摘 要

螺旋输送机由于其本身独到的特点，作为粉粒状物料的主要输送设备之一，长久以来一直受到国内外各大厂商的青睐，但是重要机件磨损较严重、输送距离较短等缺点也时刻考验着制造商们。而且随着物料输送费用的不断提高，结合具体条件选择适合的输送设备意义重大。

因此，本篇论文主要拟解决了螺旋输送的距离短以及重要部件磨损大这两个严峻问题。输送距离短主要是因为电机的功率限制长度，那么既然单个电机的功率不够，那采用多电机多点驱动的方法就可以增加输送距离，而考虑到管道的密封性，不能直接把传动轴插入其中，但是可以把某一小段轴移到料槽外进行驱动，再处理好密封就可以实现长距离输送。而螺旋输送机最容易磨损的部件就是吊轴承，很多工程师、研究员经过多年的改进，最终也没有很好地解决这个磨损问题，因此我们完全可以用滚筒替代吊轴承支撑，滚筒的密封性很好，抗磨损性能优秀，这可以大大增加输送设备的使用寿命。除以上内容外，本文还介绍了输送机的选型方法、设计原则和驱动装置的布置，对涉及到的零部件都进行了校核。其中在设计支撑座时，考虑到装配时的误差，要保证设备实现二维平面上的调整，便在支撑座上设计了U型孔槽，以此实现粗调。最终，在不断地修改与完善中设计出了一个较完善的长距离密封输送设备。

关键字：螺旋输送机；多电机驱动；长距离输送；异形料槽

Abstract

Because of its unique characteristics, screw conveyor, as one of the main conveying equipment for powdery materials, has long been favored by large manufacturers at home and abroad. However, the serious abrasion of important parts and the short distance of delivery are also a test for manufacturers. With the continuous increase of material transportation costs, it is of great significance to select suitable conveying equipment combined with specific conditions.

Therefore, this paper mainly aims to solve two serious problems: the short distance of screw conveying and the large wear of important parts.The short transmission distance is mainly because the power limit of the motor is limited, then since the power of the single motor is not enough, the method of multi motor and multi point drive can increase the distance, but the transmission shaft can not be inserted directly in the seal of the pipe, but a small section of the shaft can be moved to the outside of the material slot. The long distance transportation can be achieved by sealing the seal again. The most easily worn part of the screw conveyer is the hanging bearing. Many engineers and researchers have improved for many years, and at last they do not solve the wear problem well. Therefore, we can replace the bearing support with the drum completely, the drum has a good seal and excellent wear resistance, which can greatly increase the service life of the conveying equipment.In addition to the above contents, this paper also introduces the selection method, design principle and the layout of the driving device of the conveyor, and checks all the parts involved. In the design of the support seat, taking into account the error of the assembly, to ensure the adjustment of the equipment in the two-dimensional plane, the U groove is designed on the support seat to achieve the coarse adjustment. In the end, a better long distance sealed conveying equipment has been designed and improved continuously.

Key Words：screw conveyor；multi-motor；long distance transportation；special-shaped groove

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外水泥输送现状 1

1.3 设计条件及要求 5

1.4 输送设备的初步选择 5

1.5 研究内容和研究方法 6

1.5.1 具体技术路线 6

1.5.2 研究的方法及具体措施 7

第2章 螺旋输送机的整体设计 8

2.1 螺旋输送机工作原理及组成 8

2.2 螺旋输送机的设计依据 8

2.3 螺旋输送机的参数计算 8

2.3.1 原始资料： 8

2.3.2 螺旋叶片的设计 9

2.3.3 螺旋轴的确定 13

2.3.4 下料尺寸和螺旋升角 16

2.4 输送机主要部件的设计 18

2.4.1 输送机槽体的选择 18

2.4.2 进出料口的设计 19

2.5 供料机构的选择 20

第3章 输送机多驱动的实现 22

3.1 驱动装置的选择 22

3.1.1 螺旋输送机转速的选择 22

3.1.2 转速的校核 22

3.1.3 功率计算及驱动装置选择 23

3.2 多电机驱动的具体实现 26

3.2.1料槽的改制 26

3.2.2 中间驱动的设计 27

第4章 连接件和支撑件的设计校核 30

4.1 轴的设计 30

4.1.1 连接轴的设计 30

4.1.2 首、尾轴的设计 30

4.1.3 驱动链轮轴的设计 31

4.1.4 轴的校核 32

4.2 轴承、键和联轴器选择设计 34

4.2.1 轴承的选择与校核 34

4.2.2 联轴器的选择 35

4.2.3 键的设计和校核 35

4.3 支撑件的设计 36

4.3.1 支撑座的设计 36

4.4 螺栓的选择与校核 36

第5章 结论 38

参考文献 39

致谢 40

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

水泥作为目前国内外土木、国防等设施产业上最广泛使用的材料之一，一直被各大制造商迫切需要着。但随着生产生活及环境保护的需要，如何减少水泥在运输途中的泄露及污染也成为现在迫切要解决的问题。

