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  垂直斗式提升机设计论文.doc._设计/艺术_人文社科_专业资料。垂直斗式提升机设计论文.doc.

  毕业论文 学校代码:xxxx 学生学号:xxxx Xx 大学 毕业论文(设计) 垂直斗式提升机设计 Vertical Bucket Elevator Design 学生姓名:*** 指导教师:*** 教授 学科专业:机械设计制造及其自动化 所在单位:机械电子工程系 2014 年 6 月 1 毕业论文 摘要 垂直提升机是提升、搬运和输送物料及产品的设备。因为其安装拆卸方便、 结构牢固、安全可靠而广泛应用于采矿、冶炼、码头、建筑等行业中,作提升运 输物料及产品之用。设计从实际出发,按照优质、安全可靠、经济的设计原则, 努力设计出结构合理、 便于安装和维护的高质量产品。 斗式提升机具有输送量大, 提升高度高,运行平稳可靠,寿命长显著优点,其主要性能及参数符合 JB3926----85《垂直斗式提升机 2 毕业论文 Abstract Is to enhance the vertical hoist, handling and transportation equipment, materials and products. Because of its easy installation and removal, the structure solid, safe, reliable and widely used in mining, smelting, docks, and construction industries, to enhance the transport of materials and products for use. Design from reality, according to high quality, safe, reliable, economical design principles to design a rational structure, easy to install and maintain the high quality products. Bucket elevator with large, high lift height, smooth and reliable operation, long life and significant advantages, its main properties and parameters in line JB3926 ---- 85 vertical bucket elevator 3 毕业论文 目录 摘要.............................................................................................................2 Abstract .......................................................................................................3 绪论.............................................................................................................7 课题背景.....................................................................................................8 第一章 提升机结构 ................................................................................10 1.1 提升机硬件结构 ........................................................................10 1.2 提升机特点.................................................................................10 1.3 提升机输送量计算 ....................................................................11 第二章 技术要求.....................................................................................14 2.1 一般技术要求 ...........................................................................14 2.2 主要零部件的技术要求 ...........................................................14 2.3 安装技术要求 ...........................................................................16 2.4 牵引件技术要求 ........................................................................17 第三章 料斗设计.....................................................................................19 3.1 提升机料斗选用原则 ...............................................................20 3.2 对于装料过程的改进 ...............................................................20 3.3 对料斗提升过程中的改进 .......................................................20 3.4 料斗在卸料过程中的改进 .......................................................23 第四章 零散部件设计改进 ....................................................................25 4.1 通风口........................................................................................25 4.2 防逆转装置 ...............................................................................25 4 毕业论文 4.3 设置防滑主动轮 .......................................................................25 4.4 提升带的速度 ............................................................................25 4.5 进料流速.....................................................................................26 4.6 转速监控装置 ............................................................................26 4.7 选用优质传送带或传动链 ........................................................26 4.8 挡料板.........................................................................................26 4.9 料斗的间距.................................................................................26 4.10 牵引件.......................................................................................26 4.11 驱动装置...................................................................................27 4.12 张紧装置...................................................................................28 第四章 斗式提升机的设计计算 ............................................................30 4.1 基本设计参数 ............................................................................30 4.2 使用要求.....................................................................................30 4.3 设计目标.....................................................................................30 4.4 参照数据.....................................................................................31 4.5 输送能力的推导 ........................................................................31 4.6 料斗的计算.................................................................................32 4.7 核算输送能力 ............................................................................33 4.8 电动机的选取 ...........................................................................33 4.9 减速器的选取 ............................................................................34 4.10 壳体的设计 ..............................................................................35 总结...........................................................................................................37 5 毕业论文 参考文献...................................................................................................38 6 毕业论文 绪论 垂直斗式提升机是在封闭的机壳内连续提升粉末、 颗粒或小块状物料的输送 设备。