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1、邵阳学院课程设计前 言 本次课程设计是水泥输送料的螺旋式输送机的设计。首先对螺旋式输送机作了简单的概述；接着分析了螺旋式输送机的起动方式、调速和运行；然后根据不同的要求进行计算；再根据不同的计算结果进行电动机选型和参数对照；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前，螺旋失输送机正朝着长距离、高速度、低摩擦的向发展，。在螺旋输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造螺旋输送机过程中存在着很多不足。本次螺旋输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 目 录摘要1前言12.螺旋输送机
2、的介绍22.1螺旋输送机简介22.2螺旋输送机的输送原理22.3 螺旋输送机的起动32.4变频调速52.5电机运行特性的数值计算方法73.电动机的选择83.1.功率的选择83.2.种类和型式的选择83.3.电压和转速的选择93.4. 由已知参数选取电动机94.螺旋输送机的规格和技术参数表114.1 LS型螺旋输送机规格及技术参数表114.2GX型螺旋输送机规格及技术参数表 125课程设计的总结与体会13参考文献14致谢15摘要：螺旋输送机的起动、运行和调速在不同工业生产应用中有着不同的参数要求。在这里我介绍下螺旋输送机的起动方式、稳定运行的条件和变频调速。对电机运行特性进行简要的数值计算。然后
3、对电动机的机型和参数进行分析。由于本人对螺旋输送机在水泥厂的应用方面的知识有限，所以只能简要说明下螺旋输送机在水泥厂中的应用。关键词：电动机 起动 调速 运行特性2.螺旋输送机的介绍2.1螺旋输送机简介1. 驱动装置 2.联轴动 3.壳体 4.出料口 5.旋转螺旋轴6.中间吊挂轴承 7.支坐 8.进料口图1.1 螺旋输送机简图螺旋输送机俗称绞龙，适用于颗粒或粉状物料的水平输送，倾斜输送，垂直输送等形式。输送距离根据畸形不同而不同，一般从2米到70米。如图1.1所示。螺旋输送机一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成。螺旋输送机的螺旋叶片有实体螺旋面、带式螺旋面和叶片螺旋面三种形式，其中
4、，叶片式螺旋面应用相对较少，主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，这种螺悬面型，在完成输送作业过程中，同时具有并完成对物料的搅拌、混合等功能。从输送物料位移方向的角度划分，螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升，该螺旋输送机不适宜输送易变质、粘性大、易结块或高温、怕压、有较大腐蚀性的特殊物料。 垂直螺旋输送机适用于短距离垂直输送。可弯曲螺旋输送机的螺旋由挠性轴和合成橡胶叶片组成，易弯曲，可根据现场或工艺要求任意布置，进行空间输送。螺旋输送机叶片有现拉式和整拉失，现拉式可做成任意厚度与规格尺寸，整拉式不宜制作非标准
5、螺旋。2.2螺旋输送机的输送原理旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送。使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。即如同一根旋转的螺旋轴，带动一个螺母沿其轴向移动一样，螺旋体相当于螺旋轴，物料相当于螺母，当螺旋体连续旋转时则物料也连续输送。无轴螺旋体为较厚的带状叶片，通过驱动端驱动，中间无轴，螺旋体与机壳内壁底部衬板接触。螺旋输送机旋转轴的旋向，决定了物料的输送方向，但一般螺旋输送机在设计时都是按照单项输送来设计旋转叶片的。当反向输送时，会大大降低输送机的使用寿命。2.3 螺旋输送机的起动2.31软起动器的工作原理 软起动主要由串接于电源与被控电
6、动机之间三对反并联晶闸管调压电路构成。现代软起动器基本上都采用了电力电子技术和微机控制技术，以单片微机作为中央控制器控制核心来完成测量及各种控制算法，因此，软起动器具备了很强的功能和灵活性。整个起动过程是数字化程序软件控制下自动进行。利用三对晶闸管的电子开关特性，通过起动器中的单片机，控制其触发脉冲的迟早来改变触发角的大小。而触发导通角的大小，又改变晶闸管的导通时间，最终改变加到定子绕组的三相电压的大小。异步电动机定子调压的结果，一方面其转矩近似与定子电压的平方成正比，另一方面电动机的电流又和定子电压成正比。电动机的起动转矩和初始电流的限制可以通过定子电压的控制来实现，而定子电压又是通过可控硅
7、的导通相角来控制的，所以不同的初始相角可实现不同的端电压，以满足不同的负载起动特性。电动机起动过程中，晶闸管的导通角逐渐增大，晶闸管的输出电压也逐渐增加，电动机从零开始加速，直到晶闸管全导通，从而实现电动机的无级平滑起动。电动机工作在额定电压的机械特性上。电动机的起动转矩和起动电流的最大值可根据负载情况设定。2.32软起动器常用的几种起动方式1、限流起动 电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值（Is）的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设置的电流限值Is，然后保持输出电流IIs的条件下逐渐升高电压，直到额定电压。使电机转速逐渐升高，直到额定转速。这种起动方式的
