LS螺旋输送机设计项目说明指导书.doc

LS型螺旋输送机设计说明书目录1 绪论11.1 螺旋输送机产品概述11.2 螺旋输送机应用范围11.3 螺旋输送机关键特点21.4 螺旋输送机工作原理21.5 螺旋输送机整机部署形式21. 6 螺旋输送机规格、技术参数62.电动机计算选型92.1 电动机选择92.2 传动装置运动和动力参数计算103.减速器设计计算133.1 齿轮设计133.3 减速器结构设计193.3 轴设计203.4 轴承选型253.5 键选型264.螺旋输送机机体设计304.1 机体关键部件介绍304.2 机体关键部件选择计算395.螺旋输送机机体安装条件、使用及维护455.1 螺旋输送机机体安装条件455.2 螺旋输送机机体使用及维护47结论49参考文件511 绪论1.1 螺旋输送机产品概述螺旋输送机俗称绞龙，LS型系列螺旋输送机是一个利用螺旋叶片旋转,推进散料延着料槽向前运动输送设备,适宜于输送粉状,颗粒状和小块物料。 LS型螺旋输送机等效采取ISO1050-75标准，设计制造符合ZBJ81005.12-88 LS螺旋输送机 专业标准。LS型螺旋输送机直径由100mm1250mm，共十二种规格,分为单驱动和双驱动两种形式，单驱动螺旋机最大长度可达40m(特大型30m)，双驱动螺旋机采取中间断开轴结构，最大长度可达80m(特大型60m)，螺旋机长度每 0.5m 一档，可依据需要选定，螺旋机头部轴承、尾部轴承置于壳体外部降低了灰尘对轴承室侵入提升了螺旋机关键件使用寿命。中间吊轴承采取滚动、滑动可交换两种结构，并设防尘密封装置，密封件用尼龙用塑料，所以其密封性好，耐磨性强，阻力小，寿命长。滑动轴承轴瓦有粉末冶金、尼龙和巴氏合金等多个材料供用户依据不一样场所选择。滑动轴瓦有需加润滑剂铸铜瓦，合金而磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦。吊轴承机外侧置式油杯,便于集中加油润滑。进出料口位置部署灵活,并增设电动型出料口，便于自动控制，还可依据用户要求，配置测速报警装置。LS型螺旋输送机和GX型相比，其头部、尾部轴承移至壳体外，出料端设有清扫装置，整机噪声低，适应性强，操作维修方便。图11 LS型螺旋输送机示意图1.2 螺旋输送机应用范围LS型螺旋机广泛使用在多种工业部门,如建材、冶金、化工、电力、煤炭、机械、轻工、粮食及食品行业,适适用于水平或小于20倾角,输送粉状、颗粒状、小块状物料,如水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、沙子、焦炭等。LS螺旋输送机对输送物料要求，粉状、粒状和小块状物料，如：水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子等，物料温度不得超出200，螺旋机不宜输送易变质、粘性大、易结块物料。因为这些物料在输送时会粘结在一螺旋上，并随之旋转而不向前移动，或在吊轴承处形成物料积塞而使螺旋机不能正常工作。LS螺旋机工作环境应在-2050之间，许可稍微倾斜使用，最大倾角不得超出20。1.3 螺旋输送机关键特点1. 承载能力大、安全可靠。2. 适应性强、安装维修方便、寿命长。3. 整机体积小、转速高、确保快速均匀输送。4. 密封性好、外壳采取无缝钢管制作，端部采使用方法兰相互连接成一体，刚性好。1.4 螺旋输送机工作原理物料从进料口加入，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力作用。该推力径向分力和叶片对物料摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但因为物料本身重力和料槽对物料摩擦力缘故，才不和螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。1.5 螺旋输送机整机部署形式一台螺旋输送机通常由驱动装置、头节、若干标准中间节、造配中间节、尾节、进料口、出料口等组成，除头节和选配中间节外，各节螺旋机及机壳均含有交换性。