安装在胶带或链条上的料斗,通过驱动滚筒或传动链轮自提升机的下部掏 取或喂人物料,提升到上部卸料处,依靠离心力或重力抛出,完成输送目的。斗 式提升机因具有占地面积小、功率低、运行平稳可靠、密封性能好、使用寿命长 等优点而被众多厂家所选用适用于低处往高处提升, 供应物料通过振动台投入料 斗后机器自动连续运转向上运送。为配套立式包装机,电脑计量机设计,适用于 食品、医药、化学工业品、螺丝、螺帽等产品。根据传送物料的性质不同,可以 选用金属、不锈钢、ABS 塑料等不同材质制造。根据传送量可调节传送速度, 并随需求选取型号升机按牵引件的构造不同分为 TD 型、TGD 型、TH 型、NE 型 4 种。按照斗型不同分为深斗、中深斗、浅斗和鳞斗几种形式(一般情况下, 浅料斗适宜于输送较潮湿、易结块、较难抛出的物料;深料斗适宜于输送干燥、 松散、易抛出的物料)。按取料方式不同可分为掏取式或喂人式装载。根据不同 机型和速度分为离心式卸料、离心重力式卸料(混合式)、重力式卸料(物料自重)3 种形式。 7 毕业论文 课题背景 国内斗式提升机的设计制造技术是 20 世纪 50 年代由前苏联引进的,直到 80 年代几乎没有大的发展。尽管在此期间,各行业针对使用中出现的问题做过 一些改进,但大都因为某些原因而未能得到推广。 20 世纪 80 年代以后,由于改革开放和经济发展的需要,一些大型及重点工 程项目引进了一定数量的斗式提升机,从而促进了国内斗式提升机技术的发展。 目前国内常用的通用斗式提升机均为垂直式,按 JB3926—85 标准,应用最广的 是 TD 型带式、TH 型环链式和 TB 型板链式等 3 种型式。 TD 型带式斗式提升机采用离心式或混合式卸载方式,适用于输送松散密度 小于 1.5t/m3 的粉状、粒状、小块状的无磨琢性或磨琢性较小物料,物料温度不 超过 60 度; 当物料温度在 60-200 度时, 应采用耐热橡胶带。 提升高度约在 4-40m 范围内,输送量为 4-238m3/h TH 型环链斗式提升机采用混合式或重力式卸载方式,适用于输送松散密度 小于 1.5t/ m3 的粉状、粒状、小块状的无磨琢性或中等磨琢性的物料,物料温度 不超过 250 度。提升高度约在 4.5-40m 范围内,输送量为 35-365m3/h TB 型板链斗式提升机采用重力式卸载方式,适用于输送松散密度 2t/m3 的 中、大块,磨琢性较大的物料,物料温度不超过 250 度。提升高度约在 5-50m 范 围内,输送量为 20-563m3/h。 TD、TH、TB 型斗式提升机的问世,使我国斗式提升机技术水平向前迈进 了一大步,但与国际先进水平相比还存在相当大的差距。随着国民经济的进一步 发展,运输行业引进、吸收、消化了国外斗式提升机的最新技术,并结合我国的 实际情况,在 20 世纪 90 年代初研制开发了 THG 型和 TDG 型高效斗式提升机 系列,以满足市场对大输送量、大提升高度、结构紧凑、运行平稳可靠、使用寿 命长的新型高效斗式提升机的需要。 THG 型和 TDG 型斗式提升机分别是 TH 型和 TD 型斗式提升机的改型产品, 在结构上有以下显著特点: (1)传动装置中采用了垂直轴减速器和液力偶合器, 结构紧凑,实现了柔性传动,既能使运转平稳,又能使电机减速器及牵引构件得 8 毕业论文 到保护,更能使物料在停机时保持稳定状态。(2)采用重锤式张紧装置,既可 实现自动张紧又可保持恒定的张紧力,避免胶带打滑或脱链,从而保证机器正常 运转。(3)对头、尾部和中部机壳全部做了密封处理,物料及粉尘不会外扬, 可避免环境污染。(4)该机在下部增设了料位器和速度控制器,可将控制信号 传入中央控制室的计算机中,对斗式提升机的运转情况进行监控。 我国通用斗式提升机在使用中仍存在一些问题,例如,对于频繁更换物 料品种的斗式提升机, 如何快速清理机座存料和机内残存料; 如何提高配套件 (减 速器、环链及联接环钩、链轮、牵引胶带、轴承座等)的性能和强度,等等。 我国斗式提升机的技术水平与世界先进水平的差距还相当明显,例如在 材料选择、制造工艺等方面尚达不到国外先进水平的技术要求;输送能力、提升 高度等还相对落后。国外采用钢绳芯输送带作为牵引构件,并采用小型斗式提升 机对大型斗式提升机定量供料,使斗式提升机的输送能力高达 2000t/h,提升高 度达到 350m;我国板链斗式提升机的发展相对较慢,而在国外尤其是日本、美 国等国家制造的板链斗式提升机性能参数往往超过环链斗式提升机和胶带斗式 提升机,提升高度可达 90m,输送能力超过 1500t/h,牵引构件使用寿命可达 10 年,应用范围很广。 对于斗式垂直提升机而言,设计的主要参数有粒度、松散密度、温度、 湿度、粘度、磨琢性、实际输送量 Q、提升高度 H 等。 9 毕业论文 第一章 提升机结构 1.1 提升机硬件结构 斗式提升机由上部区段、 中部机壳、 下部区段、 驱动装置和内牵引件组成(见 图 1)。上部区段由上部机壳、头罩、传动滚筒和传动链轮组组成;中部机壳与上 下部连接, 起支撑防护和密封作用, 分为标准节、 非标准节和带检视门的标准节, 有单通道和双通道两种形式(其中选双通道主要是加强整机的中间节强度);下部 区段由下部机壳和拉紧滚子组或拉紧链轮组组成; 驱动装置由驱动平台、 电动机、 减速器传动件和逆止器等组成;内牵引件由料斗、橡胶输送带或圆环链、套筒滚 子链等组成。 图 2.1 环链斗式提升机的构造 1—环链;2—料斗;3—驱动链轮;4—机壳头部;5—驱动装置; 6—中间段;7—检视口(座板);8—下部机座;9—张紧链轮; 10—张紧装置; 1.2 提升机特点 10 毕业论文 垂直提升机具有以下特点: 1. 垂直提升机工作时搁板的回程不占用工作节拍,输送效率高,且不受输 送高速的影响。 2. 只能输送件货,且物料有最小尺寸的限制。 3. 承载范围大,最大可达 2000Kg。 4. 与出入口输送设备配套使用,使输送过程实现完全自动化,避免了人工 操作带来的不稳定性。 5. 结构紧凑,占地面积小。 6. 安全可靠,易于维护,运行费用低廉,有效降低输送成本 1.3 提升机输送量计算 斗式提升机输送量是按照填充系数 9=1 计算的。 