[機(jī)械畢業(yè)設(shè)計論文]懸臂式斗輪堆取料機(jī)設(shè)計說明書

1、 目 錄1 概述11.1 斗輪堆取料機(jī)簡介11.2斗輪堆取料機(jī)分類21.3斗輪堆取料機(jī)市場需求31.4斗輪堆取料機(jī)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀41.5斗輪堆取料機(jī)的研究方向71.6設(shè)計課題及選題意義82 總體設(shè)計102.1總體設(shè)計概述102.2懸臂式斗輪取料機(jī)構(gòu)成102.3懸臂式斗輪取料機(jī)的主要參數(shù)及其確定112.3.1取料的理論生產(chǎn)率112.3.2斗輪取料時每層深度122.3.3料堆高度122.3.4料堆長度122.4懸臂式斗輪取料機(jī)的工作性能參數(shù)及其確定122.4.1斗輪直徑的確定122.4.2鏟斗數(shù)目的確定132.4.3斗距的確定132.4.4鏟斗容量q的確定132.4.5斗輪切割速度的確定143 部件

2、設(shè)計153.1懸臂式斗輪取料機(jī)構(gòu)設(shè)計153.1.1斗輪取料機(jī)構(gòu)構(gòu)成153.1.2斗輪驅(qū)動電機(jī)選用173.1.3液力偶合器選用183.1.4銷齒傳動設(shè)計193.1.5斗輪軸的設(shè)計及校核24如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻(xiàn)表引文應(yīng)以原始文獻(xiàn)和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻(xiàn)資料，應(yīng)如實說明。對已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。偽注、偽造、篡改文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往

3、不是獨(dú)自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻(xiàn)可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點和深度。2) 著錄參考文獻(xiàn)能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。3) 著錄參考文獻(xiàn)能起索引作用。4) 著錄參考文獻(xiàn)有利于節(jié)省論文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set

4、al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.學(xué)位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學(xué)位。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯

5、時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。有資格申請學(xué)位并為申請學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)VDC 001.81、CB 7713-87號文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻?！保ㄋ沟俜颐飞┮虼?，沒有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材

6、料的羅列，應(yīng)對大量的事實、材料進(jìn)行分析、研究，使感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物（省級、國家級）審核時間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時間為14-20天。核心期刊審核時間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級別問題。國家沒有對期刊進(jìn)行級別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660

7、1263.2上車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計283.2.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選型283.2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計313.2.3齒輪軸設(shè)計及校核343.2.4小齒輪校核373.2.5回轉(zhuǎn)支承的日常維修393.3帶式輸送機(jī)選型設(shè)計403.3.1帶式輸送機(jī)特點403.3.2帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置413.3.3帶速的確定443.3.4滾筒直徑的確定453.3.5托輥的選型463.3.6張緊裝置的選用473.3.7制動裝置473.4變幅機(jī)構(gòu)473.5配重的安裝473.6行走機(jī)構(gòu)484 懸臂式斗輪取料機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計524.1取料機(jī)的工藝流程524.2控制流程圖554.3 控制工作原理564.3.1 控制過程簡介564.3.2 傳感器選

8、用56總 結(jié)58參考文獻(xiàn)59附 錄60致 謝76摘 要懸臂式斗輪取料機(jī)堆取料機(jī)械中的一種，它廣泛應(yīng)用于港口、內(nèi)陸的散料場所，主要用于取煤和礦石。懸臂式斗輪取料機(jī)主要由金屬結(jié)構(gòu)、臂式輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、斗輪機(jī)構(gòu)、潤滑裝置、電氣系統(tǒng)和安全裝置組成。工作時，取料機(jī)沿著軌道行進(jìn)，并能改變臂架的角度。懸臂式斗輪取料機(jī)是由斗輪挖掘機(jī)發(fā)展而來，它能與堆料機(jī)和輸送機(jī)一起組成自動運(yùn)輸系統(tǒng)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對取料機(jī)的需求也越來越大。本文章主要是對斗輪機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計，它們都是取料機(jī)的重要組成部分。斗輪機(jī)構(gòu)主要是通過銷齒傳動來驅(qū)動斗輪的轉(zhuǎn)動，這種傳動方式具有結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、造價低、拆修方便的

9、優(yōu)點。在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，關(guān)鍵是回轉(zhuǎn)支承?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理是小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒輪嚙合來帶動整個回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動，所以本文章將對回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行選型并對小齒輪進(jìn)行設(shè)計。本文還對相對于斗輪取料能力進(jìn)行了輸送機(jī)的選型。 因為懸臂式斗輪取料機(jī)比較容易實現(xiàn)自動控制，所以本文章采用PLC進(jìn)行對取料過程的控制。PLC是個無觸點裝置，通過改變程序就可以改變生產(chǎn)工藝，PLC已成為工廠自動化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及及推廣應(yīng)用，它具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程直觀、簡單的優(yōu)點。關(guān)鍵詞：懸臂式斗輪取料機(jī)；斗輪機(jī)構(gòu)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，PLCABSTRACT The Cantilever of Bucket Wheel Recl

10、aimer is one of the Bucket-Wheel Reclaimer,and is widely used to reclaim bulk cargo such as coal and ore in inner land and dock,which was composed of mechanisms and decices of steel structure,jib belt conveyor,luffing mechanism, slewing mechanism,travling bridge,bucket wheel,lubrication,electrical e

11、quipment and safety aiding devices. It can move along rails with the ability to slew jib,which can change amplitude. The Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer is evolves in the bucket-wheel excavator,and can make up the mechanized transport system with the Bucket-Wheel Staker and blet conveyor. With

12、the progress of economy,the need of the Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer is more and more. This paper is main about the designing of the structure of the bucket wheel and the slewing mechanism,which are all very important to the Reclaimer. In this paper,the driving between the pin gear and pinio

13、n is used to drive the bucket wheel run,this method have some advantage,for example,its structure is uncomplicated, so it is easy to manufacture,and the cost is lower. Also it is easy to take down and repair.In the slewing mechanism,the key is the rotor support. The theory is the action between the

14、rotor support and the pinion,so this paper chooses the rotor support and designs the pinion. This paper also choose the type of conveyor belts,which is suit to the ability of reclaiming.Because The Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer is easy to automate,so this paper designs the method of controlli

15、ng the reclaiming course with PLC. PLC is a non-contact equipment,the procedures can be changed to change production. It has became a powerful tool for factory automation, widely popular replication. It has the advantage of high reliability,anti-interference capability and programming visual,simple.

