螺旋式輸送機結構設計摘要螺旋式輸送機是一種旋轉類型的連續輸送機器，在人們的日常生活中可以經常見到，同時也是現代化生產和運輸不可或缺的重要設備之一。螺旋式輸送機的大范圍應用可以提高勞動生產率以及實現物料輸送過程的快速化準確化，這對需要實現物料快速高效運輸的工作由很大的幫助。對于螺旋式輸送機來說，在設計及使用中依舊存在缺陷，例如設計與現實出現偏差等。就目前來說，設計螺旋式輸送機結構還是用經驗公式來設計，但是在公式中參數的選擇過程中，一般是參考設計手冊然后憑借以往的經驗確定參數。在這種情況下，很容易形成固定的套路，一旦參數選擇錯誤就會出先無法安裝的情況，所以需要更加科學準確的設計。本文對于螺旋式輸送機的設計展開說明，闡述了螺旋式輸送機的種類和工作現狀，并且對于螺旋式輸送機的工作原理進行了完整的說明，參照各種機械手冊以及文獻來完整設計螺旋式輸送機。本文中螺旋式輸送機是專為碎石膏的運輸設計，主要是對輸送量的大小和確定路線設計，選擇合適的減速器和電動機，最終實現碎石膏的合理高效快速運輸。關鍵詞：螺旋式輸送機；碎石膏運輸；連續運輸機械目錄 緒論 11.1螺旋式輸送機的應用范圍 11.2螺旋式輸送機的研究目的 11.3螺旋式輸送機的工作原理以及特點 1螺旋式輸送機的發展現狀 2螺旋式輸送機的發展趨勢 2螺旋式輸送機的具體設計 32.1螺旋軸的設計 32.2螺旋葉片直徑的設計 42.3進出料口的設計 52.4螺旋殼體的設計 62.5傳動功率的確定 7螺旋式輸送機的外形及驅動裝置設計 8.1螺旋式輸送機外形及尺寸 83.2螺旋式輸送機的驅動裝置選擇 83.3螺旋式輸送機的軸承選擇 1螺旋式輸送機的安裝使用及維護 14.1螺旋式輸送機安裝技術條件 14.2螺旋式輸送機的使用與維護 1結論 1參考文獻 1附錄 11緒論1.1螺旋式輸送機的應用范圍螺旋式輸送機的大規模應用可以提高工作過程中的生產率，減少操作者的勞動，做到物品輸送過程的機械化生產，具有非常大的意義。螺旋式輸送機在生活中的各方面都有非常普遍地使用，幾乎涉及每一個行業。在鋼鐵、建筑以及許多重工業部門中，螺旋式輸送機普遍是用于運輸大型貨物，例如碎石膏，小麥，大豆，砂石等等。許多機械化制造工程中，其生產過程中不可或缺的設備之一就是螺旋式輸送機。如今生產輸送各類型的零部件和產品的物料，不僅能使車間的輸送和加工過程更加機械化，而且能達到極高的自動化程度。在許多工程項目中，螺旋式輸送機也都有大規模地使用REF_Ref15100\r\h[1]。如今，螺旋式輸送機完全成為機械化車間流水工作的基石，同時也是現代化生產高質量生產的主要象征。未來在我國的現代化發展過程中，螺旋式輸送機結構將會被更廣泛的應用。1.2螺旋式輸送機的研究目的螺旋式輸送機在我國研發相對早一些，在各樣不同種類的機械中，螺旋式輸送機屬于連續輸送類型的機械，主要用螺旋的旋轉進行工作，使物料按規定路線向目標進行運輸。螺旋式輸送機一般用于物料運輸，用螺旋式輸送機能使物料在規定的運輸線路上，即從啟動后的裝載到最終的卸載路線上做完整個運動過程。而且螺旋式輸送機一般采用固定式安裝的方式。螺旋輸送機具有機械結構簡單、造價便宜、工作可靠穩定、噪音小、維護成本低、便于加長輸送距離等優點。在結構布局上，它也非常靈活，一般為水平布置，也可以傾斜或者垂直布置，因此得到廣泛的應用。螺旋輸送機一般用于較小塊狀的物料、顆粒狀的物料以及黏性較低的干粉物料，如爐渣、干河砂、散煤、石灰、水稻、小麥、玉米粉等。從外形方面來看，其分為U型螺旋輸送機和管狀螺旋輸送機。這臺碎石膏螺旋式輸送機可以完成碎石膏的輸送，使碎石膏按照規定的路線運輸，減少環境污染，增加工作效率，從而提高經濟收益。1.3螺旋式輸送機的工作原理以及特點1.