螺旋给料器的设计Word文档下载推荐.docx
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给料器主体由筒体、大小变距螺杆、大小齿轮、大小链轮、及盖板组成。
5.2螺旋给料器工作原理
螺旋给料器利用螺旋叶片的螺旋轴的旋转,使物料产生沿螺旋面的相对运动,物料受到料槽或输送管壁的摩擦力作用不与螺旋一起旋转,从而使物料轴向推进,实现物料的输送。
该双螺旋给料器主要用于对称量精度要求较高的小料的给料。
大、小螺旋分别由两台电机驱动,大螺旋的作用是加快给料速度,小螺旋的主要作用是保证下料精度。
双螺旋给料器的给料能力取决于大螺旋设计参数。
初给料时大小螺旋同时送料,称量过程中,当称重物料值达到设定称量值的98%时,大螺旋停止送料,小螺旋单独将剩余物料送完。
本次设计的双螺旋给料器应用于密炼机上辅机系统中的小料称量加料系统。
在称量过程中,称量精度主要取决于双螺旋给料器,称量料仓的出口与螺旋给料器的供料口直接相连。
5.3螺旋给料器结构改进设计
(a)螺距恒定的情况(b)螺距沿卸料方向逐渐增大的情况
图5-1螺旋距对料仓流型的影响
Fig.5-1Impactofspiraldistancetotheflowofsilo
在本设计中,螺旋给料器结构上有以下改进:
1)采用变螺距的螺杆进行物料输送,螺距逐渐变大,物料就不容易被压实、结块。
由图5-1中所示,在螺距恒定时[29],料仓的下料区域只位于螺旋轴后方,而有一部分区域为粉料流动死区。
这样会导致粉料在料斗处流动能力变差,部分粉料也会长时间积聚于此。
为了改变粉体粉料的流动性,将螺杆的螺距沿沿卸料方向逐渐增大,这样可将料仓漏斗流改为整体流,同时还可以有效防止气化后的粉料从料仓中向外涌料。
2)采用一个大螺杆和一个小螺杆组合形式,螺杆采用空心钢管,螺杆外部焊接螺旋钢片构成的螺旋。
在开始时大小螺杆同时工作,在结束阶段只有小螺杆工作,在一定程度上提高了加料的精度。
3)由于粘性粉料容易成拱,为防止结拱的出现,增加了破拱装置与螺旋给料器配合。
在螺旋给料器的进料端增加破拱轴,轴上安装有破拱拐,利用破拱轴带动破拱拐转动,实现粉料的破拱。
结构如图5-2和图5-3所示。
图5-2破拱装置二维示意图
Fig.5-22dschematicdiagramofarchbreakerdevice
图5-3破拱装置三维示意图
Fig.5-33dschematicdiagramofarchbreakerdevice
5.4螺旋给料器主要设计参数分析与确定
对于螺旋给料器,其给料能力可按下式计算[30]:
(5-1)
式中:
—螺旋给料器的给料能力,;
—螺旋直径,m;
—螺距,m;
—螺旋转速,;
—粉料堆积密度,;
—物料填充系数。
由上式可以看出,当物料给料量Q确定后,可以调整外径D,螺距S,螺旋转速n和填充系数四个参数来满足Q的要求。
双螺旋给料器的给料能力为左右螺旋给料能力之和。
5.4.1螺旋直径的设计计算
螺旋叶片直径是螺旋给料器的重要参数,直接关系到给料器的生产量和结构尺寸。
一般根据螺旋给料器生产能力、输送物料类型、结构和布置形式确定螺旋叶片直径,由5-2式可得出螺旋叶片的直径计算公式:
(5-2)
—物料综合特性系数;
—物料填充系数,粉料=0.4~0.5;
—倾角系数。
1)大螺旋直径的设计计算
初定大螺旋给料量,物料综合特性系数,物料填充系数,粉料堆积密度,螺旋给料器水平布置时倾角,倾角系数。
将以上数据带入公式5-2中得:
圆整后取,大螺旋直径如图5-4所示。
图5-4大螺旋结构图
Fig.5-4Structureofbighelix
2)小螺旋直径的设计计算
初定小螺旋给料量,,,,将以上数据带入公式5-2中得:
圆整后取,小螺旋直径如图5-5所示。
图5-5小螺旋结构图
Fig.5-5Structureofsmallhelix
5.4.2螺距的设计计算
螺距不仅决定着螺旋的升角,还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面,所以螺距的大小直接影响着物料输送过程。
输送量Q和直径D一定时,螺距改变,物料运动的滑移面随着改变,这将导致物料运动速度分布的变化。
螺距应满足下列两个条件:
即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两个条件,来确定最合理的螺距尺寸。
通常可按下式计算螺距:
(5-3)
对于标准的输送机,通常螺距为;
当倾斜布置或输送物料流动性较差时;
当水平布置时,。
在实际应用中,需要根据不同物料和不同螺距通过大量的实验数据才能得出较为理想的结果。
此处由于输送物料流动性较差取,所以大螺旋进料端螺距取,出料端螺距取。
如图5-6所示。
图5-6大螺旋螺距
Fig.5-6thepitchofbigspiral
