物料升降平臺的設計【含圖紙】

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物料升降平臺用來垂直提升經(jīng)過破碎機的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等塊粒狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料。根據(jù)料斗運行速度的快慢不同，物料升降平臺可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。物料升降平臺的牽引構件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結構和制造比較簡單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結構比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結構比較簡單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60C，夾鋼繩膠帶允許物料溫度達80C，耐熱膠帶允許物料溫度達120C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達250C 。特點1.驅動功率小,采用流入式喂料、誘導式卸料、大容量的料斗密集型布置，在物料提升時幾乎無回料和挖料現(xiàn)象，因此無效功率少。 2.提升范圍廣，這類提升機對物料的種類、特性要求少，不但能提升一般粉狀、小顆粒狀物料，而且可提升磨琢性較大的物料。密封性好，環(huán)境污染少。 3.運行可靠性好，先進的設計原理和加工方法，保證了整機運行的可靠性，無故障時間超過2萬小時。提升高度高.提升機運行平穩(wěn)，因此可達到較高的提升高度。 4.使用壽命長，提升機的喂料采取流入式，無需用斗挖料，材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。本機在設計時保證物料在喂料、卸料時少有撒落，減少了機械磨損。 1.3 國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果物料升降平臺是實現(xiàn)物料垂直輸送的主要設備。由于它具有提升物料平穩(wěn)，占地面積小，提升高度高，密封性良好，可輸送粉狀物料而不致飛揚等優(yōu)點，被廣泛用于糧油、飼料、酒精等加工企業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，糧油、飼料等行業(yè)加工規(guī)模的日益擴大，對斗式提升機的要求也越來越高。為進一步提高產(chǎn)品質量，使提升機的設計更合理，性能更可靠，所以提出對提升機改造，并用于農(nóng)業(yè)中。物料升降平臺廣泛用于垂直輸送各種散狀物料，國內物料升降平臺的設計制造技術是50年代由前蘇聯(lián)引進的，直到80年代幾乎沒有大的發(fā)展。自80年代以后，隨著國家改革開放和經(jīng)濟發(fā)展的需要，一些大型及重點工程項目從國外引進了一定數(shù)量的物料升降平臺，從而促進了國內斗提機技術的發(fā)展。有關物料升降平臺的部頒標準JB392685及按此標準設計的TD、TH及TB系列斗提機的相繼問世，使我國斗提機技術水平向前邁了一大步， 但由于產(chǎn)品設計、原材料、加工工藝和制造水平等方面的原因，使產(chǎn)品在實際使用中技術性能、傳遞扭矩、壽命、可靠性和噪聲等與國際先進水平相比仍存在相當大的差距。物料升降平臺按牽引形式主要分為膠帶式、圓環(huán)鏈式和板鏈式三種，因經(jīng)濟條件、技術水平及使用習慣等原因，國內用戶對圓環(huán)鏈式和膠帶式斗提機需求量較大，這兩種斗提機的技術發(fā)展受到較多的關注，而且有較為明顯的發(fā)展。TH型是一種圓環(huán)鏈斗式物料升降平臺，采用混合式或重力卸料，挖取式裝料。牽引件用優(yōu)質合金鋼高度圓環(huán)鏈，中部機殼分單、雙通道兩種形式為機內重錘箱恒力自動張緊。鏈輪采用可換輪緣組合式結構。使用壽命長，輪緣更換工作簡便。下部采用重力自動張緊裝置，能保持恒定的張緊力，避免打滑或脫鏈，同時畚斗遇到偶然因素引起的卡殼現(xiàn)象時有一定的容讓性，能夠有效地保護下部軸等部件。該物料升降平臺適用于輸送堆積密度小于1.5t/m易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的底磨琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、糧食等。TH型斗式提升機用于各種散狀物料的垂直輸送。適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料，物料溫度在250以下。本項目主要針對物料輸送系統(tǒng)中物料升降平臺的升降平穩(wěn)性及安全性方面進行了重點研究開發(fā)以及結構設計，零、部件的設計計算及其強度校核，并對提升部分進行優(yōu)化，主要是提升方式與傳送量進行設計與分析1）對斗式提升機的工作原理進行深入研究，根據(jù)斗式提升機的工作能力和使用要求，設計出總體方案。2）設計出合理的提升機結構和零件的強度，保證運行的穩(wěn)定性。3）設計出合理的驅動裝置，保證運行的高效性。第2章 課題介紹以及設計理論2.1 傳動方案的擬定原則方案選擇的原則：1)經(jīng)濟高效 盡可能設計制造成本低廉，這樣可以使本產(chǎn)品應用范圍更廣泛。