螺旋運輸機的設(shè)計

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1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：螺旋輸送機的設(shè)計 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學 生： 學 號： 指導教師： 2017年05月 西安工業(yè)大學北方信息工程學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 系 別 機電信息系專業(yè) 機械設(shè)計制造及自動化班 B130205姓名惠新陽學號 B13020504 1 .畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 螺旋輸送機的設(shè)計 2 .題目背景和意義： 螺旋輸送機是一種不具有撓性牽引構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)類型的物料輸送機械， 是 現(xiàn)代化生產(chǎn)和物料運輸不可缺少的重要機械設(shè)備之一。它的廣泛應用對于提高勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn) 物料輸送過程的機械化和

2、自動化，都具有重要的現(xiàn)實意義。 3 .設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標） ：1）充分了解螺旋輸送機，熟悉其發(fā)展狀況、詳 細構(gòu)造和工作原理；2）根據(jù)螺旋輸送機的主要參數(shù)， 對其進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算；3）運用Auto CAD 軟件繪制螺旋輸送機總裝配圖以及主要部件的零件圖；設(shè)計參數(shù)：輸送物料為水泥，水泥的產(chǎn)量 為10t/h,進行水平輸送，輸送距離為 10m；水泥物料松散系數(shù) p =1.25t/m3 ；物料阻力系數(shù) ⑴。=2.2。 4 .設(shè)計的基本要求及進度安排（含起始時間、設(shè)計地點） ：第1周一第3周：查閱資料，完成基 礎(chǔ)知識的積累和開題報告；第 4周—第7周：對各組成機構(gòu)進行方案

3、設(shè)計；第 8周—第11周： 對關(guān)鍵部件進行詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計， 并繪制總裝配圖以及主要部件的零件圖； 第12—13周：完成論 文撰寫與裝訂與圖紙的打?。?第14周：送論文評閱，準備答辯； 第15周：論文答辯。其中： 開題報告：2016年12月02日-12月06日完成內(nèi)容：論文綜述，方案確定，外文翻譯；中期報告： 2017年3月17日-3月21日完成內(nèi)容： 論文（或設(shè)計）內(nèi)容完成的基礎(chǔ)工作報告 ；論文答辯：2017 年5月23日前 完成內(nèi)容：按導師要求完成所有應完成的工作。 5 .畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作量要求 完成不少于1.5萬字的畢業(yè)論文。 * .. .. .. ①實驗（時數(shù)） 或?qū)?/p>

4、習（天數(shù)）：200小時。 * ..一 . . ..一 ②圖紙（幅面和張數(shù)） ： （折算后）3張A0圖紙的工作量，至少一張 A0圖紙。 ③ 其他要求： 一篇相關(guān)外文翻譯，不少于 3000字。 指導教師簽名： 年 月日 學生簽名： 年 月日 系主任審批： 年 月日 說明：1本表一式二份，一份由學生裝訂入冊，一份教師自留 2帶*項可根據(jù)學科特點選填。 摘要 螺旋輸送機是采用國際標準產(chǎn)品 ，等效采用ISO1050-75標準，設(shè)計制造符合 ZBJ1005.1-2-88專業(yè)標準。其技術(shù)指標先進，結(jié)構(gòu)新穎，是我國九十年代替代 G型 螺旋輸送機的換代產(chǎn)品。螺旋輸送機的應用

5、范圍：螺旋機被廣泛地使用在各種工業(yè)部 門，如建材、電力、化工、冶金、煤炭、機械、輕工、糧食及食品行業(yè)。 螺旋輸送機對輸送物料的要求，粉狀、粒狀和小塊狀物料。如：水泥、煤粉、糧 食、化肥、灰渣、砂子等，物料溫度不得超過 200C,螺旋機不宜輸送易變質(zhì)的、粘 性大的、易結(jié)塊的物料。因為這些物料在輸送時在一螺旋上，并隨之旋轉(zhuǎn)而不向前移 動，或者在吊軸承處形成物料的積塞而會粘結(jié)使螺旋機不能正常工作。 螺旋機的工作 環(huán)境應在-20 C~50c之間，允許稍微傾斜使用，最大傾角不得超過 20Co 本次螺旋輸送機設(shè)計主要分析了水泥物料輸送的相關(guān)參數(shù)。 要求被輸送物料的 名稱及特性來設(shè)計，按螺旋輸送機驅(qū)

6、動方式，我們選擇了單端驅(qū)動。查閱了相關(guān)資料， 才完成圖紙模型到圖紙數(shù)據(jù)，這都是強有力的效果。 關(guān)鍵詞：螺旋輸送機；物料；應用范圍；技術(shù)參數(shù)。 指導老師簽名: Abstract The spiral conveyer uses the international standard product, equivalent uses the ISO1050-75 standard, the design manufacture conforms to the ZBJ1005.1-2-88 specialized standard. Its technical specification is

7、 advanced, the structure is novel, is our country substitutes the GX spiral conveyer's update product in the 90s. spiral conveyer's application scope:The screw machine widely is used in each Industry sector, like building materia, electric power, chemical industry, metallurgy, coal, machine

8、ry, light industry, grain and food profession. The spiral conveyer to transports the material the request, powdery, granular and small massive material. For example: The cement, the powdered coal, the grain, the chemical fertilizer, the ash dregs, the sand and so on, the material temperature do not

9、 surpass 200 C , the screw machine is not suitable transports the material which the instable archery target, the coherency big, easy to agglomerate. Because these materia in transportation time will cake on a screw, and along with it revolving, but not the forward motion, or will form the material

10、 in the suspension bearing place the product to fill enables the screw machine the normal work. The screw's machine working conditions should in - 20 C ~50c , the permission incline slightly the use, the maximum inclination angle do not surpass 20 C . This spiral conveyer design has mainly anal

11、yzed the powdery material handling's related parameter. The request is transported the material the name and the characteristic designs, according to the spiral conveyer drive type, we have chosen the single end actuation. Has consulted the correlation data, only then completes the blueprint mod

12、el to the blueprint data, this is the powerful effect. Keyword； spiral conveyer; Material; Application scope; Technical parameter. 1螺旋輸送機的概述 1 2螺旋輸送機主要構(gòu)件的設(shè)計和選用 1 2.1 螺旋輸送機的結(jié)構(gòu) 1 2.1.1 螺旋輸送機的類型 2 2.1.2 螺旋輸送機的特點 3 2.2 螺旋輸送機的主要構(gòu)件 4 2.2.1 螺旋體 4 2.2.2 軸承 9 2.2.3 機槽 11 2.2.4 驅(qū)動裝置15 3水平螺

