外側的物料具有較大水平固定式螺旋輸送攪龍設計 10 的軸向速度，且軸向速度大于圓周速度即可。 推薦的軸徑計算公式： d=（ ~） D 計算得出 d=50~，故取 d=70mm。此為無縫鋼管的外徑，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，鋼管厚度定為 t=6mm 時，能夠滿足輸送要求，不會產(chǎn)生彎曲變形。 螺旋軸的轉速 螺旋軸的轉速對輸送量有較大的影響。一般來說，螺旋軸的轉速加快，輸送機的生產(chǎn)能力提 高，轉速過小則使得輸送機的輸送量下降，但轉速也不宜過高，因為當轉速超過一定的極限值時，物料會因為離心力過大而外拋，以致無法輸送。所以還需要對轉速進行一定限定，不能超過一極限值。 即 ：DAnn ?? max 式中： A表示物料綜合系數(shù)，見表三，取 A=50； 故 ： m in1 0 02 5 a x rDAnn ???? 按上式計算的轉速 n 應圓整為下列轉速： 3 4 60、 7 8 90、 1 150、 190 r/min 故取 n=85r/min。 校核填充系數(shù) 物料在料槽中的填充系數(shù)對物料的輸送和能量的消耗有很大的影響。當填充系數(shù)較小的時候，物料堆積高度較低，大部分的物料靠近螺旋外側，因而具有較高的州軸向速度，物料在輸送方向上的運動要比圓周方向上顯著的多，運動的滑移面幾乎平行于輸送方向，這時垂直與輸送方向的附加物料流減弱，能量消耗降低；相反，當填充系數(shù)較高時，物料運動的滑移面很陡，其在圓周方向的運動將比輸送方向的運動強，這將導致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，填充系數(shù)適當取小 值較有利，一般取 %50?? 。此時，傾斜角度的大小對填充系數(shù)也有一定的影響。 用螺旋葉片直徑 D及轉速 n 圓整后的數(shù)值，對填充系數(shù)進行驗算： 22 ???????? SCnD Q ?? 查表可知填充系數(shù)的的取值范圍為： ~?? ，故滿足要求。 傾斜角度 水平固定式螺旋輸送攪龍設計 11 螺旋輸送機的傾斜角度對于螺旋輸送機輸送過程的生產(chǎn)率和功率消 耗都有影響，一般它是以一個影響系數(shù)的形式來體現(xiàn)的。傾斜輸送系數(shù)見表 4。螺旋輸送機輸送能力將隨著傾斜角度的增加而迅速降低的，同時，螺旋輸送機布置時傾斜角度也將影響物料的輸送效果。另外傾斜角度的大小還會影響填充系數(shù)。 傾斜角度越大，允許的填充系數(shù)越小，螺旋輸送機的輸送能力越低。因此，在滿足使用條件的前提下，螺旋輸送機盡量避免傾斜布置，而最好采用水平布置；若工藝需要采用用傾斜布置，為了提高輸送效率，傾斜角度也不宜過大，一般傾斜角度 。 20~10?? 。若一級不能滿足要求，可采用多級傾斜布置，以減少損失。因此，在滿足使用條件的前提下，在此選用的水平布置，提高輸送效率，即傾斜角度為零。 螺旋輸送機的驅動功率，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物料內部顆粒間的互相摩擦所引起的能量消耗；④物料沿料槽運動造成止推軸承處得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。 克服以上阻力 螺旋輸送機所需軸功率可按下式確定： )(3 6 7P 00 HLwQ ?? 式中： H螺旋輸送機傾斜布置時在垂直平面上的投影高度， H=0； L螺旋輸送機水平投影長度， L=； ω 物料阻力系數(shù)，見表 5，取 ω = 表 4 玉米粉的阻力系數(shù) 物料特性 典型物料 ω 干的、無磨啄性 糧食、谷物、鋸木屑、面粉 故 kwHLwQ )(3 6 )(3 6 7P00 ????? 電動機驅動功率 ：?? 0PP? 式中： ? 表示功率儲備系數(shù)，一般取為 ~； 水平固定式螺旋輸送攪龍設計 12 ? 電動機傳動效率， ?? ，一般為了方 便取以 計算。 故 kwPKP ???? ? 3 螺旋輸送機驅動裝置結構設計 確定電動機的機型 選擇電動機應綜合考慮的問題： 、制動、反轉、調試以及工作 環(huán)境等要求，選擇電動機類型及安裝方式。 ，速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，并考慮電動機的溫升限 制、過載能力和啟動轉矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風方式。所選電動 機功率應大于計算所需功率，按靠近的功率等級選擇電 動機，負載率一般取為 ~。