螺旋式輸送機的工作原理是輸送機用螺旋軸的轉動，使物料產生順著螺旋面進行運動，這就讓物料在螺旋的推動下沿著規定路線運行，進而完成物料的水平運輸。2.螺旋式輸送機具有以下特點：①結構比較簡單，成本較低。②工作可靠，維護管理簡便。③裝載卸載方便。④占地面積小。⑤能實現密封輸送。1.4螺旋式輸送機的發展現狀在國內，雖然螺旋式輸送機的研究方向非常繁雜，但是主要的研究方向還是水平螺旋式輸送機。由于螺旋式輸送機的傳輸功率主要是和物料與槽面的摩擦阻力有關，所以螺旋葉片的設計就決定了輸送機的功率。如果要增加螺旋式輸送機的功率，就要仔細考慮螺旋葉片的設計，從而達到高效運輸的水平。目前對于螺旋式輸送機的研究逐漸轉向角度多變的輸送機，而且減少了機構的繁瑣設計，優化了以前的輸送機缺點，減少了經濟消耗，而且更加容易維修，是對以前螺旋式輸送機的全面超越。由此可以看出國內的螺旋式輸送機正在往更加精良的方向上發展，每過一段時間都有新的研究成果出現，未來一定可以設計出更好的螺旋式輸送機，滿足更多不同條件下的工作。1.5螺旋式輸送機的發展趨勢考慮到螺旋式輸送機的現狀，未來的發展趨勢將會向以下方面傾斜：1.容量更大，使用壽命更長。這樣可以降低經濟成本，增加經濟收益。2.人工智能化的突破。未來可以有智能化的管理以及設備的自動化安裝和維修。3.復合類型的材料進行輸送，這樣可以運輸大塊物料，增加螺旋式輸送機的容錯率。4.增加螺旋式輸送機的應用區域。未來要讓輸送機在惡劣環境中也可以進行正常的運行。5.新的保護環境設計，減少環境污染，使工作過程中減少塵土。6.螺旋使輸送機進行各種傾角的設計。就目前來說僅靠水平和垂直輸送已經無法滿足現在生產過程中輸送的需要。2螺旋式輸送機的具體設計螺旋式輸送機一般是螺旋軸、螺旋葉片、進出料口以及機殼等結構組成。2.1螺旋軸的設計螺旋轉速低時，阻滯物料流對物料運動的影響并不顯著。一旦螺旋轉速超過臨界轉速，物料就會產生垂直于輸送方向的跳躍翻滾，起到攪拌物料而不是軸向推進的作用，此時，物料輸送效率降低，浪費能源，加速設備磨損，造成危險的工作環境。因此，為了避免這種現象，螺旋的轉速不得超過其臨界轉速。1.螺旋軸螺距螺距確定了螺旋的升角以及物料運輸的運動面，因此螺距的確定會決定物料的整個運輸過程由此可得：（2-1）計算螺距:sKD根據設計的碎石膏螺旋式輸送機是水平放置，所以取k值為1，所以螺距s為0.25m。2.螺旋軸直徑由于螺旋軸徑的設計能確定葉片升角的范圍，而且也能確定輸送物體的速度范圍。因此由螺旋面與其阻力的關系以及速度的波動范圍就能確定正確的的軸徑與螺距的關系[3]。輸送的的物體在螺旋面上受力大小為（為螺旋升角）（2-2）因為螺旋升角最大是發生在在葉片根部，所以在這種情況下出現最小輸送軸向力[4]。公式應滿足關系，即（2-3）將帶入式中，可得：（2-4）要確定軸徑要滿足運輸物料時要有確定的軸向速度，并且要求其圓周速度小于軸向速度[5]。因此要滿足公式：（2-5）由上式計算，取0.3，d（0.48-0.53）。考慮以上情況最終可確定螺旋軸的直徑d為65mm。3.功率的確定螺旋軸的功率需要通過公式2-6計算：（2-6）式中

指螺旋軸上需要的功率（）。

指螺旋式輸送機的水平投影大小（m）。

指物料的阻力系數。其中取1，取1.2，由式2-6得