13、旋輸送機的工作過程分析 17 3.1 物料的運動分析和葉片的設(shè)計 17 3.1.1 物料的運動分析 17 3.1.2 葉片的設(shè)計 21 4 總體設(shè)計計算 26 4.1 原始資料 26 4.1.1 被輸送物料的名稱及特性 26 4.1.2 選型要求 26 4.2 螺旋輸送機的設(shè)計計算 26 4.2.1 確定螺旋直徑 26 4.2.2 確定螺旋轉(zhuǎn)速 27 4.2.3 功率的計算 27 4.2.4 電機的選擇 28 5總體尺寸設(shè)計 29 5.1 螺旋輸送機的外形及尺寸 29 5.1.1 長度與組合 30 5.2 附件尺寸 30 5.2

14、.1 進料口 30 5.2.2 出料口 32 結(jié)論 38 參考文獻 39 致謝 40 1螺旋輸送機概述 螺旋輸送機是一種連續(xù)運輸機，是一種物料輸送機械。輸送機械有很多類型，由 于連續(xù)運輸機在工作原理、結(jié)構(gòu)特點、輸送物料的方法和方向以及其他一系列特性上 各有不同，因此種類繁多。 連續(xù)運輸機械按照用途分為通用輸送機械、專用輸送機械和輔助輸送設(shè)備；按照 輸送的對象可分為輸送散粒物料、 輸送成件物品和輸送人員三類；按照安裝形式可分 為固定式，移動式和移置式三類；按照輸送機的傳動特點和結(jié)構(gòu)形式的不同可分為有 撓性牽引構(gòu)件的和無撓性牽引構(gòu)件的兩類； 按照連續(xù)輸送機械輸送機理可

15、分為機械式 和流體式兩類；此外輸送機械還可分為輾式、鏈式、輪式、膠帶式、滑板式及懸掛式 等多種具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機，被運送物品放在牽引構(gòu)件上或與牽引構(gòu)件連 接的承載構(gòu)件上，利用牽引構(gòu)件的連續(xù)運動使物品往特定方的方向進行運送。 這類輸 送機械除了具有撓性牽引構(gòu)件，承載構(gòu)件，驅(qū)動裝置，和張緊裝置外，一般還具有裝 載，卸載，改向等裝置。屬于這類輸送機械的有帶式輸送機，板式輸送機，行車式輸 送機，自動扶梯，通用刮板輸送機，埋刮板輸送機，斗式輸送機，斗式提升機，托架 提升機，搖架提升機，懸掛輸送機，推桿輸送機，架空索道等。 不具有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運動或往復運動， 使

16、物料 沿封閉的管道或料槽向前運送。它們輸送物料的原理各自根本不同， 而且具有共性的 部件較少。這類輸送機械有螺旋輸送機，滾珠輸送機，振動輸送機等。 螺旋輸送機在我國研制較早，是一種重要而又具有代表性的旋轉(zhuǎn)類型的連續(xù)運輸機 械。在各種不同類型的連續(xù)運輸機械中，螺旋輸送機是屬于不具有撓性牽引構(gòu)件的連 續(xù)輸送機，利用工作構(gòu)件即螺旋的旋轉(zhuǎn)運動，使物料向前運送。 螺旋輸送機適用于短距離輸送物料，應用螺旋輸送機可以將物料在一定的輸送線 路上，從裝載地點到卸載地點以恒定的或變化的速度進行輸送， 還可以形成連續(xù)的物 流或脈動性的物流，即從最初的供料到最終的卸料之間可以形成一種物料的輸送流 程。螺旋輸送機

17、可沿水平、傾斜或垂直方向上輸送物料，主要分為水平螺旋輸送機和 垂直螺旋輸送機。這兩種機型也是最常用的。螺旋輸送機根據(jù)結(jié)構(gòu)分為，雙螺旋輸送 機和單螺旋輸送機，后者使用較多。螺旋輸送機的安裝方式有固定式和移動式兩種， 大部分螺旋輸送機采用固定式。 1.1 螺旋輸送機的發(fā)展歷史及趨勢 螺旋輸送機的發(fā)展，分為有軸螺旋輸送機和無軸螺旋輸送機兩種型式的發(fā)展過程。 有軸螺旋輸送機由螺桿，U型料槽，蓋板，進，出料口和驅(qū)動裝置組成，一般還有水 平式，傾斜式和垂直式三種；而無軸旋輸送機則采用螺桿改為無軸螺旋，并在 U型 槽內(nèi)裝置有可換襯體，結(jié)構(gòu)簡單，物料由進料口輸入經(jīng)螺旋推動后由出料口輸出， 整 個傳輸

18、過程可在一個密封的槽中進行。 一般來講，我們平常所指的螺旋輸送機都指有 軸型式的螺旋輸送機。而對許多輸送比較困難的物料，人們一直在尋求一種可靠的輸 送方法，而無軸螺旋輸送機則是一種較好的解決方法。 1.2 螺旋輸送機的發(fā)展概況 從17世紀中葉，開始應用架空索道輸送散狀物料，到1887年，螺旋輸送機由阿 基米德發(fā)明，后來得到改進，在工業(yè)上廣泛用來輸送散狀、固體物料，隨后經(jīng)過了很 長時間的發(fā)展過程，逐漸研制出了一系列的螺旋輸送機， 使得螺旋輸送機有了長足的 發(fā)展。GX型螺旋輸送機是出現(xiàn)較早的一種螺旋輸送機，也是我國最早定型生產(chǎn)的通 用性生產(chǎn)設(shè)備。它以輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料為主，不適宜輸送易

19、變質(zhì)的，粘性 的易結(jié)塊的物料和大塊的物料，因為這些物料容易粘在螺旋上而隨之旋轉(zhuǎn)， 或在吊軸 承處產(chǎn)生堵料現(xiàn)象，給物料輸送過程帶來很大的不便。 GX型螺旋輸送機的優(yōu)點主要 是節(jié)能、降耗顯著，其頭部、尾部軸承移至殼體外，具有防塵密封性好，噪聲低，適 應性強，操作維修方便，進、出料口位置布置靈活等：缺點是動力消耗大，機件磨損 快，物料在運輸時粉碎嚴重。 型螺旋輸送機是在GX型輸送機的基礎(chǔ)上修改設(shè)計的新一代螺旋輸送機， 型 螺旋輸送機特點是結(jié)構(gòu)新穎，性能可靠，技術(shù)指標先進，適用范圍廣泛，節(jié)能降耗顯 著。 TS 系列螺旋輸送機具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好，無粉塵、噪聲低，能多點送料、 卸料等特點，適

