ls螺旋输送机说明书(精选2篇)
六十年代 型螺旋输送机(螺旋直径:φ150mm~φ600mm,六种规格)已广泛用于工业生产中,八十年代在GX机型的基础上,结合国外相应机型及标准修改设计LS系列机型(螺旋直径:φ100mm~φ1250mm,十一种规格),广泛用于运输散体颗粒的机械中。LS型和GX型相比较,具有以下特点: 1)驱动上结构紧凑。采用TSDY减速电动机直联驱动(或Y系列电动机加ALY减速机~ZSY直联驱动)代替电动机借弹性联轴器传到JZQ减速机传递动力的方案。
2)LS机型密封性好。图1所示为LS型螺旋输送机总图。
头尾轴承座与螺旋机机壳脱离,保持S距离有利于防尘降温。为了有效防尘,在端面轴承支座6上设置填料箱8,内部旋转石棉盘根,外用压盖压实,能有效阻止粉尘外逸。(GX机型,没有S距离,不利输送高温物料)。
LS机型是新一代螺旋机的机型,90年代随着水泥工业蓬勃发展,先后有近万台非专业机械工厂生产LS型螺旋机为水泥行业生产服务。由于非专业机械工厂生产设施不完善,在生产、技术、标准及验收细则等方面未能形成行业性规范,使用效果不够理想,产品使用寿命短。例如简化防锈工序使设备提前生锈、锈蚀;简化热处理工序使运动件不耐磨需提前更换;主要机件机械加工精度低、配套协作件不规范,造成整机使用故障多。2.使用情况及故障分析
1)螺旋机端头卸料段堵塞。长距离输送物料的螺旋轴,制造厂未设计有反向螺旋片(如图1所示5左旋螺旋片),当运输过量物料时,物料逐步挤压而积料,造成螺旋轴挤死不转,或卸料口积料。这种情况新机工作不易发现,当机组工作数月,余料积压多了就暴露出故障。2)机壳两端法兰联接处密封性差。图1所示端面轴承支座6原是铸铁材料,接触端面经机械加工,支座平整、刚性好;现普遍采用钢板焊接制造,端面接触面不进行机械加工,直接与机壳法兰7连接靠软质垫料垫入支座和法兰间维持密封,由于钢板薄、刚度差,钢板端面不加工,长期输送物料不能维持密封效果。
3)悬挂吊轴承使用寿命短、故障多。LS机型有二种结构形式的吊轴承,图2所示为吊轴承装配结构图。
左图:滚动轴承8000系列结构,输送物料温度在80℃以下。右图:滑动轴承座结构,输送物料温度在200℃以下。左图和右图二种吊轴承结构型式的共同特点是:一是吊轴承体中均设置油路通道,由上方注入润滑油,用润滑剂来维持轴承正常工作;二是左图的吊轴承用简易盖压紧填料来密封的,右图是用迷宫式轴承盖来解决吊轴承的密封问题。由于螺旋输送机输送物料时在吊轴承处物料受阻,易形成物料滞溜,图1所示1为吊轴承前物料滞溜示意。只要吊轴承体结构中轴与套间存在运动间隙,物料粉尘(因物料运输中损伤和破碎)就会被挤入轴承体内造成密封失效,从而润滑失效,最后导致轴承损坏。(当有润滑的情况下,轴承使用时间较长。)受吊轴承L尺寸(如图1所示)的限制,在有效的空间中,无法根治机械密封的问题。笔者认为:应摆脱吊轴承靠供油润滑的设计模式,采用无润滑剂能正常工作的轴与套的材料副,用干摩擦运动的机理设计无润滑的吊轴承体能最大限度减小吊轴承体的空间尺寸,减少物料运输阻力,减少物料滞溜;研究吊轴承的抗磨减磨材料,解决三体磨损的材料匹配问题(吊轴与轴套和二园柱面间滑行输送物料的粉尘,组成三体磨损),根据输送物料不同,选择最佳匹配的干摩擦运动副材料。
4)悬挂吊轴承轴左右联接法兰的螺栓易断及原因分析。
虽然法兰螺栓4是在螺旋轴与吊轴承体中起连接作用的零件,但在使用中经常发生断裂。其原因为(1)螺栓强度低。螺栓应用高强度螺栓的标准来生产制造,生产厂不能用普通螺栓代用,必须保证螺栓材质的强度与硬度要求。(2)联接螺栓承受扭矩。
图3所示B尺寸的公差,即法兰上矩形槽宽B的尺寸公差和制造精度要合理控制,不能使槽宽配合间隙过大,使螺栓承受扭矩。并控制螺栓直径、法兰盘中孔的尺寸公差、形位公差以及两者的配合精度。
5)螺旋轴法兰与管轴无缝钢管联接处脱焊。螺旋机是功率消耗大的输送机械,它的功率传递中实际上依靠一圈角焊缝来传递动力。制造中必须控制焊条质量和焊接工艺质量,使管轴5与法兰2能可靠焊合(图3所示)。6)螺旋叶片磨损快。
