脫水斗式提升機設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目 錄 第 1 章：緒 論 1 1.1 脫水斗式提升機簡介1 1.2 選題背景 1 1.3 本課題的指導(dǎo)思想及主要工作 3 第 2 章： 脫 水 斗 式 提 升 機 關(guān) 鍵 技 術(shù) 的 分析 2 2.1 脫水斗式提升機基本組成 2 2.2 驅(qū)動方案的確定 3 2.3 鏈條的失效分析 4 2.4提高脫水斗式提升機輸送量的技術(shù)分析 12 2.4.1料斗的裝料過程 12 2.4.2料斗的提升過程 16 2.4.3 卸料過程 18 第 3 章 ：脫水斗式提升機設(shè)計理論基礎(chǔ) 20 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件20 3.2 脫水斗式提升機設(shè)計計算3.2.1輸送能力的計算 21 3.2.2張力及功率計算 21 3.2.3斗鏈強度的驗算 23 3.2.4 功率計算 24 3.2.5 驅(qū)動裝置選擇 25 3.2.6 負(fù)荷計算 26 第 4 章：脫水斗式提升機設(shè)計28 4.1 斗鏈的選型 28 4.1.1斗鏈運行速度的選擇 29 4.1.2 斗鏈運行 阻力和張力計算 4.1.3 初選斗鏈 29 4.1.4 斗鏈強度校核 31 4.2脫水斗式提升機布置形式及基本參數(shù)的確定充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 32 4.2.1 脫水斗式提升機布置形式 32 4.2.2 脫水斗式提升機基本參數(shù)的確定 4.3 電動機的選型 33 4.3.1 選擇電動機的基本原則 33 4.3.2 初選電動機 33 4.4 減速器的選型 34 4.5 傳動鏈選擇與聯(lián)軸器選型 35 4.6 拉緊裝置選型 37 4.6.1 張緊位置的確定37 4.6.2 拉緊形成的確定與拉緊裝置選擇 4.7 機尾的設(shè)計 38 4.8 安全裝置 38 4.9 機殼和機架的設(shè)計 39 4.10 安裝調(diào)試和維護 40 結(jié)束語 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 參考文獻(xiàn)充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 1 緒論 1.1 脫水斗式提升機簡介 脫水斗式 提升機是指物料在提升過程中，在料斗內(nèi)能自行脫水，見圖 1 1。它是選煤廠和鈣鎂磷肥廠常用的機械設(shè)備之一，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的優(yōu)點。通常兼有脫水和運輸雙重作用?？勺鳛樽罱K脫水設(shè)備，也可作為初步脫水設(shè)備。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 1 1 脫水斗式提升機 它適用于提升洗滌后的中煤、矸石和冷卻后的鈣鎂磷肥，也適用輸送洗滌后的其他塊狀或顆粒狀的物料，物料在提升輸送過程中，可在重力作用下自行脫水。對于大塊物料及水分要求不太嚴(yán)格的產(chǎn)品，如跳汰分選作業(yè)的中煤、矸石可用脫水斗式提升機直接作為最終脫水設(shè)備，獲得最終出廠產(chǎn)品。對粒度較細(xì)、或脫水 不太容易、水分又要求比較嚴(yán)格的產(chǎn)品，脫水斗式提升機可作為初步脫水設(shè)備。如粗煤泥回收作業(yè)中，撈坑沉淀的煤泥可先經(jīng)脫水斗式提升機初步脫水，再進一步用脫水篩和離心脫水機作最終脫水。 脫水斗式提升機 作為選煤廠常用的機械設(shè)備，其設(shè)計的自動化先進程度、結(jié)構(gòu)布置方式、使用安全性、可靠性、連續(xù)性和高效運行將直接影響選煤廠生產(chǎn)成本。為此，應(yīng)對其設(shè)計理論和方法進行研究探討，以便選擇合理的結(jié)構(gòu)，節(jié)約生產(chǎn)成本。 1.2 選題背景 本課題以脫水斗式提升機在選煤廠應(yīng)用為例，設(shè)定與 跳汰機配套作業(yè)，作為矸石的最終脫水設(shè)備。其設(shè)計參數(shù)如下 ： 輸送能力 Q 50 t/h 料斗容量 i0 85 L 料斗間距 ao 800 mm 料斗寬度 B 1000 mm 物料類別 矸石 堆積密度 1.6t/m3 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 提升傾角 60 提升高度 H 15.2 m 1.3 本課題的 指 導(dǎo)思想及主要工作 由前面的論述可知，伴隨著選煤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，脫水運輸機械也得到了很大的發(fā)展。鑒于脫水斗式提升機所起到的越來越重要的輔助作用，對脫水斗式提升機的使用要求也越來越高了。 本課題針對脫水斗式提升機，從理論上論證了脫水斗式提升機滿足生產(chǎn)需要時整體結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能和力 學(xué)性能，在盡可能減輕脫水斗式提升機重量的前提下，設(shè)計脫水斗式提升機的架體結(jié)構(gòu)，對脫水斗式提升機進行剛度計算。