螺旋输送机毕业设计
HZ-50混凝土搅拌站粉料计量系统
及螺旋输送机设计
中文摘要
一种螺旋输送机，在每段螺旋管之间连接一球面流动吊轴承，在吊轴承的轴承座与轴承盖中装有球面轴承，球轴承内套孔为圆孔，连接轴穿过内套孔与螺旋管连接，螺旋管连接轴一端为插轴连接，另一端为法兰连接，输送机两端轴承部位装有密封挡板，出料口装有反叶片，吊轴承加装两道密封。本机具有调心性和密封性好，摩擦阻力小，输送效率高等优点。
计量斗，它包括计量装置、斗身，它还设有秤架，计量装置设于秤架上。采用三个传感器完全能满足称量精度要求，使得其配套附件、传感器供电及终端显示器等均相应简化，安装调试工作简便，大大提高了系统的综合性能。
本设计所提供的袋式除尘器，包括圆柱形主壳体，布袋，经轨道运行逐一对每条布袋进行反吹，清灰完全彻底，清灰程度达到目前清灰效果最好的结构复杂、成本高昂的脉冲袋式除尘器，可做成结构简单，性能优越，价格低廉的新式大型布袋除尘器。
关键词：计量斗螺旋输送机除尘器
ABSTRACT
One spherical surface connection mobile hangs the bearing to one kind of spiral conveyer between per section of spiral pipe , and the bearing hangs the bearing having the spherical surface bearing with the bearing cover traditional Chinese clothing , overlaps the Kong Weiyuan hole inside the ball bearing , and overlaps Kong Yu's spiral pipe connection inside the connection spool is passed , spiral pipe connection spool of one respect for inserts axle links , another is held to the flange links , and the bearing positions at conveyer both ends load the close fender , gos out material mouth loads the anti- leaf blade , hangs the bearing adds to load two seals up .
These machines and tools have that the accent disposition is good with close nature , and frictional resistance is small , the advanced merits of transport efficiency The measure is fought , and it includes the measure device and fighting the body , it still has the balance frame , and the measure device is set up on Yu Chengjia , and a fill body cover is set up is measuring on the device .
Use three sensors can satisfy the weighment precision requirement completely , and makes that homogeneous phases such as his forming a complete system appendix , sensor power supply and terminal display etc should be simplified , and installs debugging work portably , and raised the comprehensiveness ability of system greatly The bag type dust remover that this design provides , including cylinder shape owner's shell aspect , cloth bag , instead to per cloth bag one by one through the track operating blowing , it is thoroughly complete to settle greyly , settles the grey level achieves to settle at present the pulse that the best structure of ash effect is complicated and the cost is dear bag the type dust remover , can accomplish the structure simple , the capability is superior , the cheap large-scale cloth of new type of price bag the dust remover