所以在选择提升机时一定要 考虑物料特征,按输送物料填充系数计算出实际输送量,其计算公式: l Q ? 3.6 v ?? A 式中 Q——输送量.m3/h; 以 A——料斗距离,m; I——料斗容积,L; v——提升速度.m/s; ? ——填充系数。 物料填充系数妒见表 1。 表 1 不同物料状态的填充系数 粉状物料 0.75-0.9 20mm 以下的颗粒状 物料 0.7-0.9 20-50mm 以下的块状 物料 0.6-0.8 潮湿轻微黏性粉状,小粒 状物料 0.6-0.7 11 毕业论文 斗式提升机的功率计算式: P=(Po+Ps+Pk)·K 式中 Po——斗提机的轴功率,kW; Ps——挖取功率。kW; Pk——空载功率.kW; K——功率系数,取 1.1~1.2。 PV ? Q ? ? ?C ? g 3600 式中 Q——输送量.m3/h; ? ——容重,t/m3; C——轴距,m; g——重力加速度,9.81 m/s2 在选择斗式提升机时, 一定要根据到物料的粒度、 堆积密度、 温度、 含水量、 黏度、磨琢性等特征以及输送量、各种机型的提升高度来选型。 12 毕业论文 下部区段;2-双通道中部机壳;3-中部机壳连板; 4-链斗组; 5-驱动装置; 6-上部区段; 7-检视门; 8-右装; 结构简图 1—上链轮;2—过渡轮;3—主动链轮;4—连轮; 5—货物;6—弹性拖货机构;7—下连轮 13 毕业论文 第二章 技术要求 2.1 一般技术要求 2.1.1 提升机应符合 JB/T 3926 的要求,并应按经规定程序批准的图样和技 术文件制造。 2.1.2 焊接件在焊接前应清除表面的污物,焊缝应紧密、均匀,不得有未焊 透、未熔合、咬肉、烧伤等缺陷,焊缝外观不得有裂纹、夹渣、气孔。 2.1.3 铸件应符合 GB/T 1348、GB/T 9439、GB/T 11352 的规定。 2.1.4 锻件不应有夹层、折叠、裂纹、锻伤、结疤、夹渣等缺陷。 2.2 主要零部件的技术要求 2.2.1 铸造链轮应进行消除内应力处理,内孔及工作表面不得有砂眼,其余 表面经加工或清砂后,砂眼深度和最大面积不大于表 1 规定时,可不焊补;砂眼 面积大于表 1 规定,而小于表面积的 5%时,应予以填料修补。 JB/T 3926.2___1999 沙眼处铸件壁厚 mm ≤15 >15 18 2 沙眼深度 沙眼最大面积 mm2 4 5 3 3 沙眼个数 2.2.2 铸造链轮轮辐上的气孔或砂眼,深度不得大于轮辐厚度的 1/10,面积 不得大于深度平方的 2 倍,每个轮辐上只允许有一处砂眼,每个链轮只允许有 两处砂眼。 2.2.3 传动滚筒表面应光滑,不得有影响使用性能的裂纹、凹坑、焊接不良 及其他缺陷。 2.2.4 传动滚筒外径对轴线的全跳动应按 GB/T 1184 中 9 级的规定;滚筒壁 厚差和最小壁厚应符合表 2 的规定。 表2 壁 厚b 壁 厚 差δ 6~8 ≤1.5 14 8~12 ≤ 2 12~16 ≤2.5 毕业论文 最小壁厚 b— 1 2.2.5 拉紧滚筒外径上扁钢对称中心线 双列套筒滚子链传动的链轮应符合下列要求: a) 弦节距尺寸公差为 Js12; b) 根圆尺寸公差为 h11; c) 轴孔尺寸公差为 H8; d) 根圆及齿侧平面对孔轴线的圆跳动及端面圆跳动为 0.001d 根+0.1mm(d 根为根圆直径); e) 键槽两侧面对齿形对称中心平面的对称度应按 GB/T 1184 中 11 级规定; f) 齿形表面热处理硬度 45~48HRC,硬化层不小于 2mm。 2.2.7 圆环链的技术要求应符合 MT/T 36 的规定。 2.2.8 套筒滚子链应符合下列要求: a) 链条在测量力为破断载荷的 1/50,测量长度不小于 3000mm 时的极限偏 差为% 25 . 0 0+ ; b) 链条节距尺寸公差为 Js12; c) 链条破断载荷应满足 JB/T 3926.1 的要求; d) 销轴的表面热处理硬度为 50~55HRC; e) 套筒的表面热处理硬度为 45~50HRC; f) 滚子的整体热处理硬度为 40~45HRC; g) 内、外链板表面平面度应按 GB/T 1184 中 12 级的规定。 2.2.9 尼龙心橡胶运输带的径向扯断强度不小于 2kN/ (cm·层),径向扯断伸 长率不得超过 25%;普通 15 毕业论文 橡胶运输带的径向扯断强度应不小于 560N/ (cm·层),径向扯断伸长率不得 超过 20%。 2.2.10 提升机的机壳应符合下列要求: a) 每节机壳表面平面度应符合表 3 的规定; JB/T 3926.2- 1999 表3 提升机规格 平 面 度 100~250 10(+) 315~500 12( +) 630~1000 15(+ b) 机壳上、下法兰面平行度应符合 GB/T 1184 中 12 级的规定; c) 机壳高度尺寸公差为 h13; d) 机壳中心线对法兰的垂直度应符合 GB/T 1184 中 12 级的规定; e) 法兰面相邻螺栓孔间距偏差为±0.8mm,累积偏差为±1.5mm。 2.3 安装技术要求 2.3.1 上、下链轮(滚筒)组装配后,用手转动应轻便灵活。 2.3.2 拉紧装置调整应灵活,在牵引件安装和调整好后,未被利用的行程应 不小于全行程的 50%。 2.3.3 提升机牵引胶带接头处径向承载能力应不低于胶带径向扯断强度。 2.3.4 整机安装应符合下列要求: a) 主轴对水平面的平行度为 0.3/1000; b) 主轴与驱动装置低速轴的同轴度应符合 GB/T 1184 中 9 级的规定; c) 单链、胶带提升机上、下轴安装要求(见图 1、图 2)应符合表 4 的规定 (B 为机壳内大可测距离) 表 4 测 量 部 位 16 公 差 值 mm 毕业论文 A1-A2 B1-B2 4 6 6 9 d) 双链提升机上、下轴安装要求(见图 3)应符合表 5 的规定; 表5 测 量 部 位 H≤20m B1 B2 A1-A2 A0-A1 A0-A2 4 6 3 公 差 值 mm H20~40m 5 e) 机壳垂直度和扭曲度(见图 4)应符合表 6 的规定 表6 测 量 部 位 H12m A1-A2 B1-B2 5 公 差 值 mm H=12~24m 7 H24~40m 8 2.4 牵引件技术要求 2.4.1 空载试运转要求 a) 牵引件应运转正常,无卡链、跳链、打滑、偏移现象;双列套筒滚子链 提升机的两根链条应同 17 毕业论文 时进入啮合; b) 机器运转应平稳、可靠,紧固件无松动现象; c) 运转 2h 后,轴承温升不大于 60℃,润滑密封性能良好; d) 减速器无渗油,无冲击声,联轴器安全可靠; e) 电器设备安装可靠;空载功率应不超过额定功率的 30%。 