在追求低成本的過程中更主要的是要保證設備的性能。高的性價比是設備在同類產(chǎn)品市場競爭中取勝的關鍵。2)安全可靠 本設備在設計過程中要保證在運轉過程中要保證操作者及附近人的安全，保證在任何情況下不會對人造成嚴重的傷害。3)保證穩(wěn)定性 保證在運行過程中的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的設備是擴大產(chǎn)品適用范圍，增加經(jīng)濟效益的關鍵。4)操作簡單 本設計中將電機軸與帶輪連接，大小帶輪進行減速，減速之后再傳遞到輸送裝置。2.2 牽引方式、裝卸料方式及選用在帶或鏈等撓性牽引件上，均勻地安裝著若干畚斗用來連續(xù)運送物料的運輸設備稱為斗式提升機。用途：主要用于垂直、傾斜連續(xù)輸送散狀物料。優(yōu)點：結構簡單;占地面積小;提升高度大（一般1220m，最高可達3060m）;密封性好，不易產(chǎn)生粉塵。缺點：畚斗和牽引件易磨損，對過載的敏感性大物料升降平臺的構件包括：牽引件、傳動滾筒、張緊裝置、畚斗、加料及卸料裝置和驅動裝置等組成。整個裝置封閉在金屬外殼內，一般傳動滾筒和驅動裝置放在提升機的上端，如圖2.1所示。類型：立式，傾斜式，此項目中的斗式提升機采用立式。2.2.1 物料升降平臺分類按牽引件分類：斗式提升機的牽引構件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結構和制造比較簡單，與畚斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結構比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的提升機，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結構比較簡單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60C，鋼繩膠帶允許物料溫度達80C，耐熱膠帶允許物料溫度達120C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達250C。斗提機最廣泛使用的是帶式(TD)，環(huán)鏈式(TH)兩種型式。用于輸送散裝水泥時大多采用深型畚斗。如TD型帶式斗提機采用離心式卸料或混合式卸料適用于堆積密度小于1.5t/m的粉狀、粒狀物料。TH環(huán)鏈斗提機采用混合式或重力式卸料用于輸送堆和密度小于1.5t/m的粉狀、粒狀物料。膠帶：中小生產(chǎn)能力，中等提升高度，較輕料；鏈帶：提升高度高，重物料。 本課題由于提升量不是很大，并且溫度也在允許范圍內，因此，使用膠帶式牽引方式，如圖2.1所示。圖2.1 物料升降平臺2.2.2 物料升降平臺的裝載和卸載按卸載方式分類：物料升降平臺可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。物料升降平臺的裝載方式有三種，即挖取式裝載（見圖2.2）、注入式裝載（見圖2.3）和混合式裝載。注入式裝載要求散料以微小建度均勻地落入畚斗中，形成比較穩(wěn)定的料流，裝料口下部應有一定的高度，采用該方式裝載時一般畚斗布置較密；畚斗在牽引件上布置較稀時多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動性良好物料的場合，斗速運行速度在2m/s以下，介于兩者之間采用混合式裝載。圖2.2 挖取式裝載 圖2.3注入式裝載本課題中使用挖取式裝載。卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。離心式卸料畚斗的運行速度較高，通常取為12m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅動輪的轉速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點是：在一定的畚斗速度下驅動輪尺寸為最?。恍读衔恢幂^高，各畚斗之間的距離可以減小，并可提高卸料管高度，當卸料高度一定時，提升機的高度就可減小；缺點是：畚斗的填充系數(shù)較小，對所提升的物料有一定的要求，只適用于流動性好的粉狀、粒狀、小塊狀物料。重力式卸載使用于卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料，畚斗運行速度為0.40.8m/s左右，需配用帶導向槽的畚斗。其優(yōu)點是：畚斗裝填良好，畚斗尺寸與極距的大小無關。因此允許在較大的畚斗運行速度之下應用大容積的畚斗；主要缺點是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機機頭的高度。物料在畚斗的內壁之間被拋卸出去，這種卸載方式稱為離心重力式卸載。常用于卸載流動性不良的粉狀物料及含水分物料。畚斗的運動速度為0.60.8m/s范圍，常用鏈條做牽引構件。畚斗的形式是承載部件，按照形式分為：a：深斗，適用于流動性好、干燥物料；b：淺斗（多用）潮濕、流動差物料；c：三角形斗定向自流式卸料。本項目中根據(jù)提升的物料的特性，初步選擇淺斗，如圖2.4所示。2.3 常用物料升降平臺選用及相關計算（一）目前國內常用的物料升降平臺均為垂直式，較新型符合標準TB3926-85的有TD型、TH型，它們的主要特征、用途及型號見表2-1。 