TH315斗式提升機說明書.doc

TH315斗式提升機結構設計緒論斗式提升機是連續(xù)垂直或大傾角提升粉狀物料的輸送機械，具有結構簡單、能耗低、維護方便、體積小、占地面積少、封閉輸送對環(huán)境污染小、布置靈活及適應性強等特點。在港口主要用于散貨碼頭筒倉系統內，也可用于其他輸送環(huán)節(jié)的散料垂直提升。國內斗提機的設計制造技術是50 年代由前蘇聯引進的, 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, 如ZL 型和鉤頭鏈式斗提機的設計等工作, 但大都因為某些原因未能得到推廣。自80 年代以后, 隨著國家改革開放和經濟發(fā)展的需要, 一些大型及重點工程項目引進了一定數量的斗提機, 從而促進了國內斗提機技術的發(fā)展。有關斗提機的部頒標準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, 但與國際先進水平相比仍存在相當大的差距, 尤其是板鏈式斗提機存在的差距更大一些。目前國內生產的帶斗式提升機的輸送量可達1543。換鏈斗式提升機的最大輸送量可達1134。斗式提升機用于垂直或傾斜時輸送粉狀、顆粒狀及小塊狀物料。斗式提升機的優(yōu)點是：橫斷面上的外形尺寸較小，可使輸送系統布置緊湊，提升高度達，有良好的密封性等；缺點是：對過載的敏感性打，料斗和牽引構件易損壞。而且其提升物料的高度可達80m（如TDG型），一般常用范圍小于40m。大多數時候采用垂直式斗式提升機，當垂直式不能滿足特殊工藝要求時，才采用傾斜式提升機。由于傾斜式斗式提升機的牽引構件在垂度過大時需增設支承牽引構件的裝置，而使結構復雜，因此很少采用傾斜式斗提機。在現代的工農業(yè)生產中，機械化程度，決定了生產效率和經濟效益。斗式提升機的應用，提高了機械化程度，降低了勞動強度，取得了良好的經濟效益和社會效益，促進了生產力的迅速發(fā)展，節(jié)約的人類在工作中所需的人力、物力和時間等等；也在一定程度上保證的生產安全，提高經濟效益。一 斗式提升機課題介紹及方案選擇（一） 斗式提升機的發(fā)展狀況提升機，是通過改變勢能進行運輸的大型機械設備，如礦井提升機、過壩提升機等。適用于低處往高處提升，供應物料通過振動臺投入料斗后機器自動連續(xù)運轉向上運送。而斗式提升機具有輸送量大，提升高度高，運行平穩(wěn)可靠，壽命長顯著優(yōu)點，極其適于輸送粉狀，粒狀及小塊狀的無磨琢性及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、石塊、砂、粘土、礦石等，由于提升機的牽引機構是環(huán)行鏈條，因此允許輸送溫度溫度不超過250 的材料，結構比較簡單，能在垂直方向或傾角較小范圍內運輸物料而橫斷面尺寸小，占地面積小，能在全封閉罩殼內運行工作，不揚灰塵，避免污染環(huán)境，必要時還可以把斗式提升機底部插入料堆中自行取料，也有一些缺點，例如過載的敏感性大，必須均勻給料，料斗和牽引構件較易破壞。機內較易形成粉塵爆炸的條件，斗和皮帶容易磨損，被輸送的物料受到一定的限制，只適宜輸送粉末和中小塊狀的物體。一般類型的提升機輸送高度可達40米，TG型最高可達80米。斗式提升機是一種被普通采用的垂直輸送設備, 用于運送各種散狀和碎塊物料，例如水泥，沙，土煤，糧食等，并廣泛地應用于建材、電力、冶金、機械、化工、輕工、有色金屬、糧食等各工業(yè)部門。斗式提升機可以提升的高度位530米，一般常用范圍為1220米，輸送能力在30t/h以下。一般情況下都采用垂直斗式提升機，當垂直斗式提升機不能滿足工藝要求時，才采用傾斜式斗式提升機。由于傾斜式斗式提升機的牽引構件在垂度過大時需增設支承牽引構件的裝置，而使結構變的復雜。因此，一般很少采用傾斜式斗式提升機。直到近來，斗式提升機的大型化包括大輸送能力、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結構。目前，我國生產的通用斗式提升機，驅動鏈輪大都是槽形輪，靠摩擦帶傳動。尤其原HL型提升機的傳動鏈輪和拉緊鏈輪均為整體式，一旦鏈輪磨損，整只鏈輪全部報廢，不但維修時間長，費用高，而且造成很大浪費。