20、用于各行業(yè)的粉狀或顆粒的輸送。該螺旋輸送機橫截面可設(shè)計成 U形 和圓形兩種，圓形截面輸送機還可作為垂直輸送用。該機廣泛用于面粉、糧油、飼料 行業(yè)水平物料的輸送，并可在其出料端增設(shè)料封裝置，形成 TSF型料封螺旋輸送機， 在進料口左側(cè)或右側(cè)增設(shè)吸風口，專門用于輸送粉碎后的物料。 JT 型螺旋輸送機，是一種按工藝布置需要有單機單驅(qū)動（或重疊式，分體雙驅(qū) 動），帶夾套的全密封型螺旋輸送機。其具有結(jié)構(gòu)緊湊合理，占地面積小，密封性好， 工藝布置靈活等優(yōu)點，適用于輸送要求冷卻或加熱的有毒、易揮發(fā)及具有腐蝕性或怕 被污染的物料，如三聚鼠胺、IH 口等，可以水平輸送溫度低于 250 C的物料，可 廣泛應

21、用于化工、醫(yī)藥、食品、輕工等行業(yè)。 1.2.1 螺旋輸送機的發(fā)展趨勢 縱觀螺旋輸送機的發(fā)展歷程，可以預見未來的發(fā)展方向主要有以下幾方面： 1 .大運量、高速度、長使用壽命。高速度即意味著高生產(chǎn)率，減少單位時間生 產(chǎn)成本。磨損是限制螺旋輸送機壽命的主要原因，減少物料與螺旋之間的摩擦系數(shù)， 增加螺旋軸的耐磨性，改善物料的性能，可以較大程度提高輸送機的使用壽命。 2 .低能源消耗及降低能量消耗。螺旋輸送機的能源絕大部分都消耗在摩擦損失 上。因此降低能源消耗是研究和設(shè)計螺旋輸送機急待解決的難題和發(fā)展方向。 3 .智能化發(fā)展。未來的螺旋輸送機應與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、智能操 作。物料的裝

22、卸、機器安裝與維護都應能實現(xiàn)智能化管理。 4 .空間可彎曲輸送。為了克服水平和垂直螺旋輸送機由于構(gòu)造上的限制而只能 直線輸送物料的不足，近年來出現(xiàn)了可彎曲螺旋輸送機，彈簧輸送機等。另外其他各 種輸送機也應為了實現(xiàn)空間、可彎曲輸送研制新的機型。 5 .組合復合化輸送，向著大型化發(fā)展。使用螺旋輸送機，結(jié)合各種連續(xù)輸送機 械，來完成復雜的物料輸送。大型化包括大輸送能力、單機長度和大輸送傾角等幾個 方面。 6 .擴大使用范圍。目前，螺旋輸送機的使用范圍受到限制，要擴大其使用范圍， 研究能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能 輸送熾熱、易爆、易結(jié)團、粘性物料的螺旋

23、輸送機。 7 .環(huán)保意識設(shè)計，減少污染，實現(xiàn)綠色設(shè)計的目標。傳統(tǒng)的連續(xù)運輸機械是敞 開狀態(tài)下輸送物料的，在輸送粉狀、顆粒狀物料時，物料散落飛揚，嚴重影響周圍的 環(huán)境，特別是在輸送水泥、化肥、礦石、煤炭、谷物等粉末易飛揚物料時尤顯嚴重。 為了解決這個問題，人們應當提前研制多種形式的環(huán)保型輸送機， 而螺旋輸送機對于 解決這個難題，無疑具有很大的優(yōu)勢和發(fā)展空間。 2螺旋輸送機主要構(gòu)件的設(shè)計和選用 2.1 螺旋輸送機的結(jié)構(gòu) 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，螺旋輸送機已經(jīng)成為國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)過程中的 重要組成部分，正朝著長距離、大運量、高速度方向發(fā)展。為了使輸送機安全可靠地 運行，具結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具

24、有良好的靜、動態(tài)特性，傳統(tǒng)的設(shè)計方法己不能滿足設(shè)計要 求，必須采用現(xiàn)代設(shè)計方法對輸送機系統(tǒng)進行設(shè)計。 設(shè)計參數(shù)：輸送物料為水泥，水泥的產(chǎn)量為 10t/h,進行水平輸送，輸送距離為 10ml水泥物料松散系數(shù)p=1.25t/m3 ;物料阻力系數(shù)⑴。=2.2。 螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。它由料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn)動軸組成的螺旋體、 兩端軸承、中間懸掛軸承及驅(qū)動裝置所組成。螺旋體由兩端軸承和中間懸掛軸承支承， 由驅(qū)動裝置驅(qū)動。螺旋輸送機工作時，物料由進料口進入料槽，在旋轉(zhuǎn)螺旋葉片的推 動下，沿著料槽作軸向移動，直至卸料排出。 圖1-1 1電機2連軸器3行星減速器4軸承座5旋轉(zhuǎn)體6機殼7

25、進料口 8軸承末端9出料 口 10機架 螺旋輸送機的基本機型有水平螺旋輸送機、 垂直螺旋輸送機以及處于兩者之間的 傾斜螺旋輸送機。止匕外，還有許多其他型式的兼有工藝過程和特殊作用的螺旋輸送機。 2.1.1 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(zhuǎn)速及 固定安裝的結(jié)構(gòu)，見圖1-1。輸送機工作時，物料從輸送機的一端加入槽體，被輸送 到槽體的另一端或在任一希望的中間位置經(jīng)槽體底部的開口卸出。 2 .傾斜螺旋輸送機 輸送傾角＜20o的螺旋輸送機，一般與水平螺旋輸送機的結(jié)構(gòu)相同。輸送傾角為 20o-90o的螺旋輸送機，一般

26、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，如圖1-2 摘自代運輸機械選用手冊》 的 圖-2典型的傾斜螺旋輸送機 h.標準L龍槽體.標奉餐胞、簡角小于如△的螺施儺送機; 風管伏槽體.半螺距，悚角大于£丁的螺旋輸送皿 3 .垂直螺旋輸送機 垂直螺旋輸送機可垂直提升一般的散狀物料， 物料顆粒大小一般 司2mm。垂直 螺旋輸送機的槽體為封閉的圓筒，螺旋體的轉(zhuǎn)動可采用底部驅(qū)動或頂部驅(qū)動。垂直螺 旋輸送機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，所占空間位置小，制造成本底；缺點是輸送量小，輸送 高度一般不超過8m。 4 .1.2螺旋輸送機的特點 螺旋輸送

27、機的主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，易于維修，機槽密閉性較好， 可以多點進料和多點卸料，一臺輸送機可同時向兩個方向輸送物料， 在輸送過程中還 可以進行物料的混合、攪拌、松散、加熱和冷卻等工藝過程。 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。螺旋輸送機對超載敏感，需要均勻進料，否則容易產(chǎn)生 堵塞現(xiàn)象。當螺旋輸送機傾斜或垂直布置時，其功率將大大下降；輸送長度受到限制。 螺旋輸送機適宜輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料，不適宜輸送長纖維狀、堅硬大 塊狀、易黏結(jié)成塊及易破

