TH250斗式提升機的設(shè)計原理

某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE4PAGEPAGE5第1章 前言508080JB3926—85T、及TB系列斗提機的相繼問世,使我國斗提機技術(shù)水平向前邁了一大步,但由于產(chǎn)品設(shè)矩、壽命、可靠性和噪聲等與國際先進水平相比仍存在相當(dāng)大的差距。雙通道兩種形式為機內(nèi)重錘箱恒力自動張緊。鏈輪采用可換輪緣組合式結(jié)構(gòu)。使用壽命長，輪緣更換工作簡便。下部采用重力自動張緊裝置，能保持恒定的張緊力，避免打滑或脫鏈，同時料斗遇到偶然因素引起的卡殼現(xiàn)象時有一定的容讓性，能夠有效地保護下1.5t/m3TH250℃以下。2章提升機設(shè)計本課題介紹及設(shè)計理論概述TH250總體裝配以及傳動、機體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計及繪圖。主要設(shè)計方案如下：TH250設(shè)計出合理的提升機結(jié)構(gòu)和零件的強度，保證運行的穩(wěn)定性。設(shè)計出合理的驅(qū)動裝置，保證運行的高效性。該項目來源于江蘇海建集團，TH1.5t/m250℃，泥提升機械。斗式提升機的工作原理斗式提升機分類按牽引件分類：斗式提升機的牽引構(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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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60°C，鋼繩80°C，120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的250°C(T)，(TH)TTH1．5t／m3按卸載方式分類：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。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。斗式提升機的裝載和卸載斗式提升機的裝載方式有三種，即注入式裝載（見圖2-1、挖取式裝載（見圖和混合式裝載。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，采用該方式裝載時一般料斗部署較密；料斗在牽引件上部署較稀時多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動性良好物料的場所，2m／s卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。離心式卸料料斗的運行速度較高，通常取為1—2m/s。如欲保持這種卸載必需正確選擇驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點是：在一定的料斗速度下驅(qū)動輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以減少，并且可提高卸料管高度，當(dāng)卸料高度一定時，提升機的高度就可減少；缺陷是：料斗的填充系數(shù)較小，關(guān)于所提升的物料有一定的要求，只適用于流動性好的粉狀、粒狀、小塊狀物料。重力式卸載使用于卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料，料斗運行速度為0.4—0.8m/s小無關(guān)。因此允許在較大的料斗運行速度之下應(yīng)用大容積的料斗；主要缺陷是：物料拋出位置較低，故必需增加提升機機頭的高度。圖2-2注入式裝載 圖2-1挖取式裝載物料在料斗10.6—0.8m/s鏈條做牽引構(gòu)件。常用斗提機選用及相關(guān)計算（一）TB3926-85TTH1。表2-1T、TH、TB型斗提機特征、型號表型式結(jié)構(gòu)特征

T型采用橡膠帶作牽引構(gòu)件

TH型 TB型采用鍛造的環(huán)形鏈 采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)件 作為牽引構(gòu)件采用離心式或混合式方采用重力式或混合 采用重力式卸料卸載特征式卸料式方式卸料卸載特征式卸料式方式卸料適用輸送物松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀松散密度ｐ1.5t/m3料的無磨琢性、半磨琢性物料性、半磨琢性物料被輸送物料溫度不得超被輸送物料溫度不適用溫度200℃得超過250℃被輸送物料溫度不得超過250℃型號輸送量

T100、T160、T250、T315、T400、T500、T630約在4～40mm范圍內(nèi)4～238m3/h

TH315、TH400、 TB250、TB315、TH500、TH630、 TB400、TB500、TB630(TH800)(TH1000) TB800、TB1000約在4.5～40mm范圍 約在5～50mm范圍內(nèi)35～185m3/h 20～563m3/h（二）T型斗提機結(jié)構(gòu)型式TYZZQ(YY)YZ構(gòu)緊湊，重量輕，而且其內(nèi)部帶有異型輥逆止器，逆止可靠。該減速器噪聲低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并且隨主軸浮動，可消除安裝應(yīng)力。TQ（淺斗、H（弧底斗、Z（中深斗、型（深斗。（三）常用斗提機功率計算1、軸功率的近似計算：P=QH(1.15 kk

v) （2-1）式中：P（千瓦0

0 367 12Q-斗提機的輸送量（噸/小時）；H-提升高度（米）；v-提升速度（米/秒）；K、K-系數(shù)。具體見表表2-11 2輸送能力Q（噸/小時）

表2-1提升機參數(shù)表牽引構(gòu)件型式帶式 單鏈式料斗型式

雙鏈式深斗和淺斗

深斗和淺斗三角斗

深斗和淺斗三角斗<100.6/1.1///10-250.5/0.81.101.2/25-500.450.60.60.831.0/50-1000.40.550.50.700.81.10>1000.350.5//0.60.90系數(shù)K2.52.001.51.251.51.253系數(shù)K1.61.101.30.801.30.80系數(shù)K1系數(shù)K12