過大的備用功率會使電動機效率降低，對于感應電動機，其功率因 數(shù)將變壞，并使電動機最大轉矩校驗強度的生產(chǎn)機械造價提高。 ，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃 易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機的結構型式。 ，確定電動機的電壓等級和類型。 ，以及 機械機構的復雜程度，選擇電動機額定轉矩。 所需的電動機的輸出功率為： 11?KPP? 上式中： 1P 負載功率 。 K工作情況系數(shù)，取為 ，見表 6； 1? 減速器效率； P計算功率。 表 5 工作情況系數(shù) 原動機種類 工作條件 負荷性質 電動機 穩(wěn)定 中等沖擊 大的沖擊 斷續(xù) 3h/d 0。 8 1。 0 1。 35 水平固定式螺旋輸送攪龍設計 13 8~10h/d 1。 0 1。 2 1。 5 24h/d 1。 2 1。 35 1。 6 故： kwKPP ???? ? 根據(jù)設計要求選擇 Y 系列三相異步電動機，型號為： YJ90S4。額定功率為，額定電流為 ，額定轉速為 1415r/min，效率為 ，功率因數(shù)為，額定轉矩為 。 確定減速器的機型 現(xiàn)在我采用一種新型減速機 擺線針輪減速機。 擺線針輪減速機采用擺線針齒嚙合、行星式傳動原理，所以通常也叫行星擺線減速機，行星擺線針輪減速機可以廣泛的應用于石油、環(huán)保、化工、水泥、輸送、紡織、制藥、食品、印刷、起重、礦山、冶金、建筑、發(fā)電等行業(yè)，做為驅動或減速裝置，該機分為臥式、立式、雙軸型和直聯(lián)型等裝配方式。其獨特的平穩(wěn)結構在許多情況下可替代普通 圓柱齒輪減速機 及 蝸輪蝸桿減速機 ，因此，行星擺線針輪減速機在各個行業(yè)和領域被廣泛的使用，受到廣大用戶的普遍歡迎。當輸入軸帶著偏心套轉動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪擺線針輪減速機 的運動成為既有公轉又有自轉的平面運動，在輸入軸正轉周時，偏心套亦轉動一周，擺線輪于相反方向轉過一個齒從而得到減速，再借助 W 輸出機構，將擺線輪的低速自轉運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉速。 〇高速比和高效率單級傳動 〇結構緊湊體積小由于采用了行星傳動原理，輸入軸輸出軸在同一軸心線上，使其機型獲得盡可能小的尺寸。〇運轉平穩(wěn)噪聲低擺線針齒 嚙合齒數(shù) 較多，重疊系數(shù)大以及具有機件平衡的機理，使振動和嗓聲限制在最小程度。〇使用可靠、壽命長因主要零件采用軸承鋼材料，經(jīng)淬火處理（ HRC58～ 62）獲得高強度，并且，部分傳動接觸采用了滾動摩擦，所以經(jīng)久耐用壽命長。 因主要零件是采用軸承鋼淬火處理 （ HRC5862），再精磨而成，且擺線齒與 針齒套 嚙合傳遞至針齒形成滾動磨擦付，磨擦系數(shù)小，使 嚙合區(qū) 無相對滑動，磨損 極小，所以經(jīng)久耐用。 〇設計合理，維修方便，容易分解安裝，最少零件個數(shù)以及簡單的潤滑，使擺線針輪減速機深采用戶的信賴。 因此按照工作條件和設計要求，選擇 腳板式臥裝雙軸擺線針輪減速機BWY221755 型減速器，公稱傳動比為 17，高速軸許用功率為 . 確定傳動裝置的傳動比 水平固定式螺旋輸送攪龍設計 14 由選定的電動機滿載轉速和工作機轉速可得傳動裝置的傳動比為 : ??i 由于選用的事標準減速器，所以傳動比是 17，所以修改工作機轉 速為m in/ 4 1 5 rn ?? 。 校核 2 ?? SCnD Q ?? 在推薦范圍內，填充系數(shù)滿足要求。 查看《運輸機械設計選用手冊下》可知：驅動裝置型號為： YJ90S4。 4 螺旋輸送機的機身設計 螺旋管軸的設計 螺旋管軸一般由無縫鋼管制成，直徑常取為 40~90mm。在空心軸的連接處需要實心軸端。 軸的材料采用 45 號鋼，查機械設計手冊可知： 硬度為 217~255HBW 扭轉疲勞強度 MPa1551 ??? 抗拉強度 MPab 637?? 許用疲勞應力 ? ? MPa591 ??? 屈服點 MPas 353?? 靜應力 ? ? MPa2161 ??? 彎曲疲勞強度 MPa2681 ??? 脈動應力 ? ? MPa980 ?? 實心軸伸入無縫鋼管約 150mm，端部焊接高度約為 8mm，然后用螺栓固定。伸入軸和鋼管之間為過盈配合。 下面是關于螺旋管軸的設計計算： 圖 6 管軸外徑為 89mm，內徑為 77mm，長度為 5540mm。軸上所承受的物料總重為：KgD 3 4 890 ???? 。 下面作軸的計算簡圖： 水平固定式螺旋輸送攪龍設計 15