斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)

第1章前言斗式提升機(jī)廣泛用于垂直輸送各種散狀物料，國(guó)內(nèi)斗提機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是50年代由前蘇聯(lián)引進(jìn)的,直到80年代幾乎沒有大的發(fā)展。自80年代以后,隨著國(guó)家改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,一些大型及重點(diǎn)工程項(xiàng)目從國(guó)外引進(jìn)了一定數(shù)量的斗提機(jī),從而促進(jìn)了國(guó)內(nèi)斗提機(jī)技術(shù)的發(fā)展。有關(guān)斗提機(jī)的部頒標(biāo)準(zhǔn)JB3926—85及按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的TD、TH及TB系列斗提機(jī)的相繼問世,使我國(guó)斗提機(jī)技術(shù)水平向前邁了一大步,但由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原材料、加工工藝和制造水平等方面的原因,使產(chǎn)品在實(shí)際使用中技術(shù)性能、傳遞扭矩、壽命、可靠性和噪聲等與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在相當(dāng)大的差距。斗式提升機(jī)按牽引形式主要分為膠帶式、圓環(huán)鏈?zhǔn)胶桶彐準(zhǔn)饺N,因經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)水平及使用習(xí)慣等原因,國(guó)內(nèi)用戶對(duì)圓環(huán)鏈?zhǔn)胶湍z帶式斗提機(jī)需求量較大,這兩種斗提機(jī)的技術(shù)發(fā)展受到較多的關(guān)注，而且有較為明顯的發(fā)展。TH型是一種圓環(huán)鏈斗式提升機(jī)，采用混合式或重力卸料，挖取式裝料。牽引件用優(yōu)質(zhì)合金鋼高度圓環(huán)鏈。中部機(jī)殼分單、雙通道兩種形式為機(jī)內(nèi)重錘箱恒力自動(dòng)張緊。鏈輪采用可換輪緣組合式結(jié)構(gòu)。使用壽命長(zhǎng)，輪緣更換工作簡(jiǎn)便。下部采用重力自動(dòng)張緊裝置，能保持恒定的張緊力，避免打滑或脫鏈，同時(shí)料斗遇到偶然因素引起的卡殼現(xiàn)象時(shí)有一定的容讓性，能夠有效地保護(hù)下部軸等部件。該斗式提升機(jī)適用于輸送堆積密度小于1.5t/m3易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的底磨琢性物料。如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、糧食等。TH型斗式提升機(jī)用于各種散狀物料的垂直輸送。適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料，物料溫度在250°C以下。第2章提升機(jī)設(shè)計(jì)本課題介紹及設(shè)計(jì)理論概述此次設(shè)計(jì)的任務(wù)是研究TH250斗式提升機(jī)的工作原理、性能和特點(diǎn)，采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法，研究影響斗式提升機(jī)效率的影響因素，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提出結(jié)構(gòu)的方案并實(shí)施設(shè)計(jì)。同時(shí)，進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算、總體方案設(shè)計(jì)，總體裝配以及傳動(dòng)、機(jī)體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計(jì)及繪圖。主要設(shè)計(jì)方案如下：1）對(duì)斗式提升機(jī)的工作原理進(jìn)行深入研究，根據(jù)TH250斗式提升機(jī)的工作能力和使用要求，設(shè)計(jì)出總體方案。2）設(shè)計(jì)出合理的提升機(jī)結(jié)構(gòu)和零件的強(qiáng)度，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性。3）設(shè)計(jì)出合理的驅(qū)動(dòng)裝置，保證運(yùn)行的高效性。該項(xiàng)目來源于江蘇海建集團(tuán)，TH斗式提升機(jī)具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，操作維修簡(jiǎn)便，壽命長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。斗式提升機(jī)適用于輸送粉狀，粒狀和小塊狀的低磨琢性物性，物料堆積密度小于1.5t/m，物料溫度不超過250°C,廣泛應(yīng)用于水泥提升機(jī)械。斗式提升機(jī)的工作原理斗式提升機(jī)分類1）按牽引件分類：斗式提升機(jī)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(jiǎn)單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時(shí)，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(jī)，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)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，鋼繩膠帶允許物料溫度達(dá)80°C，耐熱膠帶允許物料溫度達(dá)120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達(dá)250°C。斗提機(jī)最廣泛使用的是帶式（TD），環(huán)鏈?zhǔn)剑═H）兩種型式。用于輸送散裝水泥時(shí)大多采用深型料斗。如TD型帶式斗提機(jī)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)鏈斗提機(jī)采用混合式或重力式卸料用于輸送堆和密度小于1.5t/m3的粉狀、粒狀物料。2）按卸載方式分類：

