螺旋给料机的设计说明书本科学位论文.doc

中国矿业大学毕业设计(论文)目录绪 论11螺旋给料机概述21.1 螺旋给料机的应用21.2 螺旋给料机的工作原理及特点31.3 螺旋给料机的设计原则41.4螺旋给料机的发展趋势51.5 螺旋给料机的研究现状62 螺旋给料机的设计与参数选用92.1螺旋给料机的设计方法92.2螺旋给料机现代设计方法102.3螺旋体的选择132.4排出量的影响因素142.5叶片的选定与设计142.6轴承222.7机槽243 螺旋给料机的工作过程分析293.1物料的运动分析和叶片的设计293.1.1物料的运动分析293.1.2叶片的设计344 总体设计计算404.1原始资料404.1.1被输送物料的名称及运量404.2螺旋给料机的设计计算404.2.1确定螺旋直径D404.2.2螺旋轴螺距424.2.3 螺旋轴直径434.2.4 螺旋轴转速464.2.5传动功率474.2.6实体式螺旋叶片的展开尺寸494.2.7螺旋轴的连接504.2.8 螺旋给料机驱动装置514.3 选择电动机与传动比的分配534.3.1 选择电动机534.3.2 计算总传动比并分配各级传动比544.3.3 联轴器的设计564.3.4轴的强度计算574.3.5轴承的选择634.4密封664.5公差的设计664.6附件的设计674.7 螺旋给料机进出料口装置685液压砸板阀的设计695.1液压缸的设计705.2液压缸性能的参数计算715.2.1 液压缸的输出力715.2.2 液压缸的阻力715.2.3 液压缸的输出速度715.2.4 液压缸的输出时间725.2.5 液压缸的储油量725.2.6 液压缸的输出功率735.3.液压缸结构参数设计735.3.1 液压缸筒底部的厚度计算735.3.2 缸头厚度的计算745.3.3 缸筒壁厚的计算765.4 液压缸的联接计算805.4.1 盖的联接计算805.4.2 活塞与活塞杆的联接计算815.4.3 验算活塞杆的稳定性825.4.4 销轴 耳环的联接计算875.5 液压系统性能验算885.5.1液压系统压力损失886 螺旋给料机的安装使用及维护916.1 螺旋给料机安装技术条件916.2 螺旋给料机的使用与维护92总 结94参考文献95英文原文.97中文译文.108致 谢1183中国矿业大学毕业(论文) 绪 论螺旋给料机是连续运行的运输设备，在冶金、采矿、动力、建材等重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散状货物，如矿石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。螺旋给料机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备相比，不仅具有长距离、大运量、连续输送等优点，而且运行可靠,易于实现自动化、集中化控制,特别是对高产高效矿井，螺旋给料机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。特别是近10年，长距离、大运量、高速度的螺旋给料机的出现，使其在矿山建设的井下巷道、矿井地表运输系统及露天采矿场、选矿厂中的应用又得到进一步推广。本次设计的螺旋给料机，输送的产品是污泥/煤泥，因而，称污泥/煤泥螺旋给料机。选择螺旋给料机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。原始参数设定：1）输送物料：污泥/煤泥2）物料特性：散装3）工作环境：室内4）输送系统及相关尺寸：（1）运距：10m （2）倾斜角：=0°（3）最大运量:80t/h设计解决的问题： 熟悉螺旋给料机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。1螺旋给料机概述1.1 螺旋给料机的应用螺旋给料机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。螺 旋给料机是一种不带挠性牵引的输送设备 (见图 1-1)，因结构简单、横截面尺寸小 、密封性能好 、便于中间装料和卸料、操作安全方便、制造 成本低而使用广泛。