TH250斗式提升機畢業(yè)設計說明書

1、摘要斗式提升機是一種常用的垂直輸送設備，用于輸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。斗式提升機的結構特點是：被運送物料裝在承載構件料斗內，料斗連接在牽引件上，牽引件繞過各滾筒，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，連續(xù)運動輸送物料。驅動裝置與頭輪相連，使斗式提升機獲得動力并驅使運轉。本次設計主要針對TH250型斗式提升機的整體結構設計, 驅動鏈輪的設計，電機、減速機、等主要零部件的選擇及驅動軸的設計校核。關鍵詞：斗式提升機；設計；驅動裝置；牽引件ABSTRACTThe bucket

2、elevator is a common vertical transportation equipment for the delivery of a variety of bulk and fragments of materials such as cement, sand, soil, coal, grain, and is widely used in building materials, electricity, metallurgy, mechanical, chemical industry, light industry, nonferrous metals, grain

3、and other industrial sectors. Bucket Elevator is the structural characteristics: the materials being transported together with the traction of carrying components of the hopper, the traction around the drum pieces, forming a closed loop containing a branch of a delivery of materials and a branch of

4、the non-delivery of materials, the Movement for conveying materials. The design of the main TH250 overall structural design, the design of the drive pulley, the select of motor, reducer, belt and other main components the drive shaft design verification.Keywords：Bucket elevator; Chain wheel; drives;

5、 traction components河南理工大學畢業(yè)設計目錄第一章 緒論31.1 概述31.2 我國斗式提升機研究現(xiàn)狀31.3 斗式提升機的發(fā)展趨勢41.4 斗式提升機的分類51.5 斗式提升機的裝載和卸載71.6 斗式提升機的工作原理及特點81.6.1 斗式提升機的工作原理81.6.2斗式提升機的特點91.7 斗式提升機的主要部件91.8 斗式提升機的改進11第二章 設計方案的擬定132.1 使用要求132.2 擬定方案13第三章 提升機主要參數確定及主要結構計153.1 提升機功率的確定153.2 電動機和減速機的選型163.2.1電動機的選型163.2.2 減速機的選型173.3 傳

6、動帶的設計計算173.3.1已知條件173.3.2設計內容173.4 驅動部分結構設計193.5 驅動軸設計及附件的選擇203.5.1 軸的材料及熱處理203.5.2 軸的結構設計203.5.3 軸強度的校核計算223.5.4 平鍵的選擇與校核253.5.5 軸承選型與壽命計算263.5.6 聯(lián)軸器的選擇263.6 驅動鏈輪的結構設計283.6.1 驅動鏈輪材料的選擇283.6.2 驅動鏈輪的結構設計293.7 機殼的設計293.7.1 上部機殼的選材設計303.7.2 中部機殼的選材設計313.7.3 下部機殼的選材設計323.8 料斗與環(huán)鏈的設計333.8.1 料斗的設計333.8.2 環(huán)

7、鏈的設計343.9 張緊裝置設計353.10 反轉裝置和通風裝置363.10.1 反轉裝置363.10.2 通風裝置36第4章 斗式提升機安裝、使用及維護374.1 斗式提升機的安裝374.2 斗式提升機的使用說明384.3 故障處理39第5章 總結42參考文獻43第一章 緒論1.1 概述斗式提升機是利用均勻固結于無端牽引構件上的一系列料斗，豎向提升物料的連續(xù)輸送機械。適用于垂直輸送粉狀、粒狀、及小塊狀的磨吸性較小的散狀物料，如糧食、煤、水泥、碎礦石等。中國古代的高轉筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的皺形；17世紀中葉，斗式提升機開始應用于架空索道輸送散狀物料；19世紀中葉，各種

8、現(xiàn)代結構的輸送機相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電動機、化工和冶金工業(yè)技術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。斗式提升機就是輸送機的其中一種。1.2 我國斗式提升機研究現(xiàn)狀國內斗式提升機的設計制造技術是50年代由前蘇聯(lián)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

9、式斗式提升機的設計等工作，但大都因為某些原因未能得到推廣。自80年代以后，隨著國民經濟的發(fā)展運輸機械行業(yè)在引進、吸收、消化了世界各國斗式提升機的最新技術，并結合我國實際情況，使得新材料、新工藝、新產品不斷地出現(xiàn)。例如：由于自動焊接技術的出現(xiàn)，箱形結構的垂直輸送機越來越受到人們的歡迎。由于計算機技術的推廣應用，利用計算機進行輔助設計(CAD)和輔助制造(CAM)，使輸送機的整體布置更趨優(yōu)化，基本零件更加緊湊耐用。由于自控技術和數顯技術的廣泛普及，使運輸機的控制和安全保護裝置大為改善，保證了作業(yè)的安全性和可靠性?，F(xiàn)在許多企業(yè)能夠批量生產各種類型的輸送機械，不僅滿足了國內市場的需求，部分產品還打入了