國內引進的高效斗提機和蕪湖起重運輸機器廠等企業(yè)90 年代初研制開發(fā)的THG 型高效斗提機使圓環(huán)鏈式和膠帶式斗提機的技術水平達到或接近國際先進水平, 但由于配套件等方面存在的一些問題, 使斗提機的設計先進性能不能充分發(fā)揮, 也制約了斗提機技術水平的進一步提高, 現在各廠對單機生產能力要求越來越高，以往的斗式提升機因設計問題已漸漸滿足不了生產的要求加上維修，更換等一系列的麻煩，已嚴重影響到其使用，因而對現有老式提升機(特別是其驅動裝置、拉緊裝置)進行改進已勢在必行。（二）斗式提升機分類1、按牽引方式斗提機按牽引形式主要分為膠帶式、圓環(huán)鏈式和板鏈式等幾種。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料斗。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15tm3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15tm3的粉狀、粒狀物料。2、按卸載方式斗式提升機可分為：離心式卸料、重力式卸料、和混合式卸料等三種形式。（1）離心式卸料：由于離心力大于重力，所以料斗內的物料向料斗的外邊緣移動并從外邊緣拋出料斗，這種卸料方式即為離心式卸料。離心式卸料適用于輸送干燥和流動性好的粉末狀、小顆粒狀物料，料斗的運行速度較高，一般取v=1m/s3.5m/s，可以選用深形斗或組合形料斗。（2）重力式卸料：由于重力大于離心力，所以料斗內的物料向料斗的內邊緣移動并向下卸出料斗，這種卸料方式即為重力式卸料。重力式卸料適用于輸送堆積密度較大、磨琢性大的物料，料斗的運行速度較低，一般取v=0.4m/s0.8m/s，可以采用深形斗或密集布置的角形斗。（3）混合式卸料：料斗內的物料部分按重力式卸料，部分按離心式卸料，物料從料斗中的整個物料表面傾卸倒出，。混合式卸料方式適用于輸送潮濕、流動性差的粉末或小顆粒物料。料斗的運行速度為中速，一般取v=0.6m/s1.5m/s，可以采用淺形料斗。為了便于物料卸空，對于采用料斗側壁和鏈條相連的鏈斗式提升機，可以在提升機頭部設置改向鏈輪，使物料在重力作用下卸空。圖1.1 a)重力式；b) 離心式；c)混合式表1.1 卸料特性表下圖是幾種不同卸料方式的卸載情況。其中圖a）和圖b）為離心式卸料，圖a）的極距h與傳動輪半徑之比為0.23，圖b）的極距h與傳動輪半徑之比為0.72.從圖a）和圖b）兩圖可以看出，料斗開始作回轉運動時并沒有立即拋料，轉過1520時開始有物料拋出。物料從料斗的外邊緣被拋出時很分散的。圖c）為混合式與重力式卸料的過渡形式，其被距與外接圓半徑之比為1，其特點是接近重力式卸料。圖d）為重力式卸料，其極距h與外接圓半徑之比為2.其卸料特點是物料在繞過傳動輪最高點以后才比較集中地從料斗中卸出。圖1.2 a）離心式；b）離心式；c）混合式；d）重力式3、按裝載方式將物料裝入斗式提升機料斗的方法有挖取發(fā)和裝入法兩種。采取哪種裝料方法主要取決于物料的物理特性。1）挖取法：料斗在牽引構件的牽引下，從料堆中直接挖取物料。當輸送粉狀或小顆粒狀松散物料時，由于挖取阻力小，可采用挖取法。用該法裝料的斗式提升機進料口的高度比較低，裝料時，料斗埋入物料層越深，裝料越滿，消耗的動力也越多。為了防止斗式提升機過載，料斗的埋入深度不宜過大，一般物料面高度應低于拉緊輪中心。采用挖取法裝料的斗式提升機的進料口可設置在有載分支側或無載分支側，工藝布置比較靈活。 圖1.3 挖取法裝料2）裝入法：物料經過斗式提升機的進料口直接流入料斗的方法稱為裝入法。當輸送粒度較大，磨琢性打的物料時，應采用裝入法裝料。采用裝入法裝料的斗式提升機的進料口較高，料斗布置較密，進料口必須設置在有載分支側，料斗的運行速度不宜過高，以減小物料與料斗的相對速度，由于進料口較高，延長了裝料區(qū)段長度和時間，料斗的充填率亦能得到良好的保證，同時可減少物料掉入提升機底部而引起的運行阻力。 圖1.4 裝入法裝料（三）斗式提升機構造形式和主要性能斗式提升機的承載構件為料斗。鋼質沖壓和焊接制造而成的料斗因強度高、耐熱性好英勇最為廣泛。