它利用螺旋形状的旋转面推移 物料来 完成输送工作 。工作中 ，物料像不旋转 的螺母沿轴杆平移 ，使 物料不与螺旋叶片一起 旋转 的力是物料自身的重量和机壳与物料 的摩擦及物料问的摩擦 。它主要用来输送各种粉尘状、粒状、小块状的物料 ，如化工原料、面粉、煤粉、烟尘 、水泥、粮食等 ，在输送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺 。连续运输机可分为：（1）具有挠性牵引物件的给料机，如带式给料机，板式给料机，刮板给料机，斗式给料机、自动扶梯及架空索道等；（2）不具有挠性牵引物件的给料机，如螺旋给料机、振动给料机等；（3）管道给料机(流体输送)，如液力输送装置和液力输送管道。其中螺旋给料机是连续运输机中是使用最广泛的，螺旋给料机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。 螺旋给料机在输送物料的同时可完成混合、搅拌、冷却等作业。在港口，螺旋给料机主要用于卸车、卸船作业以及仓库内散粒物料的水平和垂直输送。利用与物料直接接触的水平螺旋轴将物料逐层从车厢两侧卸下的螺旋卸车机在国内港口已有多年的成功使用经验。由水平螺旋给料机、垂直螺旋给料机以及相对螺旋取料装置组成的螺旋卸船机，已成为一种较为先进的连续卸船机型，日益广泛地应用于国内外散货专用码头。螺旋给料机在港口除直接用于卸船作业以及输送物料外，常利用其裸露的螺旋具有收集物料的功能而作为其他类型卸船机的取料装置。1.2 螺旋给料机的工作原理及特点图1-1螺旋给料机简图1、驱动装置2、联轴器3、壳体4、出料口5、旋转螺旋轴6、中间吊挂轴承7、支座8、进料口螺旋给料机在输送原理上：即如同一根旋转的螺旋轴，带动一个螺母沿其轴向移动一样，螺旋体相当于螺旋轴，物料相当于螺母，当螺旋体连续旋转时则物料也连续输送。无轴螺旋体为较厚的带状叶片，通过驱动端驱动，中间无轴，螺旋体与机壳内壁底部衬板接触。螺旋给料机具有以下特点：1 结构比较简单，成本较低。2 工作可靠，维护管理简便。3 尺寸紧凑，断面尺寸小，占地面积小。在港口的卸车卸船作业中易进出舱口、车厢。4 能实现密封输送，有利于输送易飞扬的、炽热的及气味强烈的物料，可减小对环境的污染，改善港口工人的作业条件。5 装载卸载方便。水平螺旋给料机机可在其输送线路上的任一点装载卸载；对垂直螺旋给料机配置相对螺旋式取料装置可具有优良的取料性能；利用与物料堆直接接触的螺旋轴具有自动取料的能力可作为港口其他类型卸船机械的取料装置。6 能逆向输送，也可使一台输送机同时向两个方向输送物料，即集向中心或远离中心。7 单位能耗较大。物料在输送过程中易于研碎及磨损，螺旋叶片和料槽的磨损也较为严重。 1.3 螺旋给料机的设计原则目前，设计螺旋给料机的设计一般遵循以下原则：螺旋给料机旋转轴为无缝钢管，旋转轴上焊接的旋转叶片根据输送物料的不同可分为三种：实体螺旋面、带式螺旋面、搅拌叶片，叶片与机壳间的问隙一般 710mm。根据驱动方式的不同可分为单端驱动和双端驱动。输送能力一般在40mh以下，大时可达到150 mh。旋转轴的标准转速为20、30、35、45、60、90、 120、150、190 rmin，共10种 。输送长度由3 m起，每隔05m为一级，一般小40m，尽量不超过70m。工厂中常见的以 56 m居多。1.4螺旋给料机的发展趋势纵观螺旋给料机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几方面: 1.大运量 、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成本.磨损是限制螺旋给料机寿命的主要原因，减少物料与螺旋之间的摩擦系数，增加螺旋轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。2.低能源消耗及降低能量消耗.螺旋给料机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因此降低能源消耗是研究和设计螺旋给料机急待解决的难题和发展方向。3.智能化发展。