TH250斗式提升機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書.docx

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1、摘要 斗式提升機(jī)是一種常用的垂直輸送設(shè)備，用于輸送各種散狀和碎塊物料，例如水泥、沙土、煤、糧食等，并廣泛地應(yīng)用于建材、電力、冶金、機(jī)械、化工、輕工、有色金屬、糧食等各工業(yè)部門。斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：被運(yùn)送物料裝在承載構(gòu)件料斗內(nèi)，料斗連接在牽引件上，牽引件繞過各滾筒，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無載分支的閉合環(huán)路，連續(xù)運(yùn)動(dòng)輸送物料。驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪相連，使斗式提升機(jī)獲得動(dòng)力并驅(qū)使運(yùn)轉(zhuǎn)。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)TH250型斗式提升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 驅(qū)動(dòng)鏈輪的設(shè)計(jì)，電機(jī)、減速機(jī)、等主要零部件的選擇及驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)校核。 關(guān)鍵詞：斗式提升機(jī)；設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)裝置；牽引件 ABSTRACT Th

2、e bucket elevator is a common vertical transportation equipment for the delivery of a variety of bulk and fragments of materials such as cement, sand, soil, coal, grain, and is widely used in building materials, electricity, metallurgy, mechanical, chemical industry, light industry, nonferrous metal

3、s, grain and other industrial sectors. Bucket Elevator is the structural characteristics: the materials being transported together with the traction of carrying components of the hopper, the traction around the drum pieces, forming a closed loop containing a branch of a delivery of materials and a b

4、ranch of the non-delivery of materials, the Movement for conveying materials. The design of the main TH250 overall structural design, the design of the drive pulley, the select of motor, reducer, belt and other main components the drive shaft design verification. Keywords：Bucket elevator; Chain whe

5、el; drives; traction components 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 第一章緒論 3 1.1 概述 3 1.2 我國(guó)斗式提升機(jī)研究現(xiàn)狀 3 1.3 斗式提升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 4 1.4 斗式提升機(jī)的分類 5 1.5 斗式提升機(jī)的裝載和卸載 7 1.6 斗式提升機(jī)的工作原理及特點(diǎn) 8 1.6.1 斗式提升機(jī)的工作原理 8 1.6.2斗式提升機(jī)的特點(diǎn) 9 1.7 斗式提升機(jī)的主要部件 9 1.8 斗式提升機(jī)的改進(jìn) 11 第二章設(shè)計(jì)方案的擬定 13 2.1 使用要求 13 2.2 擬定方案 13 第三章提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)計(jì) 15 3

6、.1 提升機(jī)功率的確定 15 3.2 電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)的選型 16 3.2.1電動(dòng)機(jī)的選型 16 3.2.2 減速機(jī)的選型 17 3.3 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3.3.1已知條件 17 3.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 17 3.4 驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 3.5 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇 20 3.5.1 軸的材料及熱處理 20 3.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 3.5.3 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 22 3.5.4 平鍵的選擇與校核 25 3.5.5 軸承選型與壽命計(jì)算 26 3.5.6 聯(lián)軸器的選擇 26 3.6 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 3.6.1 驅(qū)動(dòng)鏈輪材料的選擇 28 3

7、.6.2 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 3.7 機(jī)殼的設(shè)計(jì) 29 3.7.1 上部機(jī)殼的選材設(shè)計(jì) 30 3.7.2 中部機(jī)殼的選材設(shè)計(jì) 31 3.7.3 下部機(jī)殼的選材設(shè)計(jì) 32 3.8 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計(jì) 33 3.8.1 料斗的設(shè)計(jì) 33 3.8.2 環(huán)鏈的設(shè)計(jì) 34 3.9 張緊裝置設(shè)計(jì) 35 3.10 反轉(zhuǎn)裝置和通風(fēng)裝置 36 3.10.1 反轉(zhuǎn)裝置 36 3.10.2 通風(fēng)裝置 36 第4章斗式提升機(jī)安裝、使用及維護(hù) 37 4.1 斗式提升機(jī)的安裝 37 4.2 斗式提升機(jī)的使用說明 38 4.3 故障處理 39 第5章總結(jié) 42 參考文獻(xiàn) 43

8、第一章緒論 1.1 概述 斗式提升機(jī)是利用均勻固結(jié)于無端牽引構(gòu)件上的一系列料斗，豎向提升物料的連續(xù)輸送機(jī)械。適用于垂直輸送粉狀、粒狀、及小塊狀的磨吸性較小的散狀物料，如糧食、煤、水泥、碎礦石等。中國(guó)古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的皺形；17世紀(jì)中葉，斗式提升機(jī)開始應(yīng)用于架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868年，在英國(guó)出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電動(dòng)機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐

9、步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。斗式提升機(jī)就是輸送機(jī)的其中一種。 1.2我國(guó)斗式提升機(jī)研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是50年代由前蘇聯(lián)引進(jìn)的，直到80年代幾乎沒有大的發(fā)展。在此期間，雖各行業(yè)就使用中存在的一些問題也作過一些改進(jìn)，如ZL型和鉤頭鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)的設(shè)計(jì)等工作，但大都因?yàn)槟承┰蛭茨艿玫酵茝V。自80年代以后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)在引進(jìn)、吸收、消化了世界各國(guó)斗式提升機(jī)的最新技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，使得新材料、新工藝、新產(chǎn)品不斷地出現(xiàn)。例如：由于自動(dòng)焊接技術(shù)的出現(xiàn)，箱

10、形結(jié)構(gòu)的垂直輸送機(jī)越來越受到人們的歡迎。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)(CAD)和輔助制造(CAM)，使輸送機(jī)的整體布置更趨優(yōu)化，基本零件更加緊湊耐用。由于自控技術(shù)和數(shù)顯技術(shù)的廣泛普及，使運(yùn)輸機(jī)的控制和安全保護(hù)裝置大為改善，保證了作業(yè)的安全性和可靠性?，F(xiàn)在許多企業(yè)能夠批量生產(chǎn)各種類型的輸送機(jī)械，不僅滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，部分產(chǎn)品還打入了國(guó)際市場(chǎng)。 但是我國(guó)通用斗式提升機(jī)在使用中仍存在一些問題，例如，對(duì)于頻繁更換物料品種的斗式提升機(jī)，如何快速清理機(jī)座存料和機(jī)內(nèi)殘存料；如何提高配套件（減速器、環(huán)鏈及聯(lián)接環(huán)鉤、鏈輪、牽引膠帶、軸承座等）的性能和強(qiáng)度，等等。技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平的