圖2.4 三種斗的形式 表2-1 TD、TH、TB型物料升降平臺特征、型號表型式TD型TH型TB型結構特征采用橡膠帶作牽引構件采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構件采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構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1.5t/m的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料松散密度1.5t/m的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料松散密度2t/m的中、大塊狀的磨琢性物料適用溫度被輸送物料溫度不得超過60，如采用耐熱橡膠帶時溫度不超過200被輸送物料溫度不得超過250被輸送物料溫度不得超過250型號TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630TH315、TH400、TH500、TH630、TH800、TH1000TB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、TB1000提升高度約在440mm范圍內約在4.540mm范圍內約在550mm范圍內輸送量4238m/h35185m/h20563m/h （二）TD型物料升降平臺型式 (1) 傳動裝置TD型斗提機的傳動裝置有兩種形式。分別配有YZ型減速器或ZQ(YY)型減速器。YZ型軸裝減速器直接套裝在主軸軸頭上，省去了傳動平臺、聯(lián)軸器等，使結構緊湊，重量輕，而且其內部帶有異型輥逆止器，逆止可靠。該減速器噪聲低，運轉平穩(wěn)，并隨主軸浮動，可消除安裝應力。 (2) TD型斗提機備有四種畚斗Q型（淺斗）、H型（弧底斗）、Zd型（中深斗）、Sd型（深斗）。（三）常用斗提機功率計算1、軸功率的近似計算： P0 = （2.1）式中：P0 軸功率（千瓦）；Q 斗提機的輸送量（噸/小時）；H 提升高度（米）；v 提升速度（米/秒）；K1、K2 系數(shù)。具體見表2-2表2-2 物料升降平臺參數(shù)表 輸送能力Q（噸/小時）牽引構件型式帶式單鏈式雙鏈式畚斗型式深斗和 淺斗三角斗深斗和淺斗三角斗深斗和 淺斗三角斗系數(shù)K11000.350.5-0.60.90系數(shù)K32.52.001.51.251.51.25系數(shù)K21.61.101.30.801.30.802、電動機功率計算：P = （2.2）式中：N 電動機功率（千瓦）； N0 軸功率（千瓦）； 1 減速機傳動效率，對ZQ型減速機1=0.94； 2 三角皮帶或開式齒輪傳動效率，對三角皮帶2=0.96，對開式齒輪 2=0.93； K 功率備用系數(shù)。與高度H有關，當：H10米時，K=1.45；10H20米時，K=1.15。2.4 物料升降平臺的主要部件物料升降平臺的主要部件有：驅動裝置、畚斗、牽引構件、底座和中間罩殼等。驅動裝置由電動機、減速機、逆止器或制動器及聯(lián)軸器組成，驅動主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機采用液力偶合器，小提升高度時采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機可省去聯(lián)軸器，簡化安裝工作，維修時裝卸方便。畚斗通常分為淺斗、深斗和有導向槽的尖棱面斗。淺斗前壁斜度大深度小，適用于運送潮濕的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，適用于運送干燥的流散性好的散粒物料。有導向側邊的夾角形畚斗前面畚斗的兩導向側邊即為后面畚斗的卸載導槽，它適用于運送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。 散裝水泥由于流動性好且干燥，用深斗較合適，卸載時，物料在畚斗中的表面按對數(shù)螺線分布，設計離心卸料的畚斗時往往在畚斗底部打若干個氣孔，使物料裝載時有較高的填充量，并且卸料時更完全。牽引構件為一封閉的繞性構件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。帶式物料升降平臺的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。物料升降平臺可采用整體機殼，也可上升分支和下降分支分別設置機殼。后者可防止兩分支上下運動時在機殼空氣擾動。在機殼上部設有收塵法蘭和窺視孔。在底部設有料位指示，以便物料堆積時自動報警。膠帶提升機還需設置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測器。2.5 物料升降平臺工作原理物料升降平臺的原理：如圖2.3所示，固接著一系列畚斗的牽引構件（環(huán)鏈、鏈輪）圖2.3 物料升降平臺環(huán)繞在物料升降平臺的頭輪與底輪之間構成閉合輪廓。驅動裝置與頭輪相連，使斗式提升機獲得動力并驅動運轉。張緊裝置與底輪相連，使牽引構件獲得必要的初張力，以保證正常運轉。物料從升機的底部供入，通過一系列畚斗向上提升至頭部，并在該處實現(xiàn)卸載，從而實現(xiàn)在豎直方向提內運送物料。斗式提升機的畚斗和牽引構件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的罩殼之內。綜合此次設計的提升高度與臺時產(chǎn)量等要求，本提升機選用混合或重力方式卸料，掏取式裝料，選用Zd型（中深斗）畚斗，牽引件為低合金高強度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當?shù)臒崽幚砗?