LS系列螺旋叶片统一采用Q235钢板,用δ=4mm~10mm钢板制造实体叶片,但在输送硬磨料时螺旋叶片磨损很快,应采用45#钢板制造叶片,经热处理使表面硬化,提高叶片耐磨性。
3.改进思路
1)LS型螺旋机现行产品标准与结构尺寸应进一步完善。例如同一机型除主要性能参数外,应从用户使用出发,对机壳、叶片、头尾轴承型号及金属板厚度作出限制和规范,提高机组使用寿命。
2)应根据输送不同物料来配置螺旋叶片材料和相应热处理工艺规范,克服叶片磨损问题,现行LS型螺旋叶片用Q235钢板不能满足多种输送材料的要求。
3)应研制新型悬挂吊轴承体结构,研究三体磨损中干摩擦材料的摩擦副匹配及生产工艺的问题。轴承材料用高铬铸铁等耐磨材料,或者用粉末冶金减磨材料。
关键词:螺旋输送机,叶片,结构,设计
螺旋输送机广泛应用于建材、粮食、化工、机械制造和交通运输等工业部门。适宜输送粉状、粒状和小块状物料, 不宜输送坚硬大块状、长纤维状或粘性大的易结块、含水量大的粘性粉状物料和易碎的、易变质和腐蚀性的物料。通常情况下, LS型螺旋输送机用于水平和为倾斜 (20°以下) 连续均匀输送物料, 工作环境温度为-20℃~+40℃, 输送物料温度为-20℃~+80℃。输送距离一般不大于70m。
在螺旋输送机设计中, 重点在于螺旋叶片、吊装轴承、结构布置以及设计功率的计算。
1 螺旋叶片
螺旋叶片是螺旋输送机的主要工作部件。在螺旋输送机工作过程中, 螺旋叶片直接与物料接触, 推动物料运动, 从而达到运送物料的目的, 因此螺旋叶片是首要讨论的问题。螺旋输送机的螺旋叶片有实体型、带式、叶片型及齿形四种。不同的螺旋叶片有着不同的使用特点。实体型螺旋叶片适用于输送粉状及粒状物料;带式螺旋叶片适用于输送粉状及小块状物料;叶片形和齿形叶片主要适用于输送粘度较大和可压缩性物料。在输送过程中和同时完成搅拌、混合等工艺要求。
根据制造工艺的不同, 螺旋叶片可以有两种加工方法: (1) 按设计的直径、螺距和厚度通过用带钢连续冷轧而制成整体螺旋叶片, 安装在给定尺寸管轴上组成螺旋体; (2) 分段式螺旋叶片是将叶片制成等螺距的单片然后对焊在一起的螺旋体。制成的螺旋体在转动过程中应具有一定的刚度, 与机壳保持一定的间距。
整体螺旋叶片和分段式螺旋叶片各有特点。整体螺旋叶片需要专用的轧机加工, 节省材料, 工艺性好, 强度高, 表面光滑无焊缝, 物料与叶片表面摩擦力小, 阻力小;分段式螺旋叶片不需要大型专用设备, 可以按需要制成异形、大直径、加厚、要求淬火的特殊材质的叶片。
分段式实体型螺旋叶片通常是将薄钢板经下料后用模具冷压或热压制成, 其下料尺寸如图1所示。
式中:d-螺旋叶片直径, m;D-螺旋直径, m;S-螺旋节距, m;b-螺旋叶片料坯宽度, m;ld-螺旋叶片料坯内弧长度, m;lD-螺旋叶片料坯外弧长度, m;dl-螺旋叶片料坯内孔直径, m;Dl-螺旋叶片料坯外圆直径, m;α-螺旋叶片料坯开口圆心角, (°) ;
为了便于制造和装配, 螺旋一般每节制成2~4m, 采用圆弧键连接和螺栓连接等方式连接。其中, 圆弧键连接以其装配维修等有点而被广泛应用。
2 螺旋结构布置形式
普通螺旋输送机有六种常见的结构布置形式, 见图2。
螺旋输送机中物料的运移方向决定于螺旋叶片的左右旋向与其转动方向。图2表明普通螺旋输送机既可以单向输送, 也可以双向输送物料;既可以多点卸料, 也可以多点装料, 布置十分灵活。
普通输送机布置时, 最好使螺旋轴处于受拉状态。另外, 各个螺旋节 (头节、中间节和尾节) 的布置次序, 按螺旋节长度的大小依次排列, 并把相同规格的螺旋节排列在一起的原则, 以便于设计、制造和订货。