在完成設(shè)計工作的同時，針對斗鏈的設(shè)計進行分析研究，以便確定其合理的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，為延長脫水斗式提升機的使用時間和節(jié)約生產(chǎn)成本提供理論依據(jù)。 2 脫水斗式提升機關(guān)鍵技術(shù)的分析 2.1 脫水斗式提升機基本組成 脫水斗式提升機的構(gòu)造如圖 2 1 所示。它是由機頭、機尾、斗鏈、導(dǎo)軌、機殼、機架和捕捉器等七個部分組成。斗鏈繞過機頭的星輪和機尾的滾輪形成無極循環(huán)的牽引機構(gòu)。電動機通過減速器經(jīng)鏈輪使裝在主軸上的星 輪轉(zhuǎn)動，從而拖動斗鏈在導(dǎo)軌上運行。 圖 2 1 脫水斗式提升機的基本構(gòu)造圖 1 機頭； 2 機尾； 3 斗鏈； 4 導(dǎo)軌； 5 機殼； 6 機架； 7 捕捉器 2.2 驅(qū)動方案的確定 脫水斗式提升機的驅(qū)動部是整機組成的關(guān)鍵部件。驅(qū)動部配置是否合適，直接影響脫水斗式提升機能否正常運行。用作物料脫水的脫水斗式提升機要求驅(qū)動裝置能提供平穩(wěn)、可靠的運動力矩，以保證斗鏈不出現(xiàn)超速、打滑現(xiàn)象。為此要求驅(qū)動裝置具有一個張緊力可隨時調(diào)整的緊拉裝置，以保證運行過程的可控，極大地減小對物料的沖擊。 脫水斗式提升機由于運行速度極慢，運行 過程中變化較小，所以其驅(qū)動裝置比較簡單。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 綜合考慮生產(chǎn)的實際情況，可確定驅(qū)動系統(tǒng)基本組成，如圖 2 2所示。它是由電動機、減速器、傳動鏈、主動鏈輪、壓緊鏈輪、主軸、從動鏈輪等所組成。 圖 2 2 脫水斗式提升機驅(qū)動系統(tǒng) 1 電動機； 2 減速器； 3 傳動鏈； 4 主動鏈輪； 5 壓緊鏈輪； 6 主軸； 7 從動鏈輪 電動機和減速器之間用柱銷聯(lián)軸器連接。減速器和驅(qū)動主軸之間用節(jié)距t = 63.5mm的套筒滾子鏈驅(qū)動。鏈條的張緊是用調(diào)壓緊輪的位置進行。由于考慮斗鏈有可能突然被卡住而造成事故，故設(shè)置了安全銷，它裝在從動輪 上，如發(fā)生故障時，安全銷即被切斷，從而保護了其它機件不被損壞。 由于脫水斗式提升機的運行速度極慢，所以驅(qū)動輪齒數(shù)可大為減少。其頭部和尾部星輪均采用方輪結(jié)構(gòu)，用于脫水時，當(dāng) t = 320mm 及 t = 400mm時為四方輪，如圖 2 3所示 ；當(dāng) t = 500mm 時為五方輪。用于撈坑斗式提升機則均為五方輪。 圖 2 3 四方星輪 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 2.3 鏈條的失效分析 2.3.1 斗式提升機鏈條失效分析及提高壽命研究的理論基礎(chǔ) （一）鏈條計算理論 斗式提升機鏈條 (單根，以下同 )的有關(guān)計算理論如下： 1、最大工作載荷計算 最大 工作載荷是鏈條設(shè)計選用的主要依據(jù)，是指工作側(cè)渣斗滿載物料時鏈條所承受的拉力。 1212F h W C h W C f A R （ 2 1） 2、最大尖峰載荷計算 斗式提升機生產(chǎn)運行過程中，難免出現(xiàn)被物料埋死或被異物卡住，造成電機過負(fù)荷，這時鏈條所承受的拉力為最大尖峰載荷。即電機最大輸出扭矩時鏈條所受拉力。 m a x2 . 2 9 5 5 0 1 0 0 0 TTpiF dv （ 2 2） 3、極限拉伸載荷計算 極限拉伸載荷是指鏈條的最大承載能力，即破斷力。 Q F n （ 2 3） 4、銷軸、銷套摩擦副壽命計算 31 2 3 1191500 1 3 . 2prLc c c zi ppTp v i p d （ 2 4） 12A f crFK F Fp A （ 2 5） 1 1 2A d b（ 2 6） 5、磨粒磨損計算 銷套與滾輪之間的磨損是輸送鏈?zhǔn)?效的主要因素，是一種無潤滑條件和有時有磨粒存在的組合摩擦，其摩擦狀態(tài)可用以下兩式表達(dá)： 1 1 1r K p v（ 2 7） Na FVKH （ 2 8） 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 以上 各式中 F 最大工作載荷 ， N； W 單位長度鏈條重量， N/m； C 單位長度附屬品重量， N/m； h1 斗式提升機頭、尾輪垂直中心距， m； h2 斗式提升機頭、尾輪水平中心距， m； R 水中抵抗系數(shù)， 1.2 1.6； f 綜合摩擦系數(shù)， 0.14 0.16； A 嚙合損失系數(shù)， 1.0 1.3； p 節(jié)距， mm； dT 斗式提升機頭部鏈輪節(jié)圓直徑， mm； iT 驅(qū)動系統(tǒng)總速比； S 破 鏈條極限拉伸載荷， N； Fmax 最大尖峰載荷， N； n 安全系數(shù)； n 許用安全系數(shù)，一般取 4 8； T 輸送鏈的磨損使用壽命， h； A1 鉸鏈承壓面積， mm2； d1 銷軸直徑， mm； b2 軸套長度， mm； pr 