，具有很高的抗拉強度和耐磨性，使用壽命長，采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強度螺栓聯(lián)接而成。在鏈輪磨損到一定程度后，可擰下螺栓，拆換輪緣，更換方便，且節(jié)約拆料、降低了維修費；下部采用了重錘杠桿式張緊裝置，即可實現(xiàn)自動張緊。一次安裝后不需調整，又可以保持恒定的張緊力，從而保證機器的正常運轉，避免了打滑或脫鏈.2.6 物料升降平臺設計方案總覽 通過本章的討論，將此項目中的各部分設計方案匯總成下表2-3，這些方案將在以下的章節(jié)中逐步完善。表2-3 物料升降平臺方案設計總覽裝載方式掏取式卸載方式重力式，混合式牽引件橡膠帶畚斗Sh型深型畚斗驅動輪焊接式滾筒驅動軸光軸軸承帶座球面滾子軸承電機待計算2.7 本章小結本章主要敘述了物料升降平臺的工作原理，確定了設計的基本方案。闡述了斗式提升機的分類，初步確定了本課題中物料升降平臺的裝載和卸載方式。并且列舉了一些計算物料升降平臺功率和其它相關參數(shù)的方法。對物料升降平臺的主要部件也進行了列舉。基本確定了提升機的設計方案，并且進行了匯總。第3章 物料升降平臺主要參數(shù)確定及主要結構設計3.1 電動機功率的確定電機功率 （3.1）式中:P 電動機功率（kW）； P0 軸功率（kW）； 總效率，根據(jù)文獻3，并且為三角帶傳動，取大約為0.7代入式（3.1）計算得：3.2 電動機的選擇表3-1 Y型電動機主要性能參數(shù) 型 號額定功率額定電流轉速效率功率因數(shù)堵轉轉矩堵轉電流最大轉矩重量額定轉矩額定電流額定轉矩kWAr/min%cos倍倍倍kgY90S-60.752.391072.50.72.05.52.221Y90L-61.13.291073.50.72.05.52.224Y100L-61.5494077.50.72.06.02.235Y112M-62.25.694080.50.72.06.02.245Y132S-637.296083.00.82.06.52.266Y132M1-649.496084.00.82.06.52.275Y132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285Y160M-67.51797086.00.82.06.52.0116Y160L-61124.697087.00.82.06.52.0139Y180M-61531.497089.50.81.86.52.0182Y型電動機的主要性能參數(shù)見表3-1。按已知工作要求和條件選用要求電機功率P0.75kW，轉速n=910r/min左右，參照文獻1中電動機的類型及其應用特點，擬選用Y90S-6型電動機。輸出軸直徑24，中心高160mm，工作轉速910 r/min。該型電機轉矩大，性能良好，可以滿足要求。型 號：Y90S-6 額定功率: 0.75 KW同步轉速: 910 r/min滿載時；功率因數(shù): cos=0.7額定電流: 2.3A額定轉矩（堵轉轉矩）：2.0 Nm額定轉矩（最大轉矩）：5.5 Nm轉動慣量:凈 重: 21 圖3.1 電動機的外形及安裝尺寸Y90S-6電動機的外形及安裝尺寸如表3-2所示：表3-2 Y90S-6外形尺寸及安裝尺寸ABCDEFGHKABACADHDBBL140125562450820901018017511601701553103.3 最大張力的計算 在單驅動的帶式輸送機中，驅動滾筒的趨入點Sn的張力，通常為輸送帶的最大張力， Sn與驅動軸功率的關系可按文獻3式2.5計算 （3.2） 趨入點張力，N； e 自然對數(shù)的底，e=2.718； 輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù)； 輸送帶在滾筒上的包角，rad；當包角以度為單位時，其對應的值見文獻3表3-21,當我們采用包角=180時，滾筒表面同時也為膠面，由于此運輸機的工作環(huán)境比較干燥，所以=0.35，則=3.00。所以 3.4 計算傳動比電動機的滿載轉速和工作機的轉速nw可得傳動裝置的總傳動比為： (3.2)初定工作機的轉速為 代入式(3.2)得：根據(jù)工況，使用帶輪進行減速，因此初步確定帶輪的傳動比3.5 帶輪設計3.5.1 定V帶的型號和帶輪直徑工作情況系數(shù):由文獻2表11-5取計算功率：選帶型號：由文獻2圖11.6選擇A型帶小帶輪直徑：由文獻2表11.6取：大帶輪直徑：由文獻二式11.5（設）取337.5mm大帶輪轉速：3.5.2 計算帶長初取中心距：帶長：由文獻2圖11.4取基準帶長3.5.3 求中心距和包角中心距：由文獻2式11.3小輪包角：由文獻2式11.43.5.4 求帶根數(shù)帶速：傳動比求帶根數(shù)，由文獻2表11.8得由文獻2表11.7知由文獻2表11.12知由文獻2表11.10知由文獻2式11.22知取z=23.5.5 求軸上載荷張緊力：軸上載荷：3.5.6 帶輪結構 圖3.2 小帶輪的結構圖3.3 大帶輪3.6 傳送畚斗帶系統(tǒng)的設計圖3.4 畚斗帶畚斗帶是斗提機的牽引構件，其作用是承載、傳遞動力。要求強度高、撓性好、延伸率小、重量輕。常用的有帆布帶、橡膠帶兩種。帆布帶是用棉紗編織而成的，主要適用于輸送量和提升高度不大、物料和工作環(huán)境較干燥的斗提機；橡膠帶由若干層帆布帶和橡膠經(jīng)硫化膠結而成，用于輸送量和提升高度較大的提升機。