斗式提升機(jī)設(shè)計

頁目錄第1章緒論11.1斗式提升機(jī)的發(fā)展史和特點(diǎn)21.2斗式提升機(jī)的分類21.3課題主要工作任務(wù)21.4斗式提升機(jī)的主要設(shè)計方案3第2章概述42.1斗式提升機(jī)裝載和卸載42.2常用斗提機(jī)選用及相關(guān)計算52.3斗式提升機(jī)的主要部件62.4斗式提升機(jī)的工作原理7第3章斗式提升機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計83.1斗式提升機(jī)提升功率的確定83.2傳動比的確定和傳動裝置的選用93.2.1傳動比的確定和分配93.2.2減速器的選用與安裝93.2.3皮帶輪相關(guān)參數(shù)的確定103.3驅(qū)動軸設(shè)計及附件的選擇123.3.1軸的材料及熱處理133.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計133.3.3軸的強(qiáng)度校核計算143.3.4軸承選用163.3.5驅(qū)動鏈輪鍵的設(shè)計校核173.4聯(lián)軸器的選擇173.5驅(qū)動鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計183.6料斗和環(huán)鏈的設(shè)計193.6.1斗式提升機(jī)的受力分析193.6.2料斗的確定和計算213.7頭部罩殼的選材及連接23圖3-5提升機(jī)頭部示意圖圖3-5提升機(jī)頭部示意圖3.9其他裝置25總結(jié)26致謝27升機(jī)技術(shù)存在較大差距。斗式提升機(jī)的發(fā)展趨勢：運(yùn)輸高度、提升速、輸送量、驅(qū)動總功率是評價斗式提升機(jī)產(chǎn)品性能高低的主要指標(biāo)。隨著社會的不斷發(fā)展，我們對斗式提升機(jī)有了更多的要求，就這樣斗式提升機(jī)的提升高度不斷加大，效率不斷的提升，能耗不斷減少，更加適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。能耗少、提速快、提升量大是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效提升機(jī)的發(fā)展方向。未來我國斗式提升機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)主要有：(1)高效吐料技術(shù)；(2)新型高效高速技術(shù)；(3)高速吞料技術(shù)；(4)中間換料斗技術(shù)；(5)倒轉(zhuǎn)自動張緊技術(shù)；(6)故障預(yù)警技術(shù)；(7)斗式提升機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)。同時，提升斗提機(jī)的各種性能是以后發(fā)展的需要。1.2斗式提升機(jī)的分類1）按牽引件分類：斗式提升機(jī)有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種牽引構(gòu)件。環(huán)鏈與料斗的連接很牢固，結(jié)構(gòu)和制造也比較簡單，輸送的物料時，鏈條的磨損較小，但是有個缺點(diǎn)就是自重比較大。板鏈結(jié)構(gòu)適用于提升量大的提升機(jī)，比較牢固，自重較輕，但易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60°C，鋼繩膠帶允許溫度達(dá)80°C，耐熱膠帶允許溫度達(dá)120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達(dá)250°C。斗提機(jī)最廣泛使用的有兩種類型，分別為帶式(TD)和環(huán)鏈?zhǔn)?TH)兩種型式。深型料斗大多用于輸送散裝水泥。如TD型帶式斗提機(jī)采用離心式卸料或混合式卸料，適用于堆積密度小于1．5t／m3的粉狀、粒狀物料。TH環(huán)鏈斗提機(jī)采用混合式或重力式卸料用于輸送堆和密度小于1．5t／m3的粉狀、粒狀物料。2）按卸載方式分類：斗式提升機(jī)有三種分類方式分別為：重力式卸料、離心式卸料和混合式卸料等三種形式。