【正文】 ， 可以利用軸 頭 3 插入空心軸的襯套 5內(nèi)，以螺釘 2 固定連接來 ， 這些圓軸還可用作中間 吊 軸承和頭部軸承的頸部。采用一段兩端帶法蘭的短軸 2 與螺旋軸 1 的端法蘭接起來，這種連接方法 ，裝卸容易，但徑向尺寸相對大一些。頭部應(yīng)裝止推軸承 ， 以承受由于運(yùn)送物料之阻力所產(chǎn)生的軸向力，一般放在 輸 送物料的前方。 螺旋機(jī)殼 機(jī)殼 是由 3～ 8 毫米厚的 薄鋼板制成，水平慢速螺旋輸送機(jī)的機(jī)殼通常用2～ 4mm 厚的薄鋼板制成。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。 機(jī)殼 的內(nèi)直徑要稍大于螺旋直徑，使兩者之間有一間隙。這對減少磨損和動力消耗非常重要，一般間隙為 ～ 15 毫米。所以，物料在輸送機(jī)中的運(yùn)送，完全是一種滑移運(yùn)動。 3 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計與選擇 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計條件 根據(jù)客戶要求 ,需水平輸送小麥 ,輸送量為 20t/h，輸送距離為 10m。 輸送物料的運(yùn)動分析 物料在旋轉(zhuǎn)輸送機(jī)中的運(yùn)動，不隨螺旋體轉(zhuǎn)動，而只在旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片推動下沿螺旋方向移動。 當(dāng)螺旋面的升角 a 在展開的狀態(tài)時，螺旋線用一條斜直線來表示，則旋轉(zhuǎn)螺旋面作用于半徑為 r 處的物料顆粒 A 上的力為依據(jù)。此力可分解為切向分力 P 切 和法向分力 P法 如圖 31。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，此時可取φ≈α。 圖 3— 2 物料顆粒速度分解圖 若螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)為 n，處于螺旋面上的被研究物料顆粒 A 的運(yùn)動速度，由圖中三角形 ABC 可得 :V ABsin??合 21 因?yàn)?260AB rn??，所以 r 一研究的物 料顆粒離軸線的半徑距離 (m)； ? 物料與螺旋面的摩擦系數(shù)， tg??? 。 同樣，根據(jù)圖示的速度分解關(guān)系，可得物料顆粒的軸向輸送速度的計算公式： 21 2c o s( ) 60( ) 12ssn rVVsr? ?????? ? ? ??合軸 以摩擦系數(shù) tg??? 代人上式得： 2 si n ( c o s si n )60 rnV ? ? ? ? ?? ? ?合 由于 2stg r? ?? ，以及 22sin =1+ 2srsr?????????，21cos =1+ 2 s r???????? 因此，將上述各式代人并經(jīng)過換算，求得物料顆粒的軸向速度計算公式： 22 21 2c o s( ) 60( ) 12ssn rVVsr? ?????? ? ? ??合軸 從上式可以看出 ，在一定的轉(zhuǎn)速下螺距 s在某一范圍內(nèi)物料可以得到較好的軸向輸送速度，螺距過大或者過小，都會影響物料的軸向速度 [6]。當(dāng)充填系數(shù)較小(即 ψ=5%) 時，物料堆積的高度低矮且大部分物料靠近槽壁并且具有較低的圓周速度，運(yùn)動的滑移面幾乎平行于輸送方向 如 圖 33a。所以，這時垂直于輸送方向的附加物料流不嚴(yán)重，單位能量消耗也較小。此時，在圓周方向的運(yùn)動將比輸送方向的運(yùn)動強(qiáng)，導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能量的消耗。各種微粒物料的充填系數(shù) ψ 值可參考表 11。小麥特性為少量磨損且為顆粒，所以 物料填充系數(shù) ψ取 ；需要水平輸送，傾斜系數(shù)β o取 ； 物料容重 r 取 。 LS 型 螺旋輸送機(jī)，實(shí)體螺旋螺距等于直徑的 ，根據(jù)表 14，初選 k為 。 螺旋機(jī)殼內(nèi)徑的選擇 機(jī)殼 是由 3～ 8 毫米厚的 薄鋼板制成。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。 不銹鋼或薄鋼板制成 圓 筒或帶有垂直側(cè)邊的 U 形槽，為了便于連接和增加剛性，在料槽的縱向邊緣及各節(jié)段的橫向接口處都焊有角鋼，用可拆卸的蓋子蓋在上面。螺旋和 機(jī)殼 制造、裝配愈精確間隙可愈小。根據(jù)我實(shí)習(xí)所在公司的實(shí)際生產(chǎn)水平，結(jié)合以往生產(chǎn)總結(jié)的間隙設(shè)計要求如表 15。 