3.6.1 輸送帶的簡介 輸送帶在帶式輸送機中既是承載構件又是牽引構件（鋼絲繩牽引帶式輸送機除外），它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。輸送帶有帶芯（骨架）和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠，邊條膠，下覆蓋膠。輸送機的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物以及混紡織物等）或鋼絲繩構成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時的全部負載。因此，帶芯材料必須有一定的強度和剛度。覆蓋膠用來保護中間帶芯不受機械損傷以及周圍有害介質的影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運行時的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側邊覆蓋膠的作用是當輸送帶發(fā)生跑偏使側面與機架相碰時，保護帶芯不受機械損傷。 3.6.2 輸送帶的分類按輸送帶帶芯結構及材料不同，輸送帶被分成織物層芯和鋼絲繩芯兩大類?？椢飳有居址譃榉謱涌椢镄竞驼w織物層層芯兩類，且織物層芯的材質有棉，尼龍和維綸等。整體編織織物層芯輸送帶與分層織物層芯輸送帶相比，在帶強度相同的情況下，整體輸送帶的厚度小，柔性好，耐沖擊性好，使用中不會發(fā)生層間剝裂，但伸長率較高，在使用過程中，需要較大的拉緊行程。鋼絲繩芯輸送帶是有許多柔軟的細鋼絲繩相隔一定的間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的縱向拉伸強度高，抗彎曲性能好；伸長率小，需要拉緊行程小。同其它輸送帶相比，在帶強度相同的前提下，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小。3.6.3 輸送帶的連接為了方便制造和搬運，輸送帶的長度一般制成100200米，因此使用時必須根據(jù)需要進行連接。橡膠輸送帶的連接方法有機械接法與硫化膠接法兩種。硫化膠接法又分為熱硫化和冷硫化膠接法兩種。塑料輸送帶則有機械接法和塑化接法兩種。 (1)機械接頭 機械接頭是一種可拆卸的接頭。它對帶芯有損傷，接頭強度效率低，只有25%60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒表面時，對滾筒表面有損害，常用于短距或移動式帶式輸送機上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C械接頭形式有膠接活頁式，鉚釘固定的夾板式和鉤狀卡子式，但鋼絲繩芯輸送帶一般不采用機械接頭方式。(2)硫化（塑化）接頭 硫化（塑化）接頭是一種不可拆卸的接頭形式。它具有承受拉力大，使用壽命長，對滾筒表面不產(chǎn)生損害，接頭效率高達60%95%的優(yōu)點，但存在接頭工藝復雜的缺點。 對于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀， 然后將兩個端頭相互很好的粘合，用專用的硫化設備加壓加熱并保持一定的時間即可完成。其強度為原來強度的(i-1)/i100%。其中i為帆布層數(shù)。 此帶式輸送機選用了較小直徑的滾筒和較大的托輥槽角（35），為此，我們選用了帶芯薄、重量輕、強度高、成槽性好的薄型橡膠輸送帶與之配套。3.6.4 輸送帶層數(shù)的計算輸送帶層數(shù)按文獻3式2.6計算 （3.3）式中： 輸送帶帶芯層數(shù)； 最大工作張力，N =2000N； 安全系數(shù)，一般多層帶取n=810，減層帶取n=911，在此，我們取n=10； 輸送帶寬度(mm),B=400mm； 帶芯徑向扯斷強力，N/(mm層)，見運輸機械設計選用手冊表3-3；此時我們選用因價格低、質量好而被業(yè)內人士普遍使用的維綸帆布芯，每層厚度為0.6mm，則徑向扯斷強度 =70 N/(mm層)。代入數(shù)據(jù)輸送帶層數(shù) 即輸送帶層數(shù)為1層即可。3.7 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)3.7.1 各軸轉速電機軸的轉速： 驅動軸的轉速為： 從動軸的轉速為： 3.7.2 各軸功率驅動軸的功率： 從動軸的功率： 3.7.3 各軸轉矩電動機和各軸的分配參數(shù)如表3.3電機軸的轉矩： 驅動軸的轉矩： 從動軸的轉矩： 表3-3 電動機和各軸分配參數(shù)編號電動機軸驅動軸 從動軸功率P/(Kw)0.750.720.525轉速n/(rmin)910202.2202.2轉矩T/(NM)7.87134.00624.796傳動比（i）4.51效率（）0.960.7293.8 本章小結本章主要介紹了確定設備的傳動方案，電動機的選擇以及各軸個參數(shù)的計算、設備整體的傳動比和各級傳動比的分配。為下文的設計提供了良好的設計方案及步驟，根據(jù)這個總體的思路完成以下的設計。第4章 軸的設計計算及校核4.1 驅動軸設計4.1.1 軸的材料及熱處理斗式提升機驅動軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機中最重要的零件之一，故軸的材料選用Q235。4.1.2 軸的基本尺寸設計1、初步計算軸的直徑 參照文獻2中關于軸的設計部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉強度計算法來計算軸的直徑。 （4.1）式中 A 系數(shù)，此處取140， P 軸上的功率，kW n 軸的轉速，r/min，將相關數(shù)據(jù)代入式4-1可得 （4.2）因為軸端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強度，故將軸徑增加4%5%，取軸的直徑為30mm。2、驅動軸的結構設計（如圖4.1）圖4.1 驅動輪的結構3、各軸段的直徑段安裝帶輪，傳遞扭矩，取其直徑為30mm； 安裝軸承，結合軸承的選擇，取其直徑為30mm；段是為滿足安裝帶輪，起到軸向固定帶輪的作用，取其直徑為34mm；段是加工滾筒的地方，取其直徑為32mm；段和段對稱，取直徑為34mm；段也是安裝軸承的位置，因此，直徑為30mm。4、確定各軸段的長度段的長度應略小于大帶輪的寬度，長度為47；段根據(jù)軸承寬度去長度44mm；考慮整個軸的結構，以及軸的安裝取52mm；長度96mm；段長度56mm；段長度45mm。所以軸一的總47+44+52+96+56+45=340mm5、傳動零件的周向固定帶輪處采用A型普遍平鍵固定以帶動帶輪轉動，其中帶輪處的鍵為：鍵747/GB1096-79。軸承使用帶座軸承UCP206。6、上倒角及圓角軸端倒角245，安裝鏈輪的軸段倒角為2.545，倒圓角為R1.6mm，為方便加工，其它軸肩圓角半徑均取為0.6mm。4.1.3 軸的強度校核計算1、軸的受力分析及彎矩圖如圖4.2所示。2、計算支承反力由于軸在水平面上不受力，所以 （4.3）在豎直面上 （4.4）式中： 同一時刻提升機上行畚斗中物料重量 預緊力（平均每米長度牽引構件重量，25kg/m） （4.5） （4.6） （4.7）3、按彎扭合成強度條件計算如下很顯然滾筒中間截面為危險截面。由于彎曲應力為對稱循環(huán)，扭轉切應力為靜應力，則 （4.8）所以截面左側安全，顯然截面右側也是安全的。圖4.2 驅動軸的受力分析 （4.9）4、安全系數(shù)校核彎曲應力 （4.10）應力幅平均應力 MPa切應力 （4.11） （4.12）安全系數(shù) （4.13） （4.14） （4.15）許用安全系數(shù)顯然S， 故bb剖面安全。 以上計算表明，軸的彎扭合成強度和疲勞強度是足夠的。4.1.4 軸承選擇以及校核1 軸承選型考慮驅動軸在的較大彎矩作用下會產(chǎn)生彎曲變形，故選用承載能力大并有自動調心功能的調心球軸承軸承UCP206。其基本參數(shù)如表4-1。表4-1 軸承UCP206基本參數(shù)基本尺寸 /mm額定載荷 /kNdDB3038.11671511.22 工作情況分析及壽命計算提升機驅動軸軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷很小并可以忽略中等沖擊。其當量動載荷為： （4.16）式中：載荷系數(shù)，中等沖擊取1.21.8。其壽命為： （4.17）式中：軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承=10/3。故驅動軸軸承的工作壽命為73034小時。4.1.5 驅動鏈輪鍵的設計校核 由驅動鏈輪軸的直徑d為100mm，文獻 2，由表9-4可知，應取鍵的寬b=28mm，高度 h=16 mm的普通平鍵，鍵的材料應選45鋼，由于鍵所受載荷性質為輕微沖擊，由表9-3可知c=110 MP，=90 MP，鍵連接工作面的強度校核如下： c （4.18） （4.19）式中： T 傳遞的轉矩 （） d 軸的直徑 （mm） l 鍵的工作長度，A型（mm），l=L-b(mm)，b為鍵的寬度。4.1.6 驅動帶輪鍵的設計校核 由驅動帶輪軸的直徑d為30mm，文獻 1，由表9-4可知，應取鍵的寬b=8mm，高度 h=7 mm的普通平鍵，鍵長L=45mm，鍵的材料應選45鋼，由于鍵所受載荷性質為輕微沖擊，由表9-3可知c=110 MP，=90 MP，鍵連接工作面的強度校核如下： c （4.20） （4.21）式中： T 傳遞的轉矩 （） d 軸的直徑 （mm） l鍵的工作長度，A型（mm），l=L-b(mm)，b為鍵的寬度。4.2 從動軸設計4.2.1 從動軸結構 如圖4.3所示。圖4.3 從動軸結構4.2.2 軸的強度校核計算 1 軸的受力分析及彎矩圖如圖4.4所示。圖4.4 從動軸受力 2 計算支承反力由于軸在水平面上不受力，所以 （4.22）在豎直面上 （4.23） 式中 預緊力（平均每米長度牽引構件重量，25kg/m） （4.24） （4.25） （4.26） 3 按彎扭合成強度條件計算如下很顯然滾筒中間截面為危險截面。由于彎曲應力為對稱循環(huán)，扭轉切應力為靜應力，則 （4.27）所以截面左側安全，顯然截面右側也是安全的。4.3 本章小結 本章主要對物料升降平臺的傳動系統(tǒng)進行了設計，確定了各傳動件的基本尺寸，并對軸進行了校核。確定了鍵的尺寸，并對鍵進行了校核。選擇了軸承，并估計了軸承的壽命。從而整個傳動系統(tǒng)設計完成。第5章 其他參數(shù)的設計5.1 物料升降平臺主要參數(shù)的計算通過前幾節(jié)的功率計算、設備選型等，物料升降平臺的主要參數(shù)現(xiàn)在可以計算如下：1 提升速度： （5.1）式中：驅動軸轉速，r/min；d驅動滾筒直徑，mm2 畚斗的計算：已知提升量為： 設球果的密度為100由文獻3式14.1 （5.2）式中：Q 輸送能力（t/h） 畚斗容積，La 畚斗間距，m v 提升速度，m/s 填充系數(shù)，由文獻3表14-1取0.75 物料松散密度， 由式5-2得： 根據(jù)的值，初定畚斗間距為190mm，則已知提升高度為H=3.26m，因此需要的平帶長度為取L=6.84m所需的畚斗數(shù)為：畚斗是盛裝輸送物料構件。