斗速較快的是離心式卸料，比較適合輸送粉狀、小塊狀等磨琢性小的物料；斗速較慢的是重力式卸料，比較適合適輸送塊狀的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。1.3課題主要工作任務(wù)我選的課題主要研究的事斗式提升機(jī)的性能、特點(diǎn)和工作原理，通過理論和實際相結(jié)合的辦法，制定出合理的設(shè)計方案，并且對各種參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計和計算，按照參數(shù)(輸送量128t/h，400mm的斗距，0.8m/s的斗速，重力式的卸料方式)要求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成各個部件的設(shè)計還有總體設(shè)計，并完成4張A0圖紙。1.4斗式提升機(jī)的主要設(shè)計方案1）深入研究斗式提升機(jī)的工作原理，設(shè)計出符合斗式提升機(jī)工作能力和使用要求的方案。2）在保證運(yùn)行穩(wěn)定的前提下，設(shè)計出合理的提升機(jī)零件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)。3）在保證運(yùn)行的高效性的前提下，設(shè)計出符合條件的驅(qū)動裝置。第2章概述2.1斗式提升機(jī)裝載和卸載斗式提升機(jī)有流入式裝載（圖2-1）、挖取式裝載（圖2-2）和混合式裝載三種裝載方式。卸載方式同樣也是三種分別是離心式、重力式、及混合式。離心式卸料對料斗要求有較高的的運(yùn)行速度，一般情況下為1—2m/s。必須正確選擇驅(qū)動輪的直徑和轉(zhuǎn)速，以及卸料口的位置來確保這種卸載。這種卸料的優(yōu)點(diǎn)是：在料斗速度確定下有最小的驅(qū)動輪尺寸；有較高的卸料位置，可以減小各料斗之間的距離，并且可以適當(dāng)提高卸料管高度，當(dāng)有一定的卸料高度時，就可以加減小提升機(jī)的高度；同樣有缺點(diǎn)：有較小的料斗填充系數(shù)，對所要提升的物料也有要求。卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料要使用重力式卸載，運(yùn)行速度為0.4—0.8m/s，對料斗也有要求需要帶導(dǎo)向槽。優(yōu)點(diǎn)，料斗尺寸與極距的大小無關(guān)，料斗裝填良好。缺點(diǎn)：物料有較低拋出位置，因此必須加大提升機(jī)的高度。重力式卸載是物料被拋卸出去從料斗的內(nèi)并，這種也是離心式卸載。這種方式適和于含水分的物料和流動性不良的粉狀物料。運(yùn)輸速度為0.6—0.8m/s這個范圍之內(nèi)，這種方式的牽引否見一般用鏈條。2-1流入式2-2挖取式2.2常用斗提機(jī)選用及相關(guān)計算（一）現(xiàn)在我們國家一般都是用垂直式的斗式提升機(jī)，有TD型、TH型等較新型符合標(biāo)準(zhǔn)TB3926-85，特征、用途和型號見表1。表2-1TD、TH、TB型斗提機(jī)特征、型號表型式TD型TH型TB型結(jié)構(gòu)特征采用橡膠帶作牽引構(gòu)件采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構(gòu)件采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)件卸載特征采用離心式或混合式方式卸料采用重力式或混合式方式卸料采用重力式卸料適用輸送物料松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料松散密度ｐ＜2t/m3的中、大塊狀的磨琢性物料適用溫度物料低于60℃，用耐熱橡膠帶時溫度低于200℃物料低于250℃物料低于250℃型號TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630TH315、TH400、TH500、TH630、(TH800)(TH1000)①TB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、TB1000提升高度約在4～40mm范圍內(nèi)約在4.5～40mm范圍內(nèi)約在5～50mm范圍內(nèi)輸送量4～238m3/h35～185m3/h20～563m3/h（二）常用斗提機(jī)功率計算1、軸功率的近似計算：P0=（2-1）式中：P0軸的功率（千瓦）；Q是斗提機(jī)的輸送量（噸/小時）；H是提升高度（米）；V是提升速度（米/秒）；K1、K2系數(shù)。