用工程塑料制成的料斗具有質量小，碰撞不易產生火花等特點，適用于琢磨性小，流動性好的松散輕質物料。料斗的結構形式與斗式提升機的裝料方式、料斗的運行速度、卸料方式和所運物料的物理特性等有著密切的關系。常用的料斗有四種形式：淺形斗、深形斗、角形斗和組合形斗。下圖為四種常用料斗的橫斷截面圖。圖1.5 料斗的形式a）淺形斗；b）深形斗；c）角形斗；d）組合形斗1、淺形斗：淺形斗的特點是料斗的有效容積小，裝載的物料少，但物料比較容易卸空。適用于輸送比較潮濕或粘性大的物料。2、深形斗：深形斗的特點是料斗的有效容積大，裝載的物料多，物料不易卸空。適用于輸送干燥松散的物料。3、角形斗：角形斗是一種結構和功能都比較特殊的料斗。在牽引勾結上呈密集布置，料斗的兩側壁與前壁在卸料時將構成后一個料斗所卸出物料的導料槽。角形斗的運行速度比較低，適用于輸送堆積密度大的塊狀物料和脆性物料。4、組合形斗：組合形斗由淺斗區(qū)和深斗區(qū)兩部分組成，其特點是裝載的物料較多，可以告訴運行，適用于輸送松散，流動性好的糧食或其他粉粒物料。牽引構件為膠帶或鏈條。料斗以一定間隔固定在牽引構件上。牽引構件繞過提升機頭部和底部的滾筒或鏈輪，構成具有上升的有載分支和下降的無載分支的閉合環(huán)形系統。設置在提升機頭部的驅動裝置經頭部轉動滾筒或鏈輪將動力傳給牽引構件和料斗。物料經設置在提升機底部的進料口進入提升機料斗，料斗將物料提升到頭部并在頭部將物料卸出，離開料斗的物料經設置在提升機頭部的卸料口卸出。斗式提升機從結構外形上可分為單筒體式和雙筒體式，如圖1.6。 圖1.6 提升機形式 a）單筒體式；b）雙筒體式對于滾筒直徑較小，或料斗運行速度較低的斗式提升機，可以把有載分支和無載分支封閉在一個較大的罩殼內，這種結構簡單，造價較低。當滾筒直徑較大，或料斗運行速度較高時，應采用雙筒體結構，以避免由于兩個分支雙向高速運動引起粉塵渦流現象。以膠帶作為牽引構件的斗式提升機稱為帶斗式提升機，其型號代號為D；以鏈條作為牽引構件的斗式提升機稱為鏈斗式提升機，其型號代號為L。采用片式鏈（板式鏈）的提升機型號代號為PL；采用環(huán)形鏈的提升機型號代號為HL；采用鑄造鏈的提升機型號代號為ZL。國產TD型帶斗式提升機和TH型換鏈斗式提升機分別為D型帶斗式提升機和HL型換鏈斗式提升機的更新換代產品，它們的主要性能參數采用了國際標準或國外先進標準的規(guī)定值，其主要特點是：增加了產品規(guī)格，提高了料斗的運行速度，提高了輸送能力，加大了提升高度，從而擴大了使用范圍。斗式提升機的主參數以料斗寬度表示。斗寬系列為：100,160,250,315,400,500,630,800,1000mm等。各類標準斗式提升機主要性能見表1.2表1.4。表1.2 標準斗式提升機主要性能表表1.3 GTD型斗式提升機主要技術參數表注：表中數據按下列條件計算：a、物料堆積密度=1；b、充填系數=0.75；表1.4 環(huán)鏈式高效斗式提升機主要技術參數（四）方案比較及選擇1、設計要求料斗形式Zh，輸送量35 ，斗距a=512mm，料斗運行速度1.4 。鏈輪直徑=630mm，圓鋼直徑x節(jié)距18x64mm。2、方案比較1）TD型斗式提升機是基于D型斗式提升機研制的新產品，與D型相比，具有規(guī)格多輸送量大，提升高度高，運行平穩(wěn)可靠，壽命長等顯著優(yōu)點。其主要技術性能及參數符合JB3926-85(該標準等效，參照了國際標準和國外先進標準） 本提升機具有以下特點：輸送量大，相同斗寬的TD型與D型相比，輸送量增大近一倍： 牽引件采用高強度橡膠輸送帶具有較高的抗拉強度，使用壽命長。 整機結構簡單、安裝方便、便于調整、維修和保養(yǎng)。 牽引件為低合金高強度圓環(huán)鏈，經適當的熱處理后，具有很高的抗拉強度和耐磨性，使用壽命長。 本提升機為離心式或混合方式卸料，掏取式裝料，適用輸送堆積密度不大于1.5的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料，物料的溫度不得超過60。2）TH系列斗式提升機適用于輸送粉狀、粒狀及小塊狀的無磨琢及磨琢性小的物料。TH型式一種圓環(huán)鏈斗式提升機，采用混合式或重力式卸料，挖取裝料。