2.4.2 负载试运转要求 a) 提升机在满足设计要求的条件下工作正常,最大输送量应达到设计要求; b) 卸料情况良好,无显著回料现象; c) 满载运转时,牵引件应不打滑,电动机应不超载; d) 电器控制可靠,电动机、减速器、逆止器运转平稳; e) 在距离提升机 5m 处,噪声不超过 85dB(A)。 18 毕业论文 第三章 料斗设计 料斗是提升机的承载构件, 通常是用厚度δ =2~6mm 的钢板焊接或冲压而制 成的。为了减少料斗边唇的磨损,常在料斗边唇外焊上一条附加的斗边。垂直提 升机在满足设计要求的条件下正常工作,最大输送量应达到设计要求;且卸料情 况良好,无显著回料现象;在满载运转时,牵引件应不打滑,电动机应不超载; 电器控制应可靠,电动机、减速器、逆止器运转平稳。因此提升机是否能实现设 计的输送量,是提升机设计成功与否的最直接体现。斗式垂直提升机依靠环绕在 头,底轮上的牵引构件做连续运动。通过固定在牵引构件上的料斗往复装料,提 升,卸料完成整个输送过程。实现对物料的运送和提升整个过程分为装料过程, 运输提升过程和卸料过程三个阶段。装料过程的装载量决定了提升的输送量,提 升过程的平稳程度决定物料的损失程度, 而卸载过程决定了物料的卸空程度和运 输消耗。合格的提升机应该是实现对物料的“装满,升稳,卸净。”提高生产能 力,减小过程中的无用消耗。 设提升机料斗的容积为 i0 斗内盛装的物料实际容积为 i0 ? 为小于 1 的填充系 数,则单位长度的载荷量为: q? i0 ?? a0 公斤/米 3-1 式中 i 0 ——斗的容积,升; a0 ——斗距,米 ? ——物料容重,吨/米 3; ? ——填充系数 0.7~0.8 。 输送能力大小决定于线载荷(单位长度上物料重量)和提升速度,其计算按 下式确定: Q ? qv 千克 / 秒 v——斗式提升机运行速度,米/秒。 19 毕业论文 3.1 提升机料斗选用原则 斗式提升机选用原则根据料斗型式根据物料的湿度、粘度选择。 浅料斗的前壁斜度大而深度小,适用于运送潮湿和流散性不良的物料。深料 斗的前壁斜度小而深度大,适用于运送干燥且流散性好的物料。这 2 种料斗用在 料斗呈稀疏布置的斗式提升机中。 对于有导向边的料斗, 由于当它绕过上滚筒时, 前面料斗的 2 导向侧边即为后面料斗的卸载导槽, 故适用于运送沉重的及有磨损 性的物料,这种料斗用在料斗 作密集布置的斗式提升机中。 3.2 对于装料过程的改进 装料过程的装载量将直接影响提升机的输送能力。 设定一个装载系数来判别 整个装料工作的质量。那么有着很多的因素影响着装载系数的大小。如:料斗的 样式,机座的装料形式,牵引构件的线速度和物料的物理表现特性等等。 其中对于料斗的样式和装料形式可以做改动,以满足提升装料能力的要求。 料斗的装料方式有两种:一种是顺向进料,一种是逆向进料。其中顺向进料是采 用加料方向和料斗的运动方向相一致的方式。这种方式进料时,物料进入机座会 先碰到料斗的背面,因此物料和料斗相遇时不能直接进料,只有当料斗将物料向 前推移时才开始装料。逆向进料是采用加料方向和料斗运动方向相反的方式,当 物料从进料口进入机座时与料斗迎面相遇,直接流入料斗,较大的提高了提升机 的装载系数, 减少机座内的物料积余, 减轻了料斗在机座内推移积余物料的阻力。 相较于顺向进料,逆向进料更利于物料的装载,提高了装载系数,减小了料斗运 动的阻力和消耗。 采用逆向进料时,应降低料口的高度,使之低于张紧轮的水平轴线,缩小物 料在机座内从进料口到北料斗推移质装料点的距离。增加料斗直接进料的机会。 进料口要低于张紧轮的水平轴线 对料斗提升过程中的改进 牵引构件种类根据提升高度、物料温度选择。带式斗式提升机具有成本低、 20 毕业论文 质量较小,可使用较高的速度、工作平稳且噪声小等优点,故应用较为广泛。但 是,网上真钱扑克开户,由于胶带强度较低,料斗在胶带上的固定处为薄弱环节,所以其提升高度一 般都不大,被运物料的种类也受到限制。链式斗式提升机却相反,它允许有较大 的提升高度, 可以提升块度较大和温度较高的物料。 但是, 链传动会产生动载荷。 料斗在提升过程中应尽量要求料斗在过程中的平稳,如果不能稳升,就会出 现撒料现象,造成生产效率的降低,增加功率消耗。实践证明引起撒料的原因有 以下三种:料斗在提升过程中的振动,料斗在整个过程所产生的扭矩以及其他的 原因。 料斗在提升过程中由于自身原因或者环境原因引起料斗的振动使得料斗中 的物料撒落回机座,造成生产效率的下降。料斗在提升过程中振动时间越长,振 动的频率越高,振动的幅度越大。所造成的损失则越大。 料斗的振动可能源于提升机上转动部件的重心与旋转中心不重合, 形成惯性 振动。当机械惯性振动频率与其固有频率相同时,又会引起较大振幅的共振,引 起牵引件的大幅度摆动,造成料斗的振动,造成大量的撒料。在设计安装时,应 使提升机的头,底座的重心和其旋转中心重合,而不会产生惯性振动。在提升机 中加上隔振装置————橡胶垫和弹簧。 料斗以一个侧面固定在牵引构件上。料斗在自身和料斗内的物料重力作用 下,会对牵引构件产生一个力矩使料斗产生一个偏转角度,如果偏转角过大,将 会造成撒料现象。同时在提升过程中产生摇摆现象。如果摆幅过大会造成料斗与 提升机外壳的相碰,对料斗造成破坏。 21 毕业论文 料斗扭矩受力图 料斗尺寸:料斗在提升过程中必定会发生偏斜和摇摆。所以要将料斗的扭 转角 和料斗的摆幅限定在一定的范围内。 为了满足料斗在提升过程中的平稳提 升,需要将扭转角 限制在 20。 