PP=0 k' （2-2）nn12式中：N—電動機功率（千瓦）；N—軸功率（千瓦）；0ηZQη=0.94；η1 1 2η=0.96，η=0.93；2 2KHH<10K'=1.4510<H<20H>20K'=1.15。斗式提升機的主要部件斗式提升機的主要部件有：驅(qū)動裝置、料斗、牽引構(gòu)件、底座和中間罩殼等。驅(qū)動裝置由電動機、減速機、逆止器或制動器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機采用液力偶合器，小提升高度時采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機可省去聯(lián)軸器，簡化安裝工作，維修時裝卸方便。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，它適用于運送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。散裝水泥由于流動性好且干燥，用深斗較合適，卸載時，物料在料斗中的表面按關(guān)于數(shù)螺線分布，設(shè)計離心卸料的料斗時往往在料斗底部打若干個氣孔，使物料裝載時有較高的填充量，并且且卸料時更完全。牽引構(gòu)件為一封閉的繞性構(gòu)件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。斗式提升機的工作原理張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。帶式斗提機的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。斗式提升機可采用整體機殼，也可上升分支和下降分支訣別某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE8PAGEPAGE7設(shè)置機殼。后者可防止兩分支上下運動時在機殼空氣擾動。在機殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時自動報警。膠帶提升機還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測器等電子儀器，以保證斗提機的正常運行。2.2.5斗式提升機的工作2-3，固接著一系列料斗的牽引構(gòu)件（環(huán)鏈、鏈輪）環(huán)繞在提升機的頭輪與底輪之間構(gòu)成閉合輪廓。驅(qū)動裝置與頭輪相連，使斗式提升機獲得動物料從提升機的底部供入，經(jīng)過一系列料斗向上提升至頭部，并且在該處實現(xiàn)卸載，從而實現(xiàn)在豎直方向內(nèi)運送物料。斗式提升機的料斗和牽引構(gòu)件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的罩殼之內(nèi)。圖2-3提升機示意圖綜合此次設(shè)計的提升高度與臺時產(chǎn)量等要求，本提升機選用混合或重力方式卸料，掏取式裝料，選用zh（中深斗）料斗，牽引件為低合金高強度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗螅哂泻芨叩目估瓘姸群湍湍バ?，使用壽命長，采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣且節(jié)約拆料、降低了維修費；下部采用了重錘杠桿式張緊裝置，即可實現(xiàn)自動張緊。一次安裝后不需調(diào)整，又可以保持恒定的張緊力，從而保證機器的正常運轉(zhuǎn)，避免了打滑或脫鏈。第3章 參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計提升功率的確定80的各種論文和期刊后，綜合各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)參照文獻[1]TH升機設(shè)計的功率計算部分內(nèi)容，計算進程如下：TH型斗提機功率計算THYY（即ZLYZSYY驅(qū)動功率由下式求得：P=QHg+P+P

（3-1）式中P（KW）；0Q-斗提機的輸送量（t/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s2）；SL表3-1附加功率TH160TH200TH250TH315SL表3-1附加功率TH160TH200TH250TH315TH400TH500TH630TH800TH1000TH1250PS,KW2223344556PL,KW0.20.20.30.50.81.22.23.468.4

0 3600 S L由此次TH250斗式提升機設(shè)計的條件可以得知，Q=25t/h,t提升的高度H=35m重力加速度在此處可取10m/s2。將數(shù)據(jù)代入（3-1）計算可得：P=QHg+P+P=25351020.35.2Kw

（3-2）0 3600 S L 3600電機功率式中PP（KW）；0

P=P0n0

（3-3）n-總效率，大約為0.7。所以經(jīng)過計算可得： P=7.5Kw電動機選擇P＝7.5kW，轉(zhuǎn)速n=1500r/min文獻[2Y132M-4280mm1440r/min。減速機選擇[1]YYTH2507.5KwY7Y140Y132M-4ZLY140-18-Ⅰ（S）/Ⅱ（N）28mm，65mm,160mm驅(qū)動軸設(shè)計及附件的選擇軸的材料及熱處理斗式提升機驅(qū)動軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機中最重要的零件之一，故軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初步計算軸的直徑參照文獻[3]軸的直徑。 A3P/n （3-4）min式中 A——系數(shù)，此處取P——電動機功率，Kwn——軸的轉(zhuǎn)速，r/min,將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式3-4可得37.5/46.8 37.5/46.8min

