螺旋式推料机设计优化

螺旋式推料机适用于推送较大较重炉料，推力可达600kN，推送行程1～2m，推送速度2～4m/min，具有结构简单、布置紧凑、造价低等优点，缺点是传动效率较低，且推送速度受到一定限制。图11-91所示为推力80kN螺旋式推料机实例。螺旋式推料机结构类别见表11-37，技术参数见表11-38。

1.螺旋传动计算

炉用机械设计中多采用滑动螺旋，按式（11-132）确定推料机所需推力F后，再按表11-39进行螺旋副尺寸计算。

2.螺旋推料机受力分析及功率计算

如图11-92所示，螺旋副工作时承受拉力及扭矩，载荷反力F（推料机推力）自左向右经导杆10作用于横杆6及螺母5。横杆6在两轴承之间，左端装有一推力球轴承以承受轴向反力F。

摩擦力在螺旋副、螺母副中产生的转矩M_f（N·m）为

图11-91 80kN螺旋式推料机

注：推料速度3.6m/min，行程400mm，电动机功率7.5kW。

式中 F——螺母所受轴向力（N）；

d_c——螺纹中径（m）；

ρ、φ——螺纹的摩擦角及沿中径的升角（°）；

f——螺纹摩擦因数。对于钢螺旋、铜螺母在轻微润滑状态下f=0.1～0.16。

滑动推力轴承（图11-93a）中的摩擦力矩M₀（N·m）为

式中 R、r——轴承推力环外径及内径之半（m）；

推力球轴承（图11-93b）的摩擦力矩为

式中 f₁——推力球轴承的导出滑动摩擦因数，f₁=0.02；

d₁——推力球轴承中径（m）；

图11-92 螺旋推料机示意图

1—推头 2—推力球轴承 3—导套 4—螺旋杆 5—螺母 6—横杆 7—联轴器 8—电动机 9—减速器 10—导杆

图11-93 推力轴承

a）滑动推力轴承 b）推力球轴承

表11-37 螺旋式推料机结构类别(www.xing528.com)

（续）

表11-38 螺旋式推料机技术参数

总转矩M=M_f+M₀ （11-137）

电动机功率

或

式中 P——电动机功率（kW）；

η_a——螺旋副及其推力球轴承的总效率，η_a=tanψ_ηc； （11-140）tan（ψ+ρ′）

η_b——传动装置的机械效率（不计螺旋副中的效率），按表11-18计算；

η_c——轴承效率。推力球轴承η_c=0.98；滑动推力轴承η_c=0.96；

M——螺旋副的总转矩（N·m）；

F——推料机推力（N）；

n——电动机转速（r/min）；

v——推料速度（m/min）；

K——功率富裕系数，K=1～1.2；

ψ、ρ′——螺旋升角及当量摩擦角（°），见表11-39。

表11-39 滑动螺旋副设计计算表

（续）

（续）

表11-40 螺杆长度系数μ及μ₁值