16、 Keywords： The Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer; bucket wheel ;slewing mechanism；PLC1 概述1.1 斗輪堆取料機(jī)簡介斗輪堆取料機(jī)簡稱斗輪機(jī)，是現(xiàn)代化工業(yè)中連續(xù)裝卸散狀物料的一種重要設(shè)備，主要用于港口、碼頭、冶金、水泥、鋼鐵廠、焦化廠、儲煤廠、發(fā)電廠等大宗散料如礦石、煤、焦炭、砂石等在存儲料場的堆放、提取作業(yè)。如果采用“裝載機(jī)自卸汽車”系統(tǒng)作業(yè)，裝載機(jī)在鏟入舉升旋轉(zhuǎn)行走卸載空轉(zhuǎn)空行程等一個作業(yè)循環(huán)中，既要完成取料任務(wù)，又要完成輸送任務(wù)，輔助作業(yè)時間幾乎占用2/3還多。自卸汽車載重量受到限制，往返路程多，工

17、作效率很低，滿足不了電廠發(fā)電的用煤需求。連續(xù)裝卸機(jī)械的采用，大大縮短了裝卸時間，提高了工作效率，減輕了工人勞動強(qiáng)度。在功率相同的情況下，斗輪堆取料機(jī)的生產(chǎn)效率為單斗裝載機(jī)的1.52.5倍。斗輪堆取料機(jī)主要有懸臂式（見圖1-1）與門式（見圖1-2）兩種構(gòu)造?？刂品绞接惺謩印胱詣雍妥詣拥?。圖1-1 懸臂式斗輪堆取料機(jī)圖1-2 門式斗輪堆取料機(jī)1.2斗輪堆取料機(jī)分類堆取料機(jī)按其功能可分為:（1）堆料機(jī) 堆料作業(yè)（2）取料機(jī) 取料作業(yè)（3）堆取料機(jī) 堆取料作業(yè)（4）混勻堆料機(jī) 均化堆料（5）混勻取料機(jī) 均化取料堆取料機(jī)按形式可分為:（1）門式斗輪堆取料機(jī) 大跨度雙梁（2）橋式取料機(jī) 大跨度單梁（3）

18、圓形料場堆取料機(jī) 橋式或搖臂式（4）刮板式取料機(jī) 橋式或人字式（5）普通搖臂式 具有懸臂、俯仰、回轉(zhuǎn)功能按尾車功能又分為:（1） 固定單尾車 堆料、取料（2） 活動單尾車 堆料、取料、直通或折返取料、提高回轉(zhuǎn)角度范圍（3）固定雙尾車 堆料、取料、直通（4）活動雙尾車 堆料、取料、直通或折返取料（5）伸縮升降雙尾車 堆料、取料、直通、提高回轉(zhuǎn)角度范圍降低落差按理論生產(chǎn)能力，斗輪堆取料機(jī)可分為以下幾種:（1）輕型 生產(chǎn)率在630m3/h以下（2）中型 生產(chǎn)率為6302500m3/h（3）大型 生產(chǎn)率為25005000m3/h（4）特大型 生產(chǎn)率為500010000m3/h（5）巨型 生產(chǎn)率在100

19、00 m3/h以上1.3斗輪堆取料機(jī)市場需求受整個國民經(jīng)濟(jì)增長的影響，原材料工業(yè)、能源、石油、化工、汽車等各個行業(yè)都會有非常大的發(fā)展。在這些行業(yè)發(fā)展的同時直接會帶動散料機(jī)械裝備工業(yè)的發(fā)展。就鋼鐵工業(yè)而言，受建筑、汽車工業(yè)的影響，鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展,我國已經(jīng)連續(xù)六年局世界第一產(chǎn)鋼大國,同時又是第一鋼鐵消費(fèi)大國。到2002年鋼的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到1.8億噸，并以每年300萬噸的速度增長。近幾年在股市上鋼鐵板塊普遍看好,建筑業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的提高加大了對鋼鐵的需求，中國建筑業(yè)在鋼鐵的應(yīng)用數(shù)量方面和世界發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距,隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展這一行業(yè)對鋼鐵的需求會更會加大。汽車進(jìn)入百姓耐用消費(fèi)品市場已經(jīng)

20、開始，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也拉動鋼材的需求量。機(jī)械制造業(yè)、家用電器、造船業(yè)、石油天然氣、集裝箱等各行業(yè)的發(fā)展都會拉動中國鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，使鋼鐵企業(yè)加大投入，并且現(xiàn)在已有部分民營資本進(jìn)入鋼鐵行業(yè)。鋼鐵事業(yè)的發(fā)展離不開礦石和煤炭，而煤炭和礦石的運(yùn)輸和儲存必須使用散料機(jī)械，這些設(shè)備包括皮帶運(yùn)輸機(jī)，裝船機(jī)、卸船機(jī)，斗輪堆取料機(jī)等散料機(jī)械。在鋼鐵企業(yè)的發(fā)展過程中加大了鋼的產(chǎn)量，也加大了對煤炭和礦石的需求，國產(chǎn)礦石和目前進(jìn)口的礦石數(shù)量已經(jīng)滿足不了鋼鐵企業(yè)發(fā)展的要求，會有更多的礦石進(jìn)口到中國，其中會有來自澳大利亞、巴西的鐵礦石通過港口轉(zhuǎn)運(yùn)到各個鋼鐵企業(yè)。南部沿海的廣西、廣東各個口岸，華東地區(qū)、山東、渤海灣等各大港