28、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）。螺旋輸送機主要用于距離不太長的水平輸送，或小傾角輸送，少數(shù) 情況亦用于大傾角和垂直輸送。水平輸送長度一般小于 40m,最長不超過70m傾斜 輸送高度一般不超過15m垂直輸送高度一般不大于8ml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(shè)備。 2.2螺旋輸送機的主要構(gòu)件 2.2.1 螺旋體 螺旋體是由螺旋軸和焊接在軸上的螺旋葉片組成。 根據(jù)輸送工藝的要求，螺旋葉片有多種形式，常用的有滿面式、帶式、齒式、和 槳式四種。如圖2-1所示 摘自長運輸機械選用手冊》 圖27螺旋葉

29、片的型式 辦滿山式足 褶式2 槳吐式；口齒式 圖2-1a所示為滿面式螺旋葉片。螺旋葉片的一邊緊貼在軸上，形成完整的螺旋 面。這種葉片的構(gòu)造簡單，輸送能力強，適宜輸送散落性較好的、干燥的顆粒狀或粉 狀物料，是使用最廣泛的葉片形式。 最常用的螺旋葉片為正螺旋面（又稱直母線螺旋面）。正螺旋面的母線是一條垂 直于螺旋軸的直線。當該直線繞軸線作均勻轉(zhuǎn)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。若該直線沿軸向變速移動，所形成的曲面為變距螺旋面。當 母線與軸線不垂直時所形成的螺旋面稱為非正螺旋面（又稱彎曲母線螺旋面） 。采用 母線為曲線的螺旋葉片可以提高螺旋輸送機的輸送效率，但是由

30、于此種葉片難以制 作，因而很少采用。 圖2-1b所示為帶式螺旋葉片。螺旋葉片的一邊通過桿件與軸相連，形成帶式的 螺旋面。這種葉片適宜輸送小塊狀的或粘滯性的物料。由于粘性物料易于粘附在實面 螺旋葉片及軸上，而帶狀葉片和軸之間留有空間，因此可避免物料粘附和堆積。 這種 葉片對物料有較強的攪拌作用，但生產(chǎn)率較低。 滿面式螺旋葉片構(gòu)造簡單，輸送能力強，適宜輸送散落性較好的、干燥的顆粒 狀或粉狀物料，是使用最廣泛的葉片形式。初步選用滿面式螺旋葉片。 根據(jù)原始數(shù)據(jù)D=500mm,則初步計算螺旋軸直徑 d = （0.2 - 0.35）D 取系數(shù)為0.2,計算得d=100mm 螺旋葉片的螺距s可根

31、據(jù)輸送機的布置形式、輸送物料的特性以及螺旋直徑來選 取，通常采用推薦的標準值。當采用標準螺旋直徑時， s= （0.8- -1.2）D 因此，螺距s可寫成通式s=kD。取k=0.8,計算得s=400mm 螺旋葉片上任一點的法線與螺旋軸線的夾角稱該點的螺旋升角。 螺旋升角a由下 式確定。 總 式中：s——螺距（m） Di——該點所在螺旋線的直徑（m） 所以，螺旋葉片的外側(cè)開角 a外和內(nèi)側(cè)開角a內(nèi)分別為 的卜二t=（R）= Un[ 0 5：3 ]J "3° a內(nèi)=tan-1 [） = tan-1 （ 0125 \ =45,50 \0.5'314/

32、 式中：D——螺旋體的外徑（m） d——螺旋軸的外徑（m） 因為D>d ,故a內(nèi)>a外，即螺旋葉片的外側(cè)開角 a外最小，內(nèi)側(cè)升角a內(nèi)最大。圖 2-2是滿面式螺旋葉片的展開圖。 摘自《輸送機》 圖之3滿面式螺捻葉片的近似族開黑 根據(jù)螺旋葉片在轉(zhuǎn)動軸上盤繞方向的不同，可將螺旋葉片分為左旋和右旋兩種。 一種簡單判斷螺旋旋向的方法如 2-3圖所示。面對螺旋葉片，如果螺旋葉片的邊緣順 右臂傾斜則為右螺旋，順左臂傾斜則為左螺旋。物料的輸送方向是由螺旋葉片的旋向 及轉(zhuǎn)動軸的旋轉(zhuǎn)方向來決定的。物料的輸送方向可采用左、右手定則來判別。右螺旋 用左手判別，左螺旋用右手判別。彎曲的

33、四指表示軸的旋轉(zhuǎn)方向，而拇指所指方向即 為物料的輸送方向。如圖2-3所示。在同一軸上盤繞兩種旋向的螺旋葉片，可同時進 行兩個方向的物料輸送。 摘自《運輸機械選用手冊》 圖2-3螺旋的旋向及輸送機輸送方向 在工業(yè)上螺旋輸送機的螺旋葉片通常采用厚度為 2mm——12mm的35號及45 號鋼制成。在使用過程中，螺旋葉片尤其是葉片的外緣磨損較快，為了增加葉片的耐 磨性，可對其進行熱處理，使葉片表面硬化。 螺旋輸送體的形成通常是先用鋼板制成分段螺旋葉片，再將分段的螺旋葉片彼此 對焊在一起，并將其焊接固定在螺旋軸上，即組成螺旋體。螺旋體的制作方法主要有 以下幾種。 纏繞成形法：將帶鋼纏繞

34、在螺旋形模具的空隙內(nèi)強制成形。纏繞時葉片外緣容易 產(chǎn)生裂紋，葉片橫截面容易發(fā)生彎曲，而且每種規(guī)格的葉片都要有專用的模具。 冷軋成形法：將帶鋼通過冷軋機上一對錐形軋輾的輾壓，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。這種 方法制作的葉片其根部較厚，外邊緣較薄。 拉制成形法：先將鋼板沖裁成帶缺口發(fā)平面圓環(huán)， 再經(jīng)過沖壓或錘鍛加工成一定 螺距的螺旋葉片，然后將若干個這樣的螺旋葉片焊接或怫接的、成一串連續(xù)的螺旋面。 用此方法生產(chǎn)的螺旋葉片整體厚度相同，但制造效率低而勞動強度較大。 根據(jù)實際需求，螺旋葉片我們采用左旋方式，葉片采用厚度為8mm的4