未来的螺旋给料机应与电脑密切联系，适合程序控制、智能操作。物料的装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。4.空间可弯曲输送。为了克服水平和垂直螺旋给料机由于构造上的限制而只能直线输送物料的不足，近年来出现了可弯曲螺旋给料机，弹簧给料机等。另外其他各种给料也应为了实现空间、可弯曲输送研制新的机型。5.组合复合化输送，向着大型化发展。使用螺旋给料机，结合各种连续输送机械，来完成复杂的物料输送。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。6.扩大使用范围。目前，螺旋给料机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的螺旋给料机。7.环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标。传统的连续运输机械是敞开状态下输送物料的，在输送粉状、颗粒状物料时，物料散落飞扬，严重影响周围的环境，特别是在输送水泥、化肥、矿石、煤炭、谷物等粉末易飞扬物料时尤显严重。为了解决这个问题，人们应当提前研制多种形式的环保型给料机，而螺旋给料机对于解决这个难题，无疑具有很大的优势和发展空间。1.5 螺旋给料机的研究现状螺旋给料机由于其结构简单，操作维护简便，在输送物料场合得到了广泛的应用，但是其输送效率却比较低。国内关于这方面的研究情况也比较多.在 19 97 年4月，洛阳工业高等专科学校赵红霞，刘建寿和李志容和堰师水泥厂的常松芝，从螺旋叶片结构尺寸出发，对输送机螺旋叶片结构尺寸的优化问题做了深入的研究和探索。螺旋给料机的输送效率高低与螺旋叶片结构尺寸和叶片与物料之间的摩擦系数有关，对输送某种物料而言，其摩擦系数为一定值，那么主要的就是螺旋叶片结构尺寸对输送效率高低的影响。如何使得螺旋给料机获得最佳的输送效率，就有必要对螺旋叶片结构尺寸进行优化。对螺旋给料机存在的输送功率问题，许多专家学者做过很多这方面的研究工作。一般来讲，按照通用计算公式算出的螺旋给料机螺旋轴功率往往小于实际的需要值，对于这个实际的问题，武汉食品工业学院的庞美荣和王春维根据调查和实例，对螺旋轴进行了理论分析，提出了推荐计算公式，并将推荐计算公式和通用计算公式结合起来，进行计算比较对照，得出推荐计算公式与实际需要符合得很好这样的结论。螺旋给料机的选型问题，水平螺旋给料机的选型设计中，主要是根据输送物料性质、输送量、输送机类型、输送距离和输送倾角来确定螺旋体的尺寸、螺旋转速和功率。正确地选型设计汁算是选择设备的关键。采用手工设计效率低、易出错。随着计算机的发展把这一过程交给计算机完成，从而实现计算机对水平螺旋给料机的选型设计。华东理工大学机械工程学院李英和武汉工业学院许诺，刘光蓉，对螺旋给料机的选型问题，结合计算机技术做了有效的工作，他们建立了水平螺旋给料机选型设计的数学模型，在平台下，利用面向对象的程序设计，实现了水平螺旋给料机计算机选型设计。参数输入、参数输出和图形显示设计在同一界面上，采用自动、标准和人工三种方式对中间计算所得参数进行圆整、取值，使用方便。在螺旋给料机的实际使用过程中，常常产生故障而影响生产，对于这些问题，很多的学者做过螺旋给料机的故障分析和总结。2001年马洪祥就对碳酸钾生产过程中螺旋给料机所产生的故障原因进行分析，并提出了改进方法，取得了很好的效果。2002年，山东建设机械股份有限公司济南北方机械厂的韩其迎，也对螺旋给料机的使用提出了几点改进方法。为保证螺旋给料机有可靠的动力输入，将原先的圆柱齿轮减速机换为输出扭矩较大、效率高、体积小、质量轻的摆线针轮减速机，提高了产品的承载能力，传动更加平稳。采用变螺距技术提高螺旋给料机的输送能力。螺旋机进料段用较小螺距，中间段螺距增大10-20mm，输出节螺距再增大10-20mm。这样使输入节粉料填充量大，中间段和输料段随螺距变大、填充量减小，可有效防止高流动性粉料在输送时发生倒流或堵塞现象。按一般规律，螺旋给料机在功率、螺距、转速、物料容重及填充系数相同的条件下，生产率随工作倾角加大而降低，而且呈一种非线性关系。