21、口會進(jìn)口更多的來自國外的鐵礦石，所以在鋼鐵企業(yè)的發(fā)展過程中最先發(fā)展的是沿海各個口岸的交通。在新建的礦石港口的泊位中也將以大噸位船只的泊位為主。在鋼鐵企業(yè)礦石需求發(fā)展港口的同時還會同時發(fā)展鋼鐵企業(yè)內(nèi)的原料長場的建設(shè)，這里會包括在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部的一次料場和二次料場，同時鋼鐵企業(yè)也會加大對煤炭的需求，將有大量的煤炭經(jīng)過北方港口裝船運(yùn)往南方，所以，在鋼鐵行業(yè)快速發(fā)展的推動下，在港口和鋼鐵企業(yè)，散料機(jī)械會有一個十分巨大的市場發(fā)展空間。散料機(jī)械在港口行業(yè)的高速發(fā)展已經(jīng)開始并會持續(xù)一定的時間。 在電力方面，前幾年部分電力部門出現(xiàn)了供大于求的矛盾，部分電廠限制發(fā)電或只是部分機(jī)組開機(jī)，受國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的影響，各

22、行各業(yè)用電量也在不斷的增長?，F(xiàn)在在南方的部分地區(qū)出現(xiàn)了電力緊缺的情況，為緩解和解決電力緊缺的矛盾，在電力方面必然會加大其投入。電廠的增加使煤炭的需求量增加，各個煤礦會加大煤炭產(chǎn)量，以滿足電力市場對煤炭的需求，在電力方面也存在著大量的煤炭北煤南運(yùn)，同鋼鐵行業(yè)一樣，也會大幅度增加散料機(jī)械的需求量。電廠和港口都會因為電力企業(yè)的發(fā)展增加對散料機(jī)械的需求。 在沙石、水泥等建材行業(yè)也隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和固定資產(chǎn)投入的加大而得到迅猛的發(fā)展。散料機(jī)械雖然在建材行業(yè)的應(yīng)用設(shè)備形式較小，但其在全國的數(shù)量是巨大的，混勻堆取料機(jī)、刮板取料機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)的數(shù)量同樣會有一個大的發(fā)展。 1.4斗輪堆取料機(jī)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)

23、堆取料機(jī)的設(shè)計已有近四十年年的歷史，最早制造的一兩臺設(shè)備投入使用也有三十四年的歷史。最早的斗輪堆取料機(jī)設(shè)計可以追溯到1966年，當(dāng)時參加設(shè)計和研制的單位有：北京鋼鐵設(shè)計院、大連工礦車輛廠、北京起重機(jī)械研究所、鞍山鋼鐵設(shè)計院、哈爾濱重機(jī)廠、華北電力設(shè)計院、東北電力設(shè)計院、西北電力設(shè)計院等單位。當(dāng)時國內(nèi)部分鋼廠、碼頭急需使用此類設(shè)備，國外當(dāng)時已使用了十余年，為滿足當(dāng)時的社會需要開發(fā)了我國早期的斗輪堆取料機(jī)。這些單位為中國斗輪堆取料機(jī)事業(yè)的早期發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，奠定了這一行業(yè)的基礎(chǔ)。當(dāng)時的典型設(shè)備型號為KL-1型，KL-4型，DQ3025型，DQ5030型，取/堆料能力分別為：1200/2000t/h

24、 30m，1200/2000t/h 30m，300/600t/h 25m，500/1000t/h 30m，其中KL-1型為1966年設(shè)計，1970年3月在攀鋼焦化廠投入使用。雖然當(dāng)時的產(chǎn)品和現(xiàn)代產(chǎn)品在質(zhì)量上和控制水平上存在著很大的差別，但這些早期的產(chǎn)品對當(dāng)時的電力企業(yè)和鋼鐵企業(yè)的發(fā)展起到了十分重要。 八十年代，隨著電力工業(yè)和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，斗輪堆取料機(jī)的事業(yè)也得到了十分迅猛的發(fā)展，在電力部門的使用數(shù)量有很大的提高，并且在港口上的使用量劇增。寶鋼的原料碼頭，秦皇島港、連云港、北侖港、西基港、煙臺港、天津港、大連港等相繼一大批港口增設(shè)了散料碼頭用于煤炭或礦石的轉(zhuǎn)運(yùn)。九十年代國內(nèi)斗輪堆取料機(jī)的事業(yè)發(fā)

25、展更是向數(shù)量更多，應(yīng)用更廣的方向發(fā)展。在鋼鐵企業(yè)、電力企業(yè)、各大港口幾乎都可以看到斗輪堆取料機(jī)的應(yīng)用。在港口人們也已經(jīng)把斗輪堆取料機(jī)當(dāng)作一種港口機(jī)械。在斗輪堆取料機(jī)的出口方面國內(nèi)的產(chǎn)品還比較少，大多數(shù)出口的產(chǎn)品是和某些成套項目共同出口到其他國家。其次是和國外的某些公司聯(lián)合制造，為其制造焊接件和機(jī)械加工件出口。 在進(jìn)口方面，最早的斗輪堆取料機(jī)的進(jìn)口是：1980-1981年上海寶鋼進(jìn)口日本的十九臺斗輪堆取料機(jī)； 1981年北侖港進(jìn)口兩臺斗輪堆取料機(jī)； 1988年福州華能電廠，大連華能電廠等。 在國內(nèi)項目和國外合作制造的有： 1982年石臼港項目；1984年 秦皇島港二期；1986年 秦皇島港三期；

26、1994年 秦皇島港四期；1990年 青島前灣港；1984年 廣州西基碼頭；1988年寶鋼二期項目；1995-1996年寶鋼三期項目；2000年 寶鋼馬跡山港項目； 2001年 天津港項目；黃驊港的一期和二期項目；以及上海羅徑港、石洞口電廠、揚(yáng)州電廠、北侖電廠、江由電廠、硌磺電廠等基本上采用了引進(jìn)技術(shù)合作制造的模式生產(chǎn)的斗輪堆取料機(jī)。 進(jìn)口和引進(jìn)的主要國家來自日本、美國、德國、法國、奧地利、意大利等國。 產(chǎn)品的進(jìn)口和技術(shù)的引進(jìn)大大縮短了國產(chǎn)設(shè)備和國外設(shè)備的差距，使國內(nèi)本行業(yè)的產(chǎn)品在質(zhì)量上有了很大的提高。目前國內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量基本可以滿足國內(nèi)用戶的要求，現(xiàn)在可設(shè)計制造斗輪堆取料機(jī)的廠家達(dá)五六家。經(jīng)過