35、5號鋼制 成。在使用過程中，因葉片的外緣磨損較快，為了增加葉片的耐磨性，對螺旋葉片進 行熱處理。 螺旋輸送機的軸一般采用空心軸 （鋼管）制成。這是因為軸體承受相同扭矩的情 況下，空心軸所需的材料和重量都要比實心軸節(jié)省， 且相互之間的連接也較方便。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。 在軸與軸的連接處和安裝軸承處需使用一小段實心軸，其聯(lián)接方法如 2-4圖所示。即 在聯(lián)接處將實心軸伸入空心軸內(nèi)，再在空心軸外面套一段長約 150mm的套筒，然后 再用螺栓按相互垂直方向?qū)Υ┨淄才c兩軸緊固。 當采用此種聯(lián)結(jié)時，螺旋葉片應與套 筒連接在一起。另一種聯(lián)結(jié)

36、方法是將實心軸伸入空心軸內(nèi)，再用幾只相適應的螺釘或 銷釘固定。此種方法主要用于快速螺旋輸送機螺旋軸的連接。 2 1 圖2-4 螺旋輸送機軸的聯(lián)接 L賣心釉:2.空心軸13.套筒;4螺栓 螺旋軸的直徑d與所傳遞的扭矩有關(guān)。單純輸送礫石一般采用滿面式螺旋葉片的 輸送機，其螺旋軸的直徑常根據(jù)下述關(guān)系式確定。 （摘自《機械設(shè)計》） M = （0, 2 — 0, 35）0 式中，D 螺旋直徑（mm）。 當螺旋直徑D較大時應取該范圍的下限，反之取該范圍的上限，但選用后仍應 對軸的強度進行校核。幾種常用螺旋軸的系列尺寸見下表 2-1 表2-1 水平螺旋輸送機螺旋體與螺旋軸的系列尺寸

37、 螺旋體直徑D(mm) 100 160 200 250 315 400 500 螺旋軸直徑d(mm) 30 36 42 48 60 70 100 在正常情況下冷軋鋼的軸是可以滿足的；當輸送有腐蝕性或污染的物料也可采用 不銹鋼軸。輸送機采用無潤滑的鐵制懸掛軸承時要用淬火的聯(lián)結(jié)軸。 而表面淬火的懸 掛軸承要求配用表面淬火的軸。 根據(jù)介紹，我們設(shè)計的螺旋輸送機的軸材料選用 45號鋼，采用空心軸(鋼管) 制成，這樣軸體承受相同扭矩的情況下，空心軸所需的材料和重量都要比實心軸節(jié)省， 且相互之間的連接也較方便。為了便于制造和裝配，螺旋體選用 2m、4m、4m長的

38、 三節(jié)段，使用時將各節(jié)段連接起來。在軸與軸的連接處和安裝軸承處需使用一小段實 心軸，其聯(lián)接方法如2-4圖所示。 螺旋軸的直徑d與所傳遞的扭矩有關(guān)。單純輸送礫石一般采用滿面式螺旋葉片的 輸送機，其螺旋軸的直徑常根據(jù)下述關(guān)系式確定。 d =(。. 2 — 0. 35)D 式中，D 螺旋直徑(mm)。 由于螺旋直徑D較大時應取該范圍的下限，我們選取 0.2,得d=80mm?？招妮S 壁厚 岸20mm /由di/d=(d-2 9/d=40mm/80mm=0.5。則 wt=( d3)/161(1 - 4)=(3.14 0.083)/16 1(1 -0.54) =9.42 10,(m3) 由前

39、面的總體計算我們可知，P=4.67KW,則軸的扭矩為 T = 9550 (p/n) =9550 (4.67/45) ： 991(N *M ) 則軸的最大切應力為 Max =T/wt =991/(9.42 104)：10.52(MPa) " I - 25-45MPa 所以螺旋軸滿足強度要求。 2.2.2 軸承 螺旋輸送機的軸承根據(jù)其安裝位置和作用， 可分為頭部軸承、尾部軸承和中間懸 掛軸承三種。 頭部軸承除了承受徑 頭部軸承又稱首端軸承，位于輸送機的驅(qū)動端(卸料端) 向載荷外，還要承受軸向載荷，因此該端采用止推軸承。這樣的布置可使螺旋軸承受 拉力，其工作條件比承受壓力

40、好。因為軸向壓力會使螺旋軸受壓而發(fā)生撓曲。 頭部軸 承的結(jié)構(gòu)如2-5圖所示。螺旋加料機和某些短的螺旋輸送機也可采用加料端驅(qū)動，此 時螺旋處于受壓狀態(tài)。 圖2-5首端軸承 尾部軸承又稱末端軸承，通常采用雙列向心球面軸承，主要承受徑向載荷和少量 的軸向載荷。頭部和尾部軸承常用凸緣安裝式，軸承裝于殼體兩端的端蓋外側(cè)，以便 檢修和更換。 對于長度在3m以上的螺旋輸送機，為了避免螺旋軸受力彎曲，每隔2m左右應設(shè) 置一中間懸掛軸承。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。 懸掛軸承一般采用滑動軸承，其軸襯由 青銅、減磨鑄鐵、青銅及巴

41、氏合金、硬質(zhì)合金及硬鐵、油浸木材或其他耐磨 材料制 成。在某些情況下，也可采用滾動軸承進行可靠的密封。在各種情形中，軸承都要裝 設(shè)潤滑油杯以進行潤滑。常用懸掛軸承的結(jié)構(gòu)如 2-6圖所示 中間懸掛軸透 ,采用滑動軸承的中間軸承山.采用漆動軸承的中間軸承 圖2-6 在設(shè)計時中間懸掛軸承我們選用滾動軸承。 懸掛軸承安裝在機槽兩側(cè)壁上緣的角鋼上，通過螺栓及兩個螺母并緊。懸掛軸承 座在支承角鋼上應可以縱向移動，保持浮動狀態(tài)，不得使懸掛軸承座固定在支承角鋼 上。當輸送磨磋性較大的物料時，接近中間懸掛軸承處的螺旋面承受的推力較大， 所 以應將該部分的螺旋面加厚。 很多情況

42、下都要求對霎時間頭部和尾部設(shè)置軸的防塵密封。 采用密封壓蓋及槽體 端部密封來防止槽體里的粉塵進入軸承或防止水分沿軸進入槽內(nèi)。 采用密封的滾動懸掛軸承，軸蓋上有防塵密封結(jié)構(gòu)，常用在不易加油，不加油或 油對物料有污染的地方，密封效果好，壽命長，輸送物料溫度0 80Co為滑動軸承， 設(shè)有防塵密封裝置，有鑄銅瓦、合金耐磨鑄鐵瓦等，常用在輸送物料溫度較高(>80C) 或輸送液態(tài)物料。 2.2.3 機梢 螺旋輸送機的機槽主要有U字型和圓筒型兩種。圖2-7所示是水平螺旋輸送機機 槽的形式。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字型機槽一 般用2——10mm勺薄鋼板制成，具兩