11、差距也相當(dāng)明顯，例如在材料選擇、制造工藝等方面尚達(dá)不到國(guó)外先進(jìn)水平的技術(shù)要求；輸送能力、提升高度等還相對(duì)落后。國(guó)外采用鋼繩芯輸送帶作為牽引構(gòu)件，并采用小型斗式提升機(jī)對(duì)大型斗式提升機(jī)定量供料，使斗式提升機(jī)的輸送能力高達(dá)2000t/h，提升高度達(dá)到350m；我國(guó)板鏈斗式提升機(jī)的發(fā)展相對(duì)較慢，而在國(guó)外尤其是日本、美國(guó)等國(guó)家制造的板鏈斗式提升機(jī)性能參數(shù)往往超過環(huán)鏈斗式提升機(jī)和膠帶斗式提升機(jī)，提升高度可達(dá)90m，輸送能力超過1500t/h，牽引構(gòu)件使用壽命可達(dá)10年，應(yīng)用范圍很廣。 1.3 斗式提升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 縱觀世界各國(guó)運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)今后的動(dòng)向可歸納如下： 1.大型化 由于石油、化

12、工、冶煉、制造、食品、啤酒、飲料、煙草、醫(yī)藥、家電等地工程規(guī)模越來越大型化，所以運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸物品的重量也越來越大，如碼頭的集裝箱專用輸送機(jī)的超大型結(jié)構(gòu)件達(dá)1000t,目前世界上運(yùn)輸機(jī)重量最大的是3000t的斗式輸送機(jī)。 2.重視“三化”，逐步采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 所謂“三化”，是指運(yùn)輸機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設(shè)計(jì)周期，保證產(chǎn)品制造質(zhì)量，便于管理和提高經(jīng)濟(jì)效益。世界上許多國(guó)家，不僅重視產(chǎn)品的“三化”工作，而是非常注意采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。有的國(guó)家甚至廢除本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)直接采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其目的是為了促進(jìn)商品的國(guó)際交流。 3.實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的機(jī)電一體化 機(jī)械產(chǎn)品需要更新?lián)Q代。在當(dāng)今計(jì)算機(jī)、自控技術(shù)

13、和數(shù)顯技術(shù)大發(fā)展的年代里，更新?lián)Q代的重要標(biāo)志是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的機(jī)電一體化。在輸送機(jī)械上應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以提高作業(yè)性能。 4.人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用 輸送機(jī)械一般應(yīng)用在沉重和繁忙的、環(huán)境比較差得場(chǎng)合。為了減少人員的作業(yè)強(qiáng)度，保證持久旺盛的體力和注意力，應(yīng)該根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的理論，設(shè)計(jì)導(dǎo)動(dòng)裝置和人員輔助裝置，改善振動(dòng)與噪聲的影響，防止廢棄污染，使其符合健康規(guī)范的要求根據(jù)不同的輸送要求、不同的輸送產(chǎn)品，選擇不同的最佳的工藝和運(yùn)輸設(shè)備，以使最少、最合理的投資，獲得最佳的使用效果，使設(shè)備發(fā)揮最大的效率。 1.4斗式提升機(jī)的分類 斗式提升機(jī)作為一種常用的提升設(shè)備，在得到廣泛的應(yīng)用的同時(shí)，根據(jù)不同行業(yè)的要求

14、也有著非常清楚地分類。 (一)按照其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分類： (1).TD系列斗式提升機(jī) TD系列斗式提升機(jī)是一種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的斗式提升機(jī)，該系列斗式提升機(jī)和D系列斗式提升機(jī)都是采用膠帶傳動(dòng)來提升物料，兩者沒有本質(zhì)的區(qū)別，D系列斗式提升機(jī)產(chǎn)品型號(hào)叫老且規(guī)格少。TD列類斗式提升機(jī)是在D系列斗式提升機(jī)的基礎(chǔ)上經(jīng)過產(chǎn)品改良而來的。其規(guī)格TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、D800、D1000等型號(hào)，其中D160、D250、D315等型號(hào)為普遍采用的型號(hào)。 (2).TH系列斗式提升機(jī) TH系列斗式提升機(jī)是一種常用的提升設(shè)備，該系列斗式提升機(jī)采用鍛造環(huán)

15、鏈作為傳動(dòng)部件，具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，主要用于提升粉體和小顆粒及小塊狀物料，區(qū)別于TD系列斗式提升機(jī)，其提升量更大、運(yùn)轉(zhuǎn)效率更高。其常用于較大比重物料的提升。 (3).NE系列斗式提升機(jī) NE系列斗式提升機(jī)是一種新型的斗式提升機(jī)，其采用板鏈傳動(dòng)，區(qū)別于老型號(hào)TB系列板鏈斗式提升機(jī)，其命名方式采用提升量而非斗寬。如NE150是指提升量為150噸每小時(shí)而不是斗寬150。NE系列斗式提升機(jī)有著很高的提升效率，根據(jù)提升速度不同還分有NSE型號(hào)和高速板鏈斗式提升機(jī)。 (4).TB系列斗式提升機(jī) TB系列斗式提升機(jī)是一種老型號(hào)的斗式提升機(jī)，其傳動(dòng)部分采用板鏈傳動(dòng)，現(xiàn)已經(jīng)被相應(yīng)的NE系

16、列斗式提升機(jī)傳品代替。 (5).TG系列斗式提升機(jī) TG系列斗式提升機(jī)是一種加強(qiáng)型膠帶斗式提升機(jī)，其區(qū)別于TD系列斗式提升機(jī)，TG系列斗式提升機(jī)采用鋼絲膠帶作為傳動(dòng)帶，其具有更強(qiáng)的傳動(dòng)能力。該系列斗式提升機(jī)多被用于糧食的輸送上，又常稱為糧食專用斗式提升機(jī)。 (6).其他型號(hào)斗式提升機(jī) 常見的斗式提升機(jī)還有HL系列斗式提升機(jī)、GTD系列斗式提升機(jī)、GTH系列斗式提升機(jī)等，其均為上型號(hào)的不同叫法和演變形式。 表1-1 TD、TH、TB型斗提機(jī)特征、型號(hào)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

17、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 被輸送物料溫度不得超過60℃，如采用耐熱橡膠帶時(shí)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(hào) TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630 TH315、T

18、H400、TH500、TH630、(TH800)(TH1000) TB250、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/h 15～185m3/h 20～563m3/h (二)按牽引件分類： 斗式提升機(jī)的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡(jiǎn)單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大地的物料時(shí)，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升量較大的提升機(jī)，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單

19、，但不適宜輸送磨琢性較大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60 C，鋼繩膠帶允許物料溫度達(dá)80 C，耐熱膠帶允許物料溫度達(dá)120 C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料溫度可達(dá)250 C。斗式提升機(jī)最廣泛使用的是帶式(TD)，環(huán)鏈?zhǔn)?TH)兩種型式。用于輸送散裝水泥時(shí)大多采用深型料斗。如TD型帶式斗式提升機(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)鏈斗式提升機(jī)采用混合式或重力式卸料用淺斗。 (三)按卸料方式分類： 斗式提升機(jī)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

