斗式提升机的毕业设计方案.doc

TH400斗式提高机设计摘要：本文在满足具备除尘除臭功能冷凝吸附一体化设备吸附剂运送功能前提下，分析了既有斗式提高机优缺陷，设计了一套适合吸附剂运送，安全，稳定，生产效率高斗式提高机，简介了该设备构造、原理及性能特点。核心词：斗式提高机；链式Abstract：This paper satisfiedof transport function of having deodorizes function equipment ,In the analysis of existing bucket elevator on the basis of advantages and disadvantages，The research developed a set of bucket elevator that is safety，stabilize and efficient，Introduced this system structure，the principle and the Performance characteristics.Keyword：Bucket elevator，Chain目 录1绪论11.1斗式提高机发展历史背景11.2国内外研究现状和发展趋势21.3斗式提高机设计原理41.4课题研究内容及目52设计方案拟定62.1设计思路和目62.2总体方案构思和拟定63设计方案实现73.1提高机总体方案设计73.2输送机构工作机理83.3重要零部件设计93.3.1 料斗与环链设计93.3.2 下部驱动装置设计104机构运动分析144.1轴选取计算144.2带轮选取设计155设计总结19致 谢20参照文献21附录22附录一 AUTO-CAD绘图工程图221 绪论1.1斗式提高机发展历史背景输送机是在一定线路上持续输送物料物料搬运机械，又称持续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可构成空间输送线路，输送线路普通是固定。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同步完毕若干工艺操作，因此应用十分广泛。中华人民共和国古代高转筒车和提水翻车，是当代斗式提高机和刮板输送机雏形。17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料。19世纪中叶，各种当代构造输送机相继浮现。1868年，在英国浮现了带式输送机；1887年，在美国浮现了螺旋输送机；19，在瑞士浮现了钢带式输送机；19，在英国和德国浮现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步影响，不断完善，逐渐由完毕车间内部输送，发展到完毕在公司内部、公司之间甚至都市之间物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少构成某些。在国内，1962年3月在上海起重运送机械厂重新构成了工作组， 以TD60系列设计为基本进行改进设计，定名为TD62型通用带式输送机系列设计。TD62型带式输送机系列设计是以仿照苏联老产品为主。1971年5月由一机部会同冶金、燃化、水电部等关于科研设计、制造单位构成联合设计组， 由起重运送机械研究所负责，完毕全套更新设计，定名为TD72型带式输送机。1975年9月在宝鸡永红艟重运送机械厂， 由矿山工程机械工业局主持召开了系列定型及原则审查会议， 被批准为“机械部定型产品” ，并改称为“TD75型通用固定式带式运送送机” 。1978年获全国科学大会科技成果奖。1973年开始，煤炭科学院上海分院与淮南煤矿机械厂合伙实验成功SJ一8O型、S D一8O型、S DJ一150型等各种钢架和绳架式可伸缩带式输送机。1966年起重运送机械研究所与北京煤矿设计院、唐山冶金矿山机械厂联合设计试制了第一台带宽8OOmm吊挂式钢绳芯带式输送机，并于1970年8月在平顶山一矿投入运转。1978年完毕了DX型钢绳芯带式输送机系列设计。输送机普通按有无牵引件来进行分类。具备牵引件输送机普通涉及牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力，可采用输送带、牵引链或钢丝绳；承载构件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驱动装置给输送机以动力，普通由电动机、减速器和制动器(停止器)等构成；张紧装置普通有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件保持一定张力和垂度，以保证输送机正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用托辊、滚轮等。具备牵引件输送机构造特点是：被运送物料装在与牵引件连结在一起承载构件内，或直接装在牵引件(如输送带)上，牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连，形成涉及运送物料有载分支和不运送物料无载分支闭合环路，运用牵引件持续运动输送物料。