10、國際市場。但是我國通用斗式提升機在使用中仍存在一些問題，例如，對于頻繁更換物料品種的斗式提升機，如何快速清理機座存料和機內殘存料；如何提高配套件（減速器、環(huán)鏈及聯(lián)接環(huán)鉤、鏈輪、牽引膠帶、軸承座等）的性能和強度，等等。技術水平與世界先進水平的差距也相當明顯，例如在材料選擇、制造工藝等方面尚達不到國外先進水平的技術要求；輸送能力、提升高度等還相對落后。國外采用鋼繩芯輸送帶作為牽引構件，并采用小型斗式提升機對大型斗式提升機定量供料，使斗式提升機的輸送能力高達2000t/h，提升高度達到350m；我國板鏈斗式提升機的發(fā)展相對較慢，而在國外尤其是日本、美國等國家制造的板鏈斗式提升機性能參數往往超過環(huán)鏈斗

11、式提升機和膠帶斗式提升機，提升高度可達90m，輸送能力超過1500t/h，牽引構件使用壽命可達10 年，應用范圍很廣。1.3 斗式提升機的發(fā)展趨勢縱觀世界各國運輸機的發(fā)展現(xiàn)狀，對今后的動向可歸納如下：1.大型化 由于石油、化工、冶煉、制造、食品、啤酒、飲料、煙草、醫(yī)藥、家電等地工程規(guī)模越來越大型化，所以運輸機運輸物品的重量也越來越大，如碼頭的集裝箱專用輸送機的超大型結構件達1000t,目前世界上運輸機重量最大的是3000t的斗式輸送機。2.重視“三化”，逐步采用國際標準 所謂“三化”，是指運輸機的標準化、系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設計周期，保證產品制造質量，便于管理和提高經濟效益。世

12、界上許多國家，不僅重視產品的“三化”工作，而是非常注意采用國家標準。有的國家甚至廢除本國標準直接采用國際標準，其目的是為了促進商品的國際交流。3.實現(xiàn)產品的機電一體化 機械產品需要更新?lián)Q代。在當今計算機、自控技術和數顯技術大發(fā)展的年代里，更新?lián)Q代的重要標志是實現(xiàn)產品的機電一體化。在輸送機械上應用計算機技術，可以提高作業(yè)性能。4.人機工程學的應用輸送機械一般應用在沉重和繁忙的、環(huán)境比較差得場合。為了減少人員的作業(yè)強度，保證持久旺盛的體力和注意力，應該根據人機工程學的理論，設計導動裝置和人員輔助裝置，改善振動與噪聲的影響，防止廢棄污染，使其符合健康規(guī)范的要求根據不同的輸送要求、不同的輸送產品，選擇

13、不同的最佳的工藝和運輸設備，以使最少、最合理的投資，獲得最佳的使用效果，使設備發(fā)揮最大的效率。1.4 斗式提升機的分類 斗式提升機作為一種常用的提升設備，在得到廣泛的應用的同時，根據不同行業(yè)的要求也有著非常清楚地分類。(一)按照其傳動結構分類：(1).TD系列斗式提升機 TD系列斗式提升機是一種國家標準的斗式提升機，該系列斗式提升機和D系列斗式提升機都是采用膠帶傳動來提升物料，兩者沒有本質的區(qū)別，D系列斗式提升機產品型號叫老且規(guī)格少。TD列類斗式提升機是在D系列斗式提升機的基礎上經過產品改良而來的。其規(guī)格TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、D80

14、0、D1000等型號，其中D160、D250、D315等型號為普遍采用的型號。(2).TH系列斗式提升機TH系列斗式提升機是一種常用的提升設備，該系列斗式提升機采用鍛造環(huán)鏈作為傳動部件，具有很強的機械強度，主要用于提升粉體和小顆粒及小塊狀物料，區(qū)別于TD系列斗式提升機，其提升量更大、運轉效率更高。其常用于較大比重物料的提升。(3).NE系列斗式提升機 NE系列斗式提升機是一種新型的斗式提升機，其采用板鏈傳動，區(qū)別于老型號TB系列板鏈斗式提升機，其命名方式采用提升量而非斗寬。如NE150是指提升量為150噸每小時而不是斗寬150。NE系列斗式提升機有著很高的提升效率，根據提升速度不同還分有NSE