鉸鏈的壓強， Mpa； KA 工況系數(shù)， KA =1.1； Fc 鏈速較低可忽略； Ff 懸垂拉力，有軌道承載可忽略； 負(fù)荷率； c1 銷套銷軸摩擦系數(shù)； c2 節(jié)距系數(shù)； c3 齒數(shù)一速度系數(shù)； Lp 鏈長，以節(jié)數(shù)表示； v 鏈速 m/s； z1 齒數(shù)； i 傳動比； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 pp 許用磨損伸長率； r 磨損率； K1 工作條件系數(shù)，需由實驗取得； p1 摩擦面表面壓強 Mpa； v1 摩擦面相對線速度 m/s； V 磨粒移動單位距離的磨損量； Ka 磨粒磨損常數(shù)； FN 磨粒承受的正壓力； H 材料硬度； （二）摩擦與磨損 磨損是兩接觸物體表面間由于摩擦機械作用使表面物質(zhì)損耗的過程，它將導(dǎo)致在垂直于摩擦表面的方向上物體尺寸逐漸減小。接觸表面在高應(yīng)力作用下形成局部機械損壞。根據(jù)損壞原因，把磨損分為粘附磨損、磨粒磨損和疲勞磨損。 在滑動摩擦副中，一個表面明顯較另一個表面硬或兩表面間存在硬的磨粒，則磨損的主要形式是磨粒磨損。在切向運動下，較硬的輪廓峰或磨粒在配偶表面上象切削一樣劃出條壯細(xì)槽，造成材料脫落。 （三）腐蝕與防腐 腐蝕是材料在環(huán)境的作用下引起的破壞和變質(zhì)。金屬和合金的腐蝕主要是由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的 破壞，有時還同時伴有機械、物理或生物作用。 根據(jù)腐蝕的作用原理，可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。兩者的區(qū)別是當(dāng)電化學(xué)腐蝕發(fā)生時，金屬表面存在隔離的陰極與陽極，有微小的電流存在于兩極之間，單純的化學(xué)腐蝕則不存在隔離的陰極與陽極。 金屬腐蝕的形態(tài)可分為全面 (均勻 )腐蝕和局部腐蝕兩大類。前者較均勻地發(fā)生在全部表面，后者只發(fā)生在局部。例如孔蝕，縫隙腐蝕，晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕破裂，腐蝕疲勞，氫腐蝕破裂，選擇腐蝕，磨損腐蝕，脫層腐蝕等。一般局部腐蝕比全面腐蝕的危害嚴(yán)重的多，有一些局部腐蝕往往是突發(fā)性和災(zāi)難性的。 2.3.2 鏈條的失效 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （一）脫水斗式提升機鏈條壽命終止標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)鏈條強度要求、節(jié)距伸長量及張緊要求，確定脫水斗式提升機鏈條壽命終止的標(biāo)準(zhǔn)如下 (達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一可認(rèn)為壽命止 ): 1、鏈板斷裂或危險斷面磨損量達(dá) 1/2； 2、銷軸斷裂或磨損量達(dá) 2.5 mm； 3、銷套累計破裂 10 件以上或大部分銷套磨穿； 4、鏈條節(jié)距伸長達(dá) 5mm。 （ 二）脫水斗式提升機鏈條幾種主要失效形式 脫水斗式提升機鏈條的失效主要出現(xiàn)在鏈板、銷軸、銷套上，表現(xiàn)為磨損和斷裂，嚴(yán)重時造成整鏈斷開，設(shè)備損壞。 1、鏈板磨損及斷裂 外鏈板與內(nèi)鏈板之間、滾輪 與內(nèi)鏈板之間都有相對運動，有很大磨損，尤其是滾輪與內(nèi)鏈板之間的磨損嚴(yán)重。 為解決鏈板的耐磨性問題，常采用提高硬度的辦法，這樣會增加鏈板的脆性，加之內(nèi)鏈板與銷套之間采用過盈配合，產(chǎn)生較大應(yīng)力，這樣會造成鏈條受力后的脆斷。 2、銷軸磨損及斷裂 銷軸與銷套內(nèi)表面之間相對運動不大，因此磨損不太嚴(yán)重。但當(dāng)銷套被磨穿后，銷軸直接與滾輪相磨，磨損急劇增加。銷軸、銷套磨損后鏈條節(jié)距加大，會造成鏈條爬齒和松弛。 為提高耐磨性，采用了提高硬度的辦法。有時熱處理不當(dāng)會造成銷軸脆性增加，出現(xiàn)脆性斷裂。 3、銷套磨損及破裂 銷套的磨 損主要發(fā)生在銷套外表面，與滾輪內(nèi)孔相對運動較大，又存在大量硬顆粒，處于嚴(yán)重的磨粒磨損狀態(tài)。這是提升鏈?zhǔn)У闹饕问健?為解決銷套的磨損問題，往往采用提高硬度的辦法，這就增加了銷套的脆性。同時，為了提高銷套磨損壽命，采用了加厚磨損部位的方法，產(chǎn)生了應(yīng)力集中。這樣在運行中會造成銷套破碎。 4、整鏈斷開 銷軸、鏈板斷裂后如未及時發(fā)現(xiàn)，及時更換將會造成整鏈的斷開。 對于提升機鏈，最主要的就是要求它不斷裂，并在長周期運行中能預(yù)測充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 它的磨損壽命，盡可能地減少代價昂貴的停工檢修。 因此，該鏈條的研究思路主要是解決耐磨性與沖 擊韌性的矛盾問題，通過理論分析和實驗手段確定合理的材質(zhì)、熱處理制度，并進行結(jié)構(gòu)改進，達(dá)到高可靠性 (不出現(xiàn)脆性破壞 )和長壽命的目的。 