表 15 螺旋公稱直徑 與機(jī)殼間隙 公稱直徑 /mm 螺旋直徑與機(jī)殼內(nèi)徑的間隙 /mm 100 125315 10 400500 630800 15 10001250 20 主軸軸徑的計算 螺旋軸通常采用直徑 30～ 70mm 的空心鋼管。選取厚度為 6mm 的鋼管做主軸，則內(nèi)徑 為 63mm。 ⑴進(jìn)料口 進(jìn)料口是用以連接螺旋機(jī)和進(jìn)料漏斗的部件，其由蓋寸口夾緊在機(jī)蓋上，也可用焊接的方法與機(jī)蓋相聯(lián)，裝置進(jìn)料口時應(yīng)在所裝的機(jī)蓋上按進(jìn)料口內(nèi)孔尺寸開孔。 傳動功率的確定 查機(jī)械設(shè)計手冊 [2]，可知計算所需螺旋輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功率的公式： ? ?0 / 3 6 7 / 2 0P Q L H D L?? ? ? ? ? ? （ 35） Q輸送量 ， λ 阻力系數(shù) ， L螺旋輸送機(jī)長度 ， D螺旋輸送機(jī)直徑 ， H傾斜布置時的垂直高度 ， 前面已經(jīng)知道： Q=20t/h, λ =， L=10m， D=250mm，H=0。由于直流電動機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較高，維護(hù)比較不便，因此無特殊要求時不宜采用。交流電動機(jī) 分為 異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩類。我國新設(shè)計的 Y系列三相 鼠 籠 式 異步電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、維護(hù)方便，適用于金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動性能 較好，也適用于某些要求啟動轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。電動機(jī)除按功率、轉(zhuǎn)速 來區(qū)分 之外，為適應(yīng)不同的輸出軸要求和安裝需要，電動機(jī)機(jī)體又有幾種安裝結(jié)構(gòu)形式。電動機(jī)的額定電壓一般為380V。 ⑵ 選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)的功率 選擇是否 合適，對電動機(jī)的工作 狀況 和經(jīng)濟(jì)性都有 重要的 影響。電動機(jī)的 功率 主要根據(jù)電動機(jī)運(yùn)行時的發(fā)熱條件來決定。運(yùn)行狀態(tài)有三類，即長期連續(xù)運(yùn)行、短時運(yùn)行和重復(fù)短時運(yùn)行。由于螺旋輸送機(jī)的工作環(huán)境是常溫 ,有灰塵 ,用的是三相交流電 ,電壓為 380V，輸送的物料需要的功率為 。 Y100L14電動機(jī)的主要性能如表 21格所示： 表 2－ 1 Y100L14電動機(jī)的主要性能 型 號 額定 功 率 kw 滿載時 起 動 轉(zhuǎn) 矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn) 速 r/min 電流（ 380V ） A 效率 % 功率 因 數(shù) Y100L4 1420 81 減速器的選擇 所設(shè)計的螺旋的工作轉(zhuǎn)速為 ，選擇的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1420r/min，中間減速器的減速比 i=1420/=。擺線針輪減速機(jī)全部傳動裝置可分為三部分：輸入部分、減速部分、輸出部分。 的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成 H 機(jī)構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu) 從而組成 。 擺線針輪減速機(jī) 的使用條件：① 擺線針輪減速機(jī)允許使用在連續(xù)工作制的場合，同時允許正、反兩個方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 ③ 臥式安裝擺線針輪減速機(jī)的工作位置均為水平位置。 。 27 帶電機(jī) 擺線針輪減速機(jī) 的 扭矩計算 ： 擺線針輪減速機(jī)扭矩 =9550 電機(jī)功率 247。 XWD317/軸許用轉(zhuǎn)矩 245N*m，輸出軸許用徑向力 255 ㎏。 頭尾部軸承的選擇 首端軸承是位于物料運(yùn)移前方的一端，且為止推式如圖 41，以承受物料運(yùn)動阻力所產(chǎn)生的軸向力。 圖 41首端止推軸承 螺旋主軸的軸徑為 75mm，減速器通過軸頭傳輸動力至主軸，如圖 41的中間軸，右端插入螺旋主軸通過螺柱固定連接，主軸的外徑為 75mm，內(nèi)徑為 63mm。 