20、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。 1.5斗式提升機(jī)的裝載和卸載 斗式提升機(jī)的裝載方式有三種，即注入式裝載（見圖1-1）、挖取式裝載（見圖1-2）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料斗中，形成比較穩(wěn)定的料流，裝料口下部應(yīng)有一定的高度，采用該方式裝載時(shí)一般料斗布置較密；料斗在牽引件上布置較稀時(shí)多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動(dòng)性良好物料的場(chǎng)合，斗速運(yùn)行速度在2m／s以下，介于兩者之間采用混合式裝載。 圖1-1 注入式裝載圖1-2 挖取式裝載 卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。 (1)離心式卸料（見圖1-3）的運(yùn)行速度較

21、高，通常取為1—2m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點(diǎn)是：在一定的料斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以的料斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以減小，并可提高卸料管高度，當(dāng)卸料高度一定時(shí)，提升機(jī)的高度就可減?。蝗秉c(diǎn)是：料斗的填充系數(shù)較小，對(duì)所提升的物料有一定的要求，只適用于流動(dòng)性好的粉狀、粒狀、小塊狀物料。 (2)重力式卸料（見圖1-4）使用于卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料，料斗運(yùn)行速度為0.4—0.8m/s左右，需配用帶導(dǎo)向槽的料斗。其優(yōu)點(diǎn)是：料斗裝填良好，料斗尺寸與極距的大小無關(guān)。因此允許在較

22、大的料斗運(yùn)行速度之下應(yīng)用大容積的料斗；主要缺點(diǎn)是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機(jī)機(jī)頭的高度。 (3)物料在料斗的內(nèi)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(dòng)性不良的粉狀物料及含水分物料。料斗的運(yùn)動(dòng)速度為0.6—0.8m/s范圍，常用鏈條做牽引構(gòu)件。 圖1-3 離心式卸料圖1-4 重力式卸料 1.6斗式提升機(jī)的工作原理及特點(diǎn) 1.6.1 斗式提升機(jī)的工作原理 斗式提升機(jī)是通過緊固在牽引件上的許多漏斗，并環(huán)繞在上部頭輪和下部尾輪之間，構(gòu)成了閉合輪廓；驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪軸相連，是斗式提升機(jī)的動(dòng)力部分，可以使頭輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；張緊裝置一般和下部尾輪相連，使?fàn)恳?/p>

23、獲得必要的初張力，以維持牽引件正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從斗式提升機(jī)下部機(jī)殼的進(jìn)料口進(jìn)入物料，通過流入式或掏取式裝入料斗后，提升到頭部，在頭部沿出料口卸出，實(shí)現(xiàn)垂直方向輸送物料的目的。斗式提升機(jī)的料斗、牽引構(gòu)件及頭輪和尾輪等安裝在全封閉的機(jī)殼之內(nèi)。 1.6.2斗式提升機(jī)的特點(diǎn) 1．提升范圍廣。對(duì)物料的種類，特性及塊度要求少，不僅提升一般粉狀，粒狀和塊狀物料，而且可提升磨琢性狀的物料。物料溫度可達(dá)250 C。 2．驅(qū)動(dòng)功率小。采取流入式喂料，重力誘導(dǎo)式卸料，且采用密集型布置的大容量料斗輸送。鏈速低提升量大。幾乎無回料和挖料現(xiàn)象，因此無產(chǎn)功率小，所耗功率是鏈提升機(jī)的 70% 。 3．輸送能力大。提升量

24、范圍 15-800m3/h 。 4．使用壽命長(zhǎng)。本機(jī)的設(shè)計(jì)保證物料在喂料，提升和卸料中不會(huì)撒落，減少了機(jī)械磨損，物料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。輸送鏈采用高強(qiáng)度耐磨鏈條，大大延長(zhǎng)了鏈條和鏈斗的使用壽命。正常使用下，輸送鏈?zhǔn)褂脡勖^ 5年。 5．密封性好，環(huán)境污染少。先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理，保證了整機(jī)的可靠性。 6．操作，維護(hù)，維修方便，易損件少。 7．機(jī)械尺寸小，機(jī)殼經(jīng)折邊和中間壓凸，再經(jīng)焊接，剛性好，外觀漂亮。 1.7斗式提升機(jī)的主要部件 斗式提升機(jī)的主要部件有：驅(qū)動(dòng)裝置、出料口、上部區(qū)段、牽引件、料斗、中部機(jī)殼、下部區(qū)段、張緊裝置、進(jìn)料口、檢視門。 1．驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置由電

25、動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機(jī)采用液力偶合器，小提升高度時(shí)采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機(jī)可省去聯(lián)軸器，簡(jiǎn)化安裝工作，維修時(shí)裝卸方便。 2．料斗 料斗通常分為淺斗、深斗和有導(dǎo)向槽的尖棱面斗。淺斗前壁斜度大深度小，適用于運(yùn)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(yùn)送干燥的流散性好的散粒物料。有導(dǎo)向側(cè)邊的夾角形料斗前面料斗的兩導(dǎo)向側(cè)邊即為后面料斗的卸載導(dǎo)槽，它適用于運(yùn)送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。散裝水泥由于流動(dòng)性好且干燥，用深斗較合適，卸載時(shí)，物料在料斗中的表面按對(duì)數(shù)螺線分布，設(shè)計(jì)離心卸料的料斗時(shí)往往在料斗底部打若

26、干個(gè)氣孔，使物料裝載時(shí)有較高的填充量，并且卸料時(shí)更完全。 圖1-5 環(huán)鏈斗式提升機(jī)的構(gòu)造 1—環(huán)鏈；2—料斗；3—機(jī)殼頭部；4—驅(qū)動(dòng)裝置； 5—中間段；6—檢視口（座板）；7—下部機(jī)座； 8—張緊裝置； 3. 牽引構(gòu)件 牽引構(gòu)件為封閉的繞性構(gòu)件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。 橡膠帶：用螺釘和彈性墊片固接在帶子口，帶比斗寬35～40mm。 鏈條：?jiǎn)捂湕l固接在料斗后壁上；雙鏈與料斗兩側(cè)相連。 4. 張緊裝置： 張緊裝置有螺桿式于重錘式兩種。帶斗式提升機(jī)的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。 5. 機(jī)殼 斗式提升機(jī)可采用整體機(jī)殼，也可上升分支和下降分支分別

27、設(shè)置機(jī)殼。后者可防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)殼空氣擾動(dòng)。在機(jī)殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時(shí)自動(dòng)報(bào)警。膠帶提升機(jī)還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測(cè)器等電子儀器，以保證斗提機(jī)的正常運(yùn)行斗式提升機(jī)的原理：如圖1-5，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。驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪相連，使斗式提升機(jī)獲得動(dòng)力并驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。張緊裝置與底輪相連，使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從提升機(jī)的底部供入，通過一系列料斗向上提升至頭部，并在該處實(shí)現(xiàn)卸載，從而實(shí)現(xiàn)在豎直方向內(nèi)運(yùn)送物料。斗式提升機(jī)的料斗和牽引構(gòu)件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的

