【正文】 軸承處必須斷開(kāi)，為了防止物料在此處堵塞，懸掛軸承的斷面尺寸和長(zhǎng)度尺寸都應(yīng)盡量小。在某些情況下，也可采用滾動(dòng)軸承進(jìn)行可靠的密封。常用懸掛軸承的結(jié)構(gòu)如 26圖所示 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 13 圖 26 在設(shè)計(jì)時(shí)中間懸掛軸承我們選用滾動(dòng)軸承。懸掛軸承座在支承角鋼上應(yīng)可以縱向移動(dòng)，保持浮動(dòng)狀態(tài)，不得使懸掛軸承座固定在支承角鋼上。 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。 采用密封的滾動(dòng)懸掛軸承，軸蓋上有防塵密封結(jié)構(gòu)，常用在不易加油，不加油或油對(duì)物料有污染的地方，密封效果好，壽命長(zhǎng)，輸送物料溫度≤ 80℃。 機(jī)槽 螺旋輸送機(jī)的機(jī)槽主要有 U字型和圓筒型兩種。帶有角鋼法蘭的截面為 U字型的鋼制螺旋槽體是最常用 的， U字型機(jī)槽一般用 2—— 10mm 的薄鋼板制成，其兩側(cè)壁垂直，底部呈半圓形，兩側(cè)壁的上端邊沿焊南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 14 有縱向角鋼，用以固定蓋板及增強(qiáng)機(jī)槽的剛性，同時(shí)也用以固定懸掛軸承。為了便于制造和安裝，每節(jié)機(jī)槽長(zhǎng)約 2—— 4m，節(jié)邊用角鋼加固并做成法蘭邊，以便用螺栓連接。折邊法蘭的 U 型槽體，頂部法蘭是由同一塊鋼板折邊加工而成的槽體，這樣制成的槽體重量輕而堅(jiān)固。帶有夾套的槽體在其夾套上焊有換熱介質(zhì)的進(jìn)出口管，這種槽體廣泛用于加熱、冷卻或干燥被輸送的物料。允許物料滯留在槽底，這樣可以防止物料和槽底的直接摩擦。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。對(duì)要求防塵的頂蓋還要在蓋板下加 墊密封。閘門(mén)控制常用手推式、齒條式及電動(dòng)推桿式幾種。因?yàn)閹в薪卿摲ㄌm的截面為 U 字型的鋼制螺旋槽體是最常用的。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。因?yàn)闄C(jī)槽較長(zhǎng)，采用折邊法蘭的 U型槽體。 圖 28 進(jìn)、出料口一般在全機(jī)安裝固定后，根據(jù)工藝需要現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)口焊接。 圓筒型機(jī)槽又稱機(jī)筒，一般采用薄壁無(wú)縫鋼管制成，也可用 2—— 4mm 厚的鋼板卷制并在接縫處連續(xù)焊接而成，或使用硬質(zhì)塑料管。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。 螺旋輸送機(jī)的機(jī)槽在進(jìn)行安裝時(shí)，一定要注意對(duì)中和找直，否則，工作時(shí)由于劇烈而周期的撓曲應(yīng)力，會(huì)發(fā)生軸的斷裂，軸承的使用壽命也將大大減弱。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 16 固定進(jìn)料時(shí)，可采用裝料設(shè)施以便可靠地調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的進(jìn)料量。具有多點(diǎn)進(jìn)料的螺旋輸送機(jī)，必須有靈活可靠的進(jìn)料調(diào)節(jié)裝置。當(dāng)需要開(kāi)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(guò)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)能力。進(jìn)料時(shí)由于物料塊度或顆粒的慣性作用會(huì)產(chǎn)生沖擊，有碰壞或磨損設(shè)備的可能，為此可在進(jìn)口溜槽中安裝折流擋板或緩沖腔來(lái)加以克服 。 常用的螺旋輸送機(jī)卸料布置見(jiàn)圖 210 所示。終端卸料的卸料口位于螺旋輸送機(jī)槽體的最末端。無(wú)接管的卸料口是在輸送機(jī)槽體底部直接開(kāi)口。槽體端部卸料是指物料直接通過(guò)輸送機(jī)槽體端部的開(kāi)口卸出，螺旋由局部端板支承，軸承安裝在端部的法蘭上，當(dāng)輸送機(jī)填充系數(shù)超過(guò) 時(shí)將不能采用這種卸料方法。 根據(jù)實(shí)際情況，選用標(biāo)準(zhǔn)的卸料布置，為防止物料滿溢，在卸料口和槽體端部間裝設(shè)一節(jié)與主螺旋呈相反方向的螺旋，以防止物料在最后卸料口前的堆積。圖 211 所示是水平螺旋輸送機(jī)常見(jiàn)的幾種傳動(dòng)布置形式。圖 211b 所示是南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 18 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)的軸上，從而使結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，如圖 211c 所示的齒輪減速電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)的形式。這種布置可以通過(guò)調(diào)換不同直徑的鏈輪來(lái)改變輸送機(jī)的速度使其滿足操作要求。 由于所設(shè)計(jì)的輸送機(jī)運(yùn)載量大，在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)如進(jìn)料量不穩(wěn)定，超載運(yùn)行 等情況，因此我們選用齒輪減速電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)的形式。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。但是物料顆粒在輸送過(guò)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)。則旋轉(zhuǎn)螺旋面作用于半徑為 r（距螺旋軸線之距 離）處的物料顆粒 A上的力為 P 合 。此力可分解為切向分力 P 切 和法向分力 P 法 ，如圖所示。對(duì)于一般沖壓而成或經(jīng)過(guò)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。 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 20 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(guò)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 21 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。在靠近螺旋軸的物料之圓周速度要比外層的大，但該處的軸向輸送速度卻顯著降低。