27、幾十年的發(fā)展，我國的斗輪堆取料機(jī)研制水平取得了較大提高，但同發(fā)達(dá)國家相比，仍存在明顯差距，其控制技術(shù)僅限于基于可編程控制器（PLC）為核心的單機(jī)控制，作業(yè)水平也僅限于單機(jī)手動方式?，F(xiàn)在國內(nèi)的斗輪堆取料機(jī)已經(jīng)從最初的研究轉(zhuǎn)向發(fā)展，向更高的產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計水平邁進(jìn)。國內(nèi)已經(jīng)開展了斗輪堆取料機(jī)自動控制方面的引進(jìn)和開發(fā)工作，已能生產(chǎn)帶有半自動微機(jī)程控系統(tǒng)的機(jī)型，控制水平已達(dá)到了20世紀(jì)70年代末國際水平。表1.1 堆取料機(jī)的主要制造商 國內(nèi)外堆取料機(jī)主要制造商MANUFACTURES FOR STACKER & RECLAIMER 1哈爾濱重型機(jī)器廠 HAERBIN HEAVY MACHINERY WO

28、RKS2長沙重型機(jī)器廠CHANGSHA HEAVY MACHINERY PLANT3大連重工集團(tuán)有限公司DALIAN HEAVY INDUSTRIES，LTD.4上海港機(jī)廠SHANGHAI PORT MACHINE PLANT5三井三池制作所(日）MITSUI MIIKE MACHINERY CO,LTD6三菱重工（日）MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES LTD7石川島播磨(日）IHI8 川崎重工株式會社(日）KAWASAKI HEAVY INDUSTRIES LTD9克虜伯 （德）KRUPP10曼塔克拉夫(德）MAN TAKRAF11亨肖 （英）STRACHAN & HE

29、NSHAW12斯維達(dá)拉 （美）SVEDALA (DRAVO WELLMAN)13諾爾（德）PREUSSAG NOELL GmbH14奧地利鋼鐵聯(lián)合公司(奧地利）VOEST-ALPNE MATERIALS HANDLING GES.M.B.H & CO KG ZELTWEG15凱亞 （法）NOEL HAROLD COUYAVAH表1.2 斗輪堆取料機(jī)國內(nèi)部分港口用戶1秦皇島港務(wù)局二公司，六公司，七公司煤炭2天津港務(wù)局南疆焦碳碼頭與煤炭碼頭煤炭與焦碳3青島港務(wù)局前灣港煤炭4日照港務(wù)局煤炭5營口鲅魚圈港煤炭6湛江港務(wù)局礦石與煤炭7廣州港務(wù)局新沙港，西基港礦石與煤炭8寧波港務(wù)局礦石與煤炭9上海港務(wù)局羅

30、徑碼頭礦石與煤炭10連云港港務(wù)局煤炭11 煙臺港務(wù)局煤炭12寶鋼馬跡山港礦石13黃驊港 煤炭14南京港務(wù)局 礦石與煤炭15徐州萬寨港 煤炭16余家湖港 煤炭表1.3 斗輪堆取料機(jī)國內(nèi)部分鋼廠用戶1寶山鋼鐵公司煤炭2 武漢鋼鐵公司 煤炭與焦碳3 鞍山鋼鐵公司 煤炭4 馬鞍山鋼鐵公司 煤炭5 重慶鋼鐵公司 煤炭6 本溪鋼鐵公司 礦石與煤炭7 昆明鋼鐵公司 礦石與煤炭8 石家莊鋼鐵公司 礦石與煤炭9 唐山鋼鐵公司 礦石與煤炭10 成都鋼鐵公司 煤炭 11 新余鋼鐵公司煤炭12 杭州鋼鐵公司礦石 13 天津鋼鐵公司礦石與煤炭 14 韶關(guān)鋼鐵公司礦石與煤炭 15 酒泉鋼鐵公司礦石與煤炭 16 南京鋼鐵公

31、司礦石與煤炭 17 安陽鋼鐵公司礦石與煤炭 18 邯鄲鋼鐵公司礦石與煤炭 19 凌原鋼鐵公司礦石與煤炭 20 湘潭鋼鐵公司礦石與煤炭1.5斗輪堆取料機(jī)的研究方向現(xiàn)代懸臂式斗輪堆取料機(jī)的發(fā)展趨勢除原有的特點之外，還增加了新的內(nèi)容：（1）研制生產(chǎn)率更大、作業(yè)范圍更廣的機(jī)型;（2）研制適應(yīng)性更好的機(jī)型;（3）提高自動化程度，實現(xiàn)作業(yè)和保護(hù)的自動控制;（4）實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化之外。采用現(xiàn)代設(shè)計方法和設(shè)計手段，優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合，在保證生產(chǎn)能力的前提下，盡量減輕整機(jī)重量，提高設(shè)備的可靠程度，已成為必然。世界上研究和開發(fā)斗輪機(jī)械最早的國家是德國，其次是前蘇聯(lián)，而且，目前它們?nèi)蕴幱谑澜珙I(lǐng)先地位，它們對斗輪

32、挖掘機(jī)的研究做了大量工作。德國學(xué)者Scheffler D.研究了斗輪堆取料機(jī)的切削阻力系數(shù)和切削力系數(shù)與巖石性質(zhì)之間的關(guān)系。用振動模擬系統(tǒng)求出了斗輪堆取料機(jī)的動態(tài)附加應(yīng)力和共振轉(zhuǎn)速等對斗輪挖掘機(jī)進(jìn)行了振動計算，并用試驗驗證了計算結(jié)果的正確性。A.May則對斗輪堆取料機(jī)斗齒裝置測挖掘力的方法進(jìn)行了研究。前蘇聯(lián)的別列日諾依等對斗輪堆取料機(jī)斗輪驅(qū)動系統(tǒng)的動載荷進(jìn)行了分析，給出了動態(tài)載荷的經(jīng)驗公式，丘特諾夫斯基則研究了斗輪堆取料機(jī)工作裝置的振動對切削參數(shù)的影響，國內(nèi)對斗輪堆取料機(jī)的研究還比較落后，目前，研究工作主要集中在挖掘阻力的測試及其載荷譜的編制、輪斗斗唇形狀改變、總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計及其結(jié)構(gòu)件的靜態(tài)

