螺旋精確稱重給料機設計_畢業(yè)設計說明書

1引言近年來，隨著市場競爭的加劇，企業(yè)對成本控制的要求越來越高。在砂輪片、汽車剎車片、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，對每件產品物料的投放重量有一定的精度要求。目前，在這些行業(yè)現有生產線上都是工人用天平手工來稱量物料的重量，勞動強度大，并且物料稱重的不準確，造成產品的報廢或原材料的浪費。進而產品的成本提高了，降低了企業(yè)產品的競爭力。所以，設計一個精確給料稱重的設備，對這些行業(yè)節(jié)省原材料和降低成本是很可觀的。隨著科學技術的高速發(fā)展，成本的要求越來越高，勞動力越來越受到關注，因而更多的企業(yè)都通過創(chuàng)新設計、研制出節(jié)省成本的機械裝置。在現代化的社會中擁有各種汽車的數量在不斷的上升，而汽車的制動系統(tǒng)離不開剎車片，從而車的剎車片需求量就很高。而剎車片材料一般由1530種材料混合而成，包括粘合劑、填料、增強纖維、針狀硅灰石纖維狀海泡石等。剎車片的重量是有一定的精度要求的，在企業(yè)的生產線上都是用天平來大致測量物料的重量，但稱少的就達不到剎車片的設計的要求，就相當于壓注來的剎車片是報廢的。當稱多的雖然達到了設計的要求但很明顯的問題就是多余的物料浪費了，所以沒有一定的重量標準，進而產品的成本提高了，這就降低了公司在現代社會的競爭力，這對設計一個投料的裝置來對節(jié)省材料和降低成本是很可觀的。雙螺旋精確給料稱重設備能很好地解決在砂輪片、汽車片、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，對每件產品物料的投放重量的精度要求，降低產品廢品率，減少原材料的浪費，降低工人的勞動強度。2螺旋給料機的分析21發(fā)展中國古代的高轉筒車和提水的翻車，是現代斗式提升機和刮板輸送機的雛形；17世紀中，開始應用架空索道輸送散狀物料；19世紀中葉，各種現代結構的輸送機相繼出現。1868年，在英國出現了帶式輸送機；1887年，在美國出現了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。22雙螺旋給料機的組成221結構雙螺旋精確給料稱重設備由大螺旋輸送器、小螺旋輸送器、攪拌機構、物料稱重系統(tǒng)、機架以及料倉等組成，如圖21所示。圖21雙螺旋精確給料稱重設備結構示意圖222螺旋葉片的制造方法螺旋葉片一般由鋼板沖壓而成，然后焊接在無縫鋼管軸上，且在各葉片間加以焊接，對于輸送磨琢性較大的物料或輸送距離較短的輸送機。螺旋面可采用由扁鋼軋制而成或鑄鐵鑄造而成的節(jié)段套裝在軸上而形成。223螺旋的旋向、頭數與母線螺旋軸上的螺旋葉片有右旋與左旋兩種，如圖22物料的輸送方向是由螺旋的旋向與螺旋軸的轉向所確定的。螺旋頭數可以是單頭、雙頭或三頭的，多頭螺旋主要用于需要完成攪拌及混合作業(yè)的輸送裝置中。螺旋面的母線通常采用垂直于螺旋軸線的直線，采用這種螺旋葉片形式的螺旋稱為標準形式螺旋。圖22螺旋旋向圖以輸送物料為目的的螺旋給料機應首先考慮采用標準形式的右旋單頭螺旋。224螺旋葉片的形狀螺旋輸送機的螺旋葉片有實體螺旋面型、帶式螺旋面型及葉片螺旋面型三種，分別如圖23中（A）、（B）、（C）所示，實體螺旋面成為S制法，其螺旋節(jié)距GX型為葉片直徑的08倍。適用于輸送粉狀和粒狀物料。帶式螺旋面又稱D制法，其螺旋節(jié)距與螺旋葉片直徑相同，適用于輸送粉狀及小塊物料，葉片式螺旋面應用較少，主要用于輸送粘度較大和可壓縮物料，在輸送過程中，同時完成攪拌、混合等工序，其螺旋節(jié)距約為螺旋葉片的12倍。圖23螺旋葉片形式（A）實體螺旋面型（B）帶式螺旋面型（C）葉片螺旋面型考慮到螺旋給料機對物料進行輸送等工藝要求，應選用實體式螺旋。3雙螺旋給料機的原理及特點31螺旋給料機的作用螺旋稱重給料機是對粉狀、散粒狀物料進行連續(xù)輸送動態(tài)計量、控制給料的計量設備。根據生產工藝要求，對經過螺旋輸送機的物料進行流量、流向控制，并實現計量管理自動化。廣泛應用于電力、冶金、化工、港口、建材、食品等行業(yè)。32雙螺旋精確給料稱重設備工作原理設備啟動后，攪拌機構開始運轉，以防止料倉中的物料出現起拱而影響物料的連續(xù)輸送。