在总体布置时, 还必须保证供料均匀, 以便使所输送的物料能够顺利通过悬置的中间轴承。吊轴承处对过载特别敏感, 当输送物料过多时, 很容易造成堵塞或产生故障而时螺旋轴停转。为了使螺旋输送机能可靠工作, 对装进输送槽体中的物料量应加以限制, 即规定所谓的充填系数。输送不同的物料, 有不同的填充系数。一般情况, 充填系数随物料流动性的提高而增大, 随物料磨琢性的加大而减小。为了使物料在输送槽体中不产生堵塞和保证中间吊轴承不因物料进入而卡死, 填充系数不能超过50%, 即在输送槽体横截面上物料的面积不超过螺旋叶片横断面的50%, (图3) , 此时物料在输送槽体中的堆积高度不高于螺旋轴轴线以上。图3给出了物料在输送槽体内充填系数的大小对比情况。
当一台螺旋输送机同时有几个装料口供料时, 其充填系数需要经常调整与控制, 以确保输送机能有效和稳定地工作。在设计布置时, 通常在装料口上方设置给料设备。
3 设计计算
3.1 原始数据及工作条件
原始数据及工作条件是设计螺旋输送机的依据。设计选型时应提供以下数据:
(1) 输送量:IV (m3/h) 或Im (t/h)
(2) 物料名称及特性:输送散粒物料时;堆积密度、粒度及颗粒组成、堆积角、温度、湿度、粘度、含水率、磨琢性和腐蚀性等;
(3) 工作环境:露天或室内、干燥或潮湿、环境温度、粉尘多少及有无瓦斯、气体和尘埃爆炸危险等;
(4) 加料、卸料点数目和位置等;
(5) 输送机布置形式尺寸。
3.2 LS螺旋输送机的计算
(1) LS螺旋输送机的输送能力
式中, Im-质量输送量, t/h;IV-体积输送量, m3/h;D-螺旋直径, m;n-螺旋主轴转速, r/min;S-螺距, m;ρ-物料的堆积密度, t/m3, 输送物料是玉米粉, ρ=0.5;C-螺旋输送机倾角系数, 这里螺旋为水平放置, 见表1, 倾角为0°, C=1.0;φ-物料在输送槽体中的填充系数, 输送物料是玉米粉, φ=0.33。
(2) LS型螺旋输送机的主轴转速
LS型螺旋输送机主轴转速n (r/min) 通常为8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、47.5、53、60、67、75、85、95、105、120、130、150、170、190。转速偏差允许在表中数据的10%范围内变化。螺旋输送机的圆周速度不允许过大, 否则被输送物料将受到较大的离心力作用, 达不到输送物料的目的, 而允许的最大主轴转速nmax取决与螺旋直径D, 可按下式计算:
式中, A-物料的综合特性系数。输送物料是玉米粉, A=75。
(3) LS螺旋输送机的螺旋直径
所需螺旋输送机的螺旋直径D, 取决于其所输送物料的输送量和物料力度的大小。可按下式计算:
式中, C-螺旋输送机倾角系数, 见表1;D-螺旋直径, m;Im-质量输送量, t/h;φ-物料在输送槽体中的填充系数, 输送物料是玉米粉, φ=0.33;ρ-物料的堆积密度, t/m3, 输送物料是玉米粉, ρ=0.5;K-物料特性系数,
其中S根据表2选取。
(4) 螺旋输送机的功率
LS型螺旋输送机的驱动功率, 由物料运行时所需的功率PH、空转运行时的功率PN和倾斜输送物料的功率Pst组成。
(1) 物料运行时所需要的功率:
(2) 空转运行时的功率:
(3) 倾斜输送物料的功率:
(4) LS型螺旋输送机螺旋轴所需的总功率:
(5) LS型螺旋输送机所需电动机的功率:
式中, ±:向上输送取“+”, 向下输送取“-”;D:螺旋直径, m;g:重力加速度, g=9.8m/s2;H:提升高度, m;Im:质量输送量, t/h;L:输送机长度, m;P:总驱动功率, k W;Pd:电机的功率, k W;PH:电机的功率, k W;PN:空载功率, k W;Pst:倾斜功率, k W;λ:物料阻力系数, 输送物料是玉米粉, λ=0.7;η:LS型螺旋输送机驱动装置的总效率, 一般情况η=0.8~0.9。
参考文献
[1]王鹰.连续输送机械设计手册[M].北京:中国铁道出版社, 2001.
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