33、剛度強(qiáng)度分析等方面。雖然國內(nèi)外已對斗輪挖掘機(jī)進(jìn)行過多方面的動態(tài)問題研究，但對于斗輪堆取料機(jī)的工作裝置的運(yùn)動仿真以及對其變幅裝置的多工位動態(tài)性能進(jìn)行研究的報道并不多見。國內(nèi)在斗輪堆取料機(jī)的設(shè)計過程中，往往類比國外對斗輪挖掘機(jī)的研究成果和斗輪堆取料機(jī)的各種參數(shù)，缺少科學(xué)的動態(tài)設(shè)計依據(jù)，這是國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量較差，故障率高的根本原因。雖然斗輪堆取料機(jī)在結(jié)構(gòu)上與斗輪挖掘機(jī)有許多相似之處，但由于作業(yè)對象的不同，即斗輪挖掘機(jī)的作業(yè)對象是礦巖，斗輪堆取料機(jī)的作業(yè)對象是散料，因此，在末端工作機(jī)構(gòu)的驅(qū)動和結(jié)構(gòu)件的剛度強(qiáng)度等方面相差懸殊，這些決定了其動態(tài)性能的本質(zhì)不同。對斗輪堆取料機(jī)工作裝置的動態(tài)問題進(jìn)行深人研究，采用

34、現(xiàn)代設(shè)計方法和設(shè)計手段，才是提高斗輪堆取料機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的主要途徑。隨著自動化和信息技術(shù)的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家斗輪堆取料機(jī)技術(shù)進(jìn)入了一個新階段，主要有以下四個方面：（1）理論生產(chǎn)率向大型化發(fā)展。斗輪對取料機(jī)的理論生產(chǎn)率是衡量斗輪堆取料機(jī)規(guī)模的一個指標(biāo)，它從開始的每小時幾十立方米發(fā)展到現(xiàn)在的每小時近20000立方米。德國目前仍在開發(fā)有更大理論生產(chǎn)率的斗輪堆取料機(jī)。（2）各國都在使斗輪堆取料機(jī)的生產(chǎn)系列化。系列化的好處之一是可保證某些零配件，如鏟斗、履帶板、驅(qū)動輪等通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，使顧客更方便地在市場上買到現(xiàn)貨。（3）斗輪堆取料機(jī)的自動化程度越來越高，使信號、事故預(yù)報和聯(lián)鎖的操縱裝置更加完善，實現(xiàn)作

35、業(yè)和保護(hù)的自動控制。斗輪堆取料機(jī)是一個典型的多剛體系統(tǒng)，采用機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃和主動控制技術(shù)，可提高斗輪堆取料機(jī)的工作穩(wěn)定性和作業(yè)能力。機(jī)器人化斗輪堆取料機(jī)是集機(jī)器人機(jī)構(gòu)、機(jī)器人控制技術(shù)以及現(xiàn)代電子和信息技術(shù)等為一體的綜合性機(jī)電一體化產(chǎn)品。更重要的是，將電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行嫁接，可大大提高設(shè)備的性能和作業(yè)能力。如采用機(jī)器人的多傳感器融合和配置技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)，可提高斗輪堆取料機(jī)的智能化作業(yè)能力和工作可靠性；采用遙控遙感技術(shù)，可改善作業(yè)環(huán)境，減員增效，提高現(xiàn)代化作業(yè)水平；采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可大大提高制造廠和用戶的綜合管理水平及跟蹤服務(wù)能力。（4）采用現(xiàn)代設(shè)計方法和設(shè)計手段，優(yōu)

36、化結(jié)構(gòu)組合，在保證生產(chǎn)能力的前提下，盡量減輕整機(jī)的重量，提高設(shè)備的可靠程度。ABB公司已開發(fā)出自適應(yīng)的操作系統(tǒng)，使斗輪堆取料機(jī)始終處于較高的工作能力，并盡可能地受環(huán)境和操作人員水平的影響。1.6設(shè)計課題及選題意義取料機(jī)與堆料機(jī)適用于大型碼頭、港口項目。在大型散貨料場的地面，利用帶式輸送機(jī)，設(shè)計成單一的流程，即堆料流程或取料流程。一般同一料場相鄰的兩個設(shè)備一個是堆料機(jī)，另一個是取料機(jī)。對同一料場或不同料場，這兩臺設(shè)備可同時進(jìn)行取料與堆料，如堆料機(jī)用于卸火車，同時取料機(jī)用于裝船。對于碼頭用戶可在取料機(jī)的軌道上安裝帶式輸送機(jī)，使得取料機(jī)所取得物料直接卸在輸送帶上，通過輸送帶運(yùn)輸?shù)酱?。所以單一功能?/p>

37、取料機(jī)也有很大的市場需求，本次設(shè)計將研究設(shè)計懸臂式斗輪取料機(jī)（見圖1-3）。重點設(shè)計其斗輪機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及取料半自動控制過程。 圖1-3 懸臂式斗輪取料機(jī)斗輪取料機(jī)包含了斗輪機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等眾多小系統(tǒng)，這對我們學(xué)生運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)知識進(jìn)行綜合運(yùn)用有很大益處。由于所學(xué)知識有限，再加上煤堆形狀的不確定性，對斗輪堆取料機(jī)的運(yùn)行將采用半自動控制，一般的操作過程可以自動進(jìn)行，當(dāng)遇到一些問題需要調(diào)整時再由人進(jìn)行操控，這樣可以節(jié)省勞動力。本次設(shè)計將對斗輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，傳統(tǒng)上的各類斗輪堆取料機(jī)的斗輪傳動都是由電動機(jī)通過液力偶合器把力傳給減速器，減速器的輸出軸通過聯(lián)軸器直接與斗輪軸相連，這使