以 O‘为支点列出平衡方程: _________ G _________ e————— 料斗下端牵引构件张力; 料斗与斗内料的重量; 料斗与斗内物料重量的重心到料斗上端牵引构件张力作用线 的距离,也就是料斗的重心偏距 e=( - )A; 22 毕业论文 A ————— h ————— ————— r ————— ————— __________ g __________ 料斗的凸度; 料斗全高: 料斗安装孔高度; 料斗底圆半径; 料斗后壁底端到安装孔的高度; 料斗扭转角度单位; 重力加速度; 降低牵引件最小张力可以降低料斗跨度 A,且安装孔不易过高,料斗不易过 高过陡,尽量采用轻质材料,降低料斗的重量。牵引构件接口须平滑紧凑,避免 接口不平或倾斜。 头轮和底轮安装不正主要体现在以下几个方面: 一是头轮和底轮在水平面方向上不平行;二是头轮和,底轮的两轴线不在同 一垂直平面内;三是头轮和底轮在铅垂方向上不平行。此时料斗带跑偏,易引起 料斗与机筒的撞走。这时应立即停机,重新进行安装、调整,确保头轮和底轮各 方法的安装精度 料斗带接头不正是指料斗带结合后,料斗带边缘线不在同一直线上。造成输 送带两端的长度不相等,这样,输送带两端的松紧程度和张力不一样。带向紧的 一端侧向移动, 造成撒料、 料斗盛料不充分、 卸料不彻底等情况, 使生产率下降。 严重时还会造成料斗带卡边、撕裂。这时应停机,重新修正、连接接头,确保料 斗带边缘线 料斗在卸料过程中的改进 卸料特性根据物料特性、运行速度、牵引构件种类选择。离心式卸料适用于 运送流散性好的粉状、 颗粒状和小块状物料, 适用于料斗稀疏布置的高速提升机, 而且主要是带式的。链式提升机较少采用离心式卸料。网上真钱扑克开户采用离心式卸料,料斗的 运行速度通常取为 1-2m/s,目前已可选用至 5m/s。重力式卸料适用于运送块状 23 毕业论文 的、沉重的、磨琢性大的物料,并适用于料斗作连续布置的垂直或倾斜斗式提升 机。 料斗运行速度一般取为 0.4-0.6m/s 需配用有导向边的料斗。 离心) 重力式 (混 合式)卸料的适用范围介于上述两者之间,常用于运送流散性不良的粉状及含水 分物料,运行速度为 0.6-0.8m/s 卸料过程中料斗提升到机头的驱动轮时,绕驱动轮作回转运动。根据驱动轮 直径和转速的不同可以将卸料方式分为三种:离心卸料,重力卸料和混合卸料。 料斗在驱动轮上会受到离心力和重力的作用重力与离心力的合力大小和方 向随着料斗的回转速度变动而变动。 合力的反向延长线总是与头轮垂直中心线交 于一点,即极点。从极点到头轮水平中心线的距离称为极距。极距仅与驱动轮或 链轮转速有关。 根据物料的不同特性和提升机的提升速度可以选择不同的卸料方 式。当输送流动性较好的颗粒状物料时多采用离心式卸料方式,速度一般在 1.5-3m/s,输送水分较高,黏性大,流动性不好的物料或块状物料时刻采用重力 式卸料方式。通用性提升机更多的采用混合卸料方式。在使用时应根据物料的不 同特性和传输速度需求的不同适当控制提升机的运动速度 24 毕业论文 第四章 零散部件设计改进 4.1 通风口 在斗式提升机头部和底部应设有吸风管和通风口。 以保证斗式提升机在卸料 和进料过程中不会形成负压和粉尘外溢。一台制作精良的输送设备。它的密封必 须可靠。但良好的密封在物料卸料和进料过程中就必然会产生压力差,造成进料 和卸料困难。通风口使斗式提升机内部压力与外界压力基本相等。适当的吸风避 免粉尘从通风处溢出,避免浪费和清洁环境 4.2 防逆转装置 在斗式提升机的机头部装有防逆转装置。 在斗式提升枧工作中动力突然中断 时,反转对于斗式提升机是很危险的。斗式提升机在提升过程中,其一侧是盛满 物料的上行畚斗。另一侧是卸完物料的下行空畚斗。动力中断后,斗式提升机由 于重力作用必发生逆转。物料随着畚斗的反转被卸到斗式提升机的底部,直至堆 满后卡住畚斗。由于反转是一个加速的运动,而后又被突然卡住,很容易扯掉畚 斗,使皮带损坏,甚至断裂。另外斗式提升机底部堆满物料。也使斗式提升机无 法启动。防逆转可采用棘轮机构。 4.3 设置防滑主动轮 在斗式提升机的主动轮表面铆接或粘接防滑、抗(耐)磨橡胶布,能有效提高 主动轮与皮带问的摩擦系数,防止皮带打滑,提高提升效率。如果主动轮表面过 于光滑。就需过分张紧皮带,来保证提升机的正常工作,皮带就会受到过大的张 紧力而降低皮带的使用寿命。 4.4 提升带的速度 单位时间内经过喂料区域的畚斗数量与畚斗带速成正比。因此,斗式提升机 的产量通常随带速增加而提高,但畚斗带速过高,装满系数反而会快速下降,使 斗式提升机产量下降。这是因为带速过高时,畚斗穿越喂料区域的时间较短.即 畚斗舀取或充料时间显著变短,进入畚斗的物料远未装满时.畚斗就已穿过喂料 区域完成了装料,使畚斗装满系数下降很快;当带速很高时,高速运动的畚斗几 25 毕业论文 乎形成一个面。使物料几乎不能进入畚斗,其装满系数接近零,因此提升带的速 度慢时,畚斗内的物料装满系数大。 4.5 进料流速 进料流速及流量是影响装满系数的决定因素之一。 有的提升机在进料口处装 有进料插板,用以调节进料 El 的截面积:有的提升机装有进料缓冲装置,用以 调节进料流量。对于一般情况而言,提高进料流速有利于提高装满系数,但如果 进料流速太快,物料对畚斗的冲击增大。导致落入畚斗的物料溅起、洒落,反而 使畚斗装满系数降低。进料流速及流量应视提升带速度、进料方式、物料类型等 条件合理确定 4.6 转速监控装置 在斗式提升机的被动轮部分装备速度传感器。传感器产生电压或电流信号, 通过仪表可设定最高和最低转速。当斗式提升机的转速超出了设定范围,经过一 段延时时间,如果转速为下降至设定范围,机器会自动报警,并自动断开空气开 关,有效保护斗式提升机的正常工作。 4.7 选用优质传送带或传动链 选用质量优良的传动带和传动链会有效的提高生产效率。 并且可以大大降低 斗式提升机的事故发生率。 4.8 挡料板 在斗式提升机的上部卸料处安装挡料板可以有效的房子物料倒流而流回提 升机底部。挡料板应使用橡胶等耐磨又有一定韧性的橡胶材料制成。挡料板与料 斗的距离应在 15mm 左右。 4.9 料斗的间距 合理设定料斗间距离和料斗数量可以改善斗式提升机的工作能力和电机功 率利用率。 4.10 牵引件 26 毕业论文 斗式提升机的牵引件常采用胶带或链条。 胶带斗式提升机的优点是: 成本低, 自重较小, 工作平稳无噪声, 可采用较高的运行速度, 生产效率较高, 磨损较小; 主要缺点是:料斗在胶带上的固定较弱,因为是用摩擦传递牵引力,需要有较大 的初张力。