2.3.3 鏈條的失效分析與計算 （一） 輸送鏈的載荷分析 1、載荷分析 如圖 2 4 所示，如果不計及各種附加動載荷，在考慮離心力引起的張力 Fc 的前提下，輸送鏈條的緊邊張力松邊張力 F1 和 F2。 圖 2-4 輸送鏈所受的張力 20CF q v （ 2 13） 21 0 0 0 0c o s s i nmmF q q f L a q q L a q v （ 2 12） 22 0 0 0 0s i n c o sF q a q f a L q v （ 2 13） 式中 qm 為輸送鏈及其附件單位長度重量， kgf/m； q0 為所輸送物料在單位長度上的重量， kgf/m； 因為 0f0.2 且 60o 05 0 1 0 0 01 6 . 7 1 6 . 7 0 . 1 6 6 0mm Qqqv ?所以 12FF?由此 可知在輸送鏈工作過程中，組成鏈條的每個鏈節(jié)當(dāng)處在松邊位置充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 時，其鏈節(jié)張力為 F2 當(dāng)處在緊邊位置時，其鏈節(jié)張力為 F1；所以輸送鏈條承受著交變載荷，如圖 2 5 所示。 圖 2 5 輸送鏈工作過程中鏈節(jié)張力的變化曲線 其中 3-4 對應(yīng)緊邊位置， 1-2 對應(yīng)松邊位置， 4-1 與 2-3 對應(yīng)主從動輪上的過渡位置 ， F= F1 F2 （ 二 ） 動載荷 實際上由于各種附加動載荷的存在，鏈條的張力曲線如圖 2 6 所示。這些動載荷包括有 ： 1、 因多邊形效應(yīng)引起鏈條線速度變化而產(chǎn)生的慣性載荷 Fd1 =ma（ 式中m 為鏈條緊邊質(zhì)量 ； a 為鏈邊的加 速度 ）； 2、 因從動輪角速度變化而使從動系統(tǒng)產(chǎn)生的附加慣性載荷 222d dF J rdt 式中 J 為從動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到從動軸上的轉(zhuǎn)動慣量 ； 2ddt為從動軸的角加速度 ； r2為從動輪的分度圓半徑 ）； 3、鏈節(jié)嚙入輪齒時的沖擊載荷 ； 4、 鏈條工作時軌跡變化以及鏈條振動等因素產(chǎn)生的附加動載荷。 其中后二者的影響更大些 （ 見圖 2 6 中的 Fd） 。 圖 2-6 典型的鏈節(jié)張力變化曲線 （三） 銷軸剪切強度計算 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 銷軸剪切強度計算公式為 222 / 4Qd ， N/mm2 （ 2 12） 實際上，鏈條銷軸受載時，它的剪切剖面上除了有剪切應(yīng)力外，還有彎曲應(yīng)力。但由于銷軸受彎曲時最大應(yīng)力在最外表面，而受剪時最大應(yīng)力在芯部，故二者不能疊加。從上面的分析知道二者均為交變應(yīng)力。 2.3.4 鏈條的材質(zhì)的確定 根據(jù)脫水斗式提升機的工況環(huán)境（潮濕、多塵、有一定的腐蝕性），綜合各種參數(shù)，應(yīng)選擇不銹鋼材質(zhì)。根據(jù)資料可知， Crl3 類鋼、 Cr18 類鋼均能滿足該環(huán)境要求。 Crl3 類鋼較其它 不銹鋼價格低，而且經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砟苓_(dá)到較好的綜合機械性能。但從抗腐蝕角度考慮，該鏈條應(yīng)選用 Crl3 類鋼，但各零件具體選用 Cr13 類鋼中的哪一種需進一步分析。 參考有關(guān)資料鏈條各零件材質(zhì)及熱處理制度確定如下： （一）鏈板 鏈板是鏈條的關(guān)鍵零件，鏈板的斷裂會立即造成格鏈斷開，設(shè)備損壞。因此，鏈板不允許出現(xiàn)脆性斷裂一類突發(fā)性失效，要在保證其不斷裂的前提下提高其耐磨性或采取其它辦法延長壽命。 由資料可知， 1Crl3 較 2Cr13, 3Cr13 有較高的沖擊韌性，因此，鏈板應(yīng)選用 1Crl3 類鋼 。 （二 ） 銷軸 銷軸也是鏈條 的關(guān)鍵零件之一，銷軸的脆性斷裂也是很危險的，如不及時發(fā)現(xiàn)并處理就會造成整鏈開，因此銷軸也不允許出現(xiàn)脆性斷裂。 根據(jù)受力分析，銷軸要求較高的強度 :銷軸與銷套相互摩擦較嚴(yán)重，還應(yīng)有較高的硬度才能保證長壽命 。 根據(jù)資料可知，應(yīng)選擇 1Crl3 鋼。 1Crl3 鋼在 250-350低溫回火有較好的強度，較高的硬度和適當(dāng)?shù)臎_擊韌性 。 （三 ） 銷套 銷套是鏈條壽命的關(guān)鍵。由磨損計算可知，因為銷套與滾輪之間存在非常嚴(yán)重的磨粒磨損，所以要提高磨損壽命就必須提高零件硬度，同時由力學(xué)計算和失效分析可知，銷套還有較好的強度和韌性。但銷 套破裂后不會很快造成整鏈斷開，因此其韌性要求可低于鏈板和銷軸的韌性要求。根據(jù)資料可知，應(yīng)選擇 2Crl3 鋼 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 （四 ） 滾輪 根據(jù)使用經(jīng)驗，滾輪失效概率小，強度要求較低，要求一定的耐磨性。考慮到其對銷套、軌道、鏈輪的磨損，滾輪硬度應(yīng)與銷套相當(dāng)，硬度值為HRC4045 較合適。