螺旋輸送器由步進電動機、減速器和帶有螺旋葉片的螺旋軸組成。螺旋軸旋轉，使粉狀物料產生沿螺旋面的相對運動，物料受到料槽或輸送管壁的摩擦力作用不與螺旋葉片一起旋轉，從而將物料沿軸向推進，實現物料的輸送。物料投放開始，大、小螺旋輸送器同時工作，大螺旋輸送器工作可以提高物料投放的效率。當托盤中的物料重量達到一預置重量值后（預置重量值一般設為物料最終重量值的95左右），由傳感器發(fā)出信號給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制大螺旋輸送器的步進電動機停止工作。這時只有小螺旋輸送器繼續(xù)工作，以達到精確給料的目的，如圖31所示。設備中設計2套相同的大、小螺旋輸送器的目的是為了提高設備工作效率。圖31工作流程33雙螺旋精確給料稱重設備的特點1、結構比較簡單，成本比較低。2、工作可靠，維修簡單。3、尺寸緊湊，斷面尺寸小，占地面積小。4、能夠實現封閉輸送，有利于輸送易飛揚的，熾熱的和氣味強烈的物料，可減少對周圍環(huán)境的污染。5、裝載卸載比較方便，水平螺旋機可在輸送路線的任意一點裝載卸載。6、能逆向輸送，也可使一臺輸送機同時向兩個方向輸送物料，即向中心或遠離中心。7、單位能耗量大。8、物料在輸送的過程中易使物料研碎及磨損，螺旋葉片在輸送物料中易卡死。4畢業(yè)設計任務與計劃41畢業(yè)設計的目的1、通過畢業(yè)設計，使學生能綜合運用所學到的基礎理論知識和專業(yè)技術知識，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。2、通過畢業(yè)設計，使學生掌握機械產品設計過程，基本設計方法、設計計算一級學會正確繪制技術圖樣和正確編寫技術文件，培養(yǎng)學生組織及進行設計的能力?？墒箤W生畢業(yè)后盡快適應實際工作，把在學校學到的理論知識運用到實際科研設計和生產實踐工作中去。3、通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生主動完成任務的責任心和勇于創(chuàng)新的精神。4、通過畢業(yè)設計，鍛煉學生在生產實踐中調查研究、收集資料以及整理、分析、使用這些資料的能力；鍛煉學生查閱國內外有關技術文獻及分析、使用文獻的能力；提高學生的自學能力。42設計題目螺旋精確稱重給料機設計43設計計劃（時間3月1日6月6日）1參觀、調研收集資料、方案分析比較和論證工作（14周）2完成外文資料翻譯（56周）3畢業(yè)設計中期檢查（7周）4畢業(yè)設計圖紙設計（89周）5畢業(yè)設計說明書編寫（10周）6指導老師評閱學生畢業(yè)設計資料（11周）7畢業(yè)答辯（12周）44設計原始數據最大稱重500克速度6秒/次精度055螺旋軸及電動機的計算5109T螺旋給料機1生產率的計算已知條件最大稱量500克；速度6秒/次。設備動作邏輯如圖51所示。圖51動作邏輯初定等四個汽缸動作在一個循環(huán)周期內的時間為4S，則動作的所需的時間為2S。60Q50060900KG/H09T/H2式中，Q螺旋輸送機的生產率T/H；2、確定螺旋的直徑D由于該設備用于輸送砂輪物料，物料具有一定的粘結性（粘性和容易被壓實），為了在輸送過程中對物料起到松散作用，選用齒式螺旋葉片。QD25M47BA0K1式中，Q螺旋輸送機的生產率T/H，Q09T/H；BS/D，當采用標準螺旋直徑時，S0812D，取B08；S螺距M；A物料特性系數，取A40；（見表51）機槽的填充系數，取035；0傾斜布置的輸送機對F（機槽內物料的橫斷面積）的休正系數，水平布置輸送機取010；（見表52）K1螺旋葉片的形式對輸送量的影響系數，取K108（齒式）；將上述數據代入公式，得螺旋直徑Q09D25250085M47BA0K1470840035108取D85MMS08D68MM表51常用物料的填充、特性、綜合系數物料物料物料的填充系數螺旋特性綜的粒度的磨琢性典型例子AMP面型式系數K合系數A粉狀無磨面粉、035040實體0041575琢性石灰、石墨、螺旋面半磨純堿琢性粉狀磨琢干爐025030實體0056535性粉、水泥、螺旋面石膏粉、白粉粒狀無磨谷物、025035實體0049050琢性泥煤、顆粒螺旋面半磨狀食鹽琢性粒狀磨琢造型025030實體0060030