螺旋机本体由头节、中间节、尾节三种组成。通常情况下,出厂总装时将中间节按长度长短依次排列,最长中间节靠近头节，相同 长度中间节则挨在一起，假如有特殊要求，则在订货时给出排列次序。 在头节内装有支推轴承承受轴向力，在中间节和尾节内装有用轴承支承螺旋轴，另外，在尾节内还装有可轴向移动径向轴承以补 偿螺旋轴长度误差和适应温度改变。螺旋面形式有实体螺旋（S制法）和带式螺旋（D制法）两种。各螺旋轴之间采使用方法兰式联接， 确保了联接轴交换性，便于维修。 机盖为瓦片式并用盖扣夹紧在机壳上，若需改善密封性能，用户可自行在机盖和机壳间加防水粗帆布。 进、出料装置有进料口,方型出料口，手推式出料口，齿条式出料口四种。由用户在使用现场在机体上开口焊接。部署进、出料口 位置时应注意确保料口至端部距离，同时避免料口和吊轴承加油杯、机壳联接法兰、底座等相碰。 驱动装置有ZQ系列减速器+Y系列电动机，YTC齿轮减速电机两种。 驱动装置由Y型电动机、JZQ系列减速器及驱动装置架组成。头节前部装有止推轴承。可承受输送物料时产生轴向力。标准中间节均设置一只吊轴承，尾节后部装有滚动(滑动)轴承和底座,用以支撑螺旋和赔偿螺旋长度误差,螺旋机安装时应从头部开始,按次序进行。在总体部署时应注意进料口不应设置在吊轴承上方，出料口不应设在底座或机壳法兰连接处。假如因为开出料口影响底座安排而不能遵照本标按时，使用单位应绘出螺旋机总图。地脚螺栓安排尺寸见表11 表11 地脚螺栓安排尺寸 规格LS100LS160LS200LS250LS315LS400LS500LS630LS800LS1000LS1250A160180200250300320400500630710800驱动装置配置见表12表12 驱动装置配置规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS20010013Y90L-4-1.5ZQ25-i6-I16Y100L1-4-2.2ZQ25-i6-I23Y100L2-4-3ZQ35-i6-I30Y112M-4-4ZQ35-i6-I358010Y100L1-4-2.2ZQ35-i5-I27Y100L2-4-3ZQ35-i5-I35638Y90L-4-1.5ZQ25-i4-I25Y100L1-4-2.2ZQ35-i4-I35506.2Y90L-4-1.5ZQ35-i3-I27Y100L1-4-2.2ZQ35-i3-I35LS2509022Y100L1-4-2.2ZQ25-i6-I14Y100L2-4-3ZQ25-i6-I19Y112M-4-4ZQ35-i6-I25Y132S-4-5.5ZQ35-i6-I357118Y100L1-4-2.2ZQ35-i5-I14Y100L2-4-3ZQ35-i5-I21Y112M-4-4ZQ35-i5-I28Y132S-4-5.5ZQ40-i5-I355614Y90L-4-1.5ZQ25-i4-I14Y100L1-4-2.2ZQ35-i4-I21Y100L2-4-3ZQ35-i4-I29续表12规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS2505614Y112M-4-4ZQ35-i4-I354511Y90L-4-1.5ZQ35-i3-I17Y100L1-4-2.2ZQ35-i3-I25Y100L2-4-3ZQ35-i3-I35LS3158031Y100L1-4-2.2ZQ35-i5-I8Y112M-4-4ZQ35-i5-I15Y132S-4-5.5ZQ40-i5-I20Y132M-4-7.5ZQ40-i5-I27Y160M-4-11ZQ50-i5-I356324Y100L1-4-2.2ZQ35-i4-I9Y100L2-4-3ZQ35-i4-I13Y112M-4-4ZQ35-i4-I18Y132S-4-5.5ZQ40-i4-I25Y132M-4-7.5ZQ40-i4-I355019Y90L-4-1.5ZQ35-i3-I8Y100L1-4-2.2ZQ35-i3-I12Y100L2-4-3ZQ35-i3-I17Y112M-4