由于存储水泥的料仓和水泥包装厂往往存在一定的距离，而水泥本身易受潮结硬，且由于水泥本身密度很低，颗粒细小，又容易产生粉尘造成污染，严重时会还对人体呼吸道造成危害，因此在输送过程中，防潮和防尘是要严格关注的事项。并且，水泥灰具有磨琢性，长时间会对输送机造成磨损，输送水泥的设备需要周期性地进行维修。因此，输送机的设计要便于拆卸维护。而且当要求的输送距离超过70m时，单台输送设备输送的话便会面临较大困难，这时就要考虑多台输送机的拼接，这时超长尺寸的轴的支撑和挠度要求便成了难点。此外，为了满足该拼接输送线路的动力和效率要求，多台电机的多点驱动方法也要重点考虑。

本文旨在设计出一条环保，节能，效率较高的输送线路，为输送设备产业的发展尽一点绵薄之力。

1.2 国内外水泥输送现状

通过查阅大量的文献资料，我知道了在国内外水泥工业的输送中使用了多种多样的输送设备，在这些输送设备中，水平输送的设备占了约七八成。针对不同的生产运输条件以及其他影响物料输送因素，我们要求选择不同输送设备来进行输送，胡乱选择设计输送设备往往会产生效率低、污染大、浪费严重等问题，这是万万不可取的。下文便是对一些主要的水泥输送设备如皮带输送机等在输送效率、物料特性需求、经济性、输送长度等方面优缺点的分析。