根據(jù)材料不同有金屬畚斗和塑料畚斗。金屬畚斗是用12mm厚的薄鋼板經(jīng)焊接、鉚接或沖壓而成；塑料畚斗用聚丙稀塑料制成，它具有結構輕巧、造價低、耐磨、與機筒碰撞不產(chǎn)生火花等優(yōu)點，是一種較理想的畚斗。常用的畚斗按外形結構可分為深斗、淺斗和無底畚斗，它適用于不同的物料。畚斗用特定的螺栓固定安按安裝在畚斗帶上。圖5.1 畚斗5.2 頭部罩殼的選材及連接電動機座都是連接在頭部罩殼上的，罩殼承受的力較大，所以要采用比較厚的鋼板，罩殼四壁采用3mm的鋼板，與電動機、減速機支座聯(lián)結的側板采用10mm的筋板。同樣的道理，側板與罩殼的焊接要求也較高，故采用K形坡口，且焊接時要防止出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象。5.3 筒體的設計由于本設計中的物料升降平臺提升高度達3m，因此這個提升機的筒體分成三部分，上筒體，下筒體和中間筒體。并在罩殼上設有檢修門，主要是用來觀察、檢查提升機內部的工作情況，在出現(xiàn)故障時可以方便檢修，中間具體結構如圖5.2所示。上下筒體與中間筒體配做。5.4 物料升降平臺的工作過程物料升降平臺利用環(huán)繞并張緊于頭輪、底輪的封閉環(huán)形畚斗帶作為牽引構件，利用安裝于畚斗帶上的畚斗作為輸送物料構件，通過畚斗帶的連續(xù)運轉實現(xiàn)物料的輸送。因此，斗提機是連續(xù)性輸送機械。理論上可將物料升降平臺的工作過程分為三個階段：裝料過程、提升過程和卸料過程。圖5.2 中間筒體 （1）裝料過程 裝料就是畚斗在通過底座下半部分時挖取物料的過程。畚斗裝滿程度用裝滿系數(shù)表示。根據(jù)裝料方向不同，裝料方式有順向進料和逆向進料兩種，工程實際中較常用的是逆向進料，此時進料方向與畚斗運動方向相向，裝滿系數(shù)較大。 （2）提升過程 畚斗繞過底輪水平中心線始至頭輪水平中心線止的過程，即物料隨畚斗垂直上升的過程稱作提升過程。此時應保證畚頭帶有足夠的張力，實現(xiàn)平穩(wěn)提升，防止撒料現(xiàn)象的發(fā)生。 （3）卸料過程 物料隨畚斗通過頭輪上半部分時離開畚斗從卸料口卸出的過程稱為卸料過程。卸料方法有離心式、重力式和混合式三種。離心式適用于流動性、散落性較好的物料，含水份較多、散落性較差的物料宜采用重力式卸料，混合式卸料對物料適應性較好，工程實際中較常用。5.5 物料升降平臺的選用物料升降平臺的選用，除了應遵循輸送設備選用的一般原則，具體選用時還應考慮以下幾點：（1）據(jù)工藝的要求及有關條件，確定斗提機的機型。糧油、飼料加工一般均可選用固定式帶式物料升降平臺，但載荷特別大，工作條件非常差的情況，還有油廠半成品的輸送可考慮采用固定式鏈式物料升降平臺。（2）據(jù)工藝設備安裝的要求，確定進料方式；根據(jù)物料種類及有關條件，確定畚斗形式。一般情況應選用逆向進料，但由于工藝設備擺放的需要，也可以選用順向進料；輸送流動性、散落性較好的物料，可選用深型或無底畚斗，采用離心卸料，輸送含水份較多、粘性較大、流動性、散落性較差的物料，則應選用淺型畚斗，采用重力式卸料，對于一般物料均可考慮采用混合式卸料。（3）據(jù)輸送高度，確定中間機筒的節(jié)數(shù)。（4）據(jù)工藝所需的輸送量，確定斗提機的規(guī)格型號。例題1 用一臺物料升降平臺輸送小麥，輸送兩為20t/h。試計算確定斗提機規(guī)格。解：物料升降平臺用于輸送顆粒物料小麥，可取=0.75，=1.6m/s，查得r=0.75t/m，取K=1.2。選用深型畚斗，查表應選用DS280140畚斗，再根據(jù)表應選用DTG48/28型物料升降平臺。5.6 使用注意事項（1）物料升降平臺應空負荷開車：所以每次停機前應排盡所有畚斗內的物料，然后再停車。（2）不能倒轉：倒轉即可能發(fā)生鏈條脫軌現(xiàn)象，排除脫軌故障很麻煩。（3）均勻喂料：禁止突然增大喂料量。喂料量不能超過提升機的輸送能力。否則容易造成底部的物料堆積嚴重時發(fā)生“悶車”事故。（4）及時適量補充潤滑油。（5）鏈條和畚斗嚴重磨損或損壞時應及時更換。5.7 物料升降平臺的安裝維護及常見故障排除5.7.1安裝物料升降平臺安裝的總原則是：先外后內、由下至上。具體的安裝步驟為：（1）先將機座固定安裝于基礎預埋的地腳螺栓上。此時可在機座與地基間墊上3050mm厚的木塊，以調整校正機座的水平度、擴大承重面積。（2）由下至上逐節(jié)安裝機筒。機筒安裝后內臂不能出現(xiàn)錯為現(xiàn)象，同時應保證其垂直度和扭曲度偏差不超過允許值。（3）在機筒的基礎上安裝機頭。到此為止，整個斗提機的外殼安裝完畢，應檢查頭輪和底輪軸的水平度，同時必須保持頭輪軸和底輪軸在同一垂直面內。其他要注意的還有，斗式提升機必須牢固地安裝在堅固的砼基礎上。砼基礎的表面應平整，并呈水平狀態(tài)，保證斗式提升機安裝后達到垂直要求。安裝提升機按下列順序進行:在基礎上根據(jù)圖紙安設地角螺栓，然后將下部區(qū)段牢固地裝于基礎上，再在下部區(qū)段上連接中間機殼，連接完畢再連接上部區(qū)段;然后安設傳動平臺，在傳動平臺上安裝、電動機、聯(lián)軸器和保護罩等部件;并用手轉動軸，以檢查各機組轉動是否圓滑輕松。為防止物料升降平臺向側面偏移，必須在上部區(qū)段安設支持裝置。該裝置應牢靠地固定于本機附件的建筑物上，而不應限制本機在垂直方向上自由伸縮。高度較高的物料升降平臺在其中部機殼和上部機殼的適當位置應與其相臨的建筑物（如料倉、車間等）連在一起以增加其穩(wěn)定性。