具體見表表2-1表2-1提升機(jī)參數(shù)表輸送能力Q（噸/小時）牽引構(gòu)件型式帶式單鏈?zhǔn)诫p鏈?zhǔn)搅隙沸褪缴疃泛蜏\斗三角斗深斗和淺斗三角斗深斗和淺斗三角斗系數(shù)K1<100.6/1.1///10-250.5/0.81.101.2/25-500.450.60.60.831.0/50-1000.40.550.50.700.81.10>1000.350.5//0.60.90系數(shù)K32.52.001.51.251.51.25系數(shù)K21.61.101.30.801.30.802、電動機(jī)功率計算：P=（2-2）式中：N是電動機(jī)的功率（千瓦）；N0是軸的功率（千瓦）；η1是減速機(jī)的傳動效率，ZQ是型減速機(jī)η1=0.94η2是三角皮帶或開式齒輪傳動效率，對三角皮帶η2=0.96，對開式齒輪η2=0.93；K'是功率備用系數(shù)。與高度H有關(guān)，當(dāng)：H<10米時，K'=1.45；10<H<20米時，K'=1.25；H>20米時，K'=1.15。2.3斗式提升機(jī)的主要部件斗式提升機(jī)是由料斗、牽引構(gòu)件、底座、中間罩殼和驅(qū)動裝置等組成。減速機(jī)、電動機(jī)、逆止器或制動器及聯(lián)軸器等組成了驅(qū)動裝置。小提升高度時采用彈性聯(lián)軸器，大提升高度的斗提機(jī)采用液力偶合。省去聯(lián)軸器是軸裝式減速機(jī)，這樣可以簡化安裝工作，并且可以是維修時裝卸方便。料斗一般有淺斗、深斗和有導(dǎo)向槽的尖棱面斗等三種。前壁斜度大深度小的是淺斗，比較適合流散性不良和潮濕的物料。前壁斜度小而深度大的是深斗，比較適合流散性好并且干燥的物料。有導(dǎo)向槽的尖棱面斗比較適合有磨損性并且沉重的塊狀物料。牽引構(gòu)件一般是一個封閉的繞性構(gòu)件，大多是環(huán)鏈、板鏈或膠帶等。2.4斗式提升機(jī)的工作原理螺桿式與重錘式張緊裝置的兩種。我們一般把帶式斗提機(jī)的張緊滾筒制成鼠籠式殼體，用來防止?jié)L筒上散料粘附。我們可以把斗式提升機(jī)采用整體機(jī)殼，也可以上升分支和下降分支分別來設(shè)置機(jī)殼?？梢栽谙逻呍O(shè)置指示，以方便物料過多是報警。如圖2-3，固接著一系列料斗的牽引構(gòu)件（環(huán)鏈、鏈輪）環(huán)繞在提升機(jī)的頭輪與底輪之間構(gòu)成閉合輪廓。頭輪與驅(qū)動裝置相連，使斗提機(jī)獲得了動力可以運(yùn)行。底輪與張緊裝置相連，就這樣使?fàn)恳龢?gòu)件有了使用的初張力，可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。提升機(jī)的底部供入物料，通過料斗各部件從下向上提升知道頭部，并在頭部實現(xiàn)卸料圖2-3提升機(jī)示意圖綜合各方面，本提升機(jī)選用卸料方式為重力式，裝料為掏取式，用深料斗，用低合金高強(qiáng)度圓環(huán)鏈做牽引件，熱處理后，可以有很高的抗拉強(qiáng)度和耐磨性，增長壽命，采用了組裝式鏈輪。用高強(qiáng)度螺栓將輪體、輪緣聯(lián)接而成。在鏈輪磨損后，方便拆卸便于維修；下部式張緊裝置采用重錘杠桿，這樣就能自動張緊。安裝后不用調(diào)整，又張緊力持久，從而避免了打滑或脫鏈，保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第3章斗式提升機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1斗式提升機(jī)提升功率的確定經(jīng)過查閱各種文獻(xiàn)，綜合設(shè)計出下邊的斗提機(jī)功率過程。傳動軸驅(qū)動功率：P0=+PS+PL（3-1）式中P0是軸功率（KW）；Q是斗提機(jī)輸送量（t/h）；H是提升高度（m）；g是重力加速度（m/s2）；QUOTE錯誤!未找到引用源。