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（答辩稿）无级变速螺旋给料器的设计（CAD图纸+DOC论文）

但是物料颗粒在输送过程中，其运动由于受旋转螺旋的影响并非作单纯的直线运动，而是个空间运动。和法向分力法，如下图所示。图中角是由物料对螺旋面的摩擦角及螺旋表面粗糙程度决定的。对于般冲压而成或经过很好加工的螺旋面，可以不考虑螺旋表面粗糙程度对角的影响，此时则认为。图螺旋面作用于物料颗粒的力图物料运动速度的分解物料颗粒在合作用下，在料槽中进行着个复合运动，即具有圆周速度侧和轴向速度轴，其合成速度为合，图表示了其速度的分解。若螺旋的转速为，处于螺旋面上的被研究物料颗粒的运动速度，由图中三角形可得因为所以圆周速度为以摩擦系数代入上式，得到圆周速度由于因此，将上述各式代入并经过换算后，便可求得物料颗粒的圆周速度计算公式，式中螺旋的螺距螺旋的转速所研究的物料颗粒离轴线的半径面物料与螺旋面的摩擦系数面若使公式对求次导数，并令其值，便可求得存在圆最大值的半径为同样，根据图的速度分解关系，可得物料颗粒的轴向输送速度的计算公式图表示了对于几种不同螺距的速度圆和轴随半径而变化的曲线图。由图中可知，对于处于直线以右的值的母线螺旋而上的被输送物料，其圆周速度圆在半径长度范围内并不是常数，因此，在其运移过程中要产生物料之间的相对滑动。在靠近螺旋轴的物料之圆周速度要比外层的大，但该处的轴向输送速度却显著降低。所以使内层的物料较快地绕轴进行转动，较早地到达表面，这就产生了个附加料流。它不仅对物料的输送起着不良的影响，同时也增加了功率的消耗。但在靠近螺旋外侧的物料，其轴向输送速度要大于圆周速度。图速度和随半径变化的曲线为了避免直母线螺旋面的上述问题，而又能获得物料的最大轴向速度，因而采用如图所示的弯曲母线螺旋面。这种螺旋面在靠近螺旋轴处的升角为正，而在靠近槽壁处的升角为负。这样在靠近螺旋轴的区域处将具有指向槽壁的径向速度，增加了内层物料对外层物料的压力和摩擦力，致使螺旋轴附近的附加料流适当地减小。但在靠近槽壁处，由于具有升角负的螺旋面，亦具有指向螺旋轴线的圆周速度，则使该处物料对料槽槽壁的压力降低，乃至消除，从而减落或避免了由此引起的能量消耗和物料轴向输送速度的降低。水平螺旋给料器工作时，物料在机槽底部并偏向转动方向的侧，该物料面与水平形成的夹角为物料的倒塌角，如图所示。在此面上物料处于力的平衡，当物料面转角时，物料沿倒塌角下滑，形成倒塌现象。倒塌下来的物料图弯曲母线螺旋面的形状及其速度曲线图物料在料槽中的倒塌角部分不断翻起在落下，部分越过轴并落到轴的另侧，即下个螺距中，形成附加料流。因此，当给料器工作时，应使物料面的转角不大于物料的倒塌角，即式中物料在静止状态时的内摩擦角螺旋给料器稳定工作时物料面形成的倒塌角物料面的转角在螺旋给料器工作过程中，物料面的转角与填充系数即进料量螺距大小及螺旋面的型式等因素有关。螺旋给料器工作时，机槽中物料的填充系数即进料量影响输送过程和能量消耗。图是输送粮食时这里可以借鉴下，对于不同填充系数的物料层堆积的情况及其滑移面。当装满系数较小时即，物料堆集的高度低矮且大部分靠近槽壁而具有较低的圆周速度，物料运动的滑移面几乎平行于输送方向，见图。物料颗粒在轴向的运动要比圆周方向显著得多。所以，这时垂直于输送方向的附加料流很少，单位能量消耗也较低。但是，当填充系数提高或时，则物料的滑移面将变陡，见图。此时，物料在圆周方向的运动加强，在输送方向的运动减弱，附加料流增大，导致输送速度的降低和附加能量的消耗。因而，对于水平螺旋给料器来说，物料的填充系数并不能无限增加，般取填充系数。各种散粒物料的填充系数可参考化学工业出版社出版的版运输机械设计选用手册下册表。图不同填充系数时物料层堆积情况及其滑移面.填充系数主要与被输送物料的性质有关。输送细粉易流动且没有磨琢性或有轻微磨琢性的散状固体物料时如面粉谷物等，填充系数可达到.