適用于輸送堆積密度小于1.5的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料，物料溫度在250一下。TH系列斗式提升機主要特點：維護方便，壽命長。機殼鋼板加厚、剛性好。輸送物料的溫度最高可達250，提升運行平穩(wěn)可靠，噪音小，維護方便。中節(jié)機殼具有單通道和雙通道兩種形式，改進機型的提升機輸送量比普通機型提高30%以上。提升機環(huán)鏈采用低合金鋼鍛造，并經滲碳淬火處理，具有極高的抗拉強度和耐磨性能。3、方案確定按照設計要求中的各項參數初步確定為以上兩種方案，相比較TD型和TH型斗式提升機，發(fā)現TH型斗式提升機相對來看維護方便，機殼鋼板加厚，剛性強度好于TD型斗式提升機，運行平穩(wěn)可靠，噪音小，輸送物料的溫度最高可達250，且由于TH型斗式提升機中節(jié)機殼具有單通道和雙通道兩種形式，所以改進機型的提升機輸送量比普通機型提高30%以上；最后提升機環(huán)鏈采用低合金鋼鍛造，并經滲碳淬火處理，具有極高的抗拉強度和耐磨性能。不但大大的縮短了工作人員在機器檢查、維修方面的工作周期，而且由于其工作噪音小、運行平穩(wěn)等優(yōu)點，提高了人員及工作安全系數；還可以對TH型提升機進行適當改進用以增加輸送量。最終方案確定選擇設計TH315型斗式提升機，選用雙鏈式中深料斗，采用混合式或重力式卸料，挖取裝料。查手冊，根據TH315型斗式提升機結構參數要求選擇斗提機上、下軸間高度=9020mm。二 斗式提升機參數設計假設輸送物料為波蘭水泥，則=1.2 t/，由設計要求及以上論述可知：斗提機上、下軸間高度=9020mm，料斗形式Zh，輸送量35 /h，斗距a=512mm，料斗運行速度v=1.4m/s。鏈輪直徑=630mm，圓鋼直徑x節(jié)距=18x64。（一）輸送量(1)式中：Q輸送量，t/h； 料斗容積，查表2.3；a 料斗間距，m；物料的堆積密度，t/v料斗的運行速度，m/s；料斗的充填系數，見表2.1。= =42 （t/h）表2.1料斗的充填系數（二）料斗的計算在斗提機選型設計時，可根據不同規(guī)格、型號斗提機的特性表，查到斗提機的輸送量、料斗容量及料斗間距，所以不需要進行料斗的計算。表2.2至表2.4是機械部頒布的用于TD型、TH型主要尺寸參數。表2.2 帶斗主參數表2.3 環(huán)鏈斗主參數表2.4 板鏈斗主參數（三）傳動輪直徑1、帶斗式提升機為了保證膠帶有一定的壽命，傳動滾筒的直徑D應滿足下式：D125z（2）式中：D傳動滾筒直徑，mm； z膠帶帶芯層數。為了減小膠帶跑偏，對于光面?zhèn)鲃訚L筒，可以采用鼓形結構。其鼓形度按下式計算：（3）式中：D滾筒中部直徑，mm； 滾筒兩端直徑，mm； L滾筒長度，mm。表9為機械部頒布標準中TD型帶斗式提升機的主要參數。表2.5 傳動滾筒參數2、鏈斗式提升機鏈斗式提升機傳動鏈輪直徑的大小與料斗卸料方式有光，同時還與鏈條的沖擊載荷有關。一般鏈輪的齒數取z=1620，不宜過小，只有在鏈數很低時，才可以取z16。傳動鏈輪的節(jié)圓直徑按下式計算：（4）式中：傳動鏈輪節(jié)圓直徑，mm； t鏈條節(jié)距，mm； z鏈輪齒數。由上式可以得出鏈條齒數z = 31?？芍X數偏大，速度越低，由于本次設計選擇的是重力式卸載方式，所以要求鏈條速度偏低，齒數z=31亦比較合適。（四）各點張力的計算（見參考文獻2）圖中1,2,3和4各點的張力分別用，和來表示。點1處的張力最小，即初張力，根據斗寬可以查得；點3處的張力最大。為了確定提升機輪廓的所有其他各點的張力，可以利用一下的通用計算法進行計算。首先按運行方向逐點進行計算。牽引帶輪廓上每一點張力等于前一點張力與這一點之間區(qū)段上的阻力（或張力）之和。 圖2.1 提升機各點 張力的計算示意 =+=（1.051.07）+（5）式中：尾輪阻力，=（0.050.07），N； 由物料運動產生的張力，=，N。=1.051500+=1575.83（N）=+=+（q+）H（6）式中：提升區(qū)段的張力增加值，=(q+)H，N； q物料線載荷，q= ，N/m； 每米長度的牽引帶質量，Q，kg； H提升高度，m； 系數，由表2.6查取。