KEY WORDS：Being measured fights, The spiral conveyer, Dust remover
目录
第一章绪论1
第二章螺旋输送机工作原理分析…………………………………………………错误！未定义书签。
2.1 功率分析计算…………………………………………………………错误！未定义书签。
2.2 电机的选择计算………………………………………………………错误！未定义书签。
2.3 吊轴承的选取 (14)
2.4叶片加工 (15)
2.5强度校核 (19)
第三章粉料计量 (27)
3.1 斗体 (27)
3.2计量装置 (27)
3.3蝶阀 (28)
第四章袋式除尘器 (31)
4.1 概述 (31)
4.2工作原理 (31)
4.3 结构构造 (33)
4.4 滤袋材料 (33)
4.5 性能 (33)
4.6 选型计算 (34)
第五章结论与展望 (36)
5.1结论 (36)
5.2展望 (37)
参考文献 (38)
致谢 (39)
济南大学毕业设计（论文）第一章绪论
第一章绪论
由于国家基本建设的拉动，水泥混凝土搅拌站（楼）（以下简称搅拌站（楼））发展异常迅速，国内生产制造搅拌站的企业发展如雨后春笋，国外同行也瞄准中国这一庞大的市场，以合资、独资等方式先后进入。面对搅拌站市场竞争日益加剧，我们有必要了解国内外搅拌站（楼）的现状，以确定我们的对策。
1 国内外搅拌站的发展历史与现状
国外从1888年法国申请登记第一个用于修建战前高速公路的搅拌机专利开始，迄今已有百年历史。目前国际上著名的品牌有意大利SICOMA，德国BHS、STETTER、REICH，日本日工IHI、KYC，美国TOHNSON公司等。他们的搅拌主机规格主要在0.5~9m3 范围；固定式水泥搅拌站规格主要在30~380 m3 /h范围。总体上整机质量好，可靠性高。
他们在对粗细骨料粒度分布进行调整的粒度补偿、对骨料表面含水率的补偿、容量变更控制、骨料精称量控制、废水回收控制等方面采取有效手段的同时，不断地开发新的主机结构形式、改进搅拌工艺以降低能耗和提高搅拌质量，并不断地向多功能、大型化发展。
国内开发生产水泥搅拌设备起步于20世纪50~60年代，国内搅拌主机经历了JG型鼓式搅拌机→JZ型双锥自落式搅拌机→JD、JS型单、双卧轴强制式搅拌机和行星强制式搅拌机等几个发展阶段，搅拌站经历了简易搅拌主机站→简易站→水泥搅拌站→水泥搅拌楼等几个发展阶段。搅拌站可分为移动式和固定式。到目前为止，国内搅拌站技术水平低、生产率小。一般移动式搅拌站最大生产率小于75m3/h。搅拌站在降低能耗、提高搅拌质量、多功能化和大型化方面与国外相比明显滞
第二章螺旋输送机工作原理分析
螺旋输送机功率计算通常采用下列公式：
（1）N轴= （L 0+H）
（2）N电=K′
式中N轴——螺旋输送机所需轴功率，KW
Q——额定输送量，t/h
0——总阻力系数，用于输送粮食类物料取1.2～1.3
H——输送长度在垂直面的投影高度，m
L——输送长度在水平面的投影长度，m
N电——螺旋输送机所需电动机功率，KW
K′——电动机功率储备系书
——传动机构的效率
然而，按上述通用公式计算出的轴功率往往小于实际需要值，尤其是用于轻小型螺旋输送机时更突出。设计制造厂或现场使用人员不得不凭经验对产品进行改造。本文结合工作实际，对螺旋输送机功率的设计计算作如下分析。
2.1功率分析计算
螺旋输送机工作时的功率消耗由以下几个部分组成：
（1）物料与料槽间摩擦消耗的功率。
（2）物料与螺旋叶片间摩擦消耗的功率。
（3）轴承处摩擦消耗的功率。
（4）向上倾斜输送时，提升物料消耗的功率。
（5）物料颗粒间相对运动消耗的功率。
下面对各项功率进行分析与计算。
（1）物料与料槽间摩擦消耗的功率。
N 1=F
1
L
1
u
1
=Pf
1
L
u （3）
（3）式中N
1
——物料于料槽间摩擦消耗的功率，W
F
1
——单位长度上物料与料槽间的摩擦力，N/m
L
——螺旋输送机输送长度，m
u——物料沿轴向运行速度，m/δ
y=Sn/60
S——螺距，m
n——螺旋体转速，r/min
P——单位长度物料对料槽的压力，N/m
f
1
——物料与料槽间摩擦系数
单位长度上物料对料槽产生的压力P应为物料对料槽底部的线压力与侧壁线
压力P
侧
的总和，即：
P=P
底+2P
侧
=P
底
（1+2