（1）皮带输送机

优点：

① 带式输送机可以输送物料的种类相对来说较其他输送机多，大部分粉状、粒状物料都可以作为目标输送物，对于小块状物料或者成件的物料也可以比较顺利地输送；

② 带式输送机的由于其输送过程比较平稳，因此其输送距离也就比较长；

③ 皮带输送机运行时的阻力主要是皮带和带轮之间的摩擦以及轴承和滚筒对带的摩擦，因此造成的能量损耗也较小，效率相对其他输送设备比较高；

④ 皮带输送机的结构比较简单，而且由于输送机上的物料都是可直接装卸的，可以在输送过程中方便地对输送物料进行操作。

缺点：

① 由于皮带输送机是靠摩擦输送物料的，因此在倾斜输送时重力对物料的影响较大，输送时要保证倾角较小；

② 皮带输送机一般都是直线或直角的，在要求非直角弯的输送时设计比较困难；

③ 由于输送用的皮带一般是塑料材料制成的，高温易变质融化，因此不能输送高温物料。

图1.1 带式输送机示意图

1—尾部滚筒 2—加料装置 3—上托辊组 4—支撑构件 5—安全保护装置

6—输送带 7—传动滚筒 8—卸料装置 9—清扫器 10—驱动装置

11—下托辊组 12—缓冲托辊 11—张紧装置

（2）板链式输送机

优点：

① 其结构和带式输送机相似，都可以通过改变带宽、链宽来改变横截面积，因此可以获得较大的输送量；

② 链式输送主要是靠链条和链轮的啮合实现传动的，啮合的摩擦力较小，能量损耗低，传动效率高；

③ 链式输送机的安装相对来说比较简单，操作也比较容易；

④ 链式输送可以在环境比较恶劣的情况下工作，尤其适合在低速重载的情况下输送物料。

缺点：

① 噪声较大；

② 链式输送机对润滑的要求比较高。

图1.2 板链是输送机示意图

1—张紧装置 2—头轮支架 3—驱动装置 4—头轮装置 5—中间支架

6—轨道系统 7—板链组合装置 8—拉紧装置支架

（3）螺旋输送机

优点：

① 螺旋输送机的结构比较简单，涉及到的的零配件种类较少，制造成本相对其他输送设计较低；

② 螺旋输送机的料槽一般都是密封的，可以较好的做到防水、防尘，对环境比较友好；

③ 螺旋输送机的装、卸料口都是可以自己设计安装的，需要时也可以制作多个料口来保证多点装、卸料工作；

④ 由于全程密封，物料一般不会泄露对人体或环境造成危害，操作也比较安全^[1]。

缺点：

① 螺旋输送机在工作时，物料对螺旋叶片、螺旋轴等部件的摩擦会让机件磨损较严重，且物料自身在输送过程中也有可能被叶片碾碎；

② 由于电机需要驱动整个螺旋轴，且运动中会面临较大的摩擦力，这就导致输送所需的功率较大，功率和能量转换率较低；

③ 螺旋输送机的横截面较小，导致输送量较低^[2]。

图1.3 水平螺旋输送机示意图

1—螺旋轴 2—机槽 3—中间轴承 4—末端轴承 5—首端轴承6—加料口及漏斗

7—中间加料口 8—中间卸料口 9—首端卸料口 10—驱动装置

（4）气力输送设备

图1.4 混合式气力输送示意图

优点：

① 气力输送的途径主要是管道，管道输送的密封条件较好，结构也比较简单，在使用弹性软管等材料时还可以改变输送线路的走向，操作简单；

② 由于是密封输送，一方面可以保证管道内的物料就不会轻易泄露，保护环境，二来是物料不会和外界接触，大大抑制了物料的变质；

③ 能够较容易地实现自动化；

④ 在设备气压差足够大时能够大大提升输送量，同时保证输送距离。

缺点：

① 由于气力输送主要靠气压差来输送物料，这就导致需要很大的动力来进行输送工作；

② 物料在管道内运动时不可避免地会对管道造成磨损破坏；

③ 由于气力输送的压、吸力有限，因此只能输送粒度较小最好是粉末状的物料，尽量不要用来输送粘性物料和易碎物料。

综合以上条件我们可以知道，不同的输送设备它们对输送物料的特性、输送量的大小、输送效率、走向改变等要求都会有很大的不同。因此，在设计选择输送设备时，一定要根据物料特性和设计要求充分分析比较各个输送设备，才能设计出除符合设计要求外，效率高、节能、污染少的更加完善的输送设备。

1.3 设计条件及要求

毕业设计的主要内容：水泥仓库库存20000吨，距离包装仓库500m。要求将仓库中的散装水泥输送到包装车间，要求每小时输送量gt;20吨，防水，防尘。

毕业设计的要求：要求设计的输送机除了满足上面的输送要求外，输送机本身的高度在一定范围内可以微调，供料仓的水泥要求持续供应到输送机上，结构本身易于拆卸维护。除此之外，整个输送机应尽量密封，保证防水防尘。

1.4 输送设备的初步选择

由于本次设计条件为露天，输送距离较长，达到500m，而且要求全程密封来保证防水防尘，在综合比较以上4种输送机后，由于输送距离的原因，首先排除空气输送斜槽，而带输送和链输送又很难保证密封，不能保证防水防尘，所以也排除。最后便决定采用螺旋输送机输送。虽然螺旋输送机也有上述输送量低等缺点，但考虑到本次的输送物料为水泥，不要求考虑破碎问题，要求的输送量也只是大于20t/h，并不算高，螺旋输送机能够比较简单满足。唯一的问题也是长久以来螺旋输送机面临的最大问题——物料对机件的磨损。因此在本次设计中会在满足输送条件的情况下尽可能降低水泥对机件的磨损。

考虑到本次设计的输送机达到500m，单个或两个电机驱动的螺旋输送机是无法达到要求的，因此便要分节设计多电机多点驱动，先设计一节输送机，在综合设计整条输送线，最终达到设计要求。

本次设计的整体布局如图1.5所示：

图1.5 输送机的整体布置简图

1.5 研究内容和研究方法

1.5.1 具体技术路线

（1）标准螺旋输送机的具体设计。

标准螺旋输送机的选型与设计主要囊括了以下7个方面：

a. 首先根据毕业设计所给的数据结合实际情况确定水平、倾斜、垂直还是多种方式结合输送；

b. 根据设计所给的数据条件等计算并校核螺旋直径、螺旋轴直径、螺距、链轮、轴等尺寸参数；

c. 选择螺旋叶片的形状，下料方式，选择其他零部件的材料；

d. 计算输送功率，选择输送机的驱动装置；

e. 设计输送机的基本外形和个部件得了连接方式；

f. 设计选择输送机的上下料口、料槽、支撑滚筒等部件；

g. 设计校核键、轴承、联轴器等标准件。

（2）在设计计算标准输送机的参数后，知道了电机的许用驱动长度，根据总长设计计算每节输送机的尺寸，并确定电机的数量和分布。

（3）电机的中间驱动具体实现，各节输送机连接出的密封处理。

（4）设计输送机可微调高度的支撑机架，解决料仓内水泥堆积架桥问题，保证连续输送。

（5）最后绘制图纸。

1.5.2 研究的方法及具体措施

在本次设计中，我选择先参照螺旋输送机设计手册初步设计一个标准输送机，再根据具体要求对输送机进行更改。其余的部件如支撑调节部件，中间传动方式都可参考市场现有的设备进行参考改制。

设计的同时，阅读大量相关资料，找到相关设备机构的文献、图片、工程图、三维结构图等仔细研究，熟悉输送机的结构和运行方式，进一步了解螺旋输送机的设计方法和注意事项。自己也可以通过绘制三维图来增强对个部件的印象，加强理解，方便设计。

本次设计的创新点：增加了可调支撑座，改善了旧版的输送机固定支架不方便调整高度的问题，通过增加标准节，采用多电机多点驱动的方式，让本来输送距离不足的螺旋输送机可以完成500m的长距离输送，并抛弃了老旧的吊轴承，选择滚筒支撑，大大增加了输送机的使用寿命。

第2章 螺旋输送机的整体设计

2.1 螺旋输送机工作原理及组成

螺旋输送机的工作原理很简单，其实就是利用驱动装置通过给定的驱动方式驱动螺旋叶片转动，这时，在料槽里的物料由于自身的重力便会顺着叶片的表面发生滑移，但是运动中的物料又会受到螺旋轴和料槽等部件对它的摩擦力，这会导致物料不会随着叶片转动，而是向前运动。这样就实现了物料的输送过程^[3]。

螺旋输送机的优缺点分析在上文已经有了较详细的描述，这里就不再赘叙了。

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