38、得斗輪軸受到很大的扭矩，要求軸有較好的材料性能，成本較高，而本次設(shè)計將采用銷齒傳動來驅(qū)動斗輪體的轉(zhuǎn)動，大體過程是在斗輪上安裝一較大的銷齒圈，再用與減速機(jī)輸出軸相連接的銷齒輪驅(qū)動銷齒圈，從而帶動斗輪轉(zhuǎn)動進(jìn)行取料，下面的文章將就此方案進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計計算。銷齒傳動使得軸所受到的扭矩很小而且銷齒圈的輪齒是圓銷，它結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、造價低、拆修方便，銷齒傳動適用于低速、重載機(jī)械傳動和粉塵多、潤滑環(huán)境較惡劣的場合，能使斗輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)的制造成本減少一倍多，同時還運(yùn)行平穩(wěn)，易于檢修。2 總體設(shè)計2.1總體設(shè)計概述（1） 機(jī)器在正常工作條件下，整機(jī)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。（2） 機(jī)器不論在工作狀態(tài)或非工

39、作狀態(tài)，在規(guī)定的俯仰范圍內(nèi)的各種工況下，整機(jī)都應(yīng)當(dāng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。（3） 在輸送線路上，特別是在取料、卸料、和各轉(zhuǎn)運(yùn)點，必須保證物流順暢，不發(fā)生物料溢出或堵塞現(xiàn)象。（4） 斗輪直徑與帶式輸送機(jī)參數(shù)和取煤炭與取鐵礦石的同能力的斗輪取料機(jī)相比，一般取煤炭時要求斗輪直徑達(dá)，輸送帶帶寬較寬、帶速高，斗輪驅(qū)動功率較小。（5） 聯(lián)鎖作業(yè)。只有當(dāng)夾軌器或錨定裝置松開時，行走機(jī)構(gòu)才能動作；只有在電纜卷筒制動器松閘后，行走機(jī)構(gòu)才能啟動。（6） 各安全保護(hù)及檢測裝置完備。例如：俯仰機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)設(shè)置防止懸臂超速下降及超載的保護(hù)裝置；轉(zhuǎn)載料斗應(yīng)當(dāng)設(shè)置堵塞警報裝置；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行的極限位置均應(yīng)設(shè)置兩級終端限

40、位開關(guān)；為安全可高，鋼絲繩卷揚(yáng)的俯仰機(jī)構(gòu)應(yīng)采用兩套制動器；行走機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動器應(yīng)滿足在250Pa工作風(fēng)壓下順風(fēng)行走和順風(fēng)回轉(zhuǎn)時的制動要求等。（7） 電纜卷筒裝置。動力和控制電纜卷筒分別設(shè)置在斗輪堆取料機(jī)的兩側(cè)，電纜卷筒采用磁滯式電纜卷筒，具有足夠纏繞力矩，以防止收放電纜時纏繞紊亂，能連續(xù)運(yùn)行而不堵轉(zhuǎn)，設(shè)有電纜張力極限保護(hù)裝置。動力電纜控制電纜采用進(jìn)口扁電纜，卷筒的直徑能滿足電纜曲繞能力的要求，電纜在卷筒上纏有足夠的安全圈數(shù)。（8） 漏斗、溜槽及懸掛緩沖裝置。所有漏斗、溜槽的沖刷面均襯有厚度不小于8mm的不銹鋼襯板，漏斗、溜槽不能堵煤，其傾斜面與水平面的夾角不小于60度。取料用中心落煤管下設(shè)

41、置懸掛緩沖裝置，其上的緩沖托輥間距不大于400mm，并能防止輸送帶跑偏。在落煤斗、中心落煤管的適當(dāng)部位設(shè)置大小合適、密封良好的檢查門，以便于檢查料流及人工疏導(dǎo)堵塞。2.2懸臂式斗輪取料機(jī)構(gòu)成懸臂式斗輪取料機(jī)主要由行走機(jī)構(gòu)、底座、上部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和平臺、斗輪堆取料機(jī)構(gòu)、斗臂架和斗臂架帶式輸送機(jī)、門架、俯仰機(jī)構(gòu)（變幅裝置）、平衡梁架和配重、司機(jī)室、電器設(shè)備等組成。（見圖2-1） 圖2-1 懸臂式斗輪取料機(jī)結(jié)構(gòu)2.3懸臂式斗輪取料機(jī)的主要參數(shù)及其確定懸臂式斗輪取料機(jī)的參數(shù)分為主參數(shù)和工作性能參數(shù)兩類。懸臂式斗輪取料機(jī)的主參數(shù)決定了它的規(guī)模、主要技術(shù)性能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)形式。懸臂式斗輪取料機(jī)的主參數(shù)包括取料

42、的理論生產(chǎn)率和料堆高度、長度、寬度。主要參數(shù)一般由用戶提供，作為已知量供給產(chǎn)品設(shè)計者。懸臂式斗輪取料機(jī)的工作性能參數(shù)決定了機(jī)器本身各個機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、功率、轉(zhuǎn)速性能等。工作性能參數(shù)包括：斗輪直徑、斗輪轉(zhuǎn)速、斗數(shù)、料堆切割阻力；斗臂架回擺半徑、回擺角度和俯仰角度等。2.3.1取料的理論生產(chǎn)率 懸臂式斗輪取料機(jī)的取料理論生產(chǎn)率，決定了與之配套的帶式輸送機(jī)允許通過的最大輸送能力。斗輪取料機(jī)的取料能力的確定與系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率要求等多反面因素有關(guān)，涉及領(lǐng)域較廣。取料能力是指斗輪取料機(jī)單位時間內(nèi)所能挖取物料的多少，單位用t/h表示。在實際應(yīng)用中又分為最大取料能力與額定取料能力。最大取料能力是指斗

43、輪在挖掘物料時所具有的瞬時最大能力，表示設(shè)備取料能力的峰值，如斗輪取料時滿斗的瞬間能力。在系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)考慮各個環(huán)節(jié)允許最大取料能力的物流通過。額定取料能力是指在取料作業(yè)時，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)形狀料堆上連續(xù)工作一定的時間，操作者根據(jù)規(guī)定的操作程序和方法進(jìn)行操作，設(shè)備在這段時間可以達(dá)到的平均取料速度或平均每小時取料量。已知所要設(shè)計的懸臂式斗輪取料機(jī)的最大取料能力為500t/h,主要挖取密度的煤，斗輪轉(zhuǎn)速 理論容積生產(chǎn)率：=式中： 最大取料能力，；物料密度，代入公式得: =2.3.2斗輪取料時每層深度取料煤層深度應(yīng)當(dāng)控制在0.50.7倍的斗輪直徑范圍內(nèi),斗輪取料時的進(jìn)尺量應(yīng)當(dāng)按照0.9倍的斗深確定。在滿