28、機(jī)殼之內(nèi)。 1.8斗式提升機(jī)的改進(jìn) 斗式提升機(jī)作為一種應(yīng)用極為廣泛的垂直輸送設(shè)備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于糧食、飼料及種子加工業(yè)。但是在使用中也出現(xiàn)了一些問題，為使其工作性能和可靠性增強(qiáng)，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。 1.在斗式提升機(jī)頭部和底部應(yīng)設(shè)有吸風(fēng)管和通風(fēng)口，以保證斗式提升機(jī)在卸料和進(jìn)料過程中不會(huì)形成負(fù)壓和粉塵外溢。一臺(tái)制作精良的輸送設(shè)備，它的密封必須可靠。但良好的密封在物料卸料和進(jìn)料過程中就必然會(huì)產(chǎn)生壓力差，造成進(jìn)料和卸料困難。通風(fēng)口使斗式提升機(jī)內(nèi)部壓力與外界壓力基本相等。適當(dāng)?shù)奈L(fēng)避免粉塵從通風(fēng)處溢出，避免浪費(fèi)和清潔環(huán)境。 2.在斗式提升機(jī)的機(jī)頭部裝有防逆轉(zhuǎn)裝置。在斗式提升機(jī)工作中動(dòng)力突然中斷

29、時(shí)，反轉(zhuǎn)對(duì)于斗式提升機(jī)是很危險(xiǎn)的。斗式提升機(jī)在提升過程中，其一側(cè)是盛滿物料的上行料斗，另一側(cè)是卸完物料的下行空料斗。動(dòng)力中斷后，斗式提升機(jī)由于重力作用必發(fā)生逆轉(zhuǎn)。物料隨著料斗的反轉(zhuǎn)被卸到斗式提升機(jī)的底部，直至堆滿后卡住料斗。由于反轉(zhuǎn)是一個(gè)加速的運(yùn)動(dòng)，而后又被突然卡住，很容易扯掉料斗，使皮帶損壞，甚至斷裂。另外斗式提升機(jī)底部堆滿物料，也使斗式提升機(jī)無法啟動(dòng)。防逆轉(zhuǎn)可采用棘輪機(jī)構(gòu)。 3.設(shè)置防滑主動(dòng)輪。在斗式提升機(jī)的主動(dòng)輪表面鉚接或粘接防滑、抗（耐）磨橡膠布，能有效提高主動(dòng)輪與皮帶間的摩擦系數(shù)，防止皮帶打滑，提高提升效率。如果主動(dòng)輪表而過于光滑，就需過分張緊皮帶，來保證提升機(jī)的正常工作，皮帶就會(huì)

30、受到過大的張緊力而降低皮帶的使用壽命。 4.加裝轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置。在斗式提升機(jī)的被動(dòng)輪部分裝備速度傳感器，傳感器產(chǎn)生電壓或電流信號(hào)，通過儀表可設(shè)定最高和最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)斗式提升機(jī)的轉(zhuǎn)速超出了這個(gè)范圍，經(jīng)過一段延時(shí)，如果轉(zhuǎn)速依然超出范圍就報(bào)警，并斷開空氣開關(guān)，有效地保護(hù)斗式提升機(jī)的正常工作。 5.采用質(zhì)量?jī)?yōu)良的皮帶。事實(shí)證明，選購(gòu)質(zhì)量上乘的皮帶，不但能提高生產(chǎn)效率，而且還可以大大降低斗式提升機(jī)的事故率。千萬不能圖一時(shí)經(jīng)濟(jì)，而造成不應(yīng)有的損失。 6.斗式提升機(jī)的調(diào)整皮帶裝置在工作調(diào)整后。應(yīng)對(duì)螺栓進(jìn)行保護(hù)，做好防銹和防塵。斗式提升機(jī)底部設(shè)有多個(gè)檢視窗，這樣可以方便地進(jìn)行斗式提升機(jī)的皮帶調(diào)整，而且可以更

31、好的監(jiān)視斗式提升機(jī)的工作情況。 7.設(shè)置擋料板。在斗式提升機(jī)上部卸料處裝設(shè)擋料板，可有效防止物料倒流而流回提升機(jī)底部。擋料板用橡膠等耐磨又有一定韌性的橡膠的材料制成。擋料板與料斗間的距離應(yīng)為15mm左右。 8.注意料斗的間距不能過大也不能過小。要根據(jù)斗式提升機(jī)的實(shí)際工作能力和電動(dòng)機(jī)功率合理調(diào)整料斗間距的大小。 第二章設(shè)計(jì)方案的擬定 2.1 使用要求 表2-1 輸送物料 物料堆積密度 物料溫度 物料形狀 輸送量 提升高度 工作時(shí)間 石灰 1t/m3 ≤250℃ 粉狀 20t/h 25m 16h/天 2.2 擬定方案 方案一、 驅(qū)

32、動(dòng)裝置采用電動(dòng)機(jī)——皮帶，皮帶——皮帶式二級(jí)皮帶減速（見圖2-1），采用掏取式喂料，物料升到頂端在重力作用下自行卸料。 該方案的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、省去了二級(jí)減速器，減輕機(jī)頭部分的重量，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，在料斗遇阻堵轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)能夠有效地保護(hù)電動(dòng)機(jī)不被燒毀。 圖2-1 圖2-2 方案二、 驅(qū)動(dòng)裝置采用電動(dòng)機(jī)、皮帶、減速器（見圖2-2），采用掏取式喂料，物料升到頂端在重力作用下自行卸料。 該方案的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)，掏取式裝料，混合式或重力卸料，采用組合鏈輪，更換方便，鏈輪輪緣經(jīng)特殊處理壽命長(zhǎng)，下部采用重力自動(dòng)張緊

33、裝置，能保持恒定的張力，可避免打滑或脫鏈，同時(shí)在料斗遇阻時(shí)有一定的容讓性能夠有效地保護(hù)運(yùn)動(dòng)部件。 經(jīng)過兩個(gè)方案的比較，方案一的斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但電動(dòng)機(jī)和中間皮帶輪的安裝不方便，需在機(jī)殼上打螺紋孔，其次單靠皮帶傳動(dòng)容易打滑和磨損，需定期跟換皮帶，所以采用方案二的設(shè)計(jì)。 選用環(huán)鏈?zhǔn)絋H250型號(hào)斗式提升機(jī)方案： 表2-2 型號(hào) 最大提升高度（m） 輸送量 （t/h） 斗距（mm） 電動(dòng)機(jī)功率（kw） TH250 25 ≥20 450 4-11 其他參數(shù)： φ= 0.75(φ為裝載系數(shù)) ν = 1.2 m/s(物料運(yùn)輸速度)