43、側(cè)壁垂直，底部呈半圓形，兩側(cè)壁的上端邊沿焊 有縱向角鋼，用以固定蓋板及增強機槽的剛性，同時也用以固定懸掛軸承。機槽半圓 的內(nèi)徑應大于螺旋葉片的半徑，使其形成 4——8mmi勺間隙。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。機槽總長 度超過3.5m時，為了避免其彎曲下垂，應每隔 2——3m設(shè)置一支架承托。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 而堅固?；顒拥椎腢型槽體快速、方便地清理輸送機內(nèi)部的場合，該槽體由上部剛性 的槽鋼與下部半圓形截面槽體所構(gòu)成， 半圓形槽體的一邊為錢接，另一邊則采用彈簧 卡子

44、夾緊或其他形式的快開聯(lián)結(jié)裝置。帶有夾套的槽體在其夾套上焊有換熱介質(zhì)的進 出口管，這種槽體廣泛用于加熱、冷卻或干燥被輸送的物料。矩形槽體適合于磨琢性 強的物料。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。 摘自《輸送機》 圖2-7嫁提悔送機機橫的形式 Q箱例苴”的L也舞旋槽牯山?折達幽蘭的U形M旗看悌皿 雙折邊法三的解旋槽體N一 1ft副U潛錦 低情陣2橫功展即U府建瓶槽體吊折邊法蘭加寬的鼎版棺體如標作管狀糟體小 祈也繪豈對用嘴 優(yōu)槽卑北切形槽好小帝有夬會的信體 為了對機槽進行封閉，機槽上部安裝有薄鋼板制成的蓋板。蓋板用螺栓固定在槽 體上端的角鋼法蘭上，或用彈簧卡子

45、緊夾在槽體上。蓋板可以開啟，以便對機槽進行 必要的檢查。對要求防塵的頂蓋還要在蓋板下加墊密封。在蓋板上開有進料口，在機 槽底部開有卸料口，進料口和卸料口常做成方形（有時也采用圓形進料口） ，以便安 裝料管和平板閘門，如圖2-8所示。閘門控制常用手推式、齒條式及電動推桿式幾種。 根據(jù)設(shè)計需要我們采用U字型。因為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。由于運輸?shù)[石的螺旋輸送機對機槽的損傷較大，所以機槽由 10mm勺 薄鋼板制成，具兩側(cè)壁垂直，底部呈半圓形，兩側(cè)壁的上端邊沿焊有縱向角鋼，用以 固定蓋板及增強機槽的剛性，同時也用以固定懸掛軸承。為了便于制造和安裝，所設(shè) 計的機槽為4

46、m 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。其具體尺寸數(shù)據(jù)見總體設(shè)計。因為機槽較長，采用折邊法蘭的 U型槽體。活動頂 蓋的與槽體的聯(lián)結(jié)為簧卡子夾緊，蓋板可以開啟，這樣便于需要時較快地打開頂蓋。 摘自《輸送機》 圖2-8進料和出料口 K避料“山一手磷出料l」TC.比如傳動出科U 圖2-8 進、出料口一般在全機安裝固定后，根據(jù)工藝需要現(xiàn)場開口焊接。注意不要進、 出料口位置安排在兩端的軸承處和中間懸掛軸承處， 也不要安裝在機槽的支腳處和接 頭法蘭處。 圓筒型機槽又稱機筒，一般采用薄壁無縫鋼管制成，也可用 2——4mnS的鋼板 卷制并在接縫處連續(xù)

47、焊接而成，或使用硬質(zhì)塑料管。折邊法蘭對開管狀槽體是由兩個 半圓形的帶有折邊法蘭的槽體用螺栓連在一起而構(gòu)成的管狀槽體。 圓筒型機槽的內(nèi)徑 要比螺旋直徑大些，它們之間的縫隙為5——10mm圓筒型機槽的密封性好、剛度大, 用于垂直螺旋輸送機和要求嚴格密封的場所。 螺旋輸送機的機槽在進行安裝時， 一定要注意對中和找直，否則，工作時由于劇 烈而周期的撓曲應力，會發(fā)生軸的斷裂，軸承的使用壽命也將大大減弱。 常用的螺旋輸送機進料布置如圖 2-9所示。 圖＞9 摞靛輸送機的進料而宣 X螺旋絡(luò)料機裝料3 旅轉(zhuǎn)射輪船料株■裝料E 一個進料口或粗，由螞個進料口裝料卡 立二個進斜口裝料注慎的或

48、科4緩沖枝科 固定進料時，可采用裝料設(shè)施以便可靠地調(diào)節(jié)螺旋輸送機的進料量。裝料設(shè)施可 采用管狀槽體的螺旋給料機，使物料在預定速度下從料倉中將物料輸出，或采用旋轉(zhuǎn) 葉輪給料機，以一定的轉(zhuǎn)速排出物料，其給料量由轉(zhuǎn)速確定。具有多點進料的螺旋輸 送機，必須有靈活可靠的進料調(diào)節(jié)裝置。 在給定時間里僅需打開一個進料口時， 應限 制閘門或開關(guān)裝置在最大開度時不至于使輸送機超載。 當需要開啟多個進料口同時進 料時，必須小心地調(diào)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(shè)計 能力。直接由固定儲倉進料的螺旋輸送機， 若沒有流量調(diào)節(jié)裝置，則將大大地增加超 載的危險。進料時由于物料塊度或顆粒的慣性作

49、用會產(chǎn)生沖擊， 有碰壞或磨損設(shè)備的 可能，為此可在進口溜槽中安裝折流擋板或緩沖腔來加以克服。 由于我們的螺旋輸送機用于礫石輸送， 且輸送量大，所以采用較大的進料口，以 保證最大的輸送能力。 常用的螺旋輸送機卸料布置見圖 2-10所示。 圖2-1口蟠旋箱送羽的郅料布置 標選跖稻小一典如如料m 便阿翱科】出 垢相管的枷聃!Im開性曲魁E慍林根饞踹都領(lǐng)斛二 &海扉射舟卸料 標準卸料是最廣泛采用的卸料布置，采用標準卸料口來約束物料的卸出并直接將 物料送入后續(xù)的設(shè)備或儲存裝置。終端卸料的卸料口位于螺旋輸送機槽體的最末端。 閘板卸料采用手輪或鏈輪操縱的齒條及小齒輪平閘板，進行