=1575.83+（81.67+42）10.77=2907.7559（N）=+=+H（7）=1500+4210.77=1952.34（N）通過驅動滾筒時的阻力=（0.030.05）（+）（8）=0.05（2907.7559+1952.34）=243.0048（N）（五）驅動軸上的圓周力的計算驅動軸上的圓周力的計算公式為=-+=-+（0.030.05）（-）（9）=2907.7559-1952.34+0.05（2907.7559-1952.34）=1003.1867（N）斗式提升機在穩(wěn)定運行狀態(tài)下，牽引帶最大靜張力的經驗公式為=1.15H（q+）(10)式中：阻力系數，由表2.6查取。=1.1510.77（81.67+1.542）=1791.767（N）表2.6 系數，的值（六）驅動功率計算1、軸功率的近似計算=（1.15+v）（kW）式中：，按表2.6選取。由=1.00，=1.30。=（kW）3.6606（kW）2、電動機功率計算P=（kW）式中：減速器傳動效率，=0.940.95； V帶或開式齒輪傳動效率。對V帶傳動取=0.96，對鏈傳動取=0.93； 功率備用系數。與提升高度H有關，H10m時，=1.45；10H20m時，=1.15。=0.95，=0.93，=1.25。P= （kW）5.1791（kW）三、驅動裝置選型由于提升機驅動功率的設計計算一直以來爭議不斷，計算復雜，而且所選參數稍有變化時結果的出入卻較大，與實際相差甚遠。在查閱大量關于斗式提升機設計方面的資料后，結合本次設計要求對驅動裝置選型。本提升機驅動裝置為YY型（即ZLY或ZSY型減速器和Y型電動機配用）。傳動軸驅動功率由下式求的：（kW）式中: 傳動軸驅動功率，kW； 斗提機輸送量，t/h； 斗提機上、下軸間高度，m； 重力加速度，； 、附加功率，kW，見表3.1.表3.1 省換功率 、根據設計要求=3 kW，=0.5kW，由此求出傳動軸驅動功率= +3+0.5（kW）=4.5313 kW。= （kW）（11）式中：總功率，大約0.8； 電動機功率，kW。按上式求出電動機功率 = （kW）=5.1288 kW，由表3.2查得相應的驅動裝置型號、制法。表3.2 YY型驅動裝置技術規(guī)范及相關尺寸注：表中右裝傳動裝置，減速器裝配像是為（S）或（N），左裝傳動裝置，減速器裝配型式為（N）或（S）。電動機的類型和結構形式應根據電源種類(直流或交流)、工作條件(環(huán)境、溫度等)、工作時間的長短(連續(xù)或間歇)及載荷的性質、大小、起動性能和過載情況等條件來選擇.工業(yè)上一般采用三相交流電動機。Y系列三相交流異步電動機由于具有結構簡單、價格低廉、維護方便等優(yōu)點，故其應用最廣。當轉動慣量和啟動力矩較小時，可選用Y系列三相交流異步電動機.在經常啟動、制動和反轉、間歇或短時工作的場合(如起重機械和冶金設備等)，要求電動機的轉動慣量小和過載能力大，因此，按已知工作要求和條件選用電機，選擇電機時，考慮電機的啟動電流，重載情況下可能電機功率選擇偏大，所以選擇Y132M-4電機，配套選擇ZLY140-20減速機。四、驅動軸設計及附件的選擇（一）軸的結構設計1、初步計算軸的直徑根據軸的承載情況，選擇扭轉強度計算法來計算軸的直徑。=（12）式中：A系數，此處取120； P電動機功率，kW； n軸的轉速，r/min。相關數據代入式（12）可得=65.2mm（13）因為軸端裝聯軸器需要開鍵槽，會消弱軸的強度，故將軸徑增加4%5%，取軸的直徑為70mm。2、各軸段直徑的確定圖4.1如上圖所示，軸段與減速機空心輸出軸套裝配，并且在接近軸段處裝有毛氈彌封圈，故直徑=70mm。軸段和軸段上安裝軸承，現暫取軸承型號為2218，其內徑d=90mm，外徑D=mm，寬度B=mm，故軸段的直徑=90mm。軸段和軸段的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關手冊，取=105mm。軸段和軸段上安裝驅動鏈輪，考慮到軸段和軸段中間的界面承受彎矩最大，故在直徑上有所增加，現暫定=110mm。軸段考慮鏈輪的安裝拆卸，直徑=135mm。