34、 第三章提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)計(jì) 3.1 提升機(jī)功率的確定 本次設(shè)計(jì)TH250型斗式提升機(jī)，主要參數(shù)有功率、提升能力、料斗寬度、料斗容積、料斗間距。 關(guān)于提升機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的設(shè)計(jì)計(jì)算一直以來爭(zhēng)議不斷，資料上推薦的公式多數(shù)是延用上世紀(jì)80年代的公式，計(jì)算復(fù)雜，而且所選參數(shù)稍有變化時(shí)結(jié)果的出入?yún)s較大，與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。在查閱大量關(guān)于運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)方面的手冊(cè)和近年來關(guān)于斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的各種論文和期刊后，綜合各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)參照文獻(xiàn)[1]中第十四章斗式提升機(jī)中TH型提升機(jī)設(shè)計(jì)的功率計(jì)算部分內(nèi)容，計(jì)算過程如下： TH型提升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為YY型（即ZLY或ZSY型減速器和Y型電動(dòng)機(jī)配用

35、）。傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)功率由下式求得： (kW) 式中 P0——軸功率，kW； Q——斗提機(jī)的輸送量，T/h； C——斗提機(jī)上、下軸高度，m； G——重力加速度m/s2； PS，PL——附加功率，kW，見表3-1（文獻(xiàn)[1]表14-18） 附加功率 TH160 TH200 TH250 TH315 TH400 TH500 TH630 TH800 TH1000 TH1250 PS,kW 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 PL,kW 0.2 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4 6 8.4 表3

36、-1省換功率PS、PL 由此次TH250斗式提升機(jī)的使用要求可知：Q=20t/h；提升高度H=25m；重力加速度g=10m/s2。 查文獻(xiàn)[1]圖14-7和表14-17，得C=25.95m. 將數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算可得： = kW 則電動(dòng)機(jī)的功率為： （kW） 其中： Pd—電動(dòng)機(jī)的功率(Kw); P0—傳動(dòng)軸功率(Kw); η—總機(jī)械效率。 總機(jī)械效率η=η1η2ηn .查閱文獻(xiàn)[2]聯(lián)軸器、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等章節(jié)，得： η1：電動(dòng)機(jī)與小帶輪聯(lián)軸器效率0.99 η2：V帶傳動(dòng)效率0.99 η3：帶輪槽摩擦傳動(dòng)效率0.9 η4：高速級(jí)聯(lián)軸器效率0.99 (彈性柱

37、銷聯(lián)軸器) η5：I軸軸承效率 0.99(深溝球軸承，一對(duì)，稀油潤(rùn)滑) η6：高速級(jí)齒輪嚙合效率0.97 η7：II軸軸承效率0.99(深溝球軸承，一對(duì)，稀油潤(rùn)滑) η8：低速級(jí)齒輪嚙合效率 0.97 η9：III軸軸承效率0.99（深溝球軸承，一對(duì)，稀油潤(rùn)滑) η10：低速級(jí)聯(lián)軸器效率0.99（齒式聯(lián)軸器) η11：鏈輪效率0.96 η12：鏈輪軸承效率0.98(滾子軸承，一對(duì)，稀油潤(rùn)滑) 求得總機(jī)械效率?=0.74. 帶入電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算公式，得： kW 3.2 電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)的選型 3.2.1電動(dòng)機(jī)的選型 根據(jù)使用要求和3.1節(jié)計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)功率PD，查

38、閱文獻(xiàn)[1]表14-19，選取電動(dòng)機(jī)。選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4。 查閱文獻(xiàn)[2]第5卷表35.1-5，得該電動(dòng)機(jī)的參數(shù)值見表3-2. 表3-2 額定功率（kW) 轉(zhuǎn)速(r/min) 堵轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)矩(kN/m) 最大額定轉(zhuǎn)矩(kN/m) 質(zhì)量(kg) 5.5 1440 2.2 2.3 68 3.2.2 減速機(jī)的選型 根據(jù)使用要求和3.1節(jié)計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)功率PD，查閱文獻(xiàn)[1]表14-19，選取減速機(jī)。選擇的減速機(jī)型號(hào)為ZLY125-18. 查閱文獻(xiàn)[3]第2章標(biāo)準(zhǔn)減速機(jī)，得該減速機(jī)的參數(shù)見表3-3. 表3-3 等級(jí) 低速級(jí)中心距（mm）

39、公稱傳動(dòng)比 輸入軸直徑（mm） 輸出軸直徑（mm） 中心高（mm） 備注 2 125 18 24 55 140 采用第III種裝配形式 3.3傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1已知條件 由3.1和3.2兩節(jié)已知： 電動(dòng)機(jī)功率P=5.5 kW； 小帶輪的轉(zhuǎn)速n1=1440r/min； 傳動(dòng)比i=2（推薦值i=2-5）； 每天工作時(shí)間：16h. 3.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 確定計(jì)算功率Pca 查閱文獻(xiàn)[4]表8-7，查得工作情況系數(shù)KA=1.2，故 Pca=KAP=1.25.5kW=6.6kW 2. 選擇V帶的帶型 根據(jù)Pca

40、、n1，查閱文獻(xiàn)[4]圖8-11，選擇v型帶型號(hào)為：A型。 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。 查閱文獻(xiàn)[4]表8-6和表8-7，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm. 2）驗(yàn)算帶速v。按文獻(xiàn)[4]中式（8-13）驗(yàn)算帶的速度。 v=πdd1n1601000=π1001440601000m/s=7.54m/s 因?yàn)?m/s

41、 4. 確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。 1）根據(jù)文獻(xiàn)[4]式（8-20） 0.7（dd1+dd2)≤a0≤2（dd1+dd2) 初定中心距a0=400mm。 2）由文獻(xiàn)[4]式（8-22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld0≈2a0+π2dd1+dd2+dd2-dd124a0 =[2400+π2100+200+200-10024400mm ≈1277mm 由文獻(xiàn)[4]表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1250mm。 3）按文獻(xiàn)[4]式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距a。 a≈a0+Ld-Ld02=400+1250-12772mm≈387mm 參照式（8-2

42、4），確定中心距的變動(dòng)范圍為368mm-425mm. 5. 驗(yàn)算小帶輪上的包角α1 α1≈180-dd2-dd157.3a =180-200-10057.3387≈165≥90 符合要求。 6. 計(jì)算帶的根數(shù)z 1）計(jì)算單根v帶的額定功率Pr。 由dd1=100mm和n1=1440r/min，查文獻(xiàn)[4]表8-4a得P0=1.32kW. 根據(jù)n1=1440r/min，i=2和A型帶，查文獻(xiàn)[4]表8-4b得ΔP0=0.17kW. 查表8-5得Kα=0.96，表8-2得KL=0.93，于是： Pr=P0+?P0?Kα?KL =1.32+0.170