材質(zhì)選用 1Crl3, 2Crl3 或 3Crl3 均可，但考慮到材料價格及熱處理情況，根據(jù)資料知可選用 3Crl3 鋼 。 （五 ） 耐磨片 從前面的分析可知，鏈板的強度和韌性較好，但硬度較低，原結(jié)構(gòu)鏈板與滾輪端面之間存在較大的相對運動，存在嚴(yán)重的磨損。為解 決鏈板的磨損問題，在鏈板與滾輪之間增加了耐磨片。 由于耐磨片的作用就是耐磨，所以可取較高的硬度，可選用 3Crl3 鋼。 （六 ） T 型銷 T 型銷主要作用是防止鏈板脫出，無特殊要求，從使用經(jīng)驗來看， 1Crl3, 2Crl3 或 3Crl3 均可 。 但為了防止在安裝彎曲時出現(xiàn)斷裂，最好選用塑性相對較好的 1Crl3 鋼。 2.4 提高脫水斗式提升機輸送量的技術(shù)分析 脫水斗式提升機是否能達(dá)到設(shè)計的輸送量，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益。那么如何進一步提高脫水斗式提升機的輸送量，就要圍繞著脫水斗式提升機的工作過程而進行。 脫水斗式提升 機是一種傾斜升運設(shè)備。它是靠環(huán)繞在頭、底輪上的斗鏈連續(xù)運動，通過固定在斗鏈上的料斗裝料、提升、卸料而完成輸送過程，脫水斗式提升機的工作過程可分為料斗的裝料過程、料斗的提升過程和料斗的卸料過程三個階段。料斗在裝料過程中是否能裝滿，直接影響到提升機的輸送能力；料斗在提升過程中的提升狀態(tài)決定了升運過程的撒料程度；而料斗的卸料狀態(tài)則決定了物料的卸空程度，同時也影響功率消耗。因此對脫水斗式提升機的要求就是：裝料階段裝得滿；提升階段升得穩(wěn)；卸料階段卸得凈。研究斗式提升機的工作就是要找出實現(xiàn)“裝滿、穩(wěn)升、卸凈”的條件，以 提高提升機的生產(chǎn)能力，降低無效的能耗。 2.4.1 料斗的裝料過程 （一 )裝滿系數(shù) 料斗的裝料過程直接影響提升機的輸送能力。判別裝料工作的質(zhì)量可用裝滿系數(shù) 的大小來衡量。實踐證明：任何種類的脫水斗式提升機的任何型充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 式的料斗，在裝料過程中都不會是完全裝滿的 ,即裝滿系數(shù) 1。 雖然斗式提升機的裝滿系數(shù)與提升速度、料斗容積、結(jié)構(gòu)及料斗間距等因素有關(guān)，但在輸送過程中，有些因素不能隨物料性質(zhì)的改變而改變。所以，使用同一臺脫水斗式提升機提升各種物料，并保持較高的裝滿系數(shù)，是企業(yè)必須解決的問題之一。 1、 合理選擇料斗運行速 度和料斗結(jié)構(gòu)、間距 因單位時間內(nèi)經(jīng)過喂料口區(qū)域的料斗數(shù)量與料斗運行速度成正比，所以脫水斗式提升機產(chǎn)量通常隨斗鏈速度增加而提高，但料斗運行速度過高，料斗裝滿系數(shù)下降很快，且脫水效果不好 ,反而會使脫水斗式提升機產(chǎn)量下降。這是因為斗鏈速度過高時，料斗穿越喂料區(qū)域的時間較短，即料斗舀取或充料時間顯著變短，當(dāng)進入料斗的物料還較少時，料斗已穿過喂料區(qū)域，完成了裝料過程，使料斗裝滿系數(shù)下降很快 ,且在提升過程中物料脫水不充分；當(dāng)斗鏈過高時，高速運動的料斗幾乎形成一個面，使物料幾乎不能進入料斗，其裝滿系數(shù)接近零。 料斗的裝滿 系數(shù)還與料斗的結(jié)構(gòu)、容積、間距密切相關(guān)。深型料斗，料斗較深，容積較大，用作輸送散落性較好的粒狀物料；淺型料斗容積較小，但卸料容易卸光，用作輸送散落性較差的粉狀物料。生產(chǎn)實踐表明：淺型料斗可采用較高的鏈速，而深型料斗不能采用過高的鏈速，否則，將因卸料時間縮短，料斗內(nèi)物料來不及卸完而產(chǎn)生回料。 同時合理選擇料斗間距也有利于裝滿系數(shù)的提高。當(dāng)提升容重較輕、內(nèi)摩擦角較大的物料時，可采用較小的料斗間距。以上諸參數(shù)相互影響和制約，需綜合考慮。 2、設(shè)計可調(diào)式進料斗導(dǎo)料板 為提高斗式提升機的裝滿系數(shù)，使所提升的物料順利進 入料斗，設(shè)計了可調(diào)式進料斗導(dǎo)料板，如圖 2 7 所示。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2 7 可調(diào)式進料斗導(dǎo)料板示意圖 1 進料斗； 2 鉸鏈； 3 可調(diào)式導(dǎo)料板； 4 固定螺母； 5 調(diào)節(jié)螺釘； 6 斗鏈； 7 料斗 可調(diào)式進料斗導(dǎo)料板主要由進料斗、鉸鏈、可調(diào)導(dǎo)料板、調(diào)節(jié)螺釘、固定螺母、料斗、料斗帶等組成?？烧{(diào)導(dǎo)料板安裝在進料斗的排料口。當(dāng)物料進入進料斗時，已具有一定的初速度和慣性，物料經(jīng)進料斗導(dǎo)料板作拋物線運動，并沿導(dǎo)料板切線上拋，落入脫水斗式提升機料斗?？烧{(diào)導(dǎo)料板通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)其陡平程度，即調(diào)節(jié)導(dǎo)料板與水平線之間的夾角 a。