3、各軸段長度的確定軸段與減速機空心輸出軸套裝配，其長度主要決定減速機和頭部殼體之間的安裝尺寸，同時還要保證與減速機相配合的部分由足夠的長度，從手冊中查知減速機的相關安裝尺寸要求，現暫取=140mm。軸段與軸段上安裝軸承，其長度取決于軸承的安裝尺寸，故取= =117mm。軸段和軸段的長度主要根據兩軸承之間的距離和滾筒在軸向上的安裝尺寸來定。考慮到其軸向上密封板、殼體法蘭和軸承座等占據的位置，暫取兩軸承軸向上的中心距離為596mm，則可以暫取= =168.5mm。軸段、軸段以及軸段的長度要和驅動鏈輪一并設計，現暫定=115mm，=85mm，驅動軸總長為1026mm。4、軸的材料及熱處理斗式提升機驅動軸主要承受高扭矩，是提升機中最重要的零件之一，故軸的材料選用45鋼，調質處理。5、軸上零件的固定考慮到軸段、軸段和軸段處鍵傳遞較大的轉矩，故軸段與聯軸器的配合選用k6；軸段和軸段與驅動鏈輪的配合也選用k6；軸段、軸段與軸承內圈配合選用r6。與減速機和驅動鏈輪的聯結均采用A型普通平鍵，分別為鍵20125GB1096-2003及鍵28110GB1096-2003。6、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R2mm，為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為0.6mm。（二）軸的強度校核計算1、軸的受力分析及彎扭矩下圖所示圖4.22、計算支承反力由于軸在水平面上不受力，所以=0（14）在豎直面上+=+=2050+2510362+2000=22.05N（15）式中：同一時刻提升機上斗中物料重量； 環(huán)鏈預緊力（平均每米長度牽引構件重量，25kg/m）； 牽引構件重量（2000N）。=kN=11.025 kN（16）=11.025350Nmm=3858750 Nmm（17）T=9549 Nmm=1530288 Nmm（18）3、按彎扭合成強度條件計算如下很顯然b-b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=0.667（19）=48.2MPas，故b-b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。（三）軸承選用1、軸承的選型考慮驅動軸在收到較大彎矩作用下會產生彎曲變形，且不易與減速機嚴格保證同心，故選用承載能力大并有自動調心功能的調心球軸承2218。其基本參數見表13。圖4.3 調心球軸承表4.1 軸承2218基本參數基本尺寸/mm額定載荷/kNdDB90160407028.52、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：= =1.511.025kN=16.54 kN（27）式中：載荷系數，中等沖擊取1.21.8。其壽命為：=26121（28）式中：軸承的壽命指數，滾子軸承=10/3。因為計算出來可靠程度一般為90%，故驅動軸軸承的工作壽命為29023小時。（四）驅動鏈輪鍵的設計校核由驅動鏈輪軸的直徑d為110mm，應取鍵的寬b=28mm，高度h=10mm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，查手冊可知=110 MPa, =90 MPa，鍵連接工作面的強度校核如下：=37.3MPa（29）=6.7 MPa（30）式中：傳遞的轉矩，Nmm； d軸的直徑，mm； 鍵的工作長度，A型（mm），=L-b（mm），b為鍵的寬度。（五）聯軸器的選擇由于彈性柱銷聯軸器具有一般補償兩軸相對偏移和減振能力，結構簡單，更換彈性元件簡便，允許有軸向竄動，使用工作溫度為-20到+70，所以根據提升機的工作特性，選擇彈性柱銷聯軸器作為減速器和及升級上部主軸之間的連接設備。圖4.4 LX型彈性柱銷聯軸器查手冊得知型號為的公稱扭矩=3150 Nmm，許用轉速為3450r/min，而本次設計所需的扭矩=1530 Nmm,轉速為48 r/min，故所選的聯軸器LX5完全滿足要求。由軸的直徑d為70mm，查手冊應取鍵的寬度b=20mm，高度h=12mm的普通平鍵，鍵的材料應選用45鋼，由于鍵所受載荷性質為輕微沖擊，=110 MPa, =90 MPa，鍵連接的工作面的強度校核如下：=34.7 MPa（31）=10.4 MPa（32）式中：傳遞的轉矩，Nmm； d軸的直徑，mm； 鍵的工作長度，A型（mm），=L-b（mm），b為鍵的寬度。