-4ZQ40-i3-I23Y132S-4-5.5ZQ40-i3-I304015.4Y100L-6-1.5ZQ35-i4-I10Y112M-6-2.2ZQ35-i4-I15Y132S-6-3ZQ40-i4-I20Y132M1-6-4ZQ40-i4-I27Y132M2-6-5.5ZQ40-i4-I35LS4007162Y132M1-6-4ZQ35-i7-I8Y132M2-6-5.5ZQ35-i7-I12Y160M-6-7.5ZQ40-i7-I16Y160L-6-11ZQ40-i7-I24Y180L-6-15ZQ50-i7-I32Y200L1-6-18.5ZQ50-i7-I355649Y132S-6-3ZQ35-i6-I8Y132M1-6-4ZQ35-i6-I10 续表12规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS4005649Y132M2-6-5.5ZQ40-i6-I14Y160M-6-7.5ZQ40-i6-I19Y160L-6-11ZQ50-i6-I26Y180L-6-15ZQ50-i6-I354539Y132M1-6-4ZQ40-i4-I10Y132M2-6-5.5ZQ40-i4-I14Y160M-6-7.5ZQ50-i4-I19Y160L-6-11ZQ65-i4-I26Y180L-6-15ZQ65-i4-I353631Y112M-6-2.2ZQ40-i3-I9Y132S-6-3ZQ40-i3-I13Y132M1-6-4ZQ40-i3-I17Y132M2-6-5.5ZQ50-i3-I24Y160M-6-7.5ZQ65-i3-I32Y160L-6-11ZQ65-i3-I35LS5006398Y132M2-6-5.5ZQ40-i6-I8Y160M-6-7.5ZQ40-i6-I11Y160L-6-11ZQ50-i6-I16Y180L-6-15ZQ50-i6-I22Y180M-4-18.5ZQ65-i4-I27Y180L-4-22ZQ65-i4-I334062Y132M2-6-5.5ZQ40-i5-I8Y160M-6-7.5ZQ50-i5-I13Y160L-6-11ZQ65-i5-I20Y180L-6-15ZQ65-i5-I27Y200L1-6-18.5ZQ65-i5-I343250Y132S-6-3ZQ40-i3-I8Y132M1-6-4ZQ50-i3-I11Y132M2-6-5.5ZQ50-i3-I15Y160M-6-7.5ZQ65-i3-I21Y160L-6-11ZQ65-i3-I30Y180L-6-15ZQ65-i3-I35 续表12规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS63050140Y132M2-6-5.5ZQ40-i5-I4.5Y160M-6-7.5ZQ50-i3-I7Y160L-6-11ZQ65-i5-I11Y180L-6-15ZQ65-i5-I15Y200L1-6-18.5ZQ65-i5-I19Y200L2-6-22ZQ65-i5-I22Y225M-6-30ZQ75-i5-I29Y250M-6-37ZQ75-i5-I3540112Y160M-6-7.5ZQ50-i4-I9Y160L-6-11ZQ65-i4-I14Y180L-6-15ZQ65-i4-I19Y200L1-6-18.5ZQ65-i4-I24Y200L2-6-22ZQ65-i4-I29Y225M-6-30ZQ75-i4-I353290Y132M2-6-5.5ZQ50-i3-I9Y160M-6-7.5ZQ65-i3-I12Y160L-6-11ZQ65-i3-I18Y180L-6-15ZQ65-i3-I24Y200L1-6-18.5ZQ75-i3-I30Y200L2-6-22ZQ75-i3-I352577Y132M1-6-4ZQ50-i2-I8Y132M2-6-5.5ZQ65-i2-I11Y160M-6-7.5ZQ65-i2-I15Y160L-6-11ZQ65-i2-I22Y180L-6-1.5ZQ75-i2-I301.6 螺旋输送机规格、技术参数规格：LS100，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250长度从4m到70m，每隔8.5m一档,当长度超出35m时,采取双端驱动,选型时应符合标准公称长度,特殊需要可在选配节中另行提出。