43、.960.93 kW =1.33 kW 2）計(jì)算v帶的根數(shù)z。 z=PcaPr=6.61.33=4.96 取5根。 7. 計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值（F0）min 查文獻(xiàn)[4]表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以根據(jù)式（8-27）得： (F0)min=5002.5-KαPcaKαzv+qv2 =5002.5-0.966.60.9657.54+0.17.542N =146 N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0>（F0）min。 8. 計(jì)算壓軸力Fp 壓軸力的最小值為 (Fp)min=2z(F

44、0)minsinα12 =25146sin1652N =1447 N 9. 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（見圖紙）。 3.4 驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。 圖3-1 驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意圖 此次設(shè)計(jì)中，減速機(jī)選用第III種裝配方式，電動(dòng)機(jī)與鏈輪安裝在減速機(jī)的同一側(cè)，通過皮帶傳動(dòng)連接。 工作過程：電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與小帶輪相連，經(jīng)帶傳動(dòng)傳至減速機(jī)，經(jīng)減速機(jī)減速后傳出，聯(lián)軸器與鏈輪軸相連，傳至鏈輪軸，帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)提升目的。 所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)部分的結(jié)

45、構(gòu)見圖3-1，具體尺寸見圖紙。 3.5 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇 3.5.1 軸的材料及熱處理 斗式提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機(jī)中最重要的零件之一，故軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）初步計(jì)算軸的直徑 參照文獻(xiàn)[4]中第十五章中軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算方法來估算軸的直徑。按文獻(xiàn)[4]中式（15-2）計(jì)算。 dmin=A03Pn 式中 A0——系數(shù) P——軸上功率，kW n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A0=1

46、15。由第3.1節(jié)知，軸上的功率P=3.96kW。已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440r/min，且由第3.3節(jié)知帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2，由選用減速機(jī)的型號(hào)知減速機(jī)的傳動(dòng)比為18，則求得軸的轉(zhuǎn)速 n=1440218r/min=40r/min。 代入數(shù)據(jù)求得： dmin=A03Pn=11533.9640mm=53.2mm 。 因?yàn)檩S端安裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故將軸直徑增加4%-5%，故取軸的直徑為56mm。 2）各軸段直徑的確定 如圖3-2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=56mm。軸段②和軸段⑧上安裝軸承，查閱文獻(xiàn)[5]表7-2-7

47、0，現(xiàn)暫取軸承型號(hào)為2213，其內(nèi)徑d2=65mm，外徑D=120mm，寬度B=31mm，故軸段②的直徑d2=d8=65mm。軸段③和軸段⑦的直徑為軸承的安裝尺寸，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，取d3= d7=75mm。軸段④和軸段⑥上安裝驅(qū)動(dòng)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=80mm。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=90mm。 圖3-2驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu) 3）各軸段長(zhǎng)度的確定 軸段①與減速空心輸出軸套裝配，通過聯(lián)軸器鏈接，長(zhǎng)度主要決定于減速機(jī)和頭部殼體之間的安裝尺寸以及聯(lián)軸器的相關(guān)要求，同時(shí)還要保證與減速機(jī)

48、相配合的部分有足夠的長(zhǎng)度，從手冊(cè)中查知減速機(jī)的相關(guān)安裝尺寸要求，現(xiàn)暫取L1=120mm。軸段②與軸段⑧上安裝軸承，其長(zhǎng)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(zhǎng)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、殼體法蘭和軸承座等占據(jù)的位置，暫取兩軸承軸向上的中心距離為400mm，則可以暫取L3=L7=120mm。軸段④、⑤、⑥的長(zhǎng)度要和驅(qū)動(dòng)鏈輪一并設(shè)計(jì)，現(xiàn)暫定L4=L6=120mm，L5=40mm，驅(qū)動(dòng)軸總長(zhǎng)為860mm。 4）軸上零件的固定 考慮到軸段①、④、⑥處鍵傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，且軸段①與聯(lián)軸器配合，查閱文獻(xiàn)文獻(xiàn)[5]，此處配合選

49、用k6；軸段④、⑥與驅(qū)動(dòng)鏈輪配合，查閱文獻(xiàn)[5]，此處配合選用r6；軸段②、⑧與軸承內(nèi)圈配合，查閱文獻(xiàn)[5]，此處配合選用r6。 5）軸上倒角及圓角 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，其他軸肩圓角半徑均取為0.6mm。 3.5.3 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 1）軸的受力分析及彎扭矩如圖3-3所示： 圖3-3軸的受力分析及彎扭矩圖 2）計(jì)算支承反力 由于軸在水平面上不受力，故： FR1H=FR2H 在豎直面上 Ft1+Ft2=G1+G2+F預(yù) 式中：G1——同一時(shí)刻提升機(jī)上行料斗中物料重量； F預(yù)——環(huán)鏈預(yù)緊力（

50、2000N）； G2——牽引構(gòu)件重量（平均每米長(zhǎng)度牽引機(jī)構(gòu)件重量，25kg/m）。 此次設(shè)計(jì)要求的輸送量為大于等于20t/h，G1取1000N時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求。故計(jì)算時(shí)取G1=1000N。 牽引構(gòu)件重量的計(jì)算： G1=2510252 N=12.5103 N 帶入公式得： Ft1+Ft2=15.5103 N 則 FR1V=FR2V=Ft1+Ft22=15.52kN=7.75 kN 所受彎矩為： M=FR1V?L2=7.75103305.5N?mm=2.37106N?mm 所受扭矩為： T=9550103Pn 式中：P——軸所傳遞的功率，由第3.1節(jié)知，P為3.

51、96kW； n——軸的轉(zhuǎn)速，由3.5.2知，n為40r/min。 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算，得 T=9.45105N?mm. 3）計(jì)算按彎扭組合強(qiáng) 很顯然b-b截面為危險(xiǎn)截面。 由于彎曲應(yīng)力σb為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ為靜應(yīng)力，則 σca=M2+(αT)2W 式中：σca——軸的計(jì)算應(yīng)力，MPa； M——軸所受的彎矩，N?mm； T——軸所受的扭矩，N?mm； W——軸的抗彎截面系數(shù)，mm3； α——折合系數(shù)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，去α≈0.3。 其中 W=πd332=π90332mm3=7.15104mm3

52、查文獻(xiàn)[5]，45鋼調(diào)質(zhì)處理后的彎曲應(yīng)力[σ-1]=60MPa。 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得σca=39.7MPa＜[σ-1]=60MPa，所以b-b截面安全，滿足強(qiáng)度要求。 4）安全系數(shù)校核 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查文獻(xiàn)[5]表6-1-1，σb=650MPa，=360MPa，=270MPa，=155MPa。 彎曲應(yīng)力： σa=MW=2.371067.15104=33.1MPa 應(yīng)力幅： σa=33.1MPa 平均應(yīng)力： σm=0MPa 切應(yīng)力： τT=TWT=32Tπd3=329.451053.14903MPa=13.2M