15、型號和高速板鏈斗式提升機。(4).TB系列斗式提升機 TB系列斗式提升機是一種老型號的斗式提升機，其傳動部分采用板鏈傳動，現(xiàn)已經被相應的NE系列斗式提升機傳品代替。(5).TG系列斗式提升機 TG系列斗式提升機是一種加強型膠帶斗式提升機，其區(qū)別于TD系列斗式提升機，TG系列斗式提升機采用鋼絲膠帶作為傳動帶，其具有更強的傳動能力。該系列斗式提升機多被用于糧食的輸送上，又常稱為糧食專用斗式提升機。(6).其他型號斗式提升機常見的斗式提升機還有HL系列斗式提升機、GTD系列斗式提升機、GTH系列斗式提升機等，其均為上型號的不同叫法和演變形式。表1-1 TD、TH、TB型斗提機特征、型號表型式TD型T

16、H型TB型結構特征采用橡膠帶作牽引構件采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構件采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構件卸載特征采用離心式或混合式方式卸料采用重力式或混合式方式卸料采用重力式卸料適用輸送物料松散密度1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料松散密度1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料松散密度2t/m3的中、大塊狀的磨琢性物料適用溫度被輸送物料溫度不得超過60，如采用耐熱橡膠帶時溫度不超過200被輸送物料溫度不得超過250被輸送物料溫度不得超過250型號TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630TH315、TH400、TH

17、500、TH630、(TH800)(TH1000) TB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、 TB1000提升高度約在440mm范圍內約在4.540mm范圍內約在550mm范圍內輸送量4238m3/h15185m3/h20563m3/h(二)按牽引件分類： 斗式提升機的牽引構件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結構和制造比較簡單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大地的物料時，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，適用于提升量較大的提升機，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較大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60 C，鋼繩膠

18、帶允許物料溫度達80 C，耐熱膠帶允許物料溫度達120 C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料溫度可達250 C。斗式提升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型帶式斗式提升機采用離心式卸料或混合式卸料適用于堆積密度小于1.5t/m3的粉狀、粒狀物料。TH環(huán)鏈斗式提升機采用混合式或重力式卸料用淺斗。(三)按卸料方式分類：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。1.5 斗式提升機

19、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1-1）、挖取式裝載（見圖1-2）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，裝料口下部應有一定的高度，采用該方式裝載時一般料斗布置較密；料斗在牽引件上布置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合，斗速運行速度在2ms以下，介于兩者之間采用混合式裝載。 圖1-1 注入式裝載 圖1-2 挖取式裝載卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。(1)離心式卸料（見圖1-3）的運行速度較高，通常取為12m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅動輪的轉速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點是：在

20、一定的料斗速度下驅動輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以的料斗速度下驅動輪尺寸為最小；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以減小，并可提高卸料管高度，當卸料高度一定時，提升機的高度就可減??；缺點是：料斗的填充系數較小，對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。(2)重力式卸料（見圖1-4）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0.40.8m/s左右，需配用帶導向槽的料斗。其優(yōu)點是：料斗裝填良好，料斗尺寸與極距的大小無關。因此允許在較大的料斗運行速度之下應用大容積的料斗；主要缺點是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機機頭的高度。(3)物料在料

21、斗的內壁之間被拋卸出去，這種卸載方式稱為離心重力式卸載。常用于卸載流動性不良的粉狀物料及含水分物料。料斗的運動速度為0.60.8m/s范圍，常用鏈條做牽引構件。 圖1-3 離心式卸料 圖1-4 重力式卸料1.6 斗式提升機的工作原理及特點1.6.1 斗式提升機的工作原理斗式提升機是通過緊固在牽引件上的許多漏斗，并環(huán)繞在上部頭輪和下部尾輪之間，構成了閉合輪廓；驅動裝置與頭輪軸相連，是斗式提升機的動力部分，可以使頭輪軸轉動；張緊裝置一般和下部尾輪相連，使牽引件獲得必要的初張力，以維持牽引件正常運轉。物料從斗式提升機下部機殼的進料口進入物料，通過流入式或掏取式裝入料斗后，提升到頭部，在頭部沿出料口卸