选型计算计算输送量：式中: Q输送量 t/h 物料填充系数,选择见表14 0倾斜系数,选择见表15 K螺距和直径百分比系数,由选定规格螺旋输送机计算求值 r物料容重 t/m3 见表16 n转速 r/min d螺旋直径mLS型螺旋输送机规格、技术参数表：表13 LS型螺旋输送机规格、技术参数规格型号10016020025031540050063080010001250螺旋直径10016020025031540050063080010001250螺 距100160200250315355400450500560630n1401121009080716350403225Q2.271322316298140200280380n11290807163565040322520Q1.761018244978112160220306n9071635650454032252016Q1.4581419396290126176245n7150504540363225201613Q1.13.16.21115.4315077102140198注：1、n转速r/min（偏差许可在10%范围内）2、输出量Qm3/h表14 物料填充系数物料特征易流动,磨损极少少许磨损且为颗粒至小块状磨损性、侵蚀性大0.450.330.15表15 倾斜系数0倾斜角0510152001.00.900.800.700.65若干散料容重r及运行阻力系数入（总阻力系数）表16 物料容重r物 料r（t/m3）灰 和 渣0.71.03褐 煤1.11.32.2赤 铁 矿1.42.2重矿石(Cw-p6)2.02.52.2轻 矿 石1.252.02.2燕麦、大麦0.51.9石 墨0.40.61.9生 石 灰0.92.2干 石 灰0.51.9土 豆0.71.9砾 石1.51.83焦 炭0.53原 煤0.82.2分 先 煤0.91.9粘土:潮湿泥土1.81.9面 粉0.51.9灰 泥 岩1.61.92.2砂 桨1.82.13玉米、黑麦、稻谷0.50.71.9砂1.41.73小 麦0.81.9水 泥1.01.31.92. 电动机计算选型2.1 电动机选择（1）选择电动机类型和结构型式电动机分交流电动机和直流电动机两种。因为直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，所以无特殊要求时不宜采取。生产单位通常见三相交流电源，所以，如无特殊要求全部应选择交流电动机。交流电动机有异步电动机和同时电动机两类。异步电动机有笼型和绕线型两种，其中以一般笼型异步电动机应用最多。中国新设计Y系列三相笼型异步电动机属于通常见途全封闭自扇冷电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等，因为开启性能很好，也适适用于一些要求开启转矩较高机械，如压缩机等。在常常起动、制动和反转场所（如起重机等），要求电动机转动惯量小和过载能力大，应选择起重及冶金用三相异步电动机YZ型（笼型）或YZR（绕线型）。电动机除按功率、转速排成系列之外，为适应不一样输出轴要求和安装需要，电动机机体又有多个安装结构形式。依据不一样防护要求，电动机结构还有开启式、防护式、封闭式和防爆式等区分。电动机额定电压通常为380V。电动机类型要依据电源种类（交流或直流），工作条件（温度、环境、空间位置尺寸等），载荷特点（改变性质、大小和过载情况），起动性能和起动、制动、反转频繁程度，转速高低和调速性能要求等条件来确定。（2）选择电动机容量电动机容量（功率）选适宜是否，对电动机工作和经济性全部有影响。容量小于工作要求，就不能确保工作机正常工作，或使电动机长久过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能充足利用，因为常常不满载运行，效率和功率应数全部较低，增加电能消耗，造成很大浪费。