圓錐滾子軸承的型號選為 32912(GB/T 2971994)，其尺寸如圖 42a 為d=60mm， D=85mm， T=17mm， B=17m， C=14mm，計算系數(shù)： e=， Y=， Y0=1，基本額定載荷： Cr=， Cor=。中間軸承從上部懸置在橫向板條上，板條則固定在料槽的凸絳或它的加固角鋼上。由于螺旋葉片在懸置軸承處應(yīng)該間斷，所以軸承沿軸線方向的厚度應(yīng)盡可能地加以限制，以保證前后兩螺旋葉片的間斷盡可能小，否則螺旋中斷距離增加。同時，密封裝置不應(yīng)使軸承體的直 徑和長度增加很大。 幾種典型的鑄造及焊接結(jié)構(gòu)的中間軸承如圖 4－ 3 所示。所以，最好將該部分的螺旋面加厚。 經(jīng)過綜合考慮，選取由青 銅、減摩鑄鐵、巴氏合金 等 減摩材料制成的滑動軸承 ,螺旋直徑 D＝ 250mm，取其間距為最大 l=。主軸全長 10m，中間吊軸承的間距為 ，主軸在豎直方向的受力示意圖如圖 51。 計算機(jī)殼中物料的總重 G1： 物料在機(jī)殼中的截面尺寸如圖 52，不計算螺旋葉片在機(jī)殼中所占的體積。葉片的下料的圓環(huán)的內(nèi)徑估為 80mm，外徑則為 ，忽略被剪的缺口。主軸厚為 6mm。 根據(jù)圖 51 主軸豎直方向的受力示意圖，可得計算式： 1 2 3 4 5 F F F F F G? ? ? ? ?， 1 2 3 4 5 F F F F? ? ? 解得： 1 2 3 4 5 127 F F F F F N? ? ? ? ? 計算主軸第一段的彎矩，彎矩計算式： *M F S? ，力 F為所受的豎直方向的力， S為所計算彎矩點(diǎn)至支點(diǎn)的距離。 9550 * / * 132620 *T N m N m m?? 30 圖 53 主軸彎扭圖 主軸彎扭圖如圖 53，能更直觀的表現(xiàn)出主軸各點(diǎn)的彎矩和扭矩之間的關(guān)系。查閱機(jī)械設(shè)計手冊，當(dāng)量彎矩的計算式： 2 2 2()M v M max T??? （ 53） 根據(jù)彎扭圖，可以看出計算出的當(dāng)量彎矩， D 點(diǎn)處最大，整個螺旋主軸材料與結(jié)構(gòu)相同，所以只需要校核 D點(diǎn)處的強(qiáng)度即可， D點(diǎn)處有螺旋主軸和中間連接的頭軸，分別進(jìn)行校核。 根據(jù)公式計算解得 D 點(diǎn)處的當(dāng)量彎矩為： 10 05 .35 * 10 05 35 0 *Mv N m N mm?? 主軸強(qiáng)度進(jìn)行校核 主軸為空心軸，外徑 D=75mm，內(nèi)徑 d=63mm，按照計算式： 3410 * / * (1M v D????（ ) ） （ 54） /dD?? 由上面兩個式子解得：σ = MPa。 軸承的強(qiáng)度校核 本次設(shè)計的螺旋機(jī)，中間吊軸承選擇的是滑動軸承，強(qiáng)度很高，就不去校核，主要校核頭尾部的軸承，頭尾部軸承受力示意圖如圖 54?？偟哪Σ亮椋?1* * 507 152 9 f G N N?? ? ?， 01 02 F F f??，01 02 FF? 解得： 01 02 760 .85 F F N?? 頭部軸承的校核 頭部選用兩個背靠背安裝的圓錐滾子軸承，型號 選為 32912(GB/T 2971994)，水平方向的力主要是最外端的圓錐滾子軸承承受，靠近內(nèi)側(cè)的軸承主要起到保持平衡和防止外側(cè)軸承滑動的作用；豎直方向的力是兩個軸承同時承受。外側(cè)軸承的水平豎直方向的力的大小分別為： 02 760 .85 aF F N?? 20 * 637 .8 rF F F N? ? ? ? / F e? ＞ ， * 637 .8 * 760 .85 162 5 r r aP F Y F N? ? ? ? ? C KN?＜ 所以頭部軸承選用合適。軸承的水平豎直方向的力的 大小分別為： 01 760 .85 aF F N?? 1 127 rF F N?? ? / F e? ＞ ， 5 5 *12 75. 6 * 760 .85 486 5 r r aP F Y F N? ? ? ? ? 30. 2 rrP C KN?＜ 所以尾部軸承選用合適。 ① 螺旋機(jī)安裝基礎(chǔ)至少應(yīng)在螺旋機(jī)正式安裝以前 20天澆灌完成 ,該基礎(chǔ)應(yīng)能可靠地支承輸送機(jī)并保證不同地基過小而發(fā)生螺旋機(jī)下沉和額外的變化 ,保 32 證螺旋機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時具有足夠穩(wěn)定性。 ③ 相鄰機(jī)殼法蘭石應(yīng)連接平整、密合，機(jī)殼內(nèi)表面接頭處錯位偏差不超過2mm。 ⑤ 螺旋體外徑與機(jī)殼間的間隙應(yīng)符合表 31 規(guī)定，最小間隙不得少于 表中規(guī)定數(shù)值的 60%，需要大間隙，按用戶要求制作。 表 3－ 2 螺旋體軸線的同軸度 螺旋機(jī)長度