性土、型砂、螺旋面砂、成粒的爐渣小塊無磨石灰025030實體0053740ALT60MM琢性石、煤螺旋面半磨琢性小塊磨琢卵石、020025實體0054525ALT60MM性砂巖、干爐螺旋面或渣帶式螺旋面中等無磨塊煤、020025實體0060030及大塊琢性塊狀石灰螺旋面或AGT60MM半磨帶式螺旋琢性面中等磨琢干粘0125020實體0079515及大塊性土、硫礦石、螺旋面或AGT60MM焦炭帶式螺旋面固狀粘性、含水的0125020帶式0071020易結塊糖、淀粉質螺旋面的團表52斜系數表傾斜角05101520螺旋給料機的傾斜布置時的輸10090807065送量校正系數C3、確定螺旋轉速NQNR/MIN47DS0K12式中，物料的容重T/M3，查資料棕剛玉的堆積密度為153199G/CM3在這里取為153G/CM3即153T/M3代入公式Q09N9098R/MIN，47DS0K1470085006803515310822取N90R/MIN。A40驗算，NMAX137R/MINN，滿足要求。D00854、機槽的填充系數的驗算Q47DNS0K12將有關數據代入，得Q09035447DNS0K147008590006815310822計算所得填充系數在030040之間，滿足要求。5、驅動功率的計算QN軸（L平0H）（KW367式中，L平輸送機水平投影長度M，取L平1M；（0物料的總阻力系數，取020；H傾斜輸送時物料的提升高度M；（則Q09N軸（L平0H）12000049KW367367N軸N點K總式中，K功率儲備系數，一般為1214取K14；總傳動裝置的總效率，一般取為08。N軸0049N點K140085KW總086、水平螺旋輸送機的生產率驗算Q驗47D2SN0K1T/HQ驗47D2SN0K14700852006890035153108089T/H52005T螺旋輸送機1、生產率的計算已知條件制作砂輪時，普通磨料的重量是一個重要的技術指標。如果只用09T的螺旋輸送機進行物料的添加，則重量不容易保證或者影響物料添加的效率，所以在這里使用兩個螺旋輸送機，即09T和005T。工作時，兩個螺旋輸送機同時工作，給物料預設一個提前量，傳感器稱量的物料達到該預設量時，09T的螺旋輸送機停止工作，由005T的螺旋輸送機繼續(xù)工作達到一個砂輪的重量。2、確定螺旋的直徑D由于該設備用于輸送砂輪物料，物料具有一定的粘結性（粘性和容易被壓，為了在輸送過程中對物料起到松散作用，選用齒式螺旋葉片。實）QD25M47BA0K1式中，Q螺旋輸送機的生產率T/H，Q01T/H；BS/D，當采用標準螺旋直徑時，S0812D，取B08；S螺距M；A物料特性系數，取A40；機槽的填充系數，取035；0傾斜布置的輸送機對F（機槽內物料的橫斷面積）的休正系數，水平布置輸送機取010；K1螺旋葉片的形式對輸送量的影響系數，取K108（齒式）；將上述數據代入公式，得螺旋直徑Q01D25250039M，取47BA0K1470840035108D40MM，S08D32MM3、確定螺旋轉速NQNR/MIN47DS0K12式中，物料的容重T/M3，查資料棕剛玉的堆積密度為153199G/CM3在這里取為153G/CM3即153T/M3代入公式Q01N97R/MIN，取47DS0K147004003203515310822N97R/MIN。A40驗算，NMAX200R/MINN，滿足要求。D0044、機槽的填充系數的驗算Q47DNS0K12將有關數據代入，得Q0103547DNS0K14700497003215310822計算所得填充系數在030040之間，滿足要求。5、驅動功率的計算QN軸（L平0H）（KW367式中，L平輸送機水平投影長度M，取L平1M；（0物料的總阻力系數，取020；H傾斜輸送時物料的提升高度M；（則Q01N軸（L平0H）12000005KW367367N軸N點K總式中，K功率儲備系數，一般為1214取K14；總傳動裝置的總效率，一般取為08。N軸0005N點K140009KW總086、水平螺旋輸送機的生產率驗算Q驗47D2SN0K1T/HQ驗47D2SN0K147004200329703515310801T/H7、螺旋葉片的厚度（如表53）表53螺旋葉片的厚度表（參考）輸送物料MM谷物24煤、建筑材D200MM300MM45料、礦石等D500MM600MM785