22、出，實現(xiàn)垂直方向輸送物料的目的。斗式提升機的料斗、牽引構件及頭輪和尾輪等安裝在全封閉的機殼之內。1.6.2斗式提升機的特點1提升范圍廣。對物料的種類，特性及塊度要求少，不僅提升一般粉狀，粒狀和塊狀物料，而且可提升磨琢性狀的物料。物料溫度可達250 C。 2驅動功率小。采取流入式喂料，重力誘導式卸料，且采用密集型布置的大容量料斗輸送。鏈速低提升量大。幾乎無回料和挖料現(xiàn)象，因此無產功率小，所耗功率是鏈提升機的 70% 。3輸送能力大。提升量范圍 15-800m3/h 。4使用壽命長。本機的設計保證物料在喂料，提升和卸料中不會撒落，減少了機械磨損，物料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。輸送鏈采用高強度耐磨

23、鏈條，大大延長了鏈條和鏈斗的使用壽命。正常使用下，輸送鏈使用壽命超過 5年。 5密封性好，環(huán)境污染少。先進的設計原理，保證了整機的可靠性。 6操作，維護，維修方便，易損件少。 7機械尺寸小，機殼經折邊和中間壓凸，再經焊接，剛性好，外觀漂亮。1.7 斗式提升機的主要部件斗式提升機的主要部件有：驅動裝置、出料口、上部區(qū)段、牽引件、料斗、中部機殼、下部區(qū)段、張緊裝置、進料口、檢視門。1驅動裝置驅動裝置由電動機、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。2料斗料

24、斗通常分為淺斗、深斗和有導向槽的尖棱面斗。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。有導向側邊的夾角形料斗前面料斗的兩導向側邊即為后面料斗的卸載導槽，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對數螺線分布，設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，并且卸料時更完全。圖1-5 環(huán)鏈斗式提升機的構造 1環(huán)鏈；2料斗；3機殼頭部；4驅動裝置；5中間段；6檢視口（座板）；7下部機座； 8張緊裝置；3. 牽引構件牽引構件為

25、封閉的繞性構件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。橡膠帶：用螺釘和彈性墊片固接在帶子口，帶比斗寬3540mm。鏈條：單鏈條固接在料斗后壁上；雙鏈與料斗兩側相連。4. 張緊裝置：張緊裝置有螺桿式于重錘式兩種。帶斗式提升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。5. 機殼斗式提升機可采用整體機殼，也可上升分支和下降分支分別設置機殼。后者可防止兩分支上下運動時在機殼空氣擾動。在機殼上部設有收塵法蘭和窺視孔。在底部設有料位指示，以便物料堆積時自動報警。膠帶提升機還需設置防滑防偏監(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斗式提升機的原理：如圖1-5，固接著一系列料斗的牽引構件（環(huán)鏈、鏈輪）環(huán)繞在

26、提升機的頭輪與底輪之間構成閉合輪廓。驅動裝置與頭輪相連，使斗式提升機獲得動力并驅動運轉。張緊裝置與底輪相連，使牽引構件獲得必要的初張力，以保證正常運轉。物料從提升機的底部供入，通過一系列料斗向上提升至頭部，并在該處實現(xiàn)卸載，從而實現(xiàn)在豎直方向內運送物料。斗式提升機的料斗和牽引構件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的機殼之內。1.8 斗式提升機的改進斗式提升機作為一種應用極為廣泛的垂直輸送設備，已經廣泛應用于糧食、飼料及種子加工業(yè)。但是在使用中也出現(xiàn)了一些問題，為使其工作性能和可靠性增強，對其進行了改進。 1. 在斗式提升機頭部和底部應設有吸風管和通風口，以保證斗式提升機在卸料和進料過程中不

27、會形成負壓和粉塵外溢。一臺制作精良的輸送設備，它的密封必須可靠。但良好的密封在物料卸料和進料過程中就必然會產生壓力差，造成進料和卸料困難。通風口使斗式提升機內部壓力與外界壓力基本相等。適當的吸風避免粉塵從通風處溢出，避免浪費和清潔環(huán)境。 2. 在斗式提升機的機頭部裝有防逆轉裝置。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料斗，另一側是卸完物料的下行空料斗。動力中斷后，斗式提升機由于重力作用必發(fā)生逆轉。物料隨著料斗的反轉被卸到斗式提升機的底部，直至堆滿后卡住料斗。由于反轉是一個加速的運動，而后又被突然卡住，很容易扯掉料斗，使皮帶

28、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。防逆轉可采用棘輪機構。 3. 設置防滑主動輪。在斗式提升機的主動輪表面鉚接或粘接防滑、抗（耐）磨橡膠布，能有效提高主動輪與皮帶間的摩擦系數，防止皮帶打滑，提高提升效率。如果主動輪表而過于光滑，就需過分張緊皮帶，來保證提升機的正常工作，皮帶就會受到過大的張緊力而降低皮帶的使用壽命。 4. 加裝轉速監(jiān)控裝置。在斗式提升機的被動輪部分裝備速度傳感器，傳感器產生電壓或電流信號，通過儀表可設定最高和最低轉速。當斗式提升機的轉速超出了這個范圍，經過一段延時，如果轉速依然超出范圍就報警，并斷開空氣開關，有效地保護斗式提升機的正常工作。5.