它不僅對(duì)物料的輸送起著不良的影響，同時(shí)也增加了功率的消耗。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 22 為了避免直母線螺旋面的上述問(wèn)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。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。 水平螺旋輸送機(jī)工作時(shí)，物料在機(jī)槽底部并偏向轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一側(cè)，該物料面與水平形成的夾角φ為物料的倒塌角，如圖 35 所示。 倒塌下來(lái)的物料一部分不斷翻起在落下，一部分越過(guò)軸并落到軸的另一側(cè)，即下一個(gè)螺距中，形成附加料流。） 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。） 葉片的設(shè)計(jì) 在螺旋輸送機(jī)工作過(guò)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)。圖 36是輸送礫石時(shí)，對(duì)于不同填充系數(shù)的物料層堆積的情況及其滑移面。物料顆粒在軸向的運(yùn)動(dòng)要比圓周方向顯著得多。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(jiàn)圖 36b、 c。因而，對(duì)于水平螺旋輸送機(jī)來(lái)南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 24 說(shuō)，物料的填充系數(shù)并不能無(wú)限增加，一般取填充系數(shù)ψ＜ 45％。 圖 36 填充系數(shù)主要與被輸送物料的性質(zhì)有關(guān)。如果與 此同時(shí)物料還有一定程度的磨琢性，螺旋的轉(zhuǎn)速就要減少。 螺距的大小也直接影響物料的輸送過(guò)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。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(lái)確定最合理的螺距尺寸。根據(jù)這個(gè)條件，最大的許用螺距值應(yīng)由下面兩式求得 m a x ta n ( )2sd ????? 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 25 maxds ??? 面 若以 k1=d/D（ D 為螺旋的外徑）代入上式，則得 1m ax kDs ???面 確定最大的許用螺距時(shí)，必須滿足的第二個(gè)條件是建立在使物料顆粒具有最合理的速度各分量間的關(guān)系的基礎(chǔ)上。螺距的大小將影響速度各分量的分布。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(guò)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。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。從螺距對(duì)物料運(yùn)輸速度各分量分布的影響也可知，螺距增大，在靠近螺 旋軸處物料的 v 圓 顯著增加，且在較大的半徑范圍內(nèi) v 圓 v 軸 ，使較多物料的轉(zhuǎn)角大于其倒塌角，形成更多的附加料流。該圖是在螺旋直徑 D保持不變時(shí)， s/D=1 的情況繪制的。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。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。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 27 通過(guò)以往試驗(yàn)得知，螺旋在一定的轉(zhuǎn)速內(nèi)，對(duì)物料顆粒運(yùn)動(dòng)的影響并不顯著。因此，螺旋的最大許用轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)被輸送物料的最低跳躍高度來(lái)確定。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(zhǎng)使用壽命。因此。 圓整 n=45 r/min，驗(yàn)算Ψ。 進(jìn)料口 見(jiàn)下圖 52，表 56 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 33 圖 52 表 56 摘自《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 型號(hào)規(guī)格 A A39。 C C39。 B B39。 T2 δ R n d 質(zhì)量 kg LS100 100100 160160 136136 110 2 4 10 LS125 125125 185185 161161 130 2 4 10 LS160 160160 220220 196196 150 3 93 8 10 LS200 200200 280280 248248 180 3 113 8 10 LS250 250250 330330 298298 220 3 138 8 12 LS315 315315 395395 363363 250 3 8 12 LS400 400400 500500 456456 280 4 8 12 LS500 500500 600600 558558 340 4 8 12 LS630 630630 730730 688688 420 5 335 16 14 LS800 800800 960960 888888 520 5 421 16 14 LS1000 10001000 11601160 10901090 630 6 526 20 18 LS1250 12501250 14101410 13381338 760 6 651 22 18 6．用 solidworks 對(duì)連接軸進(jìn)行有限元分析 有限元是那些集合在一起能夠表示實(shí)際連續(xù)域的離散單元，有限元分析是將物體南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 文 35 劃分成有限個(gè)單元，這些單元之間通過(guò)有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接，單元看作是不可變形的剛體，單元之間的力通過(guò)節(jié)點(diǎn)傳遞，然后利用能量原理建立各單元矩陣；在輸入材料特性、載荷和約束等邊界條件后，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行物體變形、應(yīng)力和溫度場(chǎng)等力學(xué)特性的計(jì)算，最后 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，顯示變形后物體的形狀及應(yīng)力分布圖。 FEM 是一種用于分析工程設(shè)計(jì)的數(shù)字方法。 FEM 將模型劃分為許多稱作單元的簡(jiǎn)單小塊形狀，從而有效地用許多