此类输送机种类繁多，重要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、自动扶梯、自动人行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提高机、悬挂输送机和架空索道等。没有牵引件输送机构造构成各不相似，用来输送物料工作构件亦不相似。它们构造特点是：运用工作构件旋转运动或往复运动，或运用介质在管道中流动使物料向前输送。例如，辊子输送机工作构件为一系列辊子，辊子作旋转运动以输送物料；螺旋输送机工作构件为螺旋，螺旋在料槽中作旋转运动以沿料槽推送物料；振动输送机工作构件为料槽，料槽作往复运动以输送置于其中物料等。 将来输送机将向着大型化发展、扩大使用范畴、物料自动分拣、减少能量消耗、减少污染等方面发展。大型化涉及大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几种方面。水力输送装置长度已达440公里以上带式输送机单机长度已近15公里，并已浮现由若干台构成联系甲乙两地“带式输送道”。不少国家正在摸索长距离、大运量持续输送物料更完善输送机构造。 扩大输送机使用范畴，是指发展能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质环境中工作，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料输送机。本文总结并分析了当前国内外斗式提高机优缺陷及其发呈现状，研究开发了安全，稳定，生产效率高斗式提高机，并对该设备构造、原理和性能特点作了简朴简介。1.2国内外研究现状和发展趋势国外带式输送机技术发展不久，其重要体当前2个方面：一方面是带式输送机功能多元化、应用范畴扩大化，如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机机型；另一方面是带式输送机自身技术与装备有了巨大发展，特别是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展重要方向，其核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机运营性能和可靠性。当前，在煤矿井下使用带式输送机已达到表1所示重要技术指标，其核心技术与装备有如下几种特点：(1)设备大型化。其重要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300500万t以上高产高效集约化生产需要。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地减少了输送带动张力，设备运营性能好，运送效率高。(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运营等技术，使输送机单机运营长度在理论上已不受限制，并保证了输送系统设备通用性、互换性及其单元驱动可靠性。(4)新型、高可靠性核心元部件技术。如包括CST等在内各种先进大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、迅速自移机尾等。如英国Fsw生产FSWl200(23)400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运送能力达3 000th以上，它机尾与新型转载机(如美国久益公司生产S500E)配套，可随工作面推移而自动迅速自移、人工作业少、生产效率高。国内生产制造带式输送机品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目实行，带式输送机技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率长距离带式输送机核心技术研究和新产品开发都获得了很大进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均弥补了国内空白，并对带式输送机核心技术及其重要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了各种软起动和制动装置以及以PLC为核心可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。输送机发展方向涉及如下几方面：1） 设备大型化、提高运送能力为了适应高产高效集约化生产需要，带式输送机输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是此后发展必然趋势，也是高产高效矿井运送技术发展方向。在此后10 a内输送量要提高到3000至 4000th，带速提高至46ms，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000 m。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m 以上，单机驱动功率要达到10001500 kW，输送带抗拉强度达到6000Nram(钢绳芯)和2500Nram(整芯)。