（六）驅動鏈輪的結構設計TH型斗式提升機是利用鏈輪與圓環(huán)鏈間的摩擦力進行動力傳遞的。特別當鏈輪與鏈條摩擦副不能相互匹配，即鏈輪與鏈條產生相對滑動時，鏈輪磨損加劇，因此，鏈輪是一個易損件。對于鏈輪應選擇合理的材料、熱處理工藝以保證輪緣的硬度和耐磨性。同時考慮到鏈條的價格，應使鏈輪的硬度略低于鏈條的硬度。TH315的軸上的扭矩通過鍵槽傳遞給兩個鏈輪，鏈條由輪緣和輪體兩部分組成。輪體有HT200鑄造而成，輪緣由ZG45鑄造而成，要求鑄件不得有氣孔、縮孔及裂紋等，以保證鏈輪工作正常所需要的強度。此次設計采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強度螺栓聯接而成。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。 圖4.5 驅動鏈輪裝置五 斗式提升機主要結構設計（一）頭部罩殼的選材及連接電動機及減速機的支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、減速機支座聯結的側板采用10mm的筋板，法蘭及支撐采用63636的熱軋等邊角鋼。同樣的道理，側板與罩殼的焊接要求比較高，故采用K型坡口，且焊接時要防止出現虛焊現象。 圖5.1 提升機頭部示意圖（二）中部區(qū)段的設計選材由于本設計中的提升機高度在十米以上，為防止兩分支上下運動時在機殼產生空氣擾動，故上行部分和下行部分的罩殼均采用獨立式結構。連接法蘭同樣采用63636的等邊角鋼，殼體采用3mm厚的鋼板，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，在出現故障時可以方便檢修，具體結構如下圖所示。 圖5.2 中部區(qū)段（三）料斗與環(huán)鏈的設計根據斗式提升機的輸送量及提升高度要求，參照國家關于機械行業(yè)標準中垂直斗式提升機Zh型料斗參數尺寸，設計的畚斗的形狀如下圖所示，料斗容量3.75L，對比同類型的斗式提升機環(huán)鏈選擇相關參數可知，與料斗配套使用的鑄造圓環(huán)鏈條直徑x節(jié)距18x64（mm），單條破斷強度320KN，牽引件為低合金高強度圓環(huán)鏈，經適當的熱處理后，具有很高的抗拉強度和耐磨性，使用壽命長，符合TM36-8礦用高強度圓環(huán)鏈標準。圖5.3 料斗與環(huán)鏈（四）逆止器的設計在斗式提升機工作中動力突然中斷時，反轉對于斗式提升機是很危險的。斗式提升機在提升過程中，其一側是盛滿物料的上行畚斗，另一側是卸完物料的下行空畚斗。動力中斷后，斗式提升機由于重力作用必發(fā)生逆轉。物料隨著畚斗的反轉被卸到斗式提升機的底部，直至堆滿后卡住畚斗。由于反轉是一個加速的運動，而后又被突然卡住，很容易扯掉畚斗，使皮帶損壞，甚至斷裂。另外斗式提升機底部堆滿物料，也使斗式提升機無法啟動。 圖5.4 逆止器示意圖六 斗式提升機的問題探討及安全操作與維護保養(yǎng)（一）斗式提升機常見故障及處理方法1、料斗帶跑偏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，料斗帶跑偏，易引起料斗與機筒的撞擊、料斗帶的撕裂。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）料斗帶接頭不正料斗帶接頭不正是指料斗帶結合后，料斗帶邊緣線不在同一直線上。工作時，料斗帶一邊緊一邊松，使料斗帶向緊邊側向移動，產生跑偏，造成料斗盛料不充分，卸料不徹底，回料增多，生產率下降，嚴重時造成料斗帶卡邊、撕裂。這時應停機，修正接頭并接好。 2、回料過多提升機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象。在提升作業(yè)中，若提升機回料太多，勢必降低生產效率，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）料斗運行速度過快提升機提升不同的物料，料斗運行的速度有別：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。