如果被输送的物料易于粘结或具有中等程度磨琢性的细粒或小块，则填充系数限制在.左右。如果与此同时物料还有定程度的磨琢性，螺旋的转速就要减少。对于磨琢性的及大物料如矿石等，填充系数将进步地限制，大约只能取.。螺距的大小也直接影响物料的输送过程，如果填充系数不变，当螺距不同时，则物料的滑移面亦随之改变。如果改变了填充系数，则必导致物料运动速度分布的变化。所以，应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量间的适当分布关系等两个条件，来确定最合理的螺距尺寸。从图可得出物料颗粒所受螺旋面在轴向方向上的作用力为为了使轴，则必须满足根据前面的讨论得知，最小的半径其中为螺旋轴的直径初所得的螺旋升角是最大的，则轴向输送方向的作用力轴最小。根据这个条件，最大的许用螺距值应由下面两式求得若以为螺旋的外径代入上式，则得确定最大的许用螺距时，必须满足的第二个条件是建立在使物料颗粒具有最合理的速度各分量间的关系的基础上。亦即应使物料颗粒具有尽可能大的轴向输送速度，同时又使螺旋面上各点的轴向输送速度大于圆周速度，如图所示。螺距的大小将影响速度各分量的分布。当螺距增加时，虽说轴向输送速度增大，但是会出现圆周速度不恰当的分布情况相反，当螺距较小时，速度各分量的分布情况较好，但是轴向输送速度却较小。于是，根据在螺旋圆周处的圆轴的条件，并利用公式可得又因为此时螺旋圆周处，故得求螺距的第二个条件为分析了填充系数及螺距对物料输送过程的影响后，可以指出，对于较大的装满系数，应取最小的螺距值反之，对于较小的装满系数，螺距可偏于取最大值。由前述知，在螺旋面同母线上各点的升角不同。叶片外缘点处升角外最小，向内升角逐渐增大，至叶片内缘点处即靠近螺旋轴处的升角内最大。由此得知，螺旋叶片同差别越大，各点处物料转角的差别越大，在较大的半径范围内物料转角速度各分量分布的影响也可知，螺距增大，在靠近螺旋轴处物料的圆显著增加，且在较大的半径范围内圆轴，使较多物料的转角大于其倒塌角，形成更多的附加料流。图绘出了水平螺旋给料器的容积生产率与螺旋轴直径物料与螺旋叶片摩擦系数间的关系。该图是在螺旋直径保持不变时，的情况绘制的。由图可知，水平螺旋给料器的容积生产率是随螺旋轴直径及物料与叶片间的摩擦系数的增大而下降的。而图则绘出了水平螺旋给料器的容积生产率与的比值及物料与螺旋叶片间的摩擦系数的关系。由图可知，比值的适宜范围是，在此范围之外，生产率则明显下降此外，物料与螺旋叶片间摩擦系数的大小对产量也有较大的影响，特别是当比值较大时，随着的增大，产量下降得很厉害。例如，当时，若.，则若.，则，即此时物料只随无级变速螺旋给料器的设计摘要无级,变速,螺旋,料器,设计,毕业设计,全套,图纸摘要螺旋给料器是种常用的没有挠性牵引构件的连续输送机械，是现代化生产不可缺少的重要机械设备之。广泛应用于各行业，如建材化工电力冶金煤炭粮食等行业。适用于水平和倾斜输送粉状粒状和小块状物料。不适用于输送易变质的粘性大的易结块的物料。螺旋给料器由料槽螺旋体轴承及驱动装置组成。螺旋体由两端轴承和中间悬挂轴承支承，由驱动装置驱动。无级变速是指通过改变交流电频率来调节电机的转速，从而改变速度的快慢。而在调速的过程中，具有冲击小平缓的进行换速，是种理想的高效率搞性能的调速手段。能够满足工程生产中的要求，还能够减轻工人的劳动强度，提高生产率，实现物料输送过程的机械化和自动化。此次设计使用优化思想和方法，通过对给料器完整的设计计算使得输送量和效率得到较合理的匹配，输送性能和传输能力的主要参数分析和使用与改善在生产上的实用合理性。课题对螺旋给料器的设计研究的方法理论分析结合起来，对整机进行全面的性能参数的影响深入研究。根据选型要求，设计参数选择的原则和方法鉴定确定该机为型螺旋给料器。优化螺旋叶片，结合实际完成的工作目标经过计算后采用右旋弯曲母线螺旋面满面式叶片，确定最合理的填充系数即进料量螺距大小等。