综合考虑搅拌设备的整体结构和螺旋机生产率要求，螺旋机的工作倾角调整在左右较为适宜。螺旋给料机一般采用水平或倾斜向上送料方式，螺旋轴的防松主要由前支座完成。前支座内设有止推轴承，由双螺母加单耳止动垫圈相互加紧对其压紧和防松。为了增强防松效果，在前端螺母两侧加设紧定螺钉。对于新型螺旋给料机的研究，也取得了很多的进展。大倾角螺旋给料机是替代由斗式提升机和水平螺旋转送机所组成的联合水泥输送系统，作为混凝土搅拌站配套的水泥计量斗的喂料设备，其结构简单，运转可靠，造价低廉，维修方便，取得了较快的发展和应用。大倾角螺旋给料机是采用变螺距螺旋叶片，下端加料区段螺距较小，上面输送区段螺距较大，这样能使加料区段的充填系数为1,输送区段也能得到最佳的充填系数0.5到0.7， 从而能使给料机输送的比能容降低50%，而且还可防止高流动物料在输送时倒流。总之 ，现在对于螺旋给料机的研究越来越收到各界的重视，而且国外也有了很多的研究成果。在国内的研究成果相对于国外来比较，研究成功还较少，还不是很先进。2 螺旋给料机的设计与参数选用目前，在工程上，螺旋给料机的设计还主要是依靠工程技术人员凭借经验，依靠传统的设计方法来进行设计工作，设计工作量大，而且繁琐。在水平螺旋给料机的实际使用中，还存在很多问题，尚待研究和解决，如输送量低，机械功率不高，物料堵塞和物料流难以控制等。2.1螺旋给料机的设计方法随着现代化工业的不断发展，螺旋给料机己经成为国民经济各部门生产过程中的重要组成部分，正朝着长距离、大运量、高速度方向发展。为了使给料机安全可靠地运行，其结构系统必须具有良好的静、动态特性，传统的设计方法己不能满足设计要求，必须采用现代设计方法对给料机系统进行设计。传统的机械设计方法是以经验、感性、静态手工式劳动为基础的一种设计方法，包括下列各种方法:类比设计方法:类比设计方法是基于与旧有的同类或相似的机器作比较而进行新机器设计的一种设计方法。依据这种方法，在设计之前，首先要以工艺对设备所提出的性能要求为依据，同时参照旧有的类似机器设备，依靠经验估计，针对旧有设备的缺点加以改进，从而拟定出一个或几个新的设计方案，进而分析比较，择其较好的方案或集中诸方案的优点做出最终的设计方案。显然，它是基于设计者的经验积累进行局部创新而形成的一种设计方法。这种设计方法的设计工作量很大，设计周期很长。现仍被广泛采用。试算法 : 此法是以一定的理论公式为依据，在一定的技术条件下算得相应的参数值，若所得结果不理想，则改变技术条件，重新计算，循环往复，直至获得感性认为是理想的结果。它的计算工作量也很大，且难于取得真实的理想结果。但在计算工具不足的情况下，目前国内仍大量采用。表格法 : 它是根据一定的理论公式，参照常用的尺寸系列和材料参数，预制出系统表格，以供设计时使用，此法减少工作量，提高设计速度。但是这个方法难取得理想的结果。图算法 : 此法的原理与表格法相同，但有不同于表格法。图算法是使用按一定的比例尺绘制成的专用图线一诺模图来进行设计。其计算工作量大大减少，所计算的结果要比表格法改进许多。2.2螺旋给料机现代设计方法现代设计方法是一个科学的、理性的、动态的和计算机化的过程。它采用当代的技术手段和方法来提取最合理的数据，使设计的结果达到最优。依据这种方法，首先对设计的各种原始数据进行分析，取得有利的信息，得出最经济合理的参数;然后，在设计过程中进行各种性态和指标分析，确定出设计对象的全部数据;最后，评价、测试和诊断设计的质量及可能出现的问题，并确定出相应的对策。科学类比与相似分析:科学类比与传统设计方法中类比设计法的区别，在于科学类比把某些现代化分析方法引入进来，从而构成一种类比推理方法，使得旧有的类比法由低级上升到高级阶段。根据类比过程所侧重的因素之不同，科学类比法有以下几种:因果类比、对称类比、协变类比、综合类比等。通过科学类比，可对设计对象的总体结构及其各组成部分的相互关系，有一个明确的了解，以便进行下一步的系统分析。相似分析是属于科学类比法范畴。为了避免大量的重复性劳动，对于同类的设计对象，可采用相似分析和计算，比如采用量纲分析法等等，确定设计对象与参考对象的结构、参数之间的数学模型关系，获得新设计对象的有关参数.系统分析与动态系统分析:这里系统，都是指动态系统。