电动机容量关键依据电动机运行时发烧条件来决定。电动机发烧和其运行状态相关。运行状态有三类，即长久连续运行、短时运行和反复短时运行。变载下长久运行电动机、短时运行电动机（工作时间短，停歇时间长）和反复短时运行电动机（工作时间和停歇时间全部不长）容量要按等效功率法计算并校验过载能力和起动转矩，其计算方法可参看相关电力拖动书籍。因为水泥螺旋输送机工作环境是常温,有灰尘,用是三相交流电,电压为380V。依据以上两点和机械设计手册，选择Y132M-4型号电动机。Y132M-4电动机关键性能以下表格所表示：表21 Y132M-4电动机关键性能 型 号 额定 功 率 kw 满载时 起动电流 - 额定电流 起动转矩- 额定转矩 最大转矩- 额定转矩转 速 r/min 电流（380V） A效率 %功率 应 数Y132M-4 7.5114015.4870.85 7.0 2.2 2.22.2 传动装置运动和动力参数计算因为设计减速器时要求传动比为4.67，所以选择一级直齿圆柱齿轮传动减速器就可满足条件。该类减速器特点是承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、寿命长。制造安装精度要求高、噪声较大、成本较高。连接次序 1.发动机2平键3.减速器4.花键5.螺旋轴输送机 轴承、齿轮、等效率查机械设计手册得：滚动轴承（每对） 0.980.995滑动齿轮（每对） 0.970.99弹性联轴器 0.990.995齿轮联轴器 0.99万向联轴器 0.970.98含有中间可动元件联轴器 0.970.99一对齿轮（开式） 0.940.96一对齿轮（闭式） 0.960.99计算传动装置各轴运动和动力参数：（1） 各轴转速1 轴 n1=nm=1440r/min 2 轴 n2=n1/i =1440/4.67 =308.35r/min主轴 n3=n2=308.35r/min（2） 各轴输入功率1 轴 额联 =7.50.99 =7.43KW2 轴 =轴承1轴承2齿轮 =7.430.980.990.96 =6.91KW主轴 =联 =6.910.99 =6.84KW （3） 各轴输出功率 1 轴 =轴承 =7.430.98 =7.28KW 2 轴 轴承 =6.910.98 =6.77KW 主轴 轴承 =6.840.98 =6.71KW（4） 各轴输入转矩电动机输出转矩 =9550Pd/nm =95507.5/1440 =49.74Nm1 轴 联 =49.740.99 =49.24Nm2 轴 i轴承1轴承2齿轮 =49.244.670.980.990.96 =214.07Nm主轴 联 =214.070.99 =211.93Nm（5） 各轴输出转矩 1 轴 =轴承 =49.240.98 =48.26Nm 2 轴 =轴承 =214.070.98 =209.79Nm 主轴 轴承=209.790.98=207.69Nm运动和动力参数计算结果整理于下表：表22 运动和动力参数计算 轴 名功 率P (KW)转 矩 T（Nm）转速 n(r/min)传动比效 率输 入输 出输 入输 出电动机轴7.549.74144010.991 轴7.437.2849.2448.2614404.670.932 轴6.916.77214.07209.79308.3510.99主 轴6.846.71211.93207.69308.35 3.减速器设计计算3.1 齿轮设计齿轮材料应含有下列条件：1）齿面含有足够硬度，以取得较高抗点蚀、抗磨粒磨损、抗胶合和抗塑性流动能力；2）在变载荷和冲击载荷下有足够弯曲疲惫强度；3）含有良好加工和热处理工艺性；4）价格较低。所以，采取合金钢、硬齿面齿轮是目前发展趋势。采取硬齿面齿轮时，除应注意材料力学性能外，还应合适降低齿数、增大模式，以确保轮齿含有足够弯曲强度。设计该螺旋输送机预期使用寿命，每十二个月300个工作日，在使用期限内，工作时间占20%。依据以上几点，我选择齿轮材料为20CrMnTi，渗碳淬火处理，硬度56HRC62HR平均取为60HRC。