50、有選擇地定量卸料、閘板 的操作方向可與輸送機的軸呈平行或垂直。無接管的卸料口是在輸送機槽體底部直接 開口。開底卸料是在輸送機槽體的底部按任意要求的長度開口卸出物料， 用于向料斗、 料倉的卸料及布料。槽體端部卸料是指物料直接通過輸送機槽體端部的開口卸出， 螺 旋由局部端板支承，軸承安裝在端部的法蘭上，當輸送機填充系數(shù)超過 0.45時將不 能采用這種卸料方法。端部敞開卸料時，輸送機尾節(jié)螺旋采用標準的懸掛軸承支承。 根據(jù)實際情況，選用標準的卸料布置，為防止物料滿溢，在卸料口和槽體端部問 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。 2.2.4 驅(qū)動裝置 螺旋輸送機的

51、驅(qū)動裝置由電動機、減速器及聯(lián)軸器組成。圖 2-11所示是水平螺 旋輸送機常見的幾種傳動布置形式。圖 2-11a所示的是電動機及減速器組合驅(qū)動方 式，由Y型電機與ZQ型減速器組成，有左裝和右裝兩種裝配形式。圖 2-11b所示是 電動機及軸裝減速器組合驅(qū)動裝置， 電動機安裝在托架上。螺旋輸送機的速度可通過 調(diào)節(jié)不同直徑的三角皮帶輪而改變。 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軸上， 從而使結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠，如圖2-11c所示的齒 輪減速電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動的形式。如果螺旋輸送機進料量不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn) 超載運行時，傳動裝置可采用鏈條或三角皮帶與輸送機的軸

52、連接， 如圖2-11d所示螺 旋輸送機的傳動軸通過鏈傳動連到減速器， 減速器可以裝在各種不同的位置上，因此 布置比較靈活。這種布置可以通過調(diào)換不同直徑的鏈輪來改變輸送機的速度使其滿足 操作要求。功率較大的螺旋輸送機，可通過液力偶合器傳動，這樣既可均勻地吸收物 料量波動的影響，又可以保護電動機及設(shè)備瞬時超載及停機的影響。 摘自《輸送機》 用裝配圜 膽闡二廿一 附 圖2Tl水平蟀族輸送機傳動布置琥式 乩竄訛機說那福州臺器過裝置；h電動機以軸轉(zhuǎn)減需得班合等霸事置; u畬槍減速奧成桃明舉笑置血 的傳動嬰亦陵置 由于所設(shè)計的輸送機運載量大，在使用過程中會出現(xiàn)如進料量不穩(wěn)定

53、， 超載運行 等情況，因此我們選用齒輪減速電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動的形式。 3水平螺旋輸送機的工作過程分析 3.1 物料的運動分析和葉片的設(shè)計 3.1.1 物料的運動分析 當螺旋體傳動時，進入機槽的物料受到螺旋葉片的法向推力， 該推力的徑向分量 和葉片對物料的摩擦力將物料繞軸轉(zhuǎn)動；而物料的重力和機槽對物料的摩擦力又阻止 物料繞軸轉(zhuǎn)動。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(zhuǎn)，只沿料槽向前運移。其情況猶如被持 住不能轉(zhuǎn)動的螺母在旋轉(zhuǎn)的螺桿上作直線運動一樣。 但是物料顆粒在輸送過程中，其 運動由于受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響并非作單純的直

54、線運動，而是一個空間運動。 當螺旋升角為a并在展開狀態(tài)時，螺旋線用一條斜直線表示。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。由于摩擦的原因，P 合. 之方向與螺旋線的法向方向偏離了 小角。此力可分解為切向分力P切和法向分力P法, 如圖所示。圖中小角是由物料對螺旋面的摩擦角p及螺旋表面粗糙程度決定的。對于 4角的影 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 響，此時則認為小=p。 珀坤邙 圖37幄旋面作用于物料聊裁匕的力 物料顆粒A在P合作用下，在料槽中進行著一個復合運動，即具有圓周速度 和軸向速度v軸，其合成速度

55、為v合，圖表示了其速度的分解。 若螺旋的轉(zhuǎn)速為n,處于螺旋面上的被研究物料顆粒 A的運動速度，由圖中三角 形ABC可得 V合 cos AB sin 因為 2二 rn AB= 60 所以 27rm Rina 60 co6。 圓周速度為 v圓=v合 sin(〃 + p) 2n rn sin (a + p) sina 60 cos 以摩擦系數(shù) 4tan p代入上式，得到圓周速度 2二 rn . sin 60 (sin :

56、 因此, 式中: 2irr 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, )2 1 螺旋的螺距(m) 螺旋的轉(zhuǎn)速(r/min) 所研究的物料顆粒離軸線的半徑(m) 一物料與螺旋面的摩擦系數(shù)n面=tan p 若使公式對r求一次導數(shù)，并令其值不 ,便可求得存在v圓最大值的半徑 r(v面 max) 一 同樣，根據(jù)圖3-2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: sn 1- 60 )2-1 圖3-3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。由圖中 可知，對于

57、處于直線OB1B2B3m^的r值的母線螺旋而上的被輸送物料，其圓周速 度v圓在半徑長度范圍內(nèi)并不是常數(shù)，因此，在其運移過程中要產(chǎn)生物料之間的相對 滑動。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。所以使內(nèi)層的物料較快地繞軸進行轉(zhuǎn)動， 較早地到達表面，這就產(chǎn)生了一個附 加料流。它不僅對物料的輸送起著不良的影響， 同時也增加了功率的消耗。但在靠近 螺旋外側(cè)的物料，其軸向輸送速度要大于圓周速度。 摘自《輸送機》 圖3-3速度?！龊?quot;隨半徑而變化的曲線 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3-4所示的

58、彎曲母線螺旋面。這種螺旋面在靠近螺旋軸處的開角為正 a ,而在靠 近槽壁處的開角為負a o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。 但在靠近槽壁處，由于具有升角負a的螺旋面，亦具有指向螺旋軸線的圓周速度，則 使該處物料對料槽槽壁的壓力降低，乃至消除，從而減落或避免了由此引起的能量消 耗和物料軸向輸送速度的降低。 水平螺旋輸送機工作時，物料在機槽底部并偏向轉(zhuǎn)動方向的一側(cè)， 該物料面與水 平形成的夾角小為物料的倒塌角，如圖3-5所示。在此面上物料處于力的平衡，當物 料面轉(zhuǎn)角4>4d時，物料沿倒塌角下