系统分析就是把设计对象当作一个完整的系统，然后将其分成若干个子系统和构成子系统的元素，进而进行分析和综合，确定每一个系统和元素的输入、输出，以及它们之间如何转换等等。机器中的一切零件、部件和传动系统都理解为系统，它们均通过边界与其毗邻的系统相分离，又通过输入信号和输出信号与毗邻的系统相联系，此即系统工程在设计中的应用。有限元设计:目前，有限元设计方法是应用很多很广泛的一种方法。有限元设计方法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法。它能整体、全面、多工况随意组合，进行静力、动力、线性和非线性分析，对完成复杂结构或自由度系统的分析十分有效。有限元能针对机械实际使用机构边界条件进行定量的分析计算，并提供丰富的、反映实际工况的计算结果，并可配有丰富的动态图形显示功能。国内外己涌现出大量有关有限元分析的成熟软件，这将促使有限元法的不断推广和应用。对于复杂的结构物体，可视其当作为由有限个单元体的组合体来研究，其中各单元体之间只在有限个节点处相连接。在有限元分析法中，为了减少计算工作量，近年来发展了一种边界元法。它把域内控制方程变换成边界上的积分方程，再通过边界离散化处理转化成代数方程来求解。这样，既可以使问题的维数降低，又可使计算精度提高，而且其数学原理简单易懂。有限元分析方法多应用于结构计算和场域计算。计算机辅助设计(CAD):随着市场竞争的加剧，不仅要求缩短产品更新换代周期，而且还要求产品由原来的单一产品、大批量生产模式，转向多品种、高质量、小批量生产模式。传统的人工设计方式己经不能适应这种变化的要求。随着计算机技术的迅速发展，已有各种性能良好的计算机硬件及外围设备陆续问世。计算机技术也有很大的提高，发展了数据库技术，开发了大量的图形软件。这些都促进了CAD技术的应用和发展。目前美国、德国、日本等一些大公司都广泛应用CAD方法进行机械方面的设计。我国也己开发多种CAD系统，各大中型企业也都相继采用CAD方法进行机械的设计计算与绘图。今后CAD技术的应用在广度和深度方面会有更大的发展。模块化设计:模块化设计是工程设计的发展方向之一。它根据模块化原则，设计一些基本模块单元，通过不同的组合形成不同的产品，己满足用户的多种需求。模块化设计以功能分析为基础，将机器上同功能的基本单元、复合单元、，设计成不同用途、不同功能的模块。选用不同模块进行组合可形成各种不同类型和规格的通用和专用机器。采用模块化设计，不仅是一种设计方法的改革，同时会影响到整个机械行业的技术、生产和管理。目前，模块化设计在我国工程机械设计时也有了初步应用。仿真设计:国内外近年来在机械设计中采用了动态仿真设计新方法，即用计算机对机构与结构在各种工况下承受载荷进行运行状态及随时间变化过程仿真模拟，得到仿真输出参数和结果，以此来估计和推断实际运行的各种数据，并在对机器进行动态分析计算时用。除了这种承受载荷和结构响应的动态仿真外，还有一种就是动画仿真。由于大多机械在工作过程中，工作场地会有去多障碍物，如房屋、桥梁、树木等。如果没有实现设计好路线，可能会造成一定的损失，在这种情况下，国外一些企业做出了一些模拟现实软件，可以模拟整个工程的运行过程。 目前，现代设计方法己经在许多领域得到运用。动态设计、优化设计、计算机辅助设计是现代设计方法的核心。可以说，现代设计法远远胜过传统设计法，它将广泛应用在各个科技领域。它的发展和推广使用，将对我国科学技术的进步起着重要的促进作用2.3螺旋体的选择1. 杆式腹部式 其螺旋叶片环绕于一根中心轴，并焊成一体，电机通过减速机直接驱动中心轴使螺杆旋转，每分钟理论排出量 式中-螺旋给料机叶片直径，m； -螺旋给料机芯杆直径，m； t-螺旋给料机的螺距，m； n-螺旋给料机转速，rmin 2. 中空无杆式其螺旋叶片为环状连续且中间没有芯杆，靠近排出端的一段叶片外圆与螺杆套的内圆焊接在一起。动力通过转动套带动螺杆旋转，该结构由于没有中心杆，可以输送少量的外形相对圆滑的直径略大于一个螺距的块状物，其端面出土的形式也非常有利于下一道运输设备的装载。 每分钟的理论排出量：式中-螺旋给料机的叶片外径，m； -螺旋叶片厚度，m。