2.2螺旋葉片直徑的確定螺旋葉片見圖2-1：圖2-1螺旋葉片實體式葉片展開圖式中 Q指輸送能力（t/h），K指物料特性系數，指填充系數，C指傾斜系數。查表得K=0.6，=0.3，C=1.2[6]。由此可得D=0.23m。螺旋直徑還要進行校核：1.未分選的物料，要固定到:D(8～10)2.分選的物料，要固定到:D(4～6)顯然螺旋直徑合適。2.3進出料口的確定1.進料口在螺旋式輸送機的第一節安裝進料口，參照表2-1。表2-1進料口安裝尺寸表直徑（D/mm）安裝尺寸(mm)ABCC1td25026534032513539結構如圖2-2。圖2-2進料口設計圖2.出料口在螺旋輸送機的最后一節安裝出料口，參照表2-2。表2-2出料口安裝尺寸表直徑（D/mm）安裝尺寸（mm）ABCDEtd2502603803302101049其結構如圖2-3所示。圖2-3出料口設計圖2.4螺旋殼體的設計圖2-4螺旋殼體設計圖殼體作為螺旋式輸送機的承載裝置，主要是螺旋槽體和機蓋的設計。因為要把機蓋安裝好，所以就需要把其放在螺旋槽的上面。根據螺旋式輸送機殼體輸送不同類型的物料來確定其中的厚度[7]，本次設計機殼的厚度為6mm。同時間隙取為9mm。見圖2-4。2.5傳動功率的確定螺旋式輸送機的高效傳動要求主要是為了減少在物料運過程中產生的能量[8]：①使物料升高所需要的能量損失；②物料在輸送過程中產生摩擦而導致的損耗；③中端軸承和尾端軸承接觸點的摩擦導致的損耗。物料在輸送過程中的阻力影響螺旋式輸送機的傳動效果，主要由以下構成：1.物料對螺旋的阻力；2.物料向上輸送時的阻力；3.物料軸承下方的沉積阻力；4.軸承的摩擦阻力；設P0為總軸功率，為裝載輸送功率,為空載輸送功率，為附加功率，分別計算功率，，，在公式中，Q指生產能力(t/h)，L指輸送長度的大小，D指螺旋外徑的大小。由已知條件，將數據帶入公式計算可以得到：=0.52kW；=0.13kW；=0kW。所以，P（2-8）1.1～1.5內確定。指驅動裝置的總傳動效率。因此選擇K=1.3，=0.9，帶入公式得：P=1.2kW。3螺旋式輸送機的外形及驅動裝置設計如今在工程中，螺旋式輸送機的設計還是憑借技術人員在工作過程中所積累的經驗，而且用比較傳統的方式開展設計，工作量非常大。在水平螺旋式輸送機的現實操作中，還有許多問題要解決，比如輸送機的輸送量較低，功率低，物料可能堵塞等。3.1螺旋式輸送機外形及尺寸LS型螺旋式輸送機長度一般以0.5m劃分，可以根據需求確定。其軸承一般情況下使用滑動或滾動結構，因為用滑動或者滾動結構可以使其阻力減少，增加耐磨性和密封性，同時可以根據需求配置報警裝置[9]。LS型螺旋式輸送機如圖3-1：圖3-1LS型螺旋式輸送機本文設計最終選用LS250型螺旋式輸送機，并且設計出其尺寸。3.2螺旋式輸送機驅動裝置確定在設計輸送機結構的過程中，還要考慮以下問題：1.運行過程中的裝卸要用合適的裝載方式。2.當啟動無法順利進行時，就要在螺旋式輸送機中加上緩沖倉來增加系統的運轉和適應能力。3.環保要求。如果出現粉塵的情況下，要用密封輸送或是增加必須的除塵裝置。4.零部件的標準化選擇。使用標準化零件使更換維修更加方便。5.盡量使用距離遠、運量多的輸送機。目的是減少中間環節，所以要用一臺相對距離更遠一些的螺旋式輸送機來替換距離近的螺旋式輸送機。LS型螺旋式輸送機有許多種類不同的驅動裝置，本文的設計最終確定選用YJ型驅動裝置。如圖3-2。圖3-2YJ型驅動裝置YJ型驅動裝置的選用：1.YJ型驅動裝置的配置形式見表3-1[10]：表3-1減速器配置形式表螺旋軸轉速（r/min）2035457590Y系列電動機同步轉速（r/min）10001500150015001500極數64444ZQ型減速器傳動比4941322116裝配方式50-IZ40-IZ32-IZ25-IZ16-IZ2.YJ型驅動裝置的確定要滿足表3-2[11]：表3-2螺旋式輸送機許用長度表轉速（r/min）輸送量（m3/h）編號電動機減速器許用長度（m）5614一號Y112M-4-4ZQ3-i-I32二號Y90L-4-1.5ZQ2-i-I14三號Y132S-4-5.5ZQ4-i-I374511一號Y90L-4-1.5ZQ3-i-I45二號Y10L-4-.2ZQ3-i-I22三號Y10L-4-3ZQ3-i-I35查表3-1以及3-2可以確定二號電動機以及三號減速器裝置。