采用变频调速器或调速电机，使螺旋给料器应用中提高劳动生产率改善质量提高设备自动化程度等。关键词无极变速螺旋给料器变频器引言本次设计课题是无级变速螺旋给料器，刚接触时，脑海中找不到与之相对应的图片资料，所以，很茫然。为了能更好的了解这个课题，我查看了些相关书籍，也在网上找到了些相关的资料。但是都只是般介绍，没有很细的资料。另外，由于在学校中很少与在实际生产运用中的机器接触，即使通过书籍见过相关描述，也不能很好的了解和描绘那些图片，所以，在这样的情况下，只能摸索着前进。当然了，通过对书本和网上的资料进行整理，慢慢了解并开始着手设计。螺旋给料器的构造及其工作原理均与螺旋输送机相似，不同之处主要是螺旋给料器的输送距较短。所以了解螺旋给料器，可以通过了解螺旋输送机来分析。螺旋给料器是种常用的没有挠性牵引构件的连续输送机械，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之。广泛应用于各行业，如建材化工电力冶金煤矿炭粮食等行业，适用于水平或倾斜输送粉状粒状和小块状物料，如煤粉灰渣水泥粮食等，物料温度小于。螺旋给料器不适于输送易变质的粘性大的易结块的物料。旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋给料器输送，使物料不与螺旋给料器叶片起旋转。旋转力是物料自身重力和螺旋给料器机槽内壁对物料的摩擦阻力。螺旋给料器旋转轴上焊的螺旋叶片，叶片的面型根据输送物料的不同有满面式面型带式面型月牙式面型和锯齿式面型等型式。螺旋给料器的螺旋轴在物料运动方向的终端有止推轴承以随物料给螺旋的轴向反力，在机长较长时，应加中间吊挂轴承。螺旋给料器有水平式倾斜式和垂直式三种。根据不同的设计要求选择合适的类型。本次课题设计的要求是螺旋输送机直径为，螺旋输送机长度为，采用变频调速器或调速电机实现无极调速，电机功率为.。根据对资料的分析，确定输送的物料为煤粉，选择的是型螺旋输送机。在这个快速发展的今天，传统的设计方法已经很难满足设计要求，但是若运用优化设计方法，可以减小误差以致满足设计要求。所以，在传统的方法上，结合优化设计方法和现代常用的各种二维三维软件，便于设计，使设计简单化。我国在螺旋给料器这方面和外国的研究发展还存在定的差距，所以在设计的过程中要使设计方案不但满足工程上的需要，还要减轻工人的劳动强度，提高生产率，最好是能应用在多方面，而不是单化的机床设计。基于这样想法，开始了本次课题设计。.螺旋给料器的概述螺旋给料器是种常用的没有挠性牵引构件的连续输送机械。输送机械有很多类型，由于连续运输机在工作原理结构特点输送物料的方法和方向以及其他系列特性上各有不同，因此种类繁多。连续运输机械按照用途分为通用输送机械专用输送机械和辅助输送设备按照输送的对象可分为输送散粒物料输送成件物品和输送人员三类按照安装形式可分为固定式，移动式和移置式三类按照输送机的传动特点和结构形式的不同可分为有挠性牵引构件的和无挠性牵引构件的两类按照连续输送机械输送机理可分为机械式和流体式两类此外输送机械还可分为辊式链式轮式胶带式滑板式及悬挂式等多种。螺旋输送机在我国研制较早，是种重要而又具有代表性的旋转类型的连续运输机械。在各种不同类型的连续运输机械中，螺旋输送机是属于没有挠性牵引构件的连续输送机，利用工作构件即螺旋体的旋转运动,使物料向前运送。螺旋给料器适用于短距离输送物料，应用螺旋给料器可以将物料在定的输送线路上，从装载地点到卸载地点以恒定的或变化的速度进行输送，还可以形成连续的物流或脉动性的物流，即从最初的供料到最终的卸料之间可以形成种物料的输送流程。螺旋给料器可沿水平倾斜小于或等于或垂直方向上输送物料，主要分为水平螺旋给料器和垂直螺旋给料器。这两种机型也是最常用的。螺旋给料器根据结构分为单螺旋给料器和双螺旋给料器，前者使用较多。螺旋给料器的安装方式有固定式和移动式两种，大部分螺旋给料器采用固定式。其他型式的螺旋给料器有很多种类，例如有螺旋管给料器