2.4排出量的影响因素 (1)传动套的轴向尺寸是影响排出效果的一个重要因素，必须控制在合理的范围内，从理论上讲，这一段越短，出土效果就越好，可以根据螺旋给料机的功率及单位面积焊缝强度来综合确定套的长度；一般可控制在 L=065s(s为螺杆的螺距，通常取 S=08D，D为螺杆的外径)。 (2)倾角(安装角度)的变化也是影响排出量的个重要因素。在确定安装角度时，一定要结合土质情况综合考虑，合理选择结构形式。综上所述，并结合实际，螺旋机的粗细螺旋体均采用“杆式腹部式”。2.5叶片的选定与设计 根据输送工艺的要求，螺旋叶片有多种形式，常用的有满面式、带式、齿式、和桨式四种。如图2-1所示图2-1a所示为满面式螺旋叶片。螺旋叶片的一边紧贴在轴上，形成完整的螺旋面。这种叶片的构造简单，输送能力强，适宜输送散落性较好的、干燥的颗粒状或粉状物料，是使用最广泛的叶片形式。最常用的螺旋叶片为正螺旋面（又称直母线螺旋面）。正螺旋面的母线是一条垂直于螺旋轴的直线。当该直线绕轴线作均匀转动且沿轴向作匀速直线运动时，所形成的曲面为等距正螺旋面。若该直线沿轴向变速移动，所形成的曲面为变距螺旋面。当母线与轴线不垂直时所形成的螺旋面称为非正螺旋面（又称弯曲母线螺旋面）。采用母线为曲线的螺旋叶片可以提高螺旋给料机的输送效率，但是由于此种叶片难以制作，因而很少采用。图2-1b所示为带式螺旋叶片。螺旋叶片的一边通过杆件与轴相连，形成带式的螺旋面。这种叶片适宜输送小块状的或粘滞性的物料。由于粘性物料易于粘附在实面螺旋叶片及轴上，而带状叶片和轴之间留有空间，因此可避免物料粘附和堆积。这种叶片对物料有较强的搅拌作用，但生产率较低。 满面式螺旋叶片构造简单，输送能力强，适宜输送散落性较好的、干燥的颗粒状或粉状物料，是使用最广泛的叶片形式。初步选用满面式螺旋叶片。根据原始数据D=500mm，则初步计算螺旋轴直径d=(0.20.35)D取系数为0.2，计算得d=100mm螺旋叶片的螺距s可根据输送机的布置形式、输送物料的特性以及螺旋直径来选取，通常采用推荐的标准值。当采用标准螺旋直径时，s=(0.81.2)D因此，螺距s可写成通式s=kD。取k=0.8，计算得s=400mm螺旋叶片上任一点的法线与螺旋轴线的夹角称该点的螺旋升角。螺旋升角由下式确定。式中：s螺距（m）D1该点所在螺旋线的直径（m）所以，螺旋叶片的外侧升角外和内侧升角内分别为式中：D螺旋体的外径（m）d螺旋轴的外径（m）因为D>d，故内>外，即螺旋叶片的外侧升角外最小，内侧升角内最大。图2-2是满面式螺旋叶片的展开图。根据螺旋叶片在转动轴上盘绕方向的不同，可将螺旋叶片分为左旋和右旋两种。一种简单判断螺旋旋向的方法如2-3图所示。面对螺旋叶片，如果螺旋叶片的边缘顺右臂倾斜则为右螺旋，顺左臂倾斜则为左螺旋。物料的输送方向是由螺旋叶片的旋向及转动轴的旋转方向来决定的。物料的输送方向可采用左、右手定则来判别。右螺旋用左手判别，左螺旋用右手判别。弯曲的四指表示轴的旋转方向，而拇指所指方向即为物料的输送方向。如图2-3所示。在同一轴上盘绕两种旋向的螺旋叶片，可同时进行两个方向的物料输送。在工业上螺旋给料机的螺旋叶片通常采用厚度为2mm12mm的35号及45号钢制成。在使用过程中，螺旋叶片尤其是叶片的外缘磨损较快，为了增加叶片的耐磨性，可对其进行热处理，使叶片表面硬化。螺旋输送体的形成通常是先用钢板制成分段螺旋叶片，再将分段的螺旋叶片彼此对焊在一起，并将其焊接固定在螺旋轴上，即组成螺旋体。螺旋体的制作方法主要有以下几种。缠绕成形法：将带钢缠绕在螺旋形模具的空隙内强制成形。缠绕时叶片外缘容易产生裂纹，叶片横截面容易发生弯曲，而且每种规格的叶片都要有专用的模具。冷轧成形法：将带钢通过冷轧机上一对锥形轧辊的辗压，形成连续多圈的环状件，再令其通过螺旋分导装置，则成为具有左（右）旋向并有一定螺距的螺旋叶片。这种方法制作的叶片其根部较厚，外边缘较薄。拉制成形法：先将钢板冲裁成带缺口发平面圆环，再经过冲压或锤锻加工成一定螺距的螺旋叶片，然后将若干个这样的螺旋叶片焊接或铆接的、成一串连续的螺旋面。用此方法生产的螺旋叶片整体厚度相同，但制造效率低而劳动强度较大。根据实际需求，螺旋叶片我们采用左旋方式，叶片采用厚度为8mm的45号钢制成。