這時應根據提升的物料，適當降低料斗的速度，避免回料。2）機頭出口的卸料舌板安裝不合適，舌板距料斗卸料位置太遠，會造成回料。應及時的調整舌板位置，避免回料。 3、料斗脫落料斗脫落是指在生產中，料斗從料斗帶上掉落的現象。料斗掉落時，會產生異常的響聲，要及時的停機檢查，否則，將導致更多的料斗變形、脫落；在連接料斗的位置，料斗帶撕裂。產生料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，料斗運行不暢，是產生料斗脫落、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，更換新料斗，再開車生產。這時減小喂入量，并力求均勻。 2）進料口位置太低一般，提升機在生產時，料斗自行盛取從進料口進來的物料。若進料口位置太低，將導致料斗來不及盛取物料，而物料大部分進入機座，造成料斗舀取物料。而物料為塊狀，就很容易引起料斗變形、脫落。這時，應將進料口位置調至底輪中心線以上。 3）料斗材質不好，強度有限料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，料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料斗的強度。 4）開機時沒有清除機座內的積存物在生產中，經常會遇到突然停電或其它原因而停機的現象，若再開機時，沒有清除機座內的積存物，就易引起料斗受沖擊太大而斷裂脫落。因此，在停機和開機之間，必須清除機座內的積存物料，避免料斗脫落。另外，定期檢查料斗與料斗帶連接是否牢固，發(fā)現螺釘松動、脫落和料斗歪斜、破損等現象時，應及時檢修或更換，以防更大的事故發(fā)生。 4、粉塵爆炸國外有關調查研究報告指出，經統計的250次粉塵爆炸式中中有43%的事故起因不明，有23%的事故發(fā)生在都是提升機中。對于前進料形的都是提升機，物料進入提升機殼體后，由于物料流與料斗間的相對運動速度很大而發(fā)生粉塵效應，在進料口出積聚大量粉塵。而且斗式提升機在運行中因摩擦會產生靜電，當靜電聚集到一定量時將可能因放電產生火花。為了預防斗式提升機發(fā)生粉塵爆炸事故，應考慮以下防爆措施：1）增加通風除塵裝置：為了降低斗式提升機機殼內的粉塵濃度，應在進料口和出料口處設計吸塵器。2）消除引燃源：為了消除引燃源，應選用導電性能好的鏈條；應具有可靠的靜電接地裝置；應適當加大機殼；應保持適當的牽引垃圾；應設速度監(jiān)測控制器。3）抑制粉塵 ：為了防止斗式提升機內發(fā)生第二次粉塵爆炸，應在其機殼上安裝泄爆口。當機殼內發(fā)生粉塵爆炸時，泄爆口自動打開，機殼內的壓力迅速降低，從而避免粉塵再次發(fā)生爆炸。粉塵爆炸是現代化工業(yè)生產伴隨而來的新問題之一，它具有較大的危險性，能夠破壞一個企業(yè)，給國家?guī)砭薮蟮慕洕鷵p失。因此，我們必須高度認識粉塵爆炸的危害性和嚴重性，對易產生爆炸的設備及部位從結構上和工藝參數上采取切實有效的措施，以防為主，防治結合，用現代科學綜合技術使粉塵爆炸的概率降低在最小范圍，以期達到安全的目的。（二）安全操作規(guī)程斗式提升機是連續(xù)輸送物體的設備，根據被輸送物料的特性選定適宜型號的提升機，并適合于工作條件。安全操作規(guī)程：1、操作人員應經過專門的培訓，了解設備性能，熟悉操作及保養(yǎng)技能。2、提升機應在空栽下起動，在卸載后停車。3、應保證均勻給料，給料量應符合說明書規(guī)定范圍，不得給料過多，以免物料堵塞下部區(qū)段。4、在輸送有害物料時，機殼要確保密封。對采用有吸塵裝置時，必須設有通風口，工作時檢視口要封閉。5、由于意外而停車，需查明原因，排除故障后才能開車。6、逆止器運行可靠，確保因事故停車時不反轉。7、檢修時，要切斷電源，操作箱上應掛有標牌，以免他人開機。（三）維護保養(yǎng)1、上，下部軸承要定期加油潤滑，保持良好反對工作條件。2、減速器定期檢查潤滑，油量適當，避免不足或過量；按時更換機油。3、要定期對運動部件進行維護