环链作为较为常用的一种牵引件,它的结构和制造比较简单,与料斗 的连接也很牢固。但环链相互接触处易磨损,降低链的强度,运行不够平稳。 本设计采用环链作为牵引构件,提升机的牵引构件是锻造环链。锻造环 链由 3 号圆钢锻制而成, 我国目前定型的环链节距为 50mm、 64mm、 86mm、 92mm 等,如图所示:环链与料斗的连接采用链环钩,当料斗的宽度为 160~250mm 时, 只用一根牵引链条,当料斗的宽度为 300~630mm 时,则用两根牵引链条。 锻造环链 4.11 驱动装置 提升机的驱动链轮装设在提升机的上部卸料处。在传统的 TH 型斗式提升机 驱动装置中的传动部分除减速器外,配有开式齿轮或皮带轮等传动装置。而在 THG 型斗式提升机中则配用垂直轴减速器等传动装置,这样可以使传动装置被 更为紧凑的布置。 环链式斗式提升机的驱动链轮和环链之间是通过摩擦传动的。 因此链轮只有 槽而无齿,传统的驱动链轮和轴的结构如图: 27 毕业论文 驱动链轮装置图 1—驱动链轮;2—轴;3—密封装置;4—轴承 先进驱动链轮装置 1—光轴;2—组合式链轮;3—带座球轴承;4—帐套 4.12 张紧装置 在斗式提升机的机壳下部设有张紧装置。 张紧装置有螺旋式、弹簧式及重锤式三种,以螺旋式最常采用,其结构与带 式输送机张紧装置相同。 张紧装置安装在张紧滚筒 (或张紧链轮) 轴的轴承座上, 并连接在提升机外罩下部的侧壁上。张紧装置的行程在 200~500mm 范围内。 28 毕业论文 斗式提升机设计方案总览 装载方式 卸载方式 牵引件 料斗 驱动轮 驱动轴 轴承 电机 减速器 张紧装置 掏取式 重力式 、混合式 双条矿用高强度圆环链 单个链环节距 P=64mm 深型料斗 组合式链轮 光轴 带座外球面磙子轴承 (待计算) 垂直轴减速器 重锤式张紧装置 29 毕业论文 第四章 斗式提升机的设计计算 4.1 基本设计参数 料斗宽度:B=315mm; 斗式提升机的规格是以料斗的宽度(mm)表示。据此本次设计的 THG 型斗 式提升机型号即为 THG315. 4.2 使用要求 ① 提升物料(碎石):容重γ =1.4t/m3 、粒度 d≤20mm。 ② 提升高度 H=20m; ③ 提升能力 Q≥80t/h; ④ 工作环境:室内使用; ⑤ 连续生产:每天工作 10 小时,一年工作 360 天 表 2-1 THG 型斗式提升机的主要技术性能 THG THG THG THG 160 200 250 315 THG 400 THG 500 THG 630 THG 800 THG 1000 斗提机型号 sh zh sh zh sh zh sh zh sh zh sh zh sh zh sh zh sh zh 输送量 Q,m3/h 容量,L 料斗 斗距,mm 每米长度牵引链条及料斗 重,Kg/m 料斗运行速度 v,m/s 提升高度 Hmax,m 270 31 0.93 270 336 378 420 60.9 1.17 480 79.6 1.17 546 88.66 1.32 630 107 1.31 756 150 1.47 30 21 50 33 70 45 100 74 160 120 210 160 350 250 475 345 715 520 2.6 1.9 4.1 2.9 6.5 4.6 10 7.4 16 12 25 19 40 29 64 47 102 74 31.85 33.4 43.25 0.93 1.04 1.04 60 75 60 75 60 75 60 75 60 75 60 75 60 75 55 70 55 70 4.3 设计目标 要求提升机能将物料直径大于 20mm 的碎石,以不低于 80 吨/小时的实际输 30 毕业论文 送量,提升到 20m 的高度。 4.4 参照数据 依照表 2-1 THG 型斗式提升机的主要技术性能对应查得斗提机型号为 THG 315 的斗式提升机,具有以下性能参数: 输送量 Q=100m3/h,料为 sh,容量 i=10L,斗距 a=378mm,每米长度牵引 链条及料斗重 q=43.25Kg/m,料斗运行速度 v=4m/minax, H=60m 。 4.5 输送能力的推导 设提升机料斗的容积为 i 0 升,斗内盛装的物料实际容积为 i0? 升, ? 为小于 1 的填充系数,则单位长度的载荷量为: q? 公斤/米 i0 ?? a0 4-1 式中 i 0 ——斗的容积,升; a0 ——斗距,米 ? ——物料容重,吨/米 3; ? ——填充系数 0.7~0.8 。 关于填充系数的选取可在《建材机械设备》表 15-10 中取得。对应小颗粒的 或小块的磨硺性小的物料,填充系数 ? 取 输送能力大小决定于线载荷(单位长度上物料重量)和提升速度,其计算按 下式确定: Q ? qv 千克 / 秒 3600 q? ? 3.6qv 吨 / 小时 1000 Q? 4-2 31 毕业论文 或将式(4-1)代入得: Q ? 3.6 i0 ??? 吨 / 小时 a0 4-3 式中 v——斗式提升机运行速度,米/秒。 由于供料不均匀,计算生产率应大于平均的实际生产率 Q Q实 ? K 吨/小时 式中 K——供料不均匀系数,取 1.2~1.6 。 套用 THG 型斗式提升机的主要技术性能: 斗距 a=378 毫米, 斗速 v=1.04 /秒,即知确定料斗斗容后即可求得提升机的输送能力。 米 Q实 ,即: 4-4 4.6 料斗的计算 在向前的章节中,我们已经结合被输送物料的特性及物料的装卸方式将本 THG315 所采用的料斗定为深斗。 而料斗的尺寸规格与提升机的输送能力有关,由上述输送能力计算公式得: i0 Q ? 吨 / 小时 a 0 3.6??? 4-5 又由式(4-4)推得,计算生产率 Q ? Q实 K 吨 / 小时 将 4-6 Q实 ? 80 吨 / 小时 ,K=1.4 代入(4-6) 即有: Q ? 80?1.4 ? 112 吨 / 小时 将其与 ? =1.4 吨/米 3, ? =0.75,v=1.04 米/秒, a0 =0.378 米一并代入(4-5) 中 则有: i0 112 ? 0.378 3.6 ? 1.4 ? 