當(dāng)物料初速度 較大、流動性較好時，可將導(dǎo)料板調(diào)平一些，即 a 角減小，使物料離開導(dǎo)料板時的上拋運動傾角加大，增加物料的上拋高度，減少物料與料斗的碰撞和沖擊，并有利于料斗內(nèi)空氣的排出，可增加料斗的裝滿系數(shù)；另外，當(dāng)物料作上拋運動時，物料的運動方向與料斗運動方向相同，從而減小了物料與料斗之間的相對速度，降低動力消耗，特別是對于顆粒物料，還可降低破損率。反之，對于流動性較差的物料，可將導(dǎo)料板調(diào)陡，即使 a 角增大，使物料直接進入料斗。當(dāng)導(dǎo)料板調(diào)陡后，物料重力分解后的下滑力增加，從而提高了下滑速度和慣性，增加物料的流量，使更多的物料有機 會進入料斗，從而提高料斗的裝滿系數(shù)。物料在導(dǎo)料板上的運動及受力分析見圖 2 8 所示。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2 8 物料在導(dǎo)料板上的運動及受力分析 由受力分析知，物料顆粒群沿導(dǎo)料板運動時，在導(dǎo)料板切向只有下滑力F1 和摩擦力 F2。將重力 G 分解，得 F1 = Gsina； F2 = Gcosa； F3 = fGsina； （ 2 13） 沿導(dǎo)料板方向，建立平衡方程 223 ( s i n c o s )4 2 6s s svk C d d f g 式中 G 物料重量， N， 36 ssG d g ； f 物料與導(dǎo)料板的摩擦系數(shù)； ds 顆粒群的當(dāng)量粒徑， mm； s 物料的密度， kg/m3； 空氣的密度， kg/m3，取 = 1.2 kg/m3； C 空氣對物料的綜合阻力系數(shù)； k 與顆粒形狀、粒徑 ds 與管徑 D 比值及顆粒群等因素有關(guān)的綜合系數(shù)。 所以，物料沿導(dǎo)料板的下滑速度為 ( s i n c o s )43 ssdfvgkC （ 2 14） 由式（ 2 14）知，物料的下滑速度與物料的粒徑、密度、形狀系數(shù)、導(dǎo)料板傾角、摩擦系數(shù)等因素有關(guān)。可見當(dāng)輸 送物料一定時，導(dǎo)料板傾角 a與物料下滑速度 v 的關(guān)系非常明顯。當(dāng) a 較小時，裝滿系數(shù)值 也較小。隨著 a 增大，下滑速度 v 值增加，則物料的流量增加，使 值增加。但當(dāng) a 較大時，由于 v 值較大，而物料的動能則更大。此時物料已進入料斗的物料產(chǎn)生較強烈的碰撞，除造成物料破損外，還會使料斗中的物料飛濺出來，從而充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 降低裝滿系數(shù)。而通過導(dǎo)料板調(diào)陡或調(diào)平，可使物料正好落入向上運動的料斗中，并使物料與料斗之間無劇烈碰撞發(fā)生，既可降低脫水斗式提升機能耗，減少顆粒物料的破損率，又可提高料斗的裝滿系數(shù)，提高產(chǎn)量和效率，達(dá)到一機多能的目的。 2） 裝料方式 料斗的裝料方式有：順向進料和逆向進料兩種。 順向進料，加料方向與料斗運動方向一致。當(dāng)物料進入機座時，碰到料斗的背面。因此，物料與料斗相遇時，不能直接進料。只有當(dāng)料斗將物料向前推移時才開始裝料。當(dāng)料斗脫離物料時，即完成了裝料過程。 逆向進料，加料方向與料斗運動方向相反。當(dāng)物料從進料口流入機座時，即與料斗迎面相遇，這時物料就能直接流入料斗內(nèi)，因此裝滿系數(shù)較大，機座內(nèi)積余物料較少，大大減輕了料斗在機座內(nèi)推移積余物料的阻力。 從以上兩種裝料方式可以看出，順向進料不利于料斗的裝載，降低了裝滿系數(shù)值，增加了料 斗運動阻力和電耗，為了克服這個缺點，可以使進料口低于張緊輪的水平軸線、縮小物料在機座內(nèi)從進料口到被料斗推移至裝料點的距離。逆向進料時，為增加料斗直接進料的機會，進料口應(yīng)高于張緊輪的水平軸線。 在實際生產(chǎn)中，提升機的進料方式根據(jù)工藝而定。實踐證明：應(yīng)盡量考慮逆向進料，可大大提高脫水斗式提升機的生產(chǎn)率。特殊情況下便于工藝安排，也有采用順向進料或混合進料。但實際生產(chǎn)中應(yīng)注意順向進料時進料口的位置。 2.4.2 料斗的提升過程 料斗在提升過程中如果不能穩(wěn)升，就會造成撒料現(xiàn)象，從而增加功耗、降低生產(chǎn)效率。理論和實踐證明 ，引起料斗撒料的原因有如下三種：料斗的振動、料斗的扭轉(zhuǎn)及其它原因。 1）料斗的振動 料斗的振動使料斗頂部的物料落回機座。生產(chǎn)實踐證明：料斗振動時間越長，振動頻率越高，振動幅度越大，則撒料越多。而引起振動的原因有兩種：自身原因引起的振動和環(huán)境原因引起的振動。 料斗的自身振動來源于機上轉(zhuǎn)動部件的重心與旋轉(zhuǎn)中心不重合，形成慣性振動。當(dāng)機器慣性振動頻率與其固有頻率相同時，又會引起較大振幅的共充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 振，使?fàn)恳蠓葦[動，造成大量撒料。