59、滑，形成倒塌現(xiàn)象。倒塌下來的物料一部分不斷 翻起在落下，一部分越過軸并落到軸的另一側(cè)，即下一個螺距中，形成附加料流。因 此，當輸送機工作時，應使物料面的轉(zhuǎn)角不大于物料的倒塌角，即 0.7 式中：一一一物料在靜止狀態(tài)時的內(nèi)摩擦角（o） 「一一螺旋輸送機穩(wěn)定工作時物料面形成的倒塌角（o） 小一一物料面的轉(zhuǎn)角（o） 摘自■!輸送機》 圖3-4巖曲母線1S旋軸岬形狀及其速發(fā)曲嫉 圖3-5儻祠在料槽中的倒塌角 3.1.2 葉片的設(shè)計 在螺旋輸送機工作過程中，物料面的轉(zhuǎn)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(guān)。 螺旋輸送機工作時，機槽中物料的填充系數(shù)也（即進料量）

60、影響輸送過程和能量 消耗。圖3-6是輸送礫石時，對于不同填充系數(shù)的物料層堆積的情況及其滑移面。 當 裝滿系數(shù)較小時（即巾=5%）,物料堆集的高度低矮且大部分靠近槽壁而具有較低的 圓周速度，物料運動的滑移面幾乎平行于輸送方向，見圖 3-6a。物料顆粒在軸向的 運動要比圓周方向顯著得多。所以，這時垂直于輸送方向的附加料流很少， 單位能量 消耗也較低。但是，當填充系數(shù)提高（巾=13%或少=40%）時，則物料的滑移面將變 陡，見圖3-6b、c。此時，物料在圓周方向的運動加強，在輸送方向的運動減弱，附 加料流增大，導致輸送速度的降低和附加能量的消耗。 因而，對于水平螺旋輸送機來 說，物料的填充系數(shù)并不

61、能無限增加，一般取填充系數(shù)也＜45%。各種散粒物料的填 充系數(shù)可參考化學工業(yè)出版社出版的 1999版《運輸機械設(shè)計選用手冊下冊》P335表 15-1 o 穴同填充系數(shù)時物料層增積情犯及以滑移面 ft. ^J=S%；K 中=13 /g i/r— 圖3-6 填充系數(shù)主要與被輸送物料的性質(zhì)有關(guān)。輸送細粉、易流動且沒有磨琢性或有輕 微磨琢性的散狀固體物料時（如面粉、谷物等），填充系數(shù)可達到0.45 ;如果被輸送 的物料易于粘結(jié)或具有中等程度磨琢性的細?；蛐K，則填充系數(shù)限制在 0.3左右。 如果與此同時物料還有一定程度的磨琢性，螺旋的轉(zhuǎn)速就要減少。對于磨琢性的及大 物料（如礦石等），

62、填充系數(shù)將進一步地限制，大約只能取 0.15。 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。如果改變了填充系數(shù)，則必導致物料運動速度分布的變化。 所以，應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分布關(guān)系等兩個條 件，來確定最合理的螺距尺寸。 從圖3-2可得出物料顆粒A所受螺旋面在軸向方向上的作用力為 尾由=%COS（a + P） 為了使P軸＞0,則必須滿足 根據(jù)前面的討論得知，最小的半徑 r=d/2 （其中d為螺旋軸的直徑）初所得的螺 旋升角a是最大的，則軸向輸送方向的作用力P軸最小。根據(jù)這個條件，最大的許用 螺距

63、值應由下面兩式求得 冗 Smax -二 d tan（二-二） 2 二 d smax 二 而 若以ki=d/D (D為螺旋的外徑)代入上式，則得 二 k1D smax 二 ' N面 確定最大的許用螺距時，必須滿足的第二個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。亦即應使物料顆粒具有盡可能大的軸向輸送速度， 同時又使螺旋面上各點的軸向輸送速度大于圓周速度， 如圖3-2所示。螺距的大小將 影響速度各分量的分布。當螺距增加時，雖說軸向輸送速度增大，但是會出現(xiàn)圓周速 度不恰當?shù)姆植记闆r；相反，當螺距較小時，速度各分量的分布情況較好，但是軸向 輸送速度

64、卻較小。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 s - " 1 - 1 s sn 2n r , sn 2n r 60( s )2+1—60 (s )2+1 2二 r 2二 r -1—R而 冗 s - 2二 r = tan(——：：)2二 r 1十面 4 又因為此時2r=D (螺旋圓周處)，故得求螺距的第二個條件為 31 s 三 tan(— P)二 D 4 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。 由前述知，在螺旋面同一母線上各點的開

65、角a不同。葉片外緣點處開角a外最小, 向內(nèi)升角逐漸增大，至葉片內(nèi)緣點處即靠近螺旋軸處的開角 a內(nèi)最大。由此得知，螺 旋葉片同一差別越大，各點處物料轉(zhuǎn)角小的差別越大，在較大的半徑范圍內(nèi)物料轉(zhuǎn)角 大于其倒塌角，形成更多的附加料流。從螺距對物料運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/>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。 圖3-7a繪出了水平螺旋輸送機的容積生產(chǎn)率 V與螺旋軸直徑d、物料與螺旋葉 片摩擦系數(shù)tan 〃間的關(guān)系。該圖是在螺旋直徑D保持不變時，s/D=1的情況繪制的。 由圖可知，水平螺旋輸送機

66、的容積生產(chǎn)率是隨螺旋軸直徑 d及物料與葉片間的摩擦系 數(shù)fi=tan小i的增大而下降的。而圖3-7b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(guān)系。由圖可知， s/D比值的適宜范圍 是0.8 —1.25,在此范圍之外，生產(chǎn)率則明顯下降；此外，物料與螺旋葉片間摩擦系 數(shù)的大小對產(chǎn)量也有較大的影響， 特別是當s/D比值較大時，隨著fi=tan小i的增大， 產(chǎn)量下降得很厲害。例如，當 s/D=2時，若f1=0.3 ,則V=95Q若f1=0.9 ,則V=0, 即此時物料只隨螺旋葉片轉(zhuǎn)動而其軸向運動停止。 因此，除適宜選擇s/D比值外，還 應恰當?shù)剡x擇螺旋葉片的材料及其光滑程度， 以盡量減小物料與螺旋葉片間的摩擦系 數(shù)。 摘自《輸送機》 皿科產(chǎn)53 1ft 20 30 40 50 60 70 BO ^0 g os 1 13 2 2 5 a&D 圖37 螺旋輸送機容枳生產(chǎn)率的關(guān)系的表 a.與轉(zhuǎn)軸直桎dm 與比值」。 通過以往試驗得知，螺旋在一定的轉(zhuǎn)速內(nèi)，對物料顆粒運動的影響并不顯著。 但 是當超過一定的轉(zhuǎn)速時，物料受到過大的切向力而被拋起，開始產(chǎn)生垂直于輸送方向 的徑向跳躍，從而對輸送過程產(chǎn)生不利影響。因此，螺旋的最大許用轉(zhuǎn)速應根據(jù)被輸 送物料的最低跳躍高度來確定。但是，由于至今尚