29、采用質量優(yōu)良的皮帶。事實證明，選購質量上乘的皮帶，不但能提高生產效率，而且還可以大大降低斗式提升機的事故率。千萬不能圖一時經濟，而造成不應有的損失。 6. 斗式提升機的調整皮帶裝置在工作調整后。應對螺栓進行保護，做好防銹和防塵。斗式提升機底部設有多個檢視窗，這樣可以方便地進行斗式提升機的皮帶調整，而且可以更好的監(jiān)視斗式提升機的工作情況。 7. 設置擋料板。在斗式提升機上部卸料處裝設擋料板，可有效防止物料倒流而流回提升機底部。擋料板用橡膠等耐磨又有一定韌性的橡膠的材料制成。擋料板與料斗間的距離應為15mm左右。8. 注意料斗的間距不能過大也不能過小。要根據斗式提升機的實際工作能力和電動機功率合理

30、調整料斗間距的大小。第二章 設計方案的擬定2.1 使用要求表2-1輸送物料物料堆積密度物料溫度物料形狀輸送量提升高度工作時間石灰1t/m3250粉狀20t/h25m16h/天2.2 擬定方案方案一、驅動裝置采用電動機皮帶，皮帶皮帶式二級皮帶減速（見圖2-1），采用掏取式喂料，物料升到頂端在重力作用下自行卸料。該方案的特點：結構更簡單、省去了二級減速器，減輕機頭部分的重量，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，在料斗遇阻堵轉時時能夠有效地保護電動機不被燒毀。 圖2-1 圖2-2方案二、驅動裝置采用電動機、皮帶、減速器（見圖2-2），采用掏取式喂料，物料升到頂端在重力作用下自行卸料。該方案的特點：結構簡單、運行平

31、穩(wěn)，掏取式裝料，混合式或重力卸料，采用組合鏈輪，更換方便，鏈輪輪緣經特殊處理壽命長，下部采用重力自動張緊裝置，能保持恒定的張力，可避免打滑或脫鏈，同時在料斗遇阻時有一定的容讓性能夠有效地保護運動部件。經過兩個方案的比較，方案一的斗式提升機的結構雖然簡單，但電動機和中間皮帶輪的安裝不方便，需在機殼上打螺紋孔，其次單靠皮帶傳動容易打滑和磨損，需定期跟換皮帶，所以采用方案二的設計。選用環(huán)鏈式TH250型號斗式提升機方案：表2-2型號最大提升高度（m）輸送量（t/h）斗距（mm）電動機功率（kw）TH25025204504-11其他參數：= 0.75(為裝載系數) = 1.2 m/s(物料運輸速度)第

32、三章 提升機主要參數確定及主要結構計3.1 提升機功率的確定本次設計TH250型斗式提升機，主要參數有功率、提升能力、料斗寬度、料斗容積、料斗間距。關于提升機驅動功率的設計計算一直以來爭議不斷，資料上推薦的公式多數是延用上世紀80年代的公式，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。在查閱大量關于運輸機械設計方面的手冊和近年來關于斗式提升機驅動功率的各種論文和期刊后，綜合各種數據，現(xiàn)參照文獻1中第十四章斗式提升機中TH型提升機設計的功率計算部分內容，計算過程如下：TH型提升機驅動裝置為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得： (kW

33、) 式中 P0軸功率，kW；Q斗提機的輸送量，T/h；C斗提機上、下軸高度，m；G重力加速度m/s2； PS，PL附加功率，kW，見表3-1（文獻1表14-18）附加功率TH160TH200TH250TH315TH400TH500TH630TH800TH1000TH1250PS,kW2223344556PL,kW0.20.20.30.50.81.22.23.468.4表3-1 省換功率PS、PL由此次TH250斗式提升機的使用要求可知：Q=20t/h；提升高度H=25m；重力加速度g=10m/s2。查文獻1圖14-7和表14-17，得C=25.95m.將數據代入公式計算可得： = kW則電動機