安裝時先安裝下部部件，固定地腳螺栓，然后安裝中部機殼，后安上部機殼。機殼安裝成功，校正垂直度。在全高上下用鉛直線測量，誤差應小于10mm。上下軸應平行，其軸心線應在同一平面內。當設備的基礎構件安裝好后，安裝環(huán)帶及畚斗。鏈條及畚斗安裝好以后，進行適當張緊，軸承座內用鈣基或鈉基黃油均可以。安裝完成后即應進行空車試運轉。空運轉應注意：不能倒轉，不能有磕碰現(xiàn)象?？者\轉不小于2小時，不應有過熱現(xiàn)象，軸承溫升不超過250，減速機溫升不超過300。空運轉2小時后，一切正常即可進行到負荷試車。帶負荷試車時喂料應均勻，防止喂料過多，堵塞下部造成“悶車”。試運轉通過后即可將頭殼的左右半罩安裝到機殼上，完成整個提升機的安裝。5.7.2 操作與維護膠帶輸送機在操作時同樣應遵循“無載起動，空載停車” 的原則。同時應注意以下問題： （1）開機前應檢查輸送帶的松緊程度，以免出現(xiàn)輸送帶下垂、打滑空轉或拉斷等現(xiàn)象?？赏ㄟ^張緊裝置調節(jié)輸送機的松緊。 （2）工作時，應經(jīng)常檢查托輥的工作情況，如托輥有不轉動的情況，將導致運行阻力增大，膠帶嚴重磨損。 （3）注意輸送帶的保養(yǎng)，嚴禁其與汽油、柴油、機油等腐蝕性物質接觸，經(jīng)常檢查清除表面粘附物。 （4）注意定期對驅動輪、張緊輪等轉動構件加注潤滑油。 （5）應定期對輸送機進行檢修，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以保證其使用壽命。 （6）輸送機應注意保管，避免日曬、夜露和雨淋，防止腐蝕和生銹。如長期不使用，應放松輸送機，入庫保存。5.7.3 常見故障排除 1 畚斗帶打滑 （1）物料升降平臺是利用畚斗帶與頭輪傳動軸間的摩擦力矩來進行升運物料的，叵畚斗帶張力不夠，將導致畚斗帶打滑。這時，應立即停機，調節(jié)張緊裝置以拉緊畚斗帶。若張緊裝置不能使畚斗帶完全張緊，說明張緊裝置的行程太短，應重新調節(jié)。正確的調節(jié)方法是：解開畚斗帶接頭，使底輪上的張緊裝置調至最高位置，將畚斗帶由提升機機頭放入，穿過頭輪和底輪，并首尾連接好，使畚斗帶處于將張緊而未張緊的狀態(tài)。然后使張緊裝置完全張緊。此時張緊裝置的調節(jié)螺桿尚未利用的張緊行程不應小于全行程的50%。 （2）物料升降平臺超載時，阻力矩增大，導致畚斗帶打滑。此時應減小物料的喂入量，并力求喂料均勻。若減小喂入量后，仍不能改善打滑，則可能是機坐內物料堆積太多或畚斗被導師物卡住，應停機檢查，排除故障。 （3）頭輪傳動軸和畚斗帶內表面過于光滑頭輪傳動軸和畚斗帶內表面過于光滑，使兩者間的摩擦力減小，導致畚斗帶打滑。這時，可在傳動軸和畚斗帶內表面涂一層膠，以增大摩擦力。 （4）頭輪和底輪軸承轉動不靈頭輪和底輪軸承轉動不靈，阻力矩增大，引起畚斗帶打滑。這時可拆洗加油或更換軸承。 2 畚斗帶跑偏 （1）頭輪和底輪傳動軸安裝不正頭輪和底輪傳動軸安裝不正主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是頭輪和底輪的傳動軸在同一垂直平面內且不平行；二是兩傳動軸都安裝在水平位置且不在同一垂直平面內；三是兩傳動軸平行，在同一垂直平面內且不水平。這時，畚斗帶跑偏，易引起畚斗與機筒的撞擊、畚斗帶的撕裂。應立即停機，排除故障。做到頭輪和底輪的傳動軸安裝在同一垂直平面內，而且都在水平位置上，整機中心線在1000mm高度上垂直偏差不超過2mm，積累偏差不超過8mm。 （2）畚斗帶接頭不正畚斗帶接頭不正是指畚斗帶結合后，畚斗帶邊緣線不在同一直線上。工作時，畚斗帶一邊緊一邊松，使畚斗帶向緊邊側向移動，產(chǎn)生跑偏，造成畚斗盛料不充分，卸料不徹底，回料增多，生產(chǎn)率下降，嚴重時造成畚斗帶卡邊、撕裂。這時應停機，修正接頭并接好。 3回料過多物料升降平臺回料是指物料在卸料位置沒有完全卸出機外，而有部分物料回到提升機機座內的現(xiàn)象。在提升作業(yè)中，若提升機回料太多，勢必降低生產(chǎn)效率，增大動力消耗和物料的破碎率。造成回料多的原因有以下幾點：（1）畚斗運行速度過快提升機提升不同的物料，畚斗運行的速度有別：一般提升干燥的粉料和粒料時，速度約為12m/s；提升塊狀物料時，速度為0.40.6m/s；提升潮濕的粉料和粒料時，速度為0.60.8m/s。速度過大，卸料提前，造成回料。這時應根據(jù)提升的物料，適當降低畚斗的速度，避免回料。 （2）機頭出口的卸料舌板安裝不合適，舌板距畚斗卸料位置太遠，會造成回料。應及時的調整舌板位置，避免回料。 4畚斗脫落畚斗脫落是指在生產(chǎn)中，畚斗從畚斗帶上掉落的現(xiàn)象。畚斗掉落時，會產(chǎn)生異常的響聲，要及時的停機檢查，否則，將導致更多的畚斗變形、脫落；在連接畚斗的位置，畚斗帶撕裂。產(chǎn)生畚斗脫落的原因主要有：（1）進料過多進料過多，造成物料在機座內的堆積，升運阻力增大，畚斗運行不暢，是產(chǎn)生畚斗脫落、變形的直接原因。此時應立即停機，抽出機座下插板，排出機座內的積存物，更換新畚斗，再開車生產(chǎn)。這時減小喂入量，并力求均勻。 （2）進料口位置太低一般，提升機在生產(chǎn)時，畚斗自行盛取從進料口進來的物料。若進料口位置太低，將導致畚斗來不及盛取物料，而物料大部分進入機座，造成畚斗舀取物料。而物料為塊狀，就很容易引起畚斗變形、脫落。這時，應將進料口位置調至底輪中心線以上。 （3）畚斗材質不好，強度有限畚斗是提升機的承載部件，對它的材料有著較高的要求，安裝時應盡量選配強度好的材料。一般，畚斗用普通鋼板或鍍鋅板材焊合或沖壓而成，其邊緣采用折邊或卷入鉛絲以增強畚斗的強度。 （4）開機時沒有