本科论文：螺旋输送机结构设计

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1、第一章概论1.1螺旋输送机的研究背景与意义螺旋输送机是现代化生产不可缺少的重要机械设备之一。广泛应用于粮食工业、建筑材料工业、机械制造业、交通运输业等国民经济各部门中。螺旋输送机在农业机械上运用很广：作为输送部件或作搅拌、挤压、揉碎等工序的工作部件；作为固定式或移动式的独立输送机具，在打谷场、谷物粮食和饲料仓库、畜舍等用来运送松散物料[1]。螺旋输送机对于减轻繁重的体力劳动，提高生产效率，实现高度机械化，都具有重要的现实意义[2]。1.2螺旋输送机的特点螺旋输送机具有如下特点：（1）机器构件简单，工作原理为单

2、纯的机械运动。（2）机器工作性能稳定，不易产生故障，即使出现故障，维修也较简便。（3）机器灵活性较高，适应多种不同的工作环境。（4）机器可以适应密封性能好、运行平稳可靠、操作安全等要求。（5）输送物料方便。只需把物料放入进料口。（6）输送方向可逆向。只需改变螺旋轴的旋转方向即可实现双向运输。（7）螺旋叶片和料槽在工作过程中由于物料的作用易于磨损而影响机器整体使用寿命。（8）机器运输作物，不存在物料对机器的腐蚀作用而影响机器的整体使用寿命。综上所述，螺旋输送机机动性优良、制造成本低廉，容易被小农经济接受。1.3

3、国内外关于螺旋输送机的研究现状螺旋输送机是一种常见的不具有挠性牵引构件的连续输送机，现在已经成为合理组织成批生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一[3]42。在我国现代化的发展和各工业部门机械化水平、劳动生产率提高中，螺旋输送机将发挥更大的作用。但是其输送效率却比较低，现在对于螺旋输送机存在的输送效率问题，越来越来受到各界的重视，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，研究成功还比较少，还不是很先进[4]。42第二章螺旋输送机工作过程

4、分析2.1螺旋输送机的一般结构如图2-1所示为螺旋输送机的装配图。驱动装置包括电机、变速器和联轴器。电机由工作要求来确定相关电机参数继而确定其型号。变速器通过定传动比确定型号。头部和尾部主体部分基本相同，都有螺旋体和机槽。不同的地方是：头部有前轴、首端轴承，机器外壳上设计了卸料口；尾部有尾轴、尾部轴承，机器外壳上设计有进料口。物料由进料口进入螺旋输送机，沿轴向运动从卸料口排出。图2-1螺旋输送机的结构1.驱动装置2.头节3.标准节4.选配节5.尾节2.2物料的运动分析和叶片的设计2.2.1物料的运动分析机器的

5、螺旋体将物料不断向前推进而进行物料输送，42物料受自身重力和与机器内槽壁的相互摩擦力保证了物料持续向前推进。机器工作时，螺旋体叶片推动物料的力可分解为轴向和径向，其中径向分力使物料有绕轴转动的趋势。而与此同时物料本身的重力有阻止物料向上旋转的趋势，并且由于内壁对物料的摩擦力也阻碍物料的径向运动。若机壳内壁对物料的摩擦力和物料自重一起克服了螺旋叶片推动物料的法向分力，同时螺旋体叶片推动物料的力的轴向分量克服了机壳内壁对物料的摩擦力，则所输送的物料只能轴向移动[5]。设螺旋升角为α，螺旋线在展开状态时可视为一条斜

6、直线。则旋转螺旋面作用于半径为r处的物料颗粒A上的力为P合。考虑摩擦力的存在，P合的方向与螺旋线的法向方向并不重合，而是产生φ角夹角。再将此力十字分解为与叶面相切的P切和与叶面垂直的P法，如图2-2所示。图2-2螺旋面作用于物料颗粒上的力图2-3物料运动速度的分解为了便于分析输送物料的受力特性，假设其中A为一物料颗粒，则A因为受到力P合而在机器中运动，图2-3为A运动的分析。即A的合成速度为v合分解为圆周速度v侧和轴向速度v轴。假设电机带动螺旋体以n为转速运转稳定。分析A的运动状态，由图中ABC图形可得（2-

7、1）因为42（2-2）所以（3-3）圆周速度为（2-3）以摩擦系数μ=tanρ代入上式，得到圆周速度（2-4）综上，可得物料颗粒的圆周速度计算公式（2-5）式中：s——螺旋的螺距(m)n——螺旋的转速(r/min)r——物料颗粒离轴线的半径(m)μ面——物料与螺旋面的摩擦系数（其中μ面=tanρ）把上式对r求导，然后使对r的倒数为0，当在v圆值最大时，r值为（2-6）根据图2-3可得，物料颗粒根据上述速度分解，则轴向速度为：（2-7）图2-4中的横轴表示的是半径大小，纵轴表示的是速度，图中的曲线表明随着输送物

8、料距离螺旋轴的距离变化，输送物料的速度v圆和v轴42也跟随着变化。且螺旋体的螺距不同曲线的形状也会有变化。图中在直线Om以右的半径r值的输送物料，输送物料的圆周速度v圆会根据半径的改变而不同，即使在一定的半径范围内也并不是恒定的。因此，机器在输送物料的过程中，由于物料间的速度大小及方向都不同，因而产生相对滑动。机槽中输送的物料，物料距离螺旋轴越远物料的圆周速度越小，而物料距离螺旋轴越远物料的轴向输送