34、的功率為： （kW）其中：Pd電動機的功率(Kw);P0傳動軸功率(Kw);總機械效率?？倷C械效率=12n .查閱文獻2聯(lián)軸器、帶傳動、齒輪傳動等章節(jié)，得：1：電動機與小帶輪聯(lián)軸器效率0.99 2：V帶傳動效率0.99 3：帶輪槽摩擦傳動效率0.9 4：高速級聯(lián)軸器效率0.99 (彈性柱銷聯(lián)軸器) 5：I軸軸承效率 0.99(深溝球軸承，一對，稀油潤滑) 6：高速級齒輪嚙合效率0.97 7：II軸軸承效率 0.99(深溝球軸承，一對，稀油潤滑) 8：低速級齒輪嚙合效率 0.97 9：III軸軸承效率0.99（深溝球軸承，一對，稀油潤滑) 10：低速級聯(lián)軸器效率0.99（齒式聯(lián)軸器) 11：鏈輪

35、效率0.9612：鏈輪軸承效率0.98(滾子軸承，一對，稀油潤滑)求得總機械效率=0.74.帶入電動機功率計算公式，得： kW 3.2 電動機和減速機的選型3.2.1電動機的選型根據使用要求和3.1節(jié)計算得到的電動機功率PD，查閱文獻1表14-19，選取電動機。選擇的電動機型號為Y132S-4。查閱文獻2第5卷表35.1-5，得該電動機的參數值見表3-2.表3-2額定功率（kW)轉速(r/min)堵轉額定轉矩(kN/m)最大額定轉矩(kN/m)質量(kg)5.514402.22.3683.2.2 減速機的選型根據使用要求和3.1節(jié)計算得到的電動機功率PD，查閱文獻1表14-19，選取減速機。選

36、擇的減速機型號為ZLY125-18. 查閱文獻3第2章標準減速機，得該減速機的參數見表3-3.表3-3等級低速級中心距（mm）公稱傳動比輸入軸直徑（mm）輸出軸直徑（mm）中心高（mm）備注2125182455140采用第III種裝配形式3.3 傳動帶的設計計算3.3.1已知條件由3.1和3.2兩節(jié)已知：電動機功率P=5.5 kW；小帶輪的轉速n1=1440r/min；傳動比i=2（推薦值i=2-5）；每天工作時間：16h.3.3.2設計內容1. 確定計算功率Pca查閱文獻4表8-7，查得工作情況系數KA=1.2，故 Pca=KAP=1.25.5kW=6.6kW2. 選擇V帶的帶型根據Pca、

37、n1，查閱文獻4圖8-11，選擇v型帶型號為：A型。3. 確定帶輪的基準直徑dd并驗算帶速v1）初選小帶輪的基準直徑dd1。查閱文獻4表8-6和表8-7，取小帶輪的基準直徑dd1=100mm.2）驗算帶速v。按文獻4中式（8-13）驗算帶的速度。v=dd1n1601000=1001440601000m/s=7.54m/s因為5m/sv（F0）min。8. 計算壓軸力Fp壓軸力的最小值為(Fp)min=2z(F0)minsin12 =25146sin1652 N =1447 N9. 帶輪結構設計（見圖紙）。3.4 驅動部分結構設計驅動裝置由電動機、減速機、逆止器或制動器及聯(lián)軸器組成，驅動主軸上裝

38、有滾筒或鏈輪。 圖3-1 驅動部分結構示意圖此次設計中，減速機選用第III種裝配方式，電動機與鏈輪安裝在減速機的同一側，通過皮帶傳動連接。工作過程：電動機通過聯(lián)軸器與小帶輪相連，經帶傳動傳至減速機，經減速機減速后傳出，聯(lián)軸器與鏈輪軸相連，傳至鏈輪軸，帶動鏈輪轉動，從而帶動鏈轉動，實現(xiàn)提升目的。所設計的驅動部分的結構見圖3-1，具體尺寸見圖紙。3.5 驅動軸設計及附件的選擇3.5.1 軸的材料及熱處理斗式提升機的驅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，調質處理。3.5.2 軸的結構設計1）初步計算軸的直徑參照文獻4中第十五章中軸的設計計算部分，根據軸的承載