53、Pa τa=τm=τT2=13.22MPa=6.6MPa 參考文獻(xiàn)[4]表6-1-25，安全系數(shù)校核： Sσ=σ-1Kσβεσσa+σm Sτ=τ-1Kτβεττa+τm 式中： Kσ、Kτ——彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，查文獻(xiàn)[5]表6-1-32； β——表面質(zhì)量系數(shù)，查文獻(xiàn)[5]表6-1-37； εα、εβ——彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的尺寸影響系數(shù)，查文獻(xiàn)[5]表6-1-35： 帶入查得的數(shù)據(jù)，得： Sσ=2701.80.80.8933.1+0=3.2 Sτ=1551.60.80.896.6+0.156.6=9.8 S=SσSτSσ2+Sτ2=3

54、.29.83.22+9.82=3.04 許用安全系數(shù)[S]=1.3-1.5，顯然S＞[S]，故b-b截面安全。 以上計(jì)算表明，軸的彎扭組合強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度時(shí)足夠的。 3.5.4 平鍵的選擇與校核 1）平鍵的選擇 參看圖3-2驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)，減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸由聯(lián)軸器鏈接，驅(qū)動(dòng)軸和聯(lián)軸器用平鍵連接，查閱文獻(xiàn)[5]表5-3-20，①處選用平鍵GB/T1567-2003 鍵167110. ④處和⑥處選用平鍵GB/T1567-2003鍵 208100. 兩處鍵的相關(guān)參數(shù)分別為： 表3-4 鍵 材料 型號(hào) 長(zhǎng)L（mm） 寬b(mm) 高h(yuǎn)(mm) ① 45鋼 A 110 16

55、 7 ④、⑥ 45鋼 A 100 20 8 2）鍵的校核 鍵的材料為45鋼，查閱文獻(xiàn)[5]表5-3-17，該處鍵受到輕微沖擊，許用擠壓應(yīng)力[σp]=110Mp。鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下： σp=2TDkl≤σp 式中：T——軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nmm； D——軸的直徑，mm； k——鍵與輪轂的接觸高度，mm，平鍵k=0.4h； l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm，A型l=L-b。 代入聯(lián)軸器鍵的數(shù)據(jù)計(jì)算得： σp=29.45105562.894=94.1Mpa≤σp 帶入鏈輪鍵的數(shù)據(jù)計(jì)算得： σp=29.45105803.284=87.

56、9Mpa≤σp 兩處鍵均滿足強(qiáng)度要求，選用合適。 3.5.5 軸承選型與壽命計(jì)算 1）軸承選型 考慮驅(qū)動(dòng)軸在較大彎矩作用下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，且不易與減速機(jī)嚴(yán)格保證同心，故選用承載能力大并有自動(dòng)調(diào)心功能的調(diào)心球軸承，查閱文獻(xiàn)[5]表7-2-70，選用型號(hào)為2213。其基本參數(shù)見表3-5。 表3-5軸承2213基本參數(shù) 基本尺寸/mm 額定載荷/kN d D B Cr C0r 65 120 31 43.5 16.2 2）壽命計(jì)算 提升機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dāng)量動(dòng)載荷為： P=fp?FR 式中：fp——載荷系數(shù)，中等沖

57、擊取1.2-1.8。 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：P=1.57.75kN=11.63kN 查閱文獻(xiàn)[4]公式13-5，其壽命為： Lh=10660nCPε 式中：ε——軸承壽命系數(shù)，對(duì)于球軸承，ε=3. 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得： Lh=106604043.511.633h=2.2104h 驅(qū)動(dòng)軸軸承的工作壽命為22000小時(shí)。 3.5.6 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的重要功能是連接聯(lián)軸并起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，除此之外還具有補(bǔ)償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移功能，以及具有緩沖，吸振，安全保護(hù)等功能。在選擇聯(lián)軸器時(shí)，首先應(yīng)確定其類型，其次確定其型號(hào)。 聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)其工作條件和要求來選擇。對(duì)于中

58、小型減速器是輸入軸和輸出軸均可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，其加工制造容易，裝拆方便，成本低，并能緩沖減振，當(dāng)兩軸均的對(duì)中精度良好時(shí)，可采用凸緣聯(lián)軸器，它具有傳遞扭矩大，剛性好等優(yōu)點(diǎn)。例如，在選用電動(dòng)機(jī)與減速器高速軸之間連接用地聯(lián)軸器時(shí)，由于軸的轉(zhuǎn)速較高，為減少啟動(dòng)載荷，緩和沖擊應(yīng)選具有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和具有彈性的聯(lián)軸器，如彈性套柱銷聯(lián)軸器等，在選用減速器輸出軸與工作機(jī)之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器時(shí)，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，又因減速器與工作機(jī)在同一機(jī)座上，要求有較大的軸線偏移補(bǔ)償，因此常選用承載能力較高的可移式聯(lián)軸器，如鼓形齒式聯(lián)軸器。若工作機(jī)有震動(dòng)沖擊，為了緩和沖擊，以免震動(dòng)影響減速器內(nèi)傳動(dòng)件的正常工作，可

59、選用彈性聯(lián)軸器，如彈性套柱銷聯(lián)軸器等。 聯(lián)軸器的型號(hào)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩，軸的轉(zhuǎn)速和軸徑來選擇，要求所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩大于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，還應(yīng)注意聯(lián)軸器轂孔直徑范圍是否與聯(lián)接兩軸的直徑大小相適應(yīng)，否則應(yīng)重選聯(lián)軸器的型號(hào)或改變軸徑。 由于彈性柱銷聯(lián)軸器（如圖3-4所示）具有一般補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移和減振能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換彈性元件簡(jiǎn)便，允許有軸向竄動(dòng)，適用的工作溫度為-20C到+70C，所以根據(jù)提升機(jī)的工作特性，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器作為減速器和提升機(jī)上部主軸之間的連接設(shè)備。查閱文獻(xiàn)[6]GB/T5014-2003可知，應(yīng)選取的聯(lián)軸器型號(hào)為： 聯(lián)軸器LX4聯(lián)軸器YC56112YC55112 GB/T5014-2

60、003 圖3-4 LX型聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖 由表文獻(xiàn)[6]表1（續(xù)）可知所選用連軸器的公稱扭矩Tn=2500Nm，許用轉(zhuǎn)速為3870 r/min，而本次設(shè)計(jì)所需的扭矩T=945Nm，轉(zhuǎn)速為40r/min，故所選的聯(lián)軸器LX4完全滿足要求。 聯(lián)軸器與軸通過鍵連接，該鍵的選型與校核見3.5.4節(jié)中鍵的選型與校核一節(jié)。 3.6 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.6.1 驅(qū)動(dòng)鏈輪材料的選擇 TH型斗式提升機(jī)是利用鏈輪與圓環(huán)鏈之間的摩擦力進(jìn)行動(dòng)力傳遞的。特別是當(dāng)鏈輪與鏈條摩擦副不能相互匹配，即鏈輪與鏈條產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，鏈輪磨損加劇，因此，鏈輪是一個(gè)易損件。對(duì)于鏈輪應(yīng)選擇合理的材料、熱處理工藝以保證