在使用过程中，因叶片的外缘磨损较快，为了增加叶片的耐磨性，对螺旋叶片进行热处理。螺旋给料机的轴一般采用空心轴（钢管）制成。这是因为轴体承受相同扭矩的情况下，空心轴所需的材料和重量都要比实心轴节省，且相互之间的连接也较方便。为了便于制造和装配，螺旋体一般制成24m长的节段，使用时将各节段连接起来。在轴与轴的连接处和安装轴承处需使用一小段实心轴，其联接方法如2-4图所示。即在联接处将实心轴伸入空心轴内，再在空心轴外面套一段长约150mm的套筒，然后再用螺栓按相互垂直方向对穿套筒与两轴紧固。当采用此种联结时，螺旋叶片应与套筒连接在一起。另一种联结方法是将实心轴伸入空心轴内，再用几只相适应的螺钉或销钉固定。此种方法主要用于快速螺旋给料机螺旋轴的连接。螺旋轴的直径d与所传递的扭矩有关。单纯输送砾石一般采用满面式螺旋叶片的给料机，其螺旋轴的直径常根据下述关系式确定。（摘自机械设计）d=(0.20.35)D 式中，D螺旋直径（mm）。当螺旋直径D较大时应取该范围的下限，反之取该范围的上限，但选用后仍应对轴的强度进行校核。几种常用螺旋轴的系列尺寸见下表2-1螺旋体直径D(mm)100160200250315400500螺旋轴直径d(mm)303642486070100表2-1 水平螺旋给料机螺旋体与螺旋轴的系列尺寸 在正常情况下冷轧钢的轴是可以满足的；当输送有腐蚀性或污染的物料也可采用不锈钢轴。输送机采用无润滑的铁制悬挂轴承时要用淬火的联结轴。而表面淬火的悬挂轴承要求配用表面淬火的轴。根据介绍，我们设计的螺旋给料机机的轴材料选用45号钢，采用空心轴（钢管）制成，这样轴体承受相同扭矩的情况下，空心轴所需的材料和重量都要比实心轴节省，且相互之间的连接也较方便。为了便于制造和装配，螺旋体选用2m、4m、4m长的三节段，使用时将各节段连接起来。在轴与轴的连接处和安装轴承处需使用一小段实心轴，其联接方法如2-4图所示。螺旋轴的直径d与所传递的扭矩有关。单纯输送砾石一般采用满面式螺旋叶片给料机，其螺旋轴的直径常根据下述关系式确定。 d=(0.20.35)D式中，D螺旋直径（mm）。由于螺旋直径D较大时应取该范围的下限，我们选取0.2，得d=80mm。空心轴壁厚=20mm，=d1/d=(d-2)/d=40mm/80mm=0.5。则由前面的总体计算我们可知，P=4.67KW，则轴的扭矩为则轴的最大切应力为所以螺旋轴满足强度要求。2.6轴承螺旋给料机的轴承根据其安装位置和作用，可分为头部轴承、尾部轴承和中间悬挂轴承三种。头部轴承又称首端轴承，位于输送机的驱动端（卸料端）。头部轴承除了承受径向载荷外，还要承受轴向载荷，因此该端采用止推轴承。这样的布置可使螺旋轴承受拉力，其工作条件比承受压力好。因为轴向压力会使螺旋轴受压而发生挠曲。头部轴承的结构如2-5图所示。螺旋加料机和某些短的螺旋给料机机也可采用加料端驱动，此时螺旋处于受压状态。尾部轴承又称末端轴承，通常采用双列向心球面轴承，主要承受径向载荷和少量的轴向载荷。头部和尾部轴承常用凸缘安装式，轴承装于壳体两端的端盖外侧，以便检修和更换。对于长度在3m以上的螺旋给料机机，为了避免螺旋轴受力弯曲，每隔2m左右应设置一中间悬挂轴承。由于螺旋叶片在悬挂轴承处必须断开，为了防止物料在此处堵塞，悬挂轴承的断面尺寸和长度尺寸都应尽量小。悬挂轴承一般采用滑动轴承，其轴衬由青铜、减磨铸铁、青铜及巴氏合金、硬质合金及硬铁、油浸木材或其他耐磨 材料制成。在某些情况下，也可采用滚动轴承进行可靠的密封。在各种情形中，轴承都要装设润滑油杯以进行润滑。常用悬挂轴承的结构如2-6图所示在设计时中间悬挂轴承我们选用滚动轴承。 悬挂轴承安装在机槽两侧壁上缘的角钢上，通过螺栓及两个螺母并紧。悬挂轴承座在支承角钢上应可以纵向移动，保持浮动状态，不得使悬挂轴承座固定在支承角钢上。当输送磨磋性较大的物料时，接近中间悬挂轴承处的螺旋面承受的推力较大，所以应将该部分的螺旋面加厚。很多情况下都要求对霎时间头部和尾部设置轴的防尘密封。采用密封压盖及槽体端部密封来防止槽体里的粉尘进入轴承或防止水分沿轴进入槽内。采用密封的滚动悬挂轴承，轴盖上有防尘密封结构，常用在不易加油，不加油或油对物料有污染的地方，密封效果好，寿命长，输送物料温度80。