是挖取料功率，kw，查表；QUOTE錯誤!未找到引用源。是斗提機(jī)空載功率，kw，查表;具體見表3-1斗寬，mm16020025031540050063080010001250空轉(zhuǎn)功率QUOTE錯誤!未找到引用源。，kw2223344555挖取功率QUOTE錯誤!未找到引用源。kw物料粒度0～1mm0.20．20.30.50.81.22.23.46.08.4物料粒度0～5mm0.40.40.71.21.82.74.26.911.315.8物料粒度0～40mm0.40.40.91.62.23.65.08.414.420.5表3.1斗提機(jī)挖取功率、空在功率表式中提升高度H取20m，g取9.8m/s2，Q=128t/h。根據(jù)運(yùn)輸物料取QUOTE錯誤!未找到引用源。=0.8kw，QUOTE錯誤!未找到引用源。=3kw。可取得P0=10.8kw。斗提機(jī)的功率P=QUOTE錯誤!未找到引用源。（2.2）式中QUOTE錯誤!未找到引用源。為傳動效率，一般取QUOTE錯誤!未找到引用源。=0.85；QUOTE錯誤!未找到引用源。是軸功率，kw；P是電動機(jī)功率，kw；QUOTE錯誤!未找到引用源。是功率備用系數(shù)。QUOTE錯誤!未找到引用源。=1.1~1.2，一般取1.15。代入數(shù)值得P=14.6kw。電動機(jī)的功率就是為斗提機(jī)的功率，即QUOTE錯誤!未找到引用源。=14.6kw。由此可選出電動機(jī)的使用型號。查表得電動機(jī)型號Y160L-4，具體參數(shù)如下：額定功率：15kw額定轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE錯誤!未找到引用源。：1460r/min額定電壓：380V輸出軸的直徑：Φ75mm。3.2傳動比的確定和傳動裝置的選用電動機(jī)啟動后，通過減速裝置，使鏈條運(yùn)動速度滿足設(shè)計要求。輸出軸連接鏈輪鏈輪帶動鏈運(yùn)動，料斗通過牽引件固定在鏈條上，固料斗隨著鏈輪的轉(zhuǎn)動而提升物料，根據(jù)斗式提升機(jī)技術(shù)性能表可查出料斗的運(yùn)行速度為0.8m/s，即鏈的速度為0.8m/s。則鏈輪工作轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE錯誤!未找到引用源。=QUOTE錯誤!未找到引用源。（2.3）式中QUOTE錯誤!未找到引用源。是鏈輪轉(zhuǎn)速；V為鏈的提升速度；D為鏈輪輪直徑，可知D為630mm（根據(jù)后面組合鏈輪的設(shè)計）。求得QUOTE錯誤!未找到引用源。=24.3r/min3.2.1傳動比的確定和分配由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速Q(mào)UOTE錯誤!未找到引用源?？傻脗鲃友b置總傳動比為：QUOTE錯誤!未找到引用源。=QUOTE錯誤!未找到引用源。/QUOTE錯誤!未找到引用源。（2.4）=1460/24.3=603.2.2減速器的選用與安裝因為帶傳動比為2-4，則減速器的傳動比在15-30之間，而帶的傳動比最好控制在2附件所以減速器取較大的傳動比，根據(jù)現(xiàn)有減速器和輸入功率、轉(zhuǎn)速綜合評定選用DCYK160-1-28-IVN型減速器，它的傳動比是28，輸入的軸直徑是28mm，輸出軸直徑是65mm,中心高是160mm。3.2.3皮帶輪相關(guān)參數(shù)的確定根據(jù)總傳動比可得皮帶傳動比i=60/28=2.15.窄V帶的高度比普通V帶大，摩擦的面也比較大，用鋼絲繩或合成纖維繩做抗拉體，可是承載能力可增大1.5-2.5倍，適用于傳動裝置緊湊的場合。電機(jī)額定功率為15kw，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1460r/min，得到該Ｖ型帶輪最小直徑QUOTE錯誤!未找到引用源。=90mm。根據(jù)：得到QUOTE錯誤!未找到引用源。=160.1mm注：――電機(jī)額定轉(zhuǎn)速――連接減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速――V帶滑動率=2﹪綜上，小帶輪直徑在90-160.1mm1）大帶輪的計算直徑取小帶輪直徑為120由==252mm注：--小帶輪轉(zhuǎn)速r/min--大帶輪轉(zhuǎn)速r/min--帶輪的滑動系數(shù)，取=0.02求計算功率查表得QUOTE錯誤!