0.75? 1.04 32 i0 Q ? a 0 3.6??? 毕业论文 i 0 ? 8.87 升 将其进一步取整,选取 i 0 ? 10 L 4.7 核算输送能力 在选取 i 0 ? 10 L 的料斗后,对提升机的输送能力进行核算: 则有: Q ? 3.6 i0 ??? a0 Q ? 3.6 ? 10 ? 1.4 ? 0.75 ? 1.04 0.378 Q ? 126.28 吨 显然其远远大于实际生产率,故可以满足生产条件。 4.8 电动机的选取 依《建材机械与设备》相关章节的计算资料: 有驱动轴上圆周力: P0 ? S3 ? S 4 ? W3?4 公斤 式中 W3?4 ——过头轮的阻力,公斤 4-7 W3?4 ? 0.04 (S3 ? S 4) 则有: P0 ? 2268? 1551? 0.04 (2268? 1551 ) ? 870 公斤 计算功率: 33 毕业论文 N0 ? P0? 102 千瓦 4-8 将? ? 1.04 米/秒,代入得: N0 ? 千瓦 870 ? 1.04 ? 8.87 102 选用电机功率: 千瓦N ? K ?N 0 4-9 ? 式中 K ? ——功率储备系数○ 1 见《建材机械与设备》P240 这里取 K ? ? 1.1 ? ——驱动装置传动效率,这里选取? ? 0.85 。 将其代入(4-9) N? 1.1 ? 8.87 0.85 ? 11.48 千瓦 由于在先前的设计过程中对计算生产率的放大余量较大, 故在此选取 N ? 11 千瓦的电机,以免造成不必要的浪费。 对应 《机械设计手册》 第五卷[5], 选用 Y2 系列三相异步电动机 Y160M-4 。 其功率为 11 千瓦,转速 1460 转/分。 4.9 减速器的选取 假设驱动轮节圆直径 D ? 710 mm (参照《链条输送机》TH 型链斗式提升机 的基本参数所得),链速? ? 1.04 链轮转速: n? m/s。 ? 30 1.04 ? 30 ? ? 27.99 r? 0.355 ? 3.14 34 r/min 毕业论文 计算传动比: i? n电 n轮 ? 1460 ? 52.14 28 4.10 壳体的设计 对应《机械设计手册》第四卷,选用 DCY 系列垂直轴硬齿面减速 器 DCY-160-50 。其传动比 i ? 50 ,最大输入功率为 13KW 。 选取垂直轴减速器后,实际能传到驱动轮上的转速: n轮 ? r/min n电 i ? 1460 ? 29.2 50 由《运输机械手册》THG 型斗式提升机机有关章节的内容,可知其壳体设 计已经标准化,对于 THG315,其壳体内壁长度为 1350mm,宽度为 540mm。下 部区段高度为 2000,其中尾轴组距地面 950,进料口离上边缘 200mm。中间标 准节高度为 3000mm,出料口与上部壳体下缘平齐,这样,若满足物料的提升高 度 H=20, 需要 6 个 3000mm 的标准中间节, 附加一个 1800mm 的非标准中间节 , 但考虑到用户的层高与机体的固定,将 1800mm,拆分为一个 500mm 的层高调 整节,和一个 1300mm 的调高节。 至于头节的设计,其需要满足三个条件:其一是,其需要分为 3 个部分,以 便于头轮的安装与检修;其二是,上部机壳完成安装后其顶部要与料斗的上缘保 有一定的间隙,最小不低于 35mm;最后是,头轴与头部壳体下缘的相对位置, 实际由以下公式所定 ?h ? H ? ?? 2 ? D ? a 0 N ( 1800? 950 ) 式中 h——头轴离出料口距离,mm H——提升高度,mm ,H=20000mm 35 4-10 毕业论文 D——链轮直径,mm,D=680mm a 0 ——斗距,mm , a 0 =378 N——料斗个数,一条链上的料斗个数取为 120 个 则依公式(4-10),求得 h ? 818 mm 进而估计整个提升机的壳体高度为 23.3m 36 毕业论文 总结 本设计完整的实现了对垂直斗式提升机的整体设计, 设计的计算依据和功能 实现完全符合国家公布的的斗式提升机通用计算标准, 零件的强度符合机械设计 要求。通过参考国内外的各种关于斗式垂直提升机的相关资料文献,将各种科技 成果融入了本次设计当中,更便捷的实现了垂直提升机的部分功能。设计严格参 照原始工作参数, 和现有的斗式提升机计算资料及零件的计算校核方法对提升机 的相关零部件紧系了正确的计算和选取。 37 毕业论文 参考文献 (1)王宗发主编 《实用机械设计》北京理工大学出版社 1998 年 2 月 (2)吴宗泽 罗圣国主编 《机械设计课程手册》 高等教育出版社 1996 年 4月 (3)中国纺织大学工程图学教研室等编 《画法几何及工程制图》第四版上 海科学技术出版 1982 年 6 月 (4)濮良贵 纪名刚主编《机械设计》第七版 月 (5)贾耀卿主编 《机械零件手册》中国标准出版社 1995 年 9 月 (6)中国农业机械化科学研究院 编 《实用机械设计手册》上册 1985 年 7 月 (7)秦曾煌主编 《电工技术》第五版 高等教育出版社 1998 年 5 月 (8)汪恺主编 《机械设计标准应用手册》第三卷 机械工业出版社 1996 年 10 月 (9)周凤云 主编 《工程材料及应用》 华中理工大学出版社 1999 年 10 月 (10)章宏甲 黄谊主编 《液压传动》 中国工业出版社 2000 年 9 月 (11)葛伟亮 贺力勤编著 《电磁控制元件》北京理工大学出版社 2001 年 11 月 (12)廖念钊 古萤庵 莫雨松 李硕根 杨兴俊编 《互换性与技术测量》第 四版中国计量出版社 2000 年 1 月 (13)李丙才,杨青年,颉振群《斗式提升机的设计》 《甘肃工业大学学 报》2000 年第 26 卷第 2 期 高等教育出版社 2001 年 6 38 毕业论文 (14)李坤山,张在美《斗式提升机设计改进》 中国建材报 2006-08-08 (15)赵军 《斗式提升机的改进设计》 《中国油脂》 2007 年 12 期 (16)卢景德 《斗式提升机传动方式的选择》 《新世犯水泥导报》 2008 年 05 期 39

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