齿数比u=i=4.67计算步骤以下：（见文件1P233） 计算项目齿面接触疲惫强度计算1. 初步计算转矩T1 齿宽系数d 解除疲惫极限Hlim 初步计算许用接触应力H Ad值 计算内容T1=49.24Nm由图1213,取d=0.5由图1217cH10.9Hlim1 =0.91650H20.9Hlim2=0.91400由表1216,取Ad=85 计算结果T1=49240Nmmd=0.5Hlim1=1650MpaHlim2=1400Mpa式(12.15)H1=1485MpaH2=1260MpaAd=85初步计算小齿轮直径d1初步齿宽b2. 校核计算圆周速度精度等级齿数z和模数m使用系数KA动载系数KV齿间载荷分配系数d1Ad =85 =35.90b=d d1=0.540=20=d1n1/(601000) =401440/（601000） =3.01由表126初取齿数z1=10,z2= iz1=4.6710=46.7m= d1/z1=40/10=4由表123，取m=4则z1= d1/m=40/4=10z2= iz1=4.6710=46.747由表129由表1210，先求取d1=40mmb=20mm=3.01m/s选8级精度m=4z1=10z2=47KA=1.75KV=1.18齿向载荷分布系数载荷系数K弹性系数ZE节点区域系数=2462NN/mm 100 N/mm=1.88-3.2()cos =1.88-3.2()cos0 =1.49= =0.91由此得由表12-11 =1.751.181.211.23 =3.07由表1212由图1216式（12.6）=1.49式（12.10）=0.91=1.21=1.23K=3.07ZE=189.8ZH=2.5接触最小安全系数SHmin总工作时间th应力循环系数NL接触寿命系数ZN许用接触应力H验算3.确定传动关键尺寸由表1214th=1030080.2由表1215，估量107NL109,则指数m=8.78原估量应力循环次数正确NL2=NL1/I=8.34107/4.67由图1218H1= （式12.11）H=ZEZHZ =189.82.50.91计算结果表明，接触强度较为适宜，齿轮尺寸无需调整SHmin=1.05th=4800hNL1=8.34107NL2=1.79107ZN1=0.98ZN2=1.13H1=1540MPaH2=1506.67MPa式（12.8）H=1462.4MPa H2实际分度圆直径d中心距a齿宽b齿根弯曲疲惫强度验算重合系数Y齿间载荷分配系数KFa齿向载荷分布系数KF载荷系数K齿形系数YFa应力修正系数YSa弯曲疲惫极限Flim因为模数取标准值时，齿数已重新确定，但未圆整，故分度圆直径不会改变，即d1=mz1=410=40mmd2=mz2=447=188mma= b=dd1=0.540=20mmY=0.25+ 由表12.10 KFa=由图1214K=KAKVKFaKF=1.751.181.331.18由图1221由图1222由图1223cd1=40mmd2=188mma=114mm取b1=30mm b2=20mm式（12.18）Y=0.75KFa=1.33KF=1.18K=3.24YFa1=2.96YFa2=2.35YSa1=1.52YSa2=1.7Flim1=750MPaFlim2=600MPa弯曲最小安全系数SFmin应力循环次数NL弯曲寿命系数YN尺寸系数YX许用弯曲应力F验算由图1214由表1215，估量3106NL1010则指数m=49.91原估量应力循环次数正确NL2=NL1I=8.291074.67由图1224由图1225F1= F2= F2=F1 传动无严重过载。故不做静强度校核SFmin=1.25NL1=8.29107NL2=1.78107YN1=0.95YN2=0.98YX=1.0F1=570MPaF2=470.4MPaF1=336.46MPa F1F2=298.76MPa F2表31 齿轮传动参数表 (单位)名称符号小齿轮大齿轮中心距a114传动比i4.67模数m4啮合角20齿数z1047分度圆直径d40188齿顶圆直径da48192齿根圆