61、輪緣的硬度和耐磨性。同時(shí)考慮到鏈條價(jià)格昂貴，應(yīng)使鏈輪的硬度略低于鏈條的硬度。 TH250的軸上的扭矩通過鍵槽傳遞給兩個(gè)鏈輪，鏈輪由輪緣和輪體兩部分組成。查閱文獻(xiàn)[7]表8-1，輪體材料選用灰鑄鐵，牌號(hào)HT200，材料性能見表3-6。 表3-6 部件 材料 牌號(hào) 鑄件壁厚/mm 力學(xué)性能 Rm/MPa σbb /MPa σbc /MPa HBW 輪體 灰鑄鐵 HT200 15-30 200 400 750 170-220 查閱文獻(xiàn)[7]表8-3輪緣材料選用球墨鑄鐵，牌號(hào)QT60-3，材料性能見表3-7.輪緣鑄造而成，要求鑄件不得

62、有氣孔、縮孔及裂紋等，以保證鏈輪正常工作所需的強(qiáng)度。 此次設(shè)計(jì)采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接而成。在鏈輪磨損到一定程度后，可擰下螺栓來拆換輪緣，因此更換方便，且節(jié)約拆料、降低了維修費(fèi)。 表3-7 部件 材料 型號(hào) 力學(xué)性能 Rm/MPa Rp0.2/Mpa A(%) KV2 HBW 輪緣 球墨鑄鐵 QT600-3 600 370 3 / 190-270 3.6.2 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)鏈輪由驅(qū)動(dòng)軸和鏈輪構(gòu)成，通過鍵連接，構(gòu)成一個(gè)整體。此次設(shè)計(jì)提升機(jī)的運(yùn)行速度為v=1.2m/s，根據(jù)第3.5.2

63、知，驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為n=40r/min。 已知： v=2πn60?d2 則輪緣直徑為： d=601.240πm=470mm 由第3.5.2節(jié)軸各段長(zhǎng)度的確定一節(jié)知④、⑥段軸的長(zhǎng)度為80mm，故驅(qū)動(dòng)鏈輪的寬度為80mm。 驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置結(jié)構(gòu)見圖3-5，其他尺寸見圖紙。 圖3-5驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置結(jié)構(gòu) 3.7機(jī)殼的設(shè)計(jì) 提升機(jī)機(jī)殼主要起支承和密封兩大作用，分為上、中、下三部分，機(jī)殼零部件的質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響整機(jī)的工作性能，所以機(jī)殼技術(shù)要求較高，要求機(jī)殼上法蘭面與下法蘭面的平行度符合GB1184-80形位公差中12級(jí)的規(guī)定，機(jī)殼中心線對(duì)法蘭面的垂直度要求符合GB1184-80形位公差中

64、12級(jí)的規(guī)定，除此之外還要求機(jī)殼表面平整。 斗式提升機(jī)的機(jī)殼一般由2～4mm的鋼板焊接而成并以角鋼為骨架制成一定高度的標(biāo)準(zhǔn)件，通常為每節(jié)2～2.5m，選型時(shí)必須符合標(biāo)準(zhǔn)的公稱長(zhǎng)度，節(jié)與節(jié)之間通過法蘭用螺栓緊固。在中部和下部要開設(shè)觀察孔和拆卸的帶蓋孔口。為了便于清理斗式提升機(jī)底部的物料，往往在底部也設(shè)有可拆卸的帶蓋孔口底部機(jī)殼形式與底部物料裝載情況相適用。上部機(jī)殼的形狀應(yīng)與卸載曲線相適用以使物料能夠完全卸入導(dǎo)出過程中。機(jī)殼內(nèi)設(shè)有中部導(dǎo)向裝置，以防牽引料斗時(shí)產(chǎn)生過大的橫向擺動(dòng)，該斗式提升機(jī)可由幾節(jié)焊接而成，每節(jié)長(zhǎng)度可以再文獻(xiàn)[1]中查出，節(jié)與節(jié)之間用密封膠密封，并通過法蘭用螺栓緊固連接。以為提

65、升機(jī)速度不高為0.9m/min，所以采用單通道結(jié)構(gòu)。 3.7.1 上部機(jī)殼的選材設(shè)計(jì) 上機(jī)殼與驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)滾筒構(gòu)成提升機(jī)頭部。為使物料卸出，頭部設(shè)有卸料槽。機(jī)頭機(jī)殼的形狀應(yīng)做成使料斗中拋出的物料能夠完全進(jìn)入卸料槽中去。 圖3-6 上部區(qū)段結(jié)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)的支座都是連接在頭部機(jī)殼上的，機(jī)殼承受的力較大，所以要采用比較厚的鋼板，機(jī)殼四壁采用3mm的鋼板，與電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)支座聯(lián)結(jié)的側(cè)板采用10mm的筋板，法蘭及支撐采用63636的熱軋等邊角鋼。同樣的道理，側(cè)板與機(jī)殼的焊接要求也較高，故采用K形坡口，且焊接時(shí)要防止出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象。 由于上部機(jī)殼為焊接件，要求鋼板強(qiáng)度高，具有良好的綜合

66、性能和焊接性能。查閱文獻(xiàn)[7]，鋼板材料選擇為Q235-A。 由文獻(xiàn)[1]《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》知，TH型斗式提升機(jī)的殼體設(shè)計(jì)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，查閱圖14-7和表14-17，可以獲得上部機(jī)殼的尺寸。其結(jié)構(gòu)見圖3-6，具體尺寸見圖紙。 上部機(jī)殼與中部機(jī)殼頭節(jié)通過螺栓連接，查閱文獻(xiàn)[8]表11-4，選用螺栓型號(hào)為螺栓GB/T 5782 M20X70。 3.7.2 中部機(jī)殼的選材設(shè)計(jì) 斗式提升機(jī)的中部機(jī)殼是整段或分段的矩形機(jī)殼，用薄鋼板焊接而成，分段機(jī)殼的螺栓連接處應(yīng)加密封裝置。對(duì)于滾筒尺寸較小的或低速的斗式提升機(jī)可采用有載分支和無載分支共用的單通道中部機(jī)殼。單通道的較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，也有利于通道內(nèi)壓力的平衡。對(duì)于滾筒直徑較大或高速的斗式提升機(jī)則可采用有載分支與無載分支各裝一個(gè)中部機(jī)殼的雙通道方式，可避免兩個(gè)分支的料斗在同一個(gè)中部機(jī)殼雙向運(yùn)動(dòng)而引起的粉塵渦流。 由于本設(shè)計(jì)中的提升機(jī)提升高度達(dá)25m，為防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)