44、足取料能力要求的前提下，進(jìn)尺量過小會使斗輪取料機(jī)的回轉(zhuǎn)速度加快。2.3.3料堆高度為了設(shè)計方便，常以行走鋼軌踏面為基準(zhǔn)，料堆高于鋼軌路面的部分稱為軌上高度。料堆低于鋼軌踏面的部分稱為軌下高度，兩者的和為總料堆高度。料堆高度由物料堆積的安息角和料堆寬度決定，物料的安息角與物料的種類有關(guān)。在堆料寬度一定的條件下，料堆的物料安息角越大，料堆總高度越高。在物料安息角一定的條件下，料堆越寬，料堆的總高度就可以越高。 目前我國生產(chǎn)的斗輪取料機(jī)的軌上堆取料高度范圍為716m，常用1012m；軌下高度為0.46m，常用為1.52m。2.3.4料堆長度堆料長度一般是由現(xiàn)場根據(jù)儲料量及地理環(huán)境確定，料堆的長度對設(shè)

45、備影響比較小，它直接與行走距離密切相關(guān)，料堆越長，行走距離越遠(yuǎn)。而行走距離又決定了設(shè)備的動力電纜卷筒的電纜長度和控制電纜卷筒上電纜長度和控制電纜卷筒上電纜的長度以及設(shè)備給水系統(tǒng)的灑水除塵系統(tǒng)供水槽的長度。通常大車行走距離小于1000m，料場的長度小于1200m。2.4懸臂式斗輪取料機(jī)的工作性能參數(shù)及其確定2.4.1斗輪直徑的確定斗輪直徑是指斗輪體安裝好鏟斗后切割圓的直徑。從減少斗輪體積和重量，進(jìn)而降低整個機(jī)器的重量出發(fā)，斗輪直徑應(yīng)該小一些；但從提高生產(chǎn)率和穩(wěn)定工作過程中的載荷出發(fā)，又希望斗輪直徑有所增加。在決定斗輪之直徑時，要考慮相互關(guān)聯(lián)性。前蘇聯(lián)根據(jù)統(tǒng)計和分析，確定的經(jīng)驗公式為： =2.4.

46、2鏟斗數(shù)目的確定 鏟斗數(shù)目的多少直接影響斗輪取料機(jī)的生產(chǎn)率。決定鏟斗數(shù)目及尺寸的重要條件是鏟斗的卸料過程。鏟斗的個數(shù)應(yīng)滿足下列需求：（1） 保證鏟斗完全卸空，并使卸出的物料落到卸料板內(nèi)。不能使鏟斗提前散料和過了卸料區(qū)斗內(nèi)仍殘留物料。（2） 保證挖掘過程平穩(wěn)，載荷波動小，沖擊小，尤其是在挖掘凍煤和較硬散料時。鏟斗的個數(shù)根據(jù)載荷確定。從保證斗輪工作得到較穩(wěn)定載荷的目的出發(fā)，當(dāng)鏟斗依次出、入散料時，其最大和最小力的差值應(yīng)當(dāng)在15%以內(nèi)。確定鏟斗數(shù)目的方法有多種，如前蘇聯(lián)學(xué)者推薦，鏟斗數(shù)目應(yīng)為：一般散料，Z=812個鏟斗；較硬散料，Z=1418個鏟斗。根據(jù)理論生產(chǎn)率，鏟斗數(shù)目為：2.4.3斗距的確定斗

47、距 式中 Z斗數(shù)； D斗輪直徑，m。2.4.4鏟斗容量q的確定鏟斗容量q取決于機(jī)器的理論生產(chǎn)率和物料的松散系數(shù)。設(shè)，當(dāng)K為已知量時，根據(jù)已經(jīng)確定的斗輪的理論生產(chǎn)率就可以計算出斗容，根據(jù)對世界上250臺斗輪挖掘機(jī)的統(tǒng)計，K值見表2-1。計算斗容時，可以選用表中的平均值，斗容的單位常用升（L）和立方米（m3）來表示。表2-1 確定鏟斗容量的K值鏟斗容量q/LK值的變化范圍K的均值2002205506001600180040003.334.852.804.502.413.802.303.481.461.601.571.534.13.73.12.9則鏟斗容量2.4.5斗輪切割速度的確定 式中：斗輪的切

48、割速度，m/s； D斗輪直徑，m； k速度系數(shù)，取0.35。3 部件設(shè)計 3.1懸臂式斗輪取料機(jī)構(gòu)設(shè)計3.1.1斗輪取料機(jī)構(gòu)構(gòu)成懸臂式斗輪取料機(jī)構(gòu)主要由電動機(jī)、液力偶合器、減速器、齒輪、斗輪軸轉(zhuǎn)配、斗輪體、鏟斗及溜料倒料裝置等構(gòu)成，（見圖3-1）通過銷輪銷具傳動實現(xiàn)斗輪回轉(zhuǎn)。圖3-1 懸臂式斗輪取料機(jī)構(gòu)懸臂式斗輪取料機(jī)的斗輪有三種形式：無格式（見圖3-2）、有格式（見圖3-3）和半格式。無格式斗輪結(jié)構(gòu)與有格式斗輪結(jié)構(gòu)相比較：無格式斗輪結(jié)構(gòu)簡單，自重輕，制造容易，采用圓弧檔料板卸料；有格式斗輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自重重，制造困難，采用斗輪體上斜溜槽卸料。半格式斗輪則一般用于直徑較大的斗輪，所以目前應(yīng)用最為