8、优点是起动电流小，且可按需要调整。对电网影响小，其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。损失起动力矩，对电动机不利。2、斜坡电压起动 这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。顾名思义是电压由小到大斜坡线性上升，它是将传统的降压起动从有级变成了无级，主要用在重载起动，它的缺点是初始转矩小，转矩特性抛物线型上升对拖动系统不利，且起动时间长有损于电机。3、转矩控制起动 用在重载起动，它是将电动机的起动转矩由小到大线性上升，它的优点是起动平滑，柔性好，对拖动系统有更好的保护，它的目的是保护拖动系统，延长拖动系统的使用寿命。同时降低电机起
9、动时对电网的冲击，是最优的重载起动方式，它的缺点是起动时间较长。4、 转矩加突跳控制起动与转矩控制起动 相仿也是用在重载起动，不同的是在起动的瞬间用突跳转矩克服电机静转矩，然后转矩平滑上升，缩短起动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其它负荷，应用时要特别注意。5、 电压控制起动是用在轻载起动的场合，在保证起动压降下发挥电动机的最大起动转矩，尽可能的缩短了起动时间，是最优的轻载软起动方式。2.33几种起动方式和电动机电压、电流和扭矩的基本关系综上所述不难看出，最适用最先进的起动方式应是电压控制起动和转矩控制起动及转矩加突跳控制起动。目前的软起动器多是限电流起动和斜波电压起动，它是最原始最低
10、级最简单的起动方式，还有的是限流起动和转矩加突跳控制起动。唯有电压控制和纯转矩控制及转矩加突跳控制起动较为先进。图1.2 直接在线启动（Dol）、星-三角 2、软启动器等3种不同的启动方式在电动机电压、电流和扭矩方式的基本联系2.4变频调速变频调速时对电动机及其效能产生的影响：变频调速不论采用什么样的控制方法其输出到电机端上的电压脉冲是非正弦的。所以普通异步电动机在非正弦波下的运行特性分析就是变频调速时对电机产生的影响。主要有以下几个方面：1）电动机的损耗和效率.电动机损耗非正弦电源下运行的电动机，除了基波产生的正常损耗外，还将出现许多附加损耗。主要表现在定子铜损、转子铜损和铁损的增加，从而影
11、响电动机的效率。.电动机效率谐波损耗的大小明显地决定于外加电压的谐波含量。谐波分量大，电动机损耗增加，效率降低。但是大多数静止逆变器不产生低于5次的谐波，而高次谐波的幅值较小。这种波形的电压对电动机效率降低并不严重。对中等容量的异步电动机进行计算和对比试验表明，其满载有效电流比基波值约增加4。如果忽略集肤效应，则电动机的铜损与总有效电流的平方成比例，谐波铜损为基波损耗的8。考虑到由于集肤效应使转子电阻平均可增大3倍，因而电动机的谐波铜损应为基波损耗的24。如果铜损占电动机总损耗的50，则谐波铜损使整个电动机的损耗增加12。铁损的增加很难计算，因为它受电动机结构和所用磁性材料的影响。如果定子电压
12、波形中的高次谐波成分相对较低，像在6阶梯波中那样，谐波铁损增加不会超过10。如果铁损和杂散损耗占电动机总损耗的40，则谐波损耗仅占电动机总损耗的4。摩擦损耗和风阻损耗是不受影响的，因而电动机的全部损耗增加小于20。如果电动机在50Hz正弦电源时的效率为90，则由于谐波存在使电动机效率只降低1一2。 如果外加电压波形的谐波成分明显地大于6阶梯波时的谐波成分，则电动机的谐波损耗将大大增加，而且可能大于基波损耗。就是在6阶梯波电源时，一个低漏抗的磁阻电动机可能吸收一个很大的谐波电流，从而使电动机的效率下降5或更多。在这种情况下，为了满意地运行，就要使用12阶梯波的逆变器，或采用六相的定子绕组。电动机
13、的谐波电流和谐波损耗实际上与负载无关，因此时间谐波的损耗大小实际上可以在空载情况下用正弦电源和非正弦电源进行比较确定。以此来确定某种型式或某种结构的电动机效率下降的大致范围。.电动机的稳定和扭振问题 当交流电动机运行于变频电源时，在一定的频率及负载情况下，系统可能发生不稳定性。由于动态稳定性与系统的状态有关，因此在无限大的工频电源系统中可以稳定运行的电动机，当采用逆变器供电时就可能变得不稳定；当一台电动机专用一个变频电源时，运行稳定，而多台电动机共用一个变频电源组合传动时，就变得不稳定了。通过对这些现象的分析，发现有以下两个原因：即电动机固有的低频不稳定性和电动机与逆变器间相互影响造成的不稳定
14、性。在低频时的这种不稳定性表现为持续地振荡，也就是转子转速在同步附近的摆动。转矩角的变化产生相应的输出转矩和功率的脉动。如果转子振荡过大并超过失步转矩，则电动机失步。另一方面，也可能超出逆变器的换向能力而使其保护动作。各轴的转矩、转速计算0轴(电动机轴)P0=Pd=5.762kw,n0=nm=1440r/minT0=9.55*106P/n=3.82*104Nmm1轴(高速轴)P1=P01=5.7kw,n1=1440r/minT1=9.55*106P/n=3.78*104Nmm2轴(中间轴)P2=P123=5.47kw,n2=232.26r/minT2=9.55*106P/n=22.49*104Nmm3轴(低速轴)P3=P223=5.25kw,n3=52r/minT3=9.55*106P/n=96.4*104Nmm4轴P4=P334=4.49kw,n3=52r/minT4=9.55*106P/n=90.73*104Nmm2.5电机运行特性的数值计算方法工程中常利用同步发电机的一些基本特性来分析三相对称负载下发电机稳态运行时