為使上述現(xiàn)象不發(fā)生，在設(shè)計安裝時，應(yīng)使頭、底輪的重心與其旋轉(zhuǎn)中心重合，而不產(chǎn)生慣性振動。 工廠有很多振動設(shè)備，不可避免產(chǎn)生振動而傳遞到斗式提升機。解決方法是給脫水斗式提升機加上隔振裝置 橡膠墊或彈簧。 2）料斗的扭轉(zhuǎn) 料斗以一個側(cè)面固定在斗鏈上。在料斗及斗內(nèi)物料重力作用下，對斗鏈產(chǎn)生一個力矩，使料斗偏轉(zhuǎn)一個角度 ，見圖 2 9。如果 角過大，將會撒料。同時在提升過程中會使料斗產(chǎn)生搖擺現(xiàn)象。如擺幅過大，則料斗有可能與機外殼相碰，造成料斗破壞，大量撒料。 圖 2 9 料斗扭轉(zhuǎn)時受力圖 要使料斗一點不偏斜，不搖擺是不可能的。但是把料斗的轉(zhuǎn)扭角 和擺幅限定在一定范圍內(nèi)則是完全可以做到的。在一般情 況下，把料斗的扭轉(zhuǎn)角限制在 2o 以內(nèi)就可以滿足料斗穩(wěn)升的條件。于是，根據(jù)料斗裝料后受力狀態(tài)如圖 2 10 所示。以 O點為支點可列出平衡方程 1 s innS h G e 2( ) s i nnS h h r G e 2( ) s i nnm g eS h h r 式中 Sn 料斗下端斗鏈張力， N； G 料斗與斗內(nèi)料的重量， N； e 料斗與斗內(nèi)物料重量的重心到料斗上端斗鏈張力作用線的距離，也稱料斗重 心偏距 11( )34eA； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 A 料斗的凸度，見圖 2 10； h 料斗全高， mm； h2 料斗安裝孔高度， mm； r 料斗底圓半徑， mm； h1 料斗后壁底端到安裝孔高度， mm； 料斗扭轉(zhuǎn)角度單位； g 重力加速度。 圖 2 10 料斗尺寸 由上式可以看到，降低牽引件最小張力并且使 保持在 2o以內(nèi)的措施是：料斗跨度 A 不易過大；安裝孔不易過高；料斗不易過高；應(yīng)盡量采用輕質(zhì)料斗。 3）其他原因 如斗鏈接口不平，料斗安裝不當(dāng)?shù)取＝鉀Q辦法：合理設(shè)計，合理裝配。 2.4.3 卸料過程 脫水斗式提升機的卸載是料斗由斜線上升運動變?yōu)榍€段的旋轉(zhuǎn)運動，即料斗繞上驅(qū)動鏈輪后，物料由于受到重力和離心慣性力的同時作用，物料從料斗中被拋出，在空間運行一段距離后，落到帶式輸送機上，完成卸載。 從料斗的運動情況可知，料斗內(nèi)的物料表面上任意一個物料顆粒 M，同時受到重力 mg 和離心慣性力 mr2 的作用，這兩個力的合力 pur ，若延長合力pur 的作用線并與鏈輪垂直中心線相交于 P 點，則此點稱為極點，見 圖 2 11, 圖 2 12, 圖 2 13。極點 P 到回轉(zhuǎn)軸心 O 的距離 h 稱為極距。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 2 11重力卸載 圖 2 12離心慣性力卸載 圖 2 13 混合卸載 極距 h 可從 ABM 和 PMO 的相似關(guān)系中求得 : 22h m g m g rr m r m v 22grh v 將30rnv 代入上式 2895h n 式中 m 料斗內(nèi)物料的重量， kg； g 重力加速度， m/s2； 、 v 分別為料斗內(nèi)物料重心的角速度、線速度， 1/s、 m/s； r 回轉(zhuǎn)半徑（即從料斗內(nèi)物料重心 M到鏈輪中心 O的距離）， mm； n 鏈輪每分鐘轉(zhuǎn)速， r/min。 由上式可知 :極距 h 的大小與鏈輪轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)，而與料斗在鏈輪上的位置無關(guān)；料斗在鏈輪圓弧區(qū)段中任意位置上，物料顆粒 M 所受合力口的延長線都通過極點 P；隨著轉(zhuǎn)速 n 增大、極距 h 迅速減小，此時離心慣性力 mr2充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 增大 ；反之 ，當(dāng)轉(zhuǎn)速 n 減小，極距 h 迅速增大，而離心慣性力 mr2 減小。當(dāng)鏈輪的轉(zhuǎn)速 n 一定時，極距 h 就是確定的數(shù)值，從而也決定了卸載方式。若鏈輪半徑為 rc，料斗外緣半徑為 rc，從 圖 2 11, 圖 2 12, 圖 2 13 中可以看到，極距 h 的大小決定了不同的卸載方式 : 當(dāng)極距 h 大于料斗外緣半徑 ra 時 ,見圖 2 11，極點 P 的位置位于料斗外緣的圓周以外，重力 mg 的數(shù)值大于離心慣性力 mr2 的數(shù)值。料斗內(nèi)的物料顆粒將主要在重力作用下沿著料斗的內(nèi)壁運動而被卸出。因此，這種卸載方式稱為重力卸載。 當(dāng)極距 h 小于鏈輪半徑 rc 時 ,見圖 2 12,極點 P 的位置位于鏈輪的圓周以內(nèi)，離心慣性力的數(shù)值遠(yuǎn)大于重力 mg 的數(shù)值。料斗內(nèi)的物料都沿著料斗的外緣運動和拋出。因此，這種卸載方式稱為離心慣性力卸載。 當(dāng)極距 h 小于料斗外緣半徑 ra 而大于鏈輪半徑 rc 時見 圖 2 13，此時極點 P 的位置位于鏈輪的圓周和料斗外緣的圓周之間。