49、廣泛的是無格式。無格式斗輪體是用鋼板焊成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，為了保證鏟斗卸到帶式輸送機(jī)上，在靠近帶式輸送機(jī)一側(cè)，斗輪體必須是敞開式，傳遞力的結(jié)構(gòu)只能在另一側(cè)。常見結(jié)構(gòu)有雙腹板式和單腹板式。鏟斗是沖壓或焊接而成的金屬結(jié)構(gòu)件，它由斗唇、斗體、防護(hù)層和前、后端緊固聯(lián)接件組成。鏟斗應(yīng)滿足斗刃耐磨，斗齒便于更換，具有防斗齒脫落的措施。圖3-2 無格式斗輪 圖3-3 有格式斗輪溜料板與水平面的夾角宜為，最小不小于，溜料板設(shè)置不銹鋼襯板，其厚度不小于8，且便于更換。無格式斗輪都采用“重力側(cè)卸式”工作方式，即斗內(nèi)的物料靠自重自行卸出斗外，為保證物料落在斗臂架中心處的帶式輸送機(jī)上，斗輪的安裝位置與斗臂架軸線不是平行，而

50、是有一個傾斜角，即水平面傾角，一般取為；同時，斗輪在垂直面也傾斜一個角度，即垂直傾角，一般取為。無格式斗輪主要應(yīng)用在取磨損性較小的物料的斗輪裝置上，如應(yīng)用在取煤炭等物料。與有格式斗輪比較，無格式斗輪相對斗輪直徑一般會略小一點，斗輪轉(zhuǎn)速也略高一點。無格式斗輪的卸料角可達(dá)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有格式斗輪，所以無格式斗輪相對于有格式斗輪卸料要容易一些。當(dāng)圓弧擋料板磨損嚴(yán)重時，往往需要拆卸斗輪維修，相對維修較困難。為使物料在給定區(qū)域卸料，在斗內(nèi)設(shè)置圓弧擋板，擋板變面襯有耐磨板，由斗輪挖取上來的物料，通過溜料導(dǎo)料裝置流向懸臂帶式輸送機(jī)。無格式斗輪結(jié)構(gòu)見圖3-4。斗輪機(jī)構(gòu)及其懸臂帶式輸送機(jī)、俯仰機(jī)構(gòu)、門座架安裝在上車

51、，可以隨上部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對于下車回轉(zhuǎn)。整車靠四套運(yùn)行臺車沿軌道行走。圖3-4 無格式斗輪結(jié)構(gòu)1環(huán)形擋料板；2鏟斗卸料區(qū)間；3溜料板；4環(huán)形空間；5斗臂架帶式輸送機(jī)；6鏟斗；7斗輪體；8斗輪軸；9斗輪驅(qū)動裝置3.1.2斗輪驅(qū)動電機(jī)選用斗輪驅(qū)動功率主要消耗于切割功率、鏟斗裝填功率、物料與擋板的摩擦功率、物料動能功率、物料提升功率以及克服機(jī)械傳動的阻力。一般把這四項消耗功率合并稱為切割功率。對于切割功率和提升功率有以下簡化計算公式:切割功率：= 提升功率： 其中: F1=15.82+1480C F1物料切割力，KN/m C物料黏性，Mpa 物料黏性C隨地表以下深度的增加而增加，地表C=0.01式中:

52、F切割阻力,N;系數(shù),一般取11.2;斗輪堆取料機(jī)平均生產(chǎn)率,t/h;R斗輪半徑,m;物料堆積密度,t/m3;f松散系數(shù),一般取1.3-1.65;利用系數(shù),取值范圍為0.64-0.92;V斗輪堆取料機(jī)理論生產(chǎn)率,m3/h。代入計算得 F1=30.6KN/m則切割阻力 F=30.60.45=13.7KN故切割功率：= 提升功率：驅(qū)動功率： 考慮到由于冬季雪水的滲透、凍結(jié)，挖掘物料的阻力要比其他季節(jié)大。一般認(rèn)為北方冬季挖掘凍結(jié)物料時所需功率是其它季節(jié)所需功率的1.3倍，故斗輪取料機(jī)所需最大驅(qū)動功率為：選取傳動效率為0.8，則所需電機(jī)的功率至少是：參考其它斗輪取料機(jī)的參數(shù)，本次設(shè)計將采用功率為55K

53、W的電動機(jī)。由于取料機(jī)在煤場工作，灰塵多，環(huán)境較惡劣，故電動機(jī)必須有防塵功能。Y系列（IP44）封閉式三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點：效率高、耗電少，性能好，噪音低，振動小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。為B級絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部，適用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場合，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、攪拌機(jī)、碾米等，應(yīng)用較廣泛。綜上所述，選擇Y250M-4三相異步電動機(jī)，功率為55KW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min,3.1.3液力偶合器選用液力偶合器是斗輪驅(qū)動系統(tǒng)中重要的一部分，置于斗輪驅(qū)動電動機(jī)與減速箱之間傳遞動力，其作用有時似乎與聯(lián)軸器相同，但實質(zhì)全然不同。具有如下

54、優(yōu)點：（1）無極調(diào)速。在電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定下可以無極調(diào)節(jié)工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，與傳統(tǒng)的節(jié)流調(diào)節(jié)相比可以大量節(jié)省電能。（2）防護(hù)動力過載，偶合器泵輪和渦輪之間沒有機(jī)械聯(lián)系，轉(zhuǎn)矩是通過油來傳遞的，是一種柔性和有滑差的傳動。當(dāng)負(fù)載的阻力突然增大時，其滑差可以增大，甚至制動，電機(jī)可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不致停車。（3）可隔離振動，緩和沖擊。（4）可方便實現(xiàn)離合。偶合器流道沖油即接合，將油排空即行脫離。（5）除軸承外無磨損件，工作可靠，壽命長。由于斗輪取料機(jī)構(gòu)既要防護(hù)動力過載，又希望大慣量工作在較長的啟動過程中，電動機(jī)不會出現(xiàn)過大負(fù)荷，故選用延充式限矩型。延充式限矩型液力偶合器主要用于啟動困難的和大慣量的工作機(jī)時，在啟動過程中電動機(jī)可具有較低的載荷，防護(hù)動力系統(tǒng)動力過載，協(xié)調(diào)多臺原動機(jī)間載