3.3螺旋式輸送機的軸承選擇螺旋式輸送機一般在減速器的頭部，輸送機的尾部以及中間連接處需要滾動軸承來連接，既頭部軸承，尾部軸承和中間軸承。螺旋式輸送機的滾動軸承選擇參考表3-3[12]：表3-3軸承參數許用表名稱型號數量代號LS100LS200LS250LS315LS500頭部軸承GB297-64173077311731273147320尾部軸承GB281-64112051207121012121214中間軸承GB276-64大量8020580209802108021280218頭部軸承和端部機架如圖3-3所示：圖3-3頭部軸承和端部機架中間軸承如圖3-4所示：圖3-4中間軸承尾部軸承和端部機架如圖3-5所示：圖3-5尾部軸承和端部機架4螺旋式輸送機的使用和維護4.1螺旋式輸送機的安裝條件輸送機準確的安裝是未來使用良好的條件之一，在使用時的安裝一定要穩妥地進行安裝，而且要滿足技術條件的需要[13]。1.安裝輸送機最少要在輸送機正式安裝的前半個月實現澆灌,目的是為了地基可以完全承受輸送機，要確定輸送機在啟動時的穩定性。2.輸送機一定要確定零件是否染上灰塵，如果有灰塵要進行處理。3.螺旋體的機殼與外徑的間隙大小關系要滿足表4-1的規定。表4-1螺旋間隙范圍 螺旋公稱直徑D1001502503204005506308201000間隙61012.51520輸送機的中間軸承要緊靠固定于機殼上，同時要和附近的螺旋連接且能使軸承均勻轉動,無任何停頓的現象，還需要滿足滾動軸承的同軸度符合表4-2規定。表4-2同軸度范圍螺旋機長度（cm）1-1616-3031-5556-80同軸度（mm）Ф3.0Ф4.0Ф5.0Ф6.0輸送機驅動裝置的同軸度要滿足需求2.輸送機的底座要先固定然后擰螺釘。3.所有的螺釘都要擰緊到穩定的程度。4.輸送機安裝完成后應檢查各個存油處是否有足夠潤滑油，如果不夠要加滿，確定無誤后進行試車。在持續5個小時以上的連續工作后，再一次檢查輸送機的裝配，如果出現不符合下列情況的立刻停止，修正完成后再次進行相同實驗，直到成功為止。①螺旋機運轉完整，無異常現象的現象。②啟動超過2小時后軸承的溫度要小于30℃。③減速器沒有滲油現象，沒有異常響動，聯軸器等無故障。4.2螺旋式輸送機的維護的物料，所以軸承基本都暴露在灰塵中。在這種環境下正確的操作以及維護就能延長輸送機的壽命1.螺旋機必須空載啟動，完全運動后才能向螺旋機加入物料。2.螺旋機啟動后，要一點點增加物料直到滿載為止，而且要勻速放入，不然會把該螺旋式輸送機的輸送通道堵住，影響物料的運輸。3.保證輸送機零物料啟動的要求，只有機殼內物體全部運輸完才能停止。4.輸送過程中不能有大型物料，不然會損毀輸送機。5.輸送機在運轉時要固定機蓋。結論要設計一臺螺旋式輸送機，主要還是依靠材料的運輸能力和距離以及螺旋式輸送機的運輸速度和功率來確定方案。目前設計還是要進行實地勘測，要考慮地形，空間，人工以及其它影響的因素。同時在設計螺旋式輸送機時，要從該螺旋式輸送機的運輸物料，運輸方向，運輸空間以及其他因素，多做各種測試，進行多次參數帶入設計，完整地設計完，再進行模擬，最終才能完成設計符合運輸要求的螺旋式輸送機。本文設計的碎石膏螺旋式輸送機考慮了各種因素最終才能完成設計。其傳動功率達到1.2kW，可以克服各種阻力，穩定地輸送碎石膏。螺旋軸的螺距為0.25m，螺旋軸直徑為0.65m，螺旋軸功率為0.7835kw，螺旋葉片的直徑為0.22m，完整地設計了進出料口和螺旋殼體，可以在輸送過程中使用。本碎石膏螺旋式輸送機結構簡單、結構緊湊、維修方便、制造成本低，而且還大大減少了對環境的污染，給用戶帶來的經濟效益，而且具有良好的社會效益