在這種情況下，料斗中處于 ra h 部分的物料顆粒將沿著料斗的外緣被拋出，屬于離心慣性力卸載 ；處于 h rc 部分的物料顆粒將沿著料斗的內(nèi)緣被卸出，屬于重力卸載。此種卸載方式中既有離心慣性力卸載也有重力卸載，所以稱之為混合卸載。 從以上分析的情況來看，為防止灰塵飛揚，到處散灑，采用離心慣性力卸載方式顯然是不合理的。采用重力卸載方式還是采用混合卸載方式，還要進一步分析后才能確定。一般情況下脫水斗式提升機采用重力卸載方式。 3 脫水斗式提升機設(shè)計理論基礎(chǔ) 3.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件 脫水斗式提升機的設(shè)計計算，須有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料。 （ 1）物料名稱及輸送能力； （ 2）物料性質(zhì)：包括粒度及粒度組成、堆積密度、溫度、粘度、磨琢性、腐蝕性等； （ 3） 工作環(huán)境：露天、室內(nèi)、干燥、潮濕、環(huán)境溫度和空氣含塵量大小等； （ 4）裝料和卸料方 式； （ 5）脫水斗式提升機布置形式及相關(guān)尺寸，包括輸送機長度、提升高度和最大傾角等； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3.2 脫水斗式提升機設(shè)計計算 3.2.1輸送能力的計算 脫水斗式提升機的物料裝在料斗內(nèi)，并連續(xù)地由機尾提運到機頭，由于料斗在鏈板上的間距是均勻的，則物料可以認(rèn)為是均勻地分布在整個料斗的重段上。 脫水斗式提升機輸送干物料時，輸送能力為 003 .6 iQva ， t/h （ 3 1） 式中 0i 每一個料斗的體積， L； 0a 相鄰兩個料斗的距離， m； 物料的堆積密度， t/m； v 斗鏈速度， m/s； 料斗的裝滿系數(shù) 計算輸送能力時，按 = 0.50.75 選取，計算電動機功率時，考慮到脫水斗式提升機挖料、裝載和洗選機排料 的不均勻性，一律按 = 0.9 計算。 輸送濕物料時，輸送量為 1 pQQW j， t/h （ 3 2） 式中 Q 輸送干物料的能力， t/h； pW 物料中含水的百分?jǐn)?shù)（對中煤平均值取pW= 20%；對矸石平均值取pW= 22%）。 3.2.2張力及功率計算 脫水斗式提升機所需的驅(qū)動裝置功率，取決于提升過程中需要克服的一系列的阻力，其中主要有： 1）提升物料沿斗鏈運行方向的重力分量； 2）斗鏈與導(dǎo)軌之間的摩擦阻力； 3）當(dāng)斗鏈繞過星輪或滾輪時，鏈條關(guān)節(jié)處及軸頸處的摩擦阻力； 4）斗子挖取物料時的阻力。 以上各項阻力用逐點計算法進行計算。 （一）阻力計算 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 ，脫水斗式提升機布置如圖 3 1 所示， 1、 2、 3、 4 各點拉力分別用1F、2F、3F、4F表示。 4321HL圖 3 1 脫水斗式提升機計算簡圖 1、回 空段阻力 W1-2= q0 L(cos sin )= q0(Lh H) （ 3 3） 2、承載 重段阻力 3 4 0 1 0 1c o s s i n hW q q L q q L H （ 3 4） 3、斗子挖取物料阻力 13WqA（ 3 5） 4、 斗鏈繞過尾部滾輪時，軸頸及鏈條關(guān)節(jié)處摩擦阻力 2 3 20.1WF （ 3 6） 5、斗鏈繞過頭部方輪的阻力 4 1 0 1 4W K F F （ 3 7） 以上各式中 W1-2、 W2-3、 W3-4、 W4-1 分別為各特 征點間的運行阻力， N； WA 料斗挖取物料時的阻力， N； q0 斗鏈每米自重 0 mq q gN； qm 斗鏈每米質(zhì)量（ kg/m）； q1 每米長度上輸送物料計算重量； 1 3.6jQgqv， N （ 3 8） g 重力加速度（ m/s2）； L 脫水斗式提升機傾斜長度（ m）； 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載 文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 脫水斗式提升機傾斜角度（度）； Lh 脫水斗式提升機水平投影長度（ m）； H 脫水斗式提升機垂直提升高度（ m）； 斗鏈與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)或阻力系數(shù)。 對于帶滾輪的斗鏈，其阻力系數(shù)按下式計算 2 kdD （ 3 9） 式中 k 滾輪在導(dǎo)軌上的滾動摩擦系數(shù)（取 0.05）； D 滾輪外徑（ mm）； d 銷軸直徑（ mm）； 銷軸與滾輪內(nèi)孔間的摩擦系數(shù)（取 0.4）； 考慮部分滾輪不轉(zhuǎn)的系數(shù)（取 1.2）。 斗鏈繞過頭部方輪時，軸承處斗鏈銷軸與銷套之間摩擦所產(chǎn)生的阻力系數(shù)，以 K0 表示。 0000ddK D （ 3 10） 式中 d0 雙列向心球面滾子軸承內(nèi)外圈的平均中徑， mm； 0 雙列向心球面滾子軸承摩擦系數(shù)（取 0.004）； d 斗鏈銷軸直徑， mm； 斗鏈銷軸與銷孔或套之間的摩擦系數(shù)（取 0.4）； D0 方輪節(jié)圓直徑， mm 各種阻力計算出厚；就可計算