特别是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术发展，随着高产高效工作面浮现及煤炭科技不断发展，原有可伸缩带式输送机，无论是主参数，还是运营性能都难以适应高产高效工作面规定，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高国内带式输送机技术设计水平，弥补国内空白，接近并赶上国际先进工业国技术水平。其包括7个方面核心技术：(1)带式输送机动态分析与监控技术；(2)软起动与功率平衡技术；(3)中间驱动技术；(4)自动张紧技术；(5)新型高寿命高速托辊技术；(6)迅速自移机尾技术；(7)高效储带技术。2） 提高元部件性能和可靠性设备开机率高与低重要取决于元部件性能和可靠性。除了进一步完善和提高既有元部件性能和可靠性，还要不断地开发研究新技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、迅速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机性能得到进一步提高。3） 扩大功能，一机多用化拓展运人、运料或双向运送等功能，做到一机多用，使其发挥最大经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提高输送机等。1.3斗式提高机设计原理图1-1 斗式输送机构造斗式提高机是一种垂直向上输送粉状，粒状或小块状物料持续输送机械，在全球应用十分广泛。斗式提高机普通构造如图1.1所示。它自下而上可分为三某些：下为机座6，涉及进料口10，张紧机构9和底轮3等；中为机筒7，涉及牵引机构1和承载机构4等；上为机头5，涉及传动机构8，止逆机构12，卸料管11和头轮2等。斗式提高机牵引构件可以是带，也可以是链，它环绕于头轮和底轮之间，并被张紧装置张紧。在带或链全长上，每隔一段距离，安装一种料斗（承载构件）。为防止物料抛撒和灰尘飞扬，外用机壳封闭。工作时，传动机构将动力传递给牵引构件，使料斗运动。物料由机座进入运动料斗，再被料斗沿机筒提高。在机头处，物料有料斗中抛出，经卸料管卸至机外。1.4课题研究内容及目本课题重要研究内容涉及：1）总体设计方案、设计思路提出和论证，2）设计方案比较和拟定，3）详细设计方案提出及设计，4）详细构造拟定，零部件尺寸设计、校核计算，5）工程图纸绘制，6）设计总结及展望。课题研究目：在研究斗式提高机用途基本上，针对斗式提高机工作总体规定，对既有提高机进行改进并提出较为完整解决方案，为物料向高处输送提供一种有效办法，并完毕有关工程图纸绘制。2 设计方案拟定2.1设计思路和目设计基本思路：在研究斗式提高机用途基本上，针对斗式提高机工作总体规定，提出较为完整解决方案，为物料向高处输送提供一种有效办法，并完毕有关工程图纸绘制。设计目：研究开发了安全，稳定，生产效率高斗式提高机2.2总体方案构思和拟定当前国内外斗式提高机各具特点，但均存在一定局限性。本文通过对各种斗式提高机性能比较，研究开发安全，稳定，生产效率高斗式提高机。总体方案如图2-1。图2-1 斗式提高机构造简图 斗式提高机是在垂直或接近垂直(不不大于70) 方向上持续提高物料输送机械(如图2.1 所示)。在挠性牵引构件(胶带) 上，每隔一定间距安装若干钢制料斗，闭合牵引构件绕过上部和下部滚筒。由上部驱动轮驱动,物料从下部供入，由料斗把物料提高到上部，当物料绕过上部滚筒时，物料就在重力和离心力作用下向外抛出，通过卸料斜槽送到料仓中，完毕输送物料任务。3 设计方案实现随着国民经济发展运送机械行业在引进、吸取、消化了世界各国斗式提高机最新技术，并结合国内实际状况，设计出高效斗式提高机，以满足市场对大运送量、大提高高度及构造紧凑新型高效斗提机需要。3.1提高机总体方案设计 斗式提高机重要部件有：驱动装置、料斗、牵引构件、底座和中间罩壳等。驱动装置由电动机、减速机、逆止器或制动器及联轴器构成，驱动主轴上装有滚筒或链轮。大提高高度斗提机采用液力偶合器，小提高高度时采用弹性联轴器。使用轴装式减速机可省去联轴器，简化安装工作，维修时装卸以便。料斗普通分为浅斗、深斗和有导向槽尖棱面斗。浅斗前壁斜度大深度小，合用于运送潮湿和流散性不良物料。深斗前壁斜度小而深度大，合用于运送干燥流散性好散粒物料。有导向侧边夹角形料斗前面料斗两导向侧边即为背面料斗卸载导槽，它合用于运送沉重块状物料及有磨损性物料。 散装水泥由于流动性好且干燥，用深斗较适当，卸载时，物料在料斗中表面按对数螺线分布，设计离心卸料料斗时往往在料斗底部打若干个气孔，使物料装载时有较高填充量，并且卸料时更完全。牵引构件为一封闭绕性构件，多为环链、板链或胶带。张紧装置有螺杆式与重锤式两种。带式斗提机张紧滚筒普通制成鼠笼式壳体，以防散料粘集于滚筒上。斗式提高机可采用整体机壳，也可上升分支和下降分支分别设立机壳。后者可防止两分支上下运动时在机壳空气扰动。在机壳上部设有收尘法兰和窥视孔。在底部设有料位批示，以便物料堆积时自动报警。胶带提高机还需设立防滑防偏监控及速度监测器等电子仪器，以保证斗提机正常运营。如图3-1。