39、情況，選擇扭轉強度計算方法來估算軸的直徑。按文獻4中式（15-2）計算。dmin=A03Pn式中 A0系數 P軸上功率，kW n軸的轉速，r/min選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表15-3，取A0=115。由第3.1節(jié)知，軸上的功率P=3.96kW。已知電動機的轉速為1440r/min，且由第3.3節(jié)知帶傳動的傳動比為2，由選用減速機的型號知減速機的傳動比為18，則求得軸的轉速n=1440218r/min=40r/min。代入數據求得： dmin=A03Pn=11533.9640mm=53.2mm 。因為軸端安裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強度，故將軸直徑增加4%-5%，故取軸的直徑為5

40、6mm。2）各軸段直徑的確定如圖3-2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d1=56mm。軸段和軸段上安裝軸承，查閱文獻5表7-2-70，現(xiàn)暫取軸承型號為2213，其內徑d2=65mm，外徑D=120mm，寬度B=31mm，故軸段的直徑d2=d8 =65mm。軸段和軸段的直徑為軸承的安裝尺寸，查閱相關文獻，取d3= d7=75mm。軸段和軸段上安裝驅動鏈輪，考慮到軸段與軸段中間的截面承受的彎矩最大，故在直徑上有所增加，現(xiàn)暫定d4= d6=80mm。軸段考慮滾筒便于安裝拆卸，直徑略比軸段和軸段的直徑小，取d5=90mm。 圖3-2 驅動軸的結構3）各軸段長度

41、的確定軸段與減速空心輸出軸套裝配，通過聯(lián)軸器鏈接，長度主要決定于減速機和頭部殼體之間的安裝尺寸以及聯(lián)軸器的相關要求，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安裝尺寸要求，現(xiàn)暫取L1=120mm。軸段與軸段上安裝軸承，其長度決定于軸承的安裝尺寸，故取L2=L8=110mm。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400mm，則可以暫取L3=L7=120mm。軸段、的長度要和驅動鏈輪一并設計，現(xiàn)暫定L4=L6=120mm，L5 =40mm，驅動軸總長為860m

42、m。4）軸上零件的固定考慮到軸段、處鍵傳遞較大的轉矩，且軸段與聯(lián)軸器配合，查閱文獻文獻5，此處配合選用k6；軸段、與驅動鏈輪配合，查閱文獻5，此處配合選用r6；軸段、與軸承內圈配合，查閱文獻5，此處配合選用r6。 5）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R1.6mm，為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為0.6mm。3.5.3 軸強度的校核計算1）軸的受力分析及彎扭矩如圖3-3所示： 圖3-3 軸的受力分析及彎扭矩圖2）計算支承反力由于軸在水平面上不受力，故： FR1H=FR2H在豎直面上Ft1+Ft2=G1+G2+F預式中：G1同一時刻提升機上行料斗中物料重量；

43、 F預環(huán)鏈預緊力（2000N）； G2牽引構件重量（平均每米長度牽引機構件重量，25kg/m）。此次設計要求的輸送量為大于等于20t/h，G1取1000N時滿足設計要求。故計算時取G1=1000N。牽引構件重量的計算：G1=2510252 N=12.5103 N帶入公式得：Ft1+Ft2=15.5103 N則FR1V=FR2V=Ft1+Ft22=15.52kN=7.75 kN所受彎矩為：M=FR1VL2=7.75103305.5Nmm=2.37106Nmm所受扭矩為：T=9550103Pn式中：P軸所傳遞的功率，由第3.1節(jié)知，P為3.96kW； n軸的轉速，由3.5.2知，n為40r/min

44、。帶入數據計算，得 T=9.45105Nmm.3）計算按彎扭組合強很顯然b-b截面為危險截面。由于彎曲應力b為對稱循環(huán)，扭轉切應力為靜應力，則ca=M2+(T)2W式中：ca軸的計算應力，MPa； M軸所受的彎矩，Nmm； T軸所受的扭矩，Nmm； W軸的抗彎截面系數，mm3； 折合系數，當扭轉切應力為靜應力時，去0.3。其中W=d332=90332mm3=7.15104 mm3查文獻5，45鋼調質處理后的彎曲應力-1=60MPa。帶入數據計算得ca=39.7MPa-1=60MPa，所以b-b截面安全，滿足強度要求。4）安全系數校核軸的材料為45鋼，調質處理。查文獻5表6-1-1， b=650

