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螺旋提升机和螺旋输送机.螺旋轴的设计 1)选材及热处理 一般情况下选45号钢,调质或正火;也可用35、40、50号钢,不重要或受力较小的轴可选用Q235、Q275。高速重载下,可选合金钢,可对轴颈表面淬火。(低碳钢的可渗碳-淬火)但对应力集中敏感,应在结构设计中充分注意。球墨铸铁吸振性好,对应力集中不敏感、耐磨。具体材料与机构性能详见表[7],选择45号钢[11],调质处理,该轴硬度为170HB-217HB,弯曲应力 b s=590 Map ,螺旋提升机和螺旋输送机不宜输送易变质、粘性大、易结块的物料 .
由于所选的螺旋叶片螺距S=620㎜,挖掘深度为500m,该螺旋叶片的导程P=620mm,据L=nS可知有10个螺距。 3)估算轴的直径 轴的直径计算式[19]: 空心轴 d ≥) 1(4 3 0 b-nPA = () 43 5.0130096 .6126- =90.5<300mm 式中: d —— 轴的直径; P —— 轴传递的额定功率(Kw); n —— 轴的转速(r/min); 0 A —— 按[t]而定的系数126~103,见机械设计手册; b—— 空心轴的内径与外径之比,取 b =0.5;根据轴的扭转强度条件公式3 2.09550000dnP WTT==t≤「t」
螺旋轴直径为F160㎜,壁厚为40mm,空心轴。 轴的疲劳强度校核 由扭矩T形成的扭转剪应力为τ=T/WT WT抗扭截面系数(WT=л3D(1-а4 )/16), а=d/D 根据已知P、n 可得出:M=9549 =n P9549 90 23 .0=24.403 N.m 对于直径为d的圆轴弯曲应力为δ=M/W,扭转切应力τ=T/WT=T/2W将s和t代入式3中则轴的弯扭强度条件为:e s= W 122)(TMa+£ ][1-s (18) 其中T=n p9550 通常由弯矩所产生的弯曲应力s是对称循环变应力,而由扭矩所产生的扭转切应力t则 不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响,引入折合系数a ,则计算应力为 22)(tsaMca+=式中的弯曲应力为对称循环变应力,当t为静应力时取3.0»a,当t为脉动循环变应力时6.0»a,若t为对称循环变应力时取1=a; 在本文中,取a=0.3; 根据设计计算的需要求出已知量,方便后序计算: 空心 : 抗弯截面系数34348000)1(1.0mmdW= 抗扭截面系数 34396000)1(2.0mmdWT=极惯性系数4744 1003.6)1(32 mmDIP´ 式中: TW----抗扭截面系数; W----抗弯截面系数; PI----轴截面的极惯性矩; b----空心轴内径与外径之比16 根据上面公式求得:T= 221.56N.m W=48000㎜3 所以es = W 1 2 2)(TMa+ = MPa48.156.2213.0403.2448000 12 2=´+)(<][1-s (19) 由于螺旋轴叶片均匀分布在螺旋轴上,因此它们的自重为均布载荷,螺旋轴可简化为均布载荷作用下的简支梁,如图11所示
螺旋提升机和螺旋输送机由于功率消耗大,因此多用在较低或中等输送量(一般低于40立方米/小时)输送长度不大的情况下(一般为3-70米,宜以50米以下,倾角小于20度)。环链的结构和制造比较简单,与料斗的连接也很牢固,输送磨琢性大的物料时,螺旋输送机按结构分为头节、中节、尾节三部分、每一部分中又有几种不同的长度,螺旋提升机和螺旋输送机依机长可组合3米-70米、LS型单驱动3.5米-40米(特大型最长40米)、LS型双驱动4米-80米的整台螺旋机每隔0.5米为一长度规格。
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