65.2mm （3-5）因為軸端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強度，故將軸徑增加4%~5%，取軸的直PAGEPAGE10PAGEPAGE11徑為70mm。各軸段直徑的確定3-11=70mm2217，=85mm=150mm，B=36mm，2=8=85mm⑦的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關(guān)手冊，取3=7=95mm。軸段④和軸段⑥上安裝驅(qū)動鏈輪，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)4=6=100mm5=110mm。

圖3-1驅(qū)動軸示意圖軸段①與減速機空心輸出軸套裝配，其長度主要決定于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有足夠的長度，從手冊中查知減速機的相關(guān)安裝尺寸要求，現(xiàn)暫取l1=140mm。軸段②與軸段⑧上安裝軸承，其長度決定于軸承的l2=l8=110mm。軸段③和軸段⑦的長度主要根據(jù)兩軸承之間的距離和滾590mm，則可以暫取l3=l7=155mml4=l6=120mm，l5=40，950mm。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，故軸段①與聯(lián)軸器的配合選用k6；軸段④、⑥與驅(qū)動鏈輪的配合選用r6驅(qū)動鏈輪的聯(lián)結(jié)均采用A型普通平鍵，訣別為鍵20×125GB1096-1996及鍵28×110GB1096-1996。軸上倒角及圓角2×45°，2.5×45°，R1.6mm0.6mm。軸的強度校核計算某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計3-2所示

圖3-2軸的受力分析及彎扭矩圖由于軸在水平面上不受力，故 FRIH=FR2H=0 （3-6）在豎直面上F Ft1 t2

GG F1 2

20502510362200022.05103N （3-7）G——同一時刻提升機上行料斗中物料重量；1——環(huán)鏈預(yù)緊力（平均每米長度牽引構(gòu)件重量，25kg/m；預(yù)——牽引構(gòu)件重量（2000N。2F F

22.05FR1V

F R2V

t1 t22

2 kN11.025kN （3-8）ML211.025103350Nmm3858750Nmm （3-9）7.5T954910346.8mm1530288Nmm （3-10）b-b由于彎曲應(yīng)力b為關(guān)于稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則

1801b

270

0.667 （3-11）1bM2(T)238587502(0.7M2(T)238587502(0.71530288)2e W 0.1(0.94100)3

]180MPa（3-12）1所以b-b截面左側(cè)安全，顯然b-b截面右側(cè)也是安全的。4）安全系數(shù)校核彎曲應(yīng)力：

3858750

（3-13）Ma b W 3.141003M應(yīng)力幅： 39.3MPaa b平均應(yīng)力： 0MpamT切應(yīng)力： T WT

153028816MPa7.8MPa （3-14）3.141003 a m 2

7.8MPa3.9MPa （3-15）2270安全系數(shù)： S

K

1.8

39.30.25

2.54

（3-16） a

m 0.80.83155KS K

1.6

16.58 （3-17）a

0.8

3.90.153.9 S 2 S 2S2

2.5416.58

2.51 （3-18）2.54216.582許用安全系數(shù)S1.～1.S>S2.54216.582軸承選用軸承選型考慮驅(qū)動軸在的較大彎矩作用下會產(chǎn)生彎曲變形，且不易與減速機嚴格保證同心，故選用裝載能力大并且有自動調(diào)心功能的調(diào)心球軸承軸承2217。其基本參數(shù)如表3-2。工作情況分析及壽命計算提升機驅(qū)動軸軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷很小并且可以忽略中等沖擊。其當(dāng)量某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE12PAGEPAGE13動載荷為：

PfFp R

1.511.025kN16.54kN （3-19）式中：fp

——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2～1.8。其壽命為：

16667(Cr)16667(58.2

)10/

23330h （3-20）h n P 46.8 16.54——軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承=10/324362基本尺寸/mm額定載荷/kN基本尺寸/mm額定載荷/kNBCrCor851503658.223.5驅(qū)動鏈輪鍵的設(shè)計校核9-4h=16mm的普通平鍵459-3]=90M，鍵連接工作 T c kl

1530288100162

23.3MPa

（3-21） T

1530288

6.7MPa（3-22）c bl 1002828)（Nmm—軸的直徑（mm）l—鍵的工作長度，A（mm，l=L-b(mm)，b聯(lián)軸器的選擇由于彈性柱銷聯(lián)軸器（3-3）具有一般填補兩軸相關(guān)于偏移和減振能力，結(jié)-20°C+70°C，以根據(jù)提升機的工作特性，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器作為減速器和提升機上部主軸之間的連接設(shè)備。由文獻[2]可知應(yīng)選取的聯(lián)軸器型號為：LX5 YC70142GB/T5041聯(lián)軸器YC6510711-9Tn=3153Nmm3450T=1530Nmm48LX5要求。70mm，查文獻[29-4b=20mm，高度h=120mm459-3[σc]=110鍵連接工作面的強度校核如下：Tckl