45、MPa，=360MPa，=270MPa，=155MPa。彎曲應力：a=MW=2.371067.15104=33.1MPa應力幅：a=33.1MPa平均應力： m=0MPa切應力： T=TWT=32Td3=329.451053.14903MPa=13.2MPaa=m=T2=13.22MPa=6.6MPa參考文獻4表6-1-25，安全系數校核：S=-1Ka+mS=-1Ka+m式中： K、K彎曲和扭轉時的有效應力集中系數，查文獻5表6-1-32； 表面質量系數，查文獻5表6-1-37； 、彎曲和扭轉時的尺寸影響系數，查文獻5表6-1-35：帶入查得的數據，得：S=2701.80.80.8933.1+

46、0=3.2S=1551.60.80.896.6+0.156.6=9.8S=SSS2+S2=3.29.83.22+9.82=3.04許用安全系數S=1.3-1.5，顯然SS，故b-b截面安全。以上計算表明，軸的彎扭組合強度和疲勞強度時足夠的。3.5.4 平鍵的選擇與校核1）平鍵的選擇參看圖3-2驅動軸的結構，減速機和驅動軸由聯(lián)軸器鏈接，驅動軸和聯(lián)軸器用平鍵連接，查閱文獻5表5-3-20，處選用平鍵GB/T1567-2003 鍵167110. 處和處選用平鍵GB/T1567-2003 鍵 208100.兩處鍵的相關參數分別為：表3-4鍵材料型號長L（mm）寬b(mm)高h(mm)45鋼A11016

47、7、45鋼A1002082）鍵的校核鍵的材料為45鋼，查閱文獻5表5-3-17，該處鍵受到輕微沖擊，許用擠壓應力p=110Mp。鍵連接工作面的強度校核如下：p=2TDklp式中：T軸傳遞的轉矩，Nmm； D軸的直徑，mm； k鍵與輪轂的接觸高度，mm，平鍵k=0.4h； l鍵的工作長度，mm，A型l=L-b。代入聯(lián)軸器鍵的數據計算得：p=29.45105562.894=94.1Mpap帶入鏈輪鍵的數據計算得：p=29.45105803.284=87.9Mpap兩處鍵均滿足強度要求，選用合適。3.5.5 軸承選型與壽命計算1）軸承選型考慮驅動軸在較大彎矩作用下會產生彎曲變形，且不易與減速機嚴格保

48、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，查閱文獻5表7-2-70，選用型號為2213。其基本參數見表3-5。表3-5 軸承2213基本參數基本尺寸/mm額定載荷/kNdDBCrC0r651203143.516.22）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：P=fpFR式中：fp載荷系數，中等沖擊取1.2-1.8。帶入數據計算得：P=1.57.75kN=11.63kN查閱文獻4公式13-5，其壽命為：Lh=10660nCP式中：軸承壽命系數，對于球軸承，=3.帶入數據計算得：Lh=106604043.511.633h=2.2104h

49、驅動軸軸承的工作壽命為22000小時。3.5.6 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的重要功能是連接聯(lián)軸并起到傳遞轉矩的作用，除此之外還具有補償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移功能，以及具有緩沖，吸振，安全保護等功能。在選擇聯(lián)軸器時，首先應確定其類型，其次確定其型號。 聯(lián)軸器的類型應根據其工作條件和要求來選擇。對于中小型減速器是輸入軸和輸出軸均可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，其加工制造容易，裝拆方便，成本低，并能緩沖減振，當兩軸均的對中精度良好時，可采用凸緣聯(lián)軸器，它具有傳遞扭矩大，剛性好等優(yōu)點。例如，在選用電動機與減速器高速軸之間連接用地聯(lián)軸器時，由于軸的轉速較高，為減少啟動載荷，緩和沖擊應選具有較小轉動慣量和具

50、有彈性的聯(lián)軸器，如彈性套柱銷聯(lián)軸器等，在選用減速器輸出軸與工作機之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器時，由于軸的轉速較低，傳遞轉矩較大，又因減速器與工作機在同一機座上，要求有較大的軸線偏移補償，因此常選用承載能力較高的可移式聯(lián)軸器，如鼓形齒式聯(lián)軸器。若工作機有震動沖擊，為了緩和沖擊，以免震動影響減速器內傳動件的正常工作，可選用彈性聯(lián)軸器，如彈性套柱銷聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器的型號按計算轉矩，軸的轉速和軸徑來選擇，要求所選聯(lián)軸器的許用轉矩大于計算轉矩，還應注意聯(lián)軸器轂孔直徑范圍是否與聯(lián)接兩軸的直徑大小相適應，否則應重選聯(lián)軸器的型號或改變軸徑。由于彈性柱銷聯(lián)軸器（如圖3-4所示）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，適用的工作溫度為-20C到+70C，所以根據提升機的工作特性，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器