为滑动轴承，设有防尘密封装置，有铸铜瓦、合金耐磨铸铁瓦等，常用在输送物料温度较高（>80）或输送液态物料。2.7机槽螺旋给料机机的机槽主要有U字型和圆筒型两种。图2-7所示是水平螺旋给料机机槽的形式。带有角钢法兰的截面为U字型的钢制螺旋槽体是最常用的，U字型机槽一般用210mm的薄钢板制成，其两侧壁垂直，底部呈半圆形，两侧壁的上端边沿焊有纵向角钢，用以固定盖板及增强机槽的刚性，同时也用以固定悬挂轴承。机槽半圆的内径应大于螺旋叶片的半径，使其形成48mm的间隙。为了便于制造和安装，每节机槽长约24m，节边用角钢加固并做成法兰边，以便用螺栓连接。机槽总长度超过3.5m时，为了避免其弯曲下垂，应每隔23m设置一支架承托。折边法兰的U型槽体，顶部法兰是由同一块钢板折边加工而成的槽体，这样制成的槽体重量轻而坚固。活动底的U型槽体快速、方便地清理给料机内部的场合，该槽体由上部刚性的槽钢与下部半圆形截面槽体所构成，半圆形槽体的一边为铰接，另一边则采用弹簧卡子夹紧或其他形式的快开联结装置。带有夹套的槽体在其夹套上焊有换热介质的进出口管，这种槽体广泛用于加热、冷却或干燥被输送的物料。矩形槽体适合于磨琢性强的物料。允许物料滞留在槽底，这样可以防止物料和槽底的直接摩擦。 为了对机槽进行封闭，机槽上部安装有薄钢板制成的盖板。盖板用螺栓固定在槽体上端的角钢法兰上，或用弹簧卡子紧夹在槽体上。盖板可以开启，以便对机槽进行必要的检查。对要求防尘的顶盖还要在盖板下加垫密封。在盖板上开有进料口，在机槽底部开有卸料口，进料口和卸料口常做成方形（有时也采用圆形进料口），以便安装料管和平板闸门，如图2-8所示。闸门控制常用手推式、齿条式及电动推杆式几种。根据设计需要我们采用U字型。因为带有角钢法兰的截面为U字型的钢制螺旋槽体是最常用的。由于运输砾石的螺旋给料机对机槽的损伤较大，所以机槽由10mm的薄钢板制成，其两侧壁垂直，底部呈半圆形，两侧壁的上端边沿焊有纵向角钢，用以固定盖板及增强机槽的刚性，同时也用以固定悬挂轴承。为了便于制造和安装，所设计的机槽为4m、4m、2m三节，为了避免其弯曲下垂，从输送端每隔4m设置一支架承托。其具体尺寸数据见总体设计。因为机槽较长，采用折边法兰的U型槽体。活动顶盖的与槽体的联结为簧卡子夹紧，盖板可以开启，这样便于需要时较快地打开顶盖。进、出料口一般在全机安装固定后，根据工艺需要现场开口焊接。注意不要进、出料口位置安排在两端的轴承处和中间悬挂轴承处，也不要安装在机槽的支脚处和接头法兰处。圆筒型机槽又称机筒，一般采用薄壁无缝钢管制成，也可用24mm厚的钢板卷制并在接缝处连续焊接而成，或使用硬质塑料管。折边法兰对开管状槽体是由两个半圆形的带有折边法兰的槽体用螺栓连在一起而构成的管状槽体。圆筒型机槽的内径要比螺旋直径大些，它们之间的缝隙为510mm。圆筒型机槽的密封性好、刚度大，用于垂直螺旋给料机和要求严格密封的场所。螺旋给料机的机槽在进行安装时，一定要注意对中和找直，否则，工作时由于剧烈而周期的挠曲应力，会发生轴的断裂，轴承的使用寿命也将大大减弱。常用的螺旋给料机进料布置如图2-9所示。固定进料时，可采用装料设施以便可靠地调节螺旋给料机的进料量。装料设施可采用管状槽体的螺旋给料机，使物料在预定速度下从料仓中将物料输出，或采用旋转叶轮给料机，以一定的转速排出物料，其给料量由转速确定。具有多点进料的螺旋给料机，必须有灵活可靠的进料调节装置。在给定时间里仅需打开一个进料口时，应限制闸门或开关装置在最大开度时不至于使输送机超载。当需要开启多个进料口同时进料时，必须小心地调节限制每一个进料口的流量，以使其总量不要超过给料机的设计能力。直接由固定储仓进料的螺旋给料机机，若没有流量调节装置，则将大大地增加超载的危险。进料时由于物料块度或颗粒的惯性作用会产生冲击，有碰坏或磨损设备的可能，为此可在进口溜槽中安装折流挡板或缓冲腔来加以克服。由于我们的螺旋给料机机用于砾石输送，且输送量大，所以采用较大的进料口，以保证最大的输送能力。常用的螺旋给料机卸料布置见图2-10所示。标准卸料是最广泛采用的卸料布置，采用标准卸料口来约束物料的卸出并直接将物料送入后续的设备或储存装置。终端卸料的卸料口位于螺旋给料机槽体的最末端。闸板卸料采用手轮