未找到引用源。=1.2，則QUOTE錯誤!未找到引用源。=QUOTE錯誤!未找到引用源。P=1.2×15=18kw2）計算V帶速度V===9.27m/s注：--小帶輪直徑--小帶輪轉(zhuǎn)速對于V帶有當(dāng)120mm時滿足要求。所以QUOTE錯誤!未找到引用源。=252mm3）中心距和帶長的計算帶輪的中心距，通常根據(jù)機(jī)床的總體布局初步確定，可以在得到：260<<744取=300mm確定初定的V帶基準(zhǔn)長度：QUOTE錯誤!未找到引用源。≈2QUOTE錯誤!未找到引用源。+QUOTE錯誤!未找到引用源。（QUOTE錯誤!未找到引用源。+QUOTE錯誤!未找到引用源。）+QUOTE錯誤!未找到引用源。=600+557.35+11.02=1168.37mm取QUOTE錯誤!未找到引用源。=1250mm傳動的實際軸間距為:a=300+（1250-1168.37）/2=340.8mm驗算小帶輪包角=160.3°一般應(yīng)使≥120°，符合要求。4）計算V帶根數(shù)根據(jù)：查表得：帶入式中計算可得：Z=7.445取Z=7注：--計算功率--單根普通V帶的基本額定功率--大根普通V帶的基本額定功率的增量--包角修正系數(shù)--普通V帶的帶長修正系數(shù)5）計算預(yù)緊力F0單根V帶合適的預(yù)緊力=622N注：--計算功率Z—V帶的根數(shù)V—V帶的速度--包角修正系數(shù)（小帶輪包角為166.55°，查表得到=0.95）q—V帶每米長的質(zhì)量（通過查表，取q=0.12）作用在軸上的壓力Q=2ZQUOTE錯誤!未找到引用源。sinQUOTE錯誤!未找到引用源。=786543N3.3驅(qū)動軸設(shè)計及附件的選擇3.3.1軸的材料及熱處理斗式提升機(jī)驅(qū)動軸是提升機(jī)中最重要的零件之一，主要承受高扭矩，高彎矩，因此軸的材料選用45鋼，并且調(diào)質(zhì)處理。3.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）初步計算軸的直徑參照機(jī)械設(shè)計中關(guān)于軸的設(shè)計部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算法來計算軸的直徑。（3-4）式中A——系數(shù)，此處取100，P——軸傳動的功率，Kwn——軸的轉(zhuǎn)速，r/min,期中P=10.8kw將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式3-4可得（3-5）因為軸端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故將軸徑增加4%~5%，取軸的直徑為70mm。2）各軸段直徑的確定 如圖3-1所示，軸段①與減速機(jī)空心輸出軸套裝配，并且在接近軸段②處裝有毛氈彌封圈，故直徑d1=70mm。軸段②和軸段⑧上安裝軸承，現(xiàn)暫取軸承型號為2217，其內(nèi)徑d=85mm，外徑D=150mm，寬度B=36mm，故軸段②的直徑d2=d8=85mm。軸段③和軸段⑦的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關(guān)手冊，取d3=d7=95mm。軸段④和軸段⑥上安裝驅(qū)動鏈輪，考慮到軸段④與軸段⑥中間的截面承受的彎矩最大，故在直徑上有所增加，現(xiàn)暫定d4=d6=100mm。軸段⑤考慮滾筒便于安裝拆卸，直徑略比軸段④和軸段⑥的直徑小，取d5=110mm。圖3-1驅(qū)動軸示意圖3）各軸段長度的確定軸段①與減速機(jī)空心輸出軸套裝配，其長度主要決定于減速機(jī)和頭部殼體之間的安裝尺寸，同時還要保證與減速機(jī)相配合的部分有足夠的長度，從手冊中查知減速機(jī)的相關(guān)安裝尺寸要求，現(xiàn)暫取L1=140mm。軸段②與軸段⑧上安裝軸承，其長度決定于軸承的安裝尺寸，故取L2=L8=110mm。軸段③和軸段⑦的長度主要根據(jù)兩軸承之間的距離和滾筒在軸向上的安裝尺寸來定?？紤]到其軸向上密封板、殼