TH400斗式提高机构造总图3-11下部机壳中部机壳 3斗链 4传动装置5上部机壳 6进料口7出料口3.2输送机构工作机理在斗式提高机中输送机构是核心。它由料斗，传动轴，轴套，链条，链轮构成，在传动轴上设有轴套，在轴套上设有链轮，在链轮上设有链轮传动齿，其中，链轮传动齿与各传动齿之间为U型，在链轮传动齿上设有与其相配合链条，在链条上设有T型括板，链条由多组单环圆环链条和联接销构成。本实用新型长处是构造简朴，生产成本低，工作效率高，使用安全、以便。3.3重要零部件设计3.3.1料斗与环链设计1.料斗设计图3-2（1） 在不增大料斗外廓尺寸前提下，尽量选用最大料斗容积.（2） 设计最佳料斗外廓形状，保证在运料过程中，料斗与料斗、料斗与链条、滚轮之间不发生干涉，以避免料斗挤压变形.（3） 在整个运料过程中，料斗与料斗之间对的啮合，可防止运送物料外泄2.环链设计图3-3设计链目是通过轴与链，链与料斗相连，将输送机构连撑整体。它实现了输送设备衔接，使其达到输送物料功能。3料斗与环链组装依照斗式提高机输送量及提高高度规定，参照国家关于机械行业原则中垂直斗式提高机 Zh 型（中深斗）料斗参数尺寸，设计畚斗形状如图3-2所示，牵引件为低合金高强度园环链，经恰当热解决后，具备很高抗拉强度和耐磨性，使用寿命长，符合TM36-8矿用高强度园环链原则。装配图如图3.2所示。图 3-4 料斗与环链组装图3.3.2下部驱动装置设计驱动装置由电动机、减速机、逆止器或制动器及联轴器构成，驱动主轴上装有滚筒或链轮。装配图如图3.5所示。图3-5轮缘轴轮体1.驱动链轮构造设计TH 型斗式提高机是运用链轮与圆环链间摩擦力进行动力传递。特别当链轮与链条摩擦副不能互相匹配，即链轮与链条产生相对滑动时，链轮磨损加剧，因而，链轮是一种易损件。对于链轮应选取合理材料、热解决工艺以保证轮缘硬度和耐磨性。同步考虑到链条价昂，应使链轮硬度略低于链条硬度。TH400轴上扭距通过键槽传递给两个链轮，链轮由轮缘和轮体两某些构成，构造如图3-6所示。轮体由HT200锻造而成，轮缘由QT60-2锻造而成，规定铸件不得有气孔、缩孔及裂纹等，以保正链轮工作正常工作所需要强度。本次设计采用了组装式链轮。有轮体、轮缘用高强度螺栓联接而成。在链轮磨损到一定限度后，可拧下螺栓，拆换轮缘，更换以便，且节约拆料、减少了维修费。图3-62.轴设计图3-7（1） 保证所连接两根轴相对位置在预测范畴内变动时，能可靠传递动力。（2） 传动效率高，使用寿命长，构造简朴，容易制造，维修容易等。3.轴承及轴承座选取1） 轴承选型考虑驱动轴在较大弯矩作用下会产生弯曲变形，且不易与减速机严格保证同心，故选用承载能力大并有自动调心功能调心球轴承轴承2217。其基本参数如表3-1。2）工作状况分析及寿命计算提高机驱动轴轴承重要承受径向载荷，轴向载荷很小并可以忽视中档冲击。其当量动载荷为： （3-1）式中：载荷系数，中档冲击取1.21.8。其寿命为： （3-2）式中：轴承寿命指数，滚子轴承=10/3。故驱动轴轴承工作寿命为24362小时。表3-1 轴承2217基本参数基本尺寸 /mm额定载荷 /kNdDB851503658.223.54 机构运动分析4.1 轴选取计算图4-1查阅资料并依照受力状况选取轴承座型号为Z2610M型依照轴承座型号选取轴承型号为单列向心球轴承3110（GB 276-82）。如下查表由机械设计（第七版）得。1轴材料选取选取调质解决45号钢查表15-1得， 2轴径初步拟定由于轴支承距离未定，因此按纯扭矩并减少许用扭转切应力拟定轴径设为，即其计算公式为： 式中 P传动轴所传递功率，KW； n连接轴转速，r/min； 轴直径，； A随材料许用扭转剪应力而变系数，其数值见表3-7-2；此设计取A=。 依照轴承型号拟定轴直径d=50mm。3. 轴剪切疲劳极限校核轴所承受力：轴由两个轴承支撑，故： 轴剪切应力 因此轴初选直径符合规定。4.2 带轮选取计算图4-2电动机选取传动轴驱动功率由下式求得： P=+PS+PL式中 P-轴功率（KW）；Q-斗提机输送量（T/h）；H-提高高度（m）；g-重力加速度（m/s2）查表得：PS=3，PL=0.8P=60*4.5*9.8/3600+3+0.8=6.446KW电机功率P=式中 P 电动机功率（KW）； P0- 轴功率（KW）；n- 总效率。P=6.446/0.85=7.6 KW依照工作条件和规定，选用电动机型号为：Y160M-4，额定电压380V，额定电流6.5A，转速960r/min，额定功率11 KW，50HZ。1) 设计功率Pd 由机械设计表86 工作状况系数KA=1.2 Pd= =1.2x11kW=13.2kW。2)选定带型 依照Pd=13.2kW 和n1=960r/min ，由机械设计图88 拟定为B型普通V带。3)传动比 初定一级带轮传动比I 为1.54)小带轮基准直径 参照机械设计书表87 取=140mm。