1530288 34.7MPa（3-23）7012(12520)2T

1530288

10.4MPa（3-24）c kl 702020)（Nmm—軸的直徑（mm）l—鍵的工作長度，A（mm，l=L-b(mm)A—b

圖3-3LX型聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖TH時考慮到鏈條價昂，應(yīng)使鏈輪的硬度略低于鏈條的硬度。某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE16PAGEPAGE17TH2503-4HT200QT60-2換輪緣，更換方便，且節(jié)約拆料、降低了維修費。

圖3-4 驅(qū)動鏈輪裝置經(jīng)過前幾節(jié)的功率計算、設(shè)備選型等，提升機的主要參數(shù)現(xiàn)在可以計算如下：提升速度：vn

n14403.140.4822 1 1.2m/s （3-25）60 60iI 60181.7式中：nn

——電動機轉(zhuǎn)速，r/min；1——驅(qū)動滾筒轉(zhuǎn)速，r/min；2料斗間距：在本章第一節(jié)中已得出同一時刻內(nèi)上行料斗中物料總量為0.205t，考慮到物料裝填時有一定的松散性，故取生料裝填后的密度/m3，由于斗速較快時裝填率較低，故取裝填率=0.75，TH2503L，則同一時刻所需上行料斗的數(shù)量為：0.205t/m3

1000L/m3

78

（3-26）則料斗間距為：

0.83L35ma=78取整數(shù)，則料斗間距為450mm。頭部罩殼的選材及連接

0.449m

（3-27）圖3-5上部機殼3-53mm10mm63×63×6K中部區(qū)段的設(shè)計選材由于本設(shè)計中的提升機提升高度達35m，為防止兩分支上下運動時在機殼產(chǎn)生空氣擾動，故上行部分和下行部分的罩殼均采用獨力式結(jié)構(gòu)。連接法蘭同樣采用3mm3-6

圖3-6中部機殼根據(jù)斗式提升機的輸送量及提升高度要求，參照國家關(guān)于機械行業(yè)標準中垂直斗式Zh型（中深斗）3-7與料斗配套使用的鍛造圓環(huán)鏈條是直徑Φ18mm，節(jié)距為64mm，單條破斷強度≥320KN，牽引件為低合金高強度園環(huán)鏈，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，具有很高的抗拉強度和耐磨性，使TM36-8《礦用高強度園環(huán)鏈》標準。圖3-7料斗與環(huán)鏈某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計某理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計PAGEPAGE22PAGEPAGE21第4章 結(jié)論在老師的關(guān)懷和指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的設(shè)計，TH250斗式提升機的總體方案設(shè)計，總體裝配以及傳動、機體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計及繪圖的設(shè)計工作已經(jīng)完成。提升機的主要參數(shù)如下：功率：7.5kW；提升高度：35m；料斗寬度：250mm；料斗間距：450mm；TH2503535/行平穩(wěn)可靠。適用于輸送堆積密度小于1.5t/m3，磨琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂、化肥、糧食等。參考文獻[李云等]《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》北京機械工業(yè)出版社2007[王仁德，張耀滿,趙春雨].《機床數(shù)控技術(shù)》[M].東北大學(xué)出版社,2002.[M].東北大學(xué)出版社,2000.[楊黎明]《機械零件簡明設(shè)計手冊》[M].兵器工業(yè)出版社,1992.[范云霄]《臺式鉆床的改造》[J].機械制造,1994,1:35.[陳明等]《機械制造工藝學(xué)》北京機械工業(yè)出版社 2005.81996[成大先]《機械設(shè)計手冊（第5版》北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.11[趙家齊]《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書（第2版2000.10（第5版》北京高等教育出版社200111［聶毓琴孟廣偉］主編.材料力學(xué).北京：機械工業(yè)出版社12［］主編.機械工程材料及熱加工.-2大學(xué)出版社，2009.813［毛昕張秀艷，黃英，等］.畫法幾何和機械制圖.北京：高等教育出版社，2004.7致 謝在畢業(yè)設(shè)計進程中，我注意收集資料，注重實際考察，強調(diào)應(yīng)用性，從而為完成畢業(yè)設(shè)計做了良好的鋪墊。關(guān)于畢業(yè)設(shè)計中的難題，我即時查閱資料，虛心向老師，同學(xué)請教，搞好搞懂每個知識點?？紤]問題多方面，多角度，力爭適應(yīng)工程與設(shè)計人員的工作要求，培養(yǎng)設(shè)計能力與嚴謹、細致的工作作風(fēng)，也從中體會到工程技術(shù)人員所應(yīng)具備的我覺得這次設(shè)計的完成，不僅鍛煉了我搞設(shè)計的工作能力，培養(yǎng)了我獨