底
侧
P
P
）（4）
P值与料槽形状有关，不同料槽形状具有不同压力，同时还与输送机装满系数有关。目前螺旋输送机料槽下部多为图1所示的半圆形。物料对料槽底部的线压力P
底
为单位长度上物料重力。即：
P底=Ayg=(1/8)ygD2(θ-sinθ) （5）
式中A——物料在料槽内所占的横截面面积m2。可将此面积视为弓形，则
A=(1/8)ygD2(θ-sinθ)
y——物料容积密度，kg/m2
g——重力加速度，m/δ 2
D——螺旋叶片直径，m
θ——物料面所对应的圆心角
散粒物料对侧壁的压力与物料高度h 和该物料的侧压系数K 侧有关。物料对料槽侧壁的线压力P 侧的计算公式：
P 侧=（1/2）ygh 2K 侧
=（1/8）ygD 2K 侧[1-cos （θ/2）] 2（6）
（6）式中h ——物料层高度，m
h=（D/2）[1-cos （θ/2）]
K 侧——侧压系数
K 侧=30.0)23345()24(22=-=-
tg tg ψπ ψ——物料内摩擦角
将P 底与P 侧代入式（4）得
θ=148.6。 φ=0.33
m
N q K g A P P /77.120]sin )2cos 1(21[P P 212
==--+=+=εθ
θθ
γ料侧底侧底）
（ （7） 式中——料q 与底p 相适应的由物料重量产生的线载荷，N/m
ε——物料对料槽的摩擦力影响系数，它与料槽的形状、物料装满程度以及内摩擦系数有关，当槽底为半圆形时， 侧K θθθεsin )2cos 1(212
--+==30.06
.148sin 1806.148)26.148cos 1(212?--+。π
=1.15
物料面所对应得圆心角θ与装满系数φ均表示物料在料槽内的装满程度。设物料在料槽内的横截面积达到螺旋也批叶片直径所形成的圆面积时装满系数φ为1，即
π
θθπ
?2sin 42==D A
（8） 将式（7）达到代入式（3）
e v
f L q N 101料==120.77*20*0.46*0.41*1.15=523.88W （9）
物料与叶片间摩擦所消耗的功率
物料与叶片间摩擦所消耗的功率物料与叶片摩擦所消耗的功率N2为
W q V L F N 55.45546.041.02077.120sin )sin(v f L q sin v
)f sin(L 202
02
022=???=+=+==α
βαα
βα料料 （10） 式中 F2——单位长度物料与叶片间的摩擦力（见图2），N/m
V γ——物料沿叶片的相对运动速度，m/s
F2_——物料与叶片间的摩擦系数
β——输送机倾角，当倾角β→0可取cos β=1
α——物料距轴中心线平均半径处的螺旋线升角，tg α=s/(2πRm)
S ——螺距，m
Rm ——物料距轴心的平均半径，m 通常按Rm=（3/8）D 计算
2.1.2空载时轴承处摩擦消耗的功率
空载时，轴承处摩擦消耗的功率N2为
'23e V Gf N =
式中 G ——螺旋输送机转动部分重力，N
f2——轴承摩擦系数
'e V ——轴承处切向速度，m/s
将轴承处的切向速度'e V 用物料距轴中心的平均半径处得切向速度e V 表示，则有 m e e
R d V V 2'
'= 式中，'d ——径向轴承平均直径，m
e V 与物料轴向运动速度V 的关系式为
W s d v Gf N v
s R v ctg V m e 82.123)/()/2('23===?=ππα （11）
2.1.3向上倾斜输送时提升物料所消耗功率
向上倾斜输送时，提升物料所消耗功率
Hv 4料q N = （12）
式中 H ——向上倾斜输送时输送长度在垂直面上的投影，m
载荷作用在轴承处产生摩擦所消耗的功率
螺旋输送机承载后，载荷作用在轴承处产生摩擦所消耗的功率1N 3N 和4N 成
正比，目前日本常用的计算式为
W N N N f N 92.146)055.45588.523(5.1)(42125=++?=++= （13）
2.1.5物料颗粒间相对运动所消耗的功率
物料在螺旋输送机料槽内运动，就其整体而言，类似于被夹持着的螺母在选转的螺杆上作平移运动，但散粒物料毕竟不是刚体，物料颗粒间存在着相对运动，即存在摩擦、搅拌与翻滚，必然消耗一部分功率。此功率主要表现在两个方面：一是由于物料颗粒处在内外不同螺旋线上，各单一颗粒运动情况不同，且颗粒间还互相影响制约，通常以功率3N 乘以修正系数K 考虑这部分功率消耗。对于质轻无磨损的小颗粒物料K=1.1~1.2，对于较重的少磨损性物料取K=1.2~1.6，对于重的磨损性物料取K=1.8~2.0，二是物料在水平螺旋输送机中的运动可视为不连续的螺旋线运动，这是由于输送过程中物料在料槽内沿轴转动方向转过如图3所示的角度时，处于物料表面的颗粒往往就会倒塌或沿物料表面下滑，这种现象重复发生，特别是装满系数φ〉=0.5时，倒塌的物料会越过轴落到下一个螺距，使功率消耗增大，计算时采用功率5N 乘以修正系数0K ，取?21K 0+=。 输送机所需轴功率