大带轮基准直径 mm =207.9 mm 由表87 取 =212mm5)减速轴实际转速 r/min = 627.6 r/min6) 带速 V=7.03r/min此处取 7) 初定轴间距 按规定取900 mm8) 所需基准长度 =2+ = mm=2354.4mm由表82 选用基准长度 Ld=2240 mm9) 实际轴间距 = mm =842.8 mm安装时所需最小轴间距 mm=809.2 mm 张紧或补偿伸长所需最大轴间距= ( 842.8 + 0.03 2240 ) min =910 mm10) 小带轮包角 = = = 11) 单根V带基本额定功率 依照 = 140mm 和 =960 r/min 由机械设计师手册表1217d 查得B型带=2.08kW12) 考虑传动比影响 ， 额定功率增量由机械设计师手册 表1217d 查得 = 0.3 kW13) V带根数 Z=由机械设计师手册表1213 查得=0.99由机械设计师手册表1215 查得=1.00= 5.6根 取 6 根。14) 单根V带 预紧力 = 由机械设计师手册表 1214 查得 m=0.17 kg/m= = 442.3 N15)计算作用在轴上压轴力Fp因此带轮选取符合规定。5 设计总结斗式提高机是在封闭机壳内持续提高粉末，颗粒或小块状物料输送设备。安装在胶带或链条上料斗，通过驱动滚筒或传动链轮自提高机下部掏取或喂入物料，提高到上部卸料处，依托离心力或重力抛出，完毕输送目。斗式提高机因具备占地面积小，输送量大，功率低，持续性强，运营平稳可靠 ，密封性能好，使用寿命长等特点。由提高机代替老式作业，不但提高生产效率，并且安全，可靠。为了适应高产高效集约化生产需要，带式输送机输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是此后发展必然趋势，同步除了进一步完善和提高既有元部件性能和可靠性，还要不断地开发研究新技术和元部件，使带式输送机性能得到进一步提高。将来输送机将向着大型化发展、扩大使用范畴、物料自动分拣、减少能量消耗、减少污染等方面发展。本设计要考虑功率低，持续性强，运营平稳可靠 ，密封性能好，使用寿命长斗式提高机总创新点：1) 采用链条带动料斗运送实现货品运送持续性，运营平稳性，提高生产效率。2) 防滑积极轮。在斗式提高机积极轮表面铆接或粘接防滑、抗(耐) 磨橡胶布,能有效提高积极轮与皮带间摩擦系数,防止皮带打滑,提高提高效率。致 谢在整个论文工作中，徐教师都予以了全面、认真指引，在论文工作即将完毕之际，向关怀、教诲我导师表达衷心感谢！几年来耳濡目染，导师崇高品格、渊博学识、严谨治学态度和勤奋求实工作作风给本人留下了深刻印象，使本人受到了深刻教诲和启迪，并将成为本人终身受益宝贵财富。在论文工作中，得到了机电系各位教师指引和热情协助，在此表达衷心感谢。此外，我要感谢机械学院各位领导和教师予以勉励和协助；也要感谢同寝室各位室友在生活方面热心协助。最后，我还要感谢我家人和亲朋朋友，在生活上、学习上给我无微不至关怀，是她们予以我积极动力去克服各种困难和艰辛。 谢谢人们!黄建赟 5月21日参照文献1 刘影，杭九全，万耀青反求工程与当代设计J机械设计，1998(12)：142万耀青，阮宝湘主编机电工程当代化设计办法M北京：北京理工大学出版社，19943宋伟刚散状物料带式输送机设计M沈阳：东北大学出版社，4 杨复兴胶带输送机构造与原理(下册) M北京：煤炭工业出版社，1990 6 张平，于庆燕，李志锋等逆向工程设计开发系统及应用概述J计算机辅助设计与制造，(6)：1719 7梁庚煌主编，运送机械手册（第二册）M。北京：化学工业出版社，19838中华人民共和国矿业学院主编，矿山运送机械M，北京：煤炭工业出版社，19809余洲生，持续输送机械M。上海：上海海运学院学报丛书，198010张荣善著，散料输送与贮存M。北京：化学工业出版社，199411应美轩，梁庚煌主编，机械化运送工艺设计手册M，北京：化学工业出版社，199812 Funke HZum dynamischen verhalten von Forderbandanlagen beim Alfahren und stillsetzen unter Berueksichtigung der bewegungswiderstandeDHannover:TU Hannover，1973.13 Harrison ABelt Conveyor Research 19802OOOJBulk Solids Handling，21(2)：159-164.14Takashi Hirose,Binyuan Zhao,Toshihiro Okabe,Masahiro YoshimuraEffect of carbonization temperature on the basic properties of woodceramics made from carbonized bamboo fiber and liquefied wood J，Journal of Materials Science，37（12）15Y. C. Kim， S. Lee， S. Ahn， N.J. KimAnalysis of demolding in micro metal injection moldingJJournal of Materials Science，42（6）附录一 AUTO-CAD绘图工程图1.TH400斗式提高机总装图2. 组装式链轮图3.滑动架子图4.轮缘图5.小带轮图6. 大带轮图7. 卸料滑板图8. 轴图