小螺旋进料端螺距取,出料端螺距取。
如图5-7所示。
图5-7小螺旋螺距
Fig.5-7thepitchofsmallspiral
5.4.3螺旋轴径的设计计算
螺旋轴径的大小与螺距有关,因为两者共同决定了螺旋叶片的升角,也就决定了物料的滑移方向及速度分布,所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量的适当分布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系[31]。
螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的综合,在能够满足输送要求的前提下,应尽可能使结构紧凑。
由于螺旋输送机的填充系数较低,只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度,且轴向速度大于圆周速度即可。
此次设计的大、小螺杆由前轴头,后轴头,中间轴和螺旋叶片组成。
大、小螺杆结构如图5-10—图5-13所示。
由于这个设备输送的物料为小料,而且输送的量不是很大,所以对轴的强度要求不是很高,为了节省材料以及尽量减轻设备的总重量,中间轴采用空心轴,同时也提高了轴的抗弯刚度,本设计采用的是无缝钢管。
由于螺旋给料器应用在橡胶工业中,为了防止腐蚀,螺旋轴的材料必须选用不锈钢。
对于中间轴径的计算,推荐的轴径计算公式为:
(5-4)
此处大螺杆中间轴径取,进料端。
如图5-8所示。
图5-8大螺杆轴径示意图
Fig.5-8theschematicdiagramofbighelixbladediameter
小螺杆中间轴径取,进料端。
如图5-9所示。
图5-9小螺杆轴径示意图
Fig.5-9theschematicdiagramofsmallhelixbladediameter
图5-10大螺杆二维示意图
Fig.5-102dschematicdiagramofbighelix
图5-11大螺杆三维示意图
Fig.5-113dschematicdiagramofbighelix
图5-12小螺杆二维示意图
Fig.5-122dschematicdiagramofsmallhelix
图5-13小螺杆三维示意图
Fig.5-133dschematicdiagramofsmallhelix
5.4.4螺旋轴转速的确定
表5-1常用物料的参数
Tab.5-1Materialparameter
物料的粒度
物料的磨着性
物料的典型例子
推荐的填充系数
特性系数
综合系数
粉状
无磨着性
半磨着性
面粉、石墨、石灰纯碱
0.35~0.40
0.0415
75
磨着性
干炉粉、水泥、石膏粉、白粉
0.25~0.30
0.0565
35
粒状
谷物、锯木屑、泥煤、颗粒状食盐
0.25~0.35
0.0490
50
造型土、型砂、砂、成粒的炉渣
0.0600
30
小块
a<
60mm
煤、石灰石
0.0537
40
卵石、砂岩、干炉渣
0.20~0.25
0.0645
25
中等及大块a>
块煤、块状石灰
干粘土、硫矿石、焦炭
0.125~0.20
0.0795
15
固状
粘性、易结块
含水的糖、淀粉质的团
0.071
20
螺旋轴的转速对给料量有较大的影响。
一般说来,螺旋轴转速加快,给料器的生产能力提高,转速过小则使给料器的给料量下降。
但在满足给料能力的条件下螺旋转速也不宜过高,以免物料会因为离心力过大而向外抛,以致无法输送。
根据实验,螺旋输送物料的极限转速可以由以下公式确定[32]:
(5-5)
—螺旋轴转速,;
—物料综合特性系数,见表5-1,A取75。
按上式计算得出的值得:
。
此处取。
5.5螺旋给料器机筒的设计计算
机筒与螺旋轴配合使用。
加料口与机筒设计成一体,加料口通过法兰直接与称量料仓相连接。
加料口设计成方形,尺寸为300300mm。
初选机筒内径,大螺旋内径为Φ134mm,小螺旋内径为Φ74mm,料槽厚为3mm,螺旋与料槽间隙为5mm,长度为785mm,高度370mm。
根据选用的轴承来设计机筒两端,用以安装套杯和轴承盖。
机筒结构如图5-14和图5-15所示。
图5-14机筒二维示意图
Fig.5-142dschematicdiagramofbarrel
图5-15机筒三维示意图
Fig.5-153dschematicdiagramofbarrel
5.6驱动电机功率的计算
本次设计所选择的电机是斜齿轮减速电机。
它的安装方式是法兰安装,也就是电机直接跟输送机通过法兰连接,而不是与地连接。
螺旋给料器的驱动电机功率一般按照下式进行计算:
(5-6)
—电机功率,;
—螺
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