综上所述，输送机所需功率N 轴为：
KW N 14.2]N N N N N KK [1000
1524210=++++=）（轴 （14） 电动机功率人仍按式（2）计算
这样的话，经过计算，选取的螺旋输送机的轴功率为2.14KW
2.2 电机的选择计算
2.2.1问题的起源
螺旋输送机是搅拌站配料系统中常用的机械设备，其工作能否正常，直接影响正个系统的工作状况。在螺旋输送机的设计过程中，除了螺旋直径、螺旋轴转速、送料速率等参数需要根据使用要求设计、计算外，其驱动电机的选择也是尤为重要的一环。如果电机功率选择不当，轻则使螺旋输送机不能正常工作；重则会烧毁电机，造成事故。
以往螺旋输送机驱动电机的功率计算，是在假设螺旋输送机空载起动、填充系数小于0.45的理想工况下进行的。其常用计算公式为：
η
k H L K W P ?±=)(3670 式中：
P ：所选驱动电机功率，单位：千瓦；
W ：螺旋输送机的送料量，单位：吨/小时；
0K ：所送物料的阻力系数，由表查得；
L ：螺旋输送机的工作长度，单位：米；
H ：螺旋输送机倾斜布置时，工作长度在垂直平面上的投影高度，单位：米；
K ：电机安全系数；
η：传动装置效率。
但是， 在许多实际应用场合，螺旋输送机的工作条件很难符合上述要求。并，不同螺旋输送机的螺旋直径、螺距各不相同；不同物料的摩擦系数也不尽相同；进料口处物料堆积压力对螺旋输送机的启动、运行影响也很大。而在上式中，对这些情况均未给予充分考虑。因此，在设计计算时，常常会把螺旋输送机驱动
电机的功率选择得太小，从而导致的使用时发生电机增转现象。起动时，这一现象尤为严重。
为此，有必要在计算螺旋输送机电机功率时，充分考虑各种因素的影响，以便使电机的选择，尽量接近实际需要，满足使用要求。
2.2.2螺旋输送机驱动电机的功率计算
对于不少螺旋输送机而言，空载起动、填充系数小于0.45的工作条件是很难满足的。等螺距、不变径螺旋输送机更是如此。因而，我们在进行螺旋输送机驱动电机功率的计算推导时，就以等螺距、不变径、满载起动、填充系数为1的螺旋输送机作为对象。
我们先对等螺距、不变径螺旋输送机起动时的受力情况进行分析。然后，再分别对这些力进行分析、计算，并推导出最终的计算公式。
1、螺旋输送机起动时的受力分析
我们知道，螺旋输送机起动和工作时受物料作用的主要部位是：螺旋面、送料槽壁和转轴表面。因而，螺旋输送机的受力面也主要是这三者。
我们先来看看送料槽和螺旋面的受力情况。当螺旋输送机转动时，物料在螺旋面做用下沿送料槽想出料口方向运动。此时，物料与送料槽壁的接触面上，因物料重力的作用面产品摩擦阻力，我们设它的合力为F1且均匀作用在各螺旋面上。如图1所示，取螺旋面上的受力单位面为ds, F1作用在受力单元面ds上的单元为dF1，那么dF1就会在ds上产生摩擦阻力d F1*cos*f（θ为ds处的螺旋升角；f为物料对钢的摩擦系数，下同。）而d F1*cos*f在横截面上的投影于作用半径R 的乘积和其在水平面上的投影，就分别是作用在ds上的转动阻力矩dM1和轴向力dF11，如图2。于此同时，物料重力螺旋面受力单元面ds左、右两个面上的作用力dN又会产生摩擦阻力2dN*f，2dN*f又可分解为dM2和轴向力dF2（此处我们把螺旋叶片的厚度忽略不计，因而可认为左、右两个面上的dN大小相等、方向相反、相互抵消）如图3所示。若螺旋输送机倾斜使用，当起工作时，因送
也会作用在螺旋面上。
料槽内势能的改变而产生的重力惯性阻力F3
（
再来看看转轴表面受力情况。我们知道，前面提到的力F1和F2的作用方向与转轴轴线平行的，因此，这两个力对转轴的转动不产生影响。转轴转动时，仅
受物料重力对转轴表面在的作用力N产生的摩擦阻力矩M3的作用，如图4所示（图中N为垂直转轴表面的重力作用力的合力；r1为转轴半径）。
还应当注意的是，进料口处螺旋面上除了受上述力和力矩在作用外，还要受到进料口处物料剪切抗力的作用。
经过以上受力分析，我们知道，一般情况，螺旋输送机满载起动时，主要受以下几个由物料引起的阻力和阻力矩的作用：
（1）螺旋输送机推动物料前进时，送料槽各面产生的摩擦阻力F1。
（2）摩擦阻力F1在螺旋面上造成的物料对螺旋面的摩擦引起的摩擦阻力矩M1和轴向力F11。
（3）物料重力对螺旋面的作用产生的摩擦引起的摩擦阻力矩M2和轴向力F2。
（4）物料重力对转轴表面的作用产生的摩擦阻力矩M3。
（5）螺旋输送机倾斜使用时，送料槽内物料重力惯性阻力F3。
（6）进料口物料堆积压力产生的与前述类似的各种阻力和阻力矩及物料的剪切抗力。
2、上述各力和力矩的分析计算
由于物料在螺旋机作用下的实际运动和功耗情况相当复杂，而实际上螺旋输送机的电动机功率主要消耗在物料的轴向输送上，物料内部的摩擦和物料的其它附加运动的功耗是次要的，考虑电机安全系数时可以考虑进去。因此，为了便于分析、计算，我们先对螺旋输送机所送物料的运动情况作一些假设：
（1）假设物料在运动过程中是作整体运动，物料间没有相对运动。