斗式提升機(jī)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(jī)的裝載和卸載斗式提升機(jī)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2-2）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(yīng)有一定的高度，采用該方式裝載時(shí)一般料斗布置較密；料斗在牽引件上布置較稀時(shí)多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動(dòng)性良好物料的場(chǎng)合，斗速運(yùn)行速度在2m／s以下，介于兩者之間采用混合式裝載。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(yùn)行速度較高，通常取為1—2m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點(diǎn)是：在一定的料斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；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(dāng)卸料高度一定時(shí)，提升機(jī)的高度就可減?。蝗秉c(diǎn)是：料斗的填充系數(shù)較小，對(duì)所提升的物料有一定的要求，只適用于流動(dòng)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(yùn)行速度為0.4—0.8m/s左右，需配用帶導(dǎo)向槽的料斗。其優(yōu)點(diǎn)是：料斗裝填良好，料斗尺寸與極距的大小無關(guān)。因此允許在較大的料斗運(yùn)行速度之下應(yīng)用大容積的料斗；主要缺點(diǎn)是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機(jī)機(jī)頭的高度。取式裝載取式裝載式2卸載。常用于圖2-2注入式裝載 圖2-1物料在料斗的圖內(nèi)壁1之間被拋卸出去，這種卸載方式稱為離心—重卸載流動(dòng)性不良的粉狀物料及含水分物料。料斗的運(yùn)動(dòng)速度為0.6—0.8m/s范圍，常用

鏈條做牽引構(gòu)件。常用斗提機(jī)選用及相關(guān)計(jì)算（一）目前國(guó)內(nèi)常用的斗提機(jī)均為垂直式，較新型符合標(biāo)準(zhǔn)TB3926-85的有TD型、TH型，它們的主要特征、用途及型號(hào)見表1。型式 TD型結(jié)構(gòu)特征采用橡膠帶作牽引構(gòu)件卸載特征適用輸送物

料適用溫度采用離心式或混合式方式卸料松散密度PV1.5t/m3型式 TD型結(jié)構(gòu)特征采用橡膠帶作牽引構(gòu)件卸載特征適用輸送物

料適用溫度采用離心式或混合式方式卸料松散密度PV1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料被輸送物料溫度不得超過60°C,如米用耐熱橡膠帶時(shí)溫度不超過200CTH型采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構(gòu)件采用重力式或混合式方式卸料松散密度PV1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無磨琢性、半磨琢性物料被輸送物料溫度不得超過250CTB型采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)件米用重力式卸料松散密度pV2t/m3的中、大塊狀的磨琢性物料被輸送物料溫度不得超過250C型號(hào)提升高度輸送量TD100、型號(hào)提升高度輸送量TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630約在4?40mm范圍內(nèi)4?238m3/hTH315、TH400、TH500、TH630、

(TH800)(TH1000)①

約在4.5?40mm范圍

內(nèi)35?185m3/hTB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、 TB1000約在5?50mm范圍內(nèi)20?563m3/h二）TD型斗提機(jī)結(jié)構(gòu)型式（1）傳動(dòng)裝置TD型斗提機(jī)的傳動(dòng)裝置有兩種形式。分別配有YZ型減速器或ZQ（YY）型減速器。YZ型軸裝減速器直接套裝在主軸軸頭上，省去了傳動(dòng)平臺(tái)、聯(lián)軸器等，使結(jié)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(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并隨主軸浮動(dòng)，可消除安裝應(yīng)力。（2）TD型斗提機(jī)備有四種料斗Q型（淺斗）、H型（弧底斗）、Zd型（中深斗）、Sd型（深斗）。（三）常用斗提機(jī)功率計(jì)算1、軸功率的近似計(jì)算：P=絲（1.15kkv） （2-1）036712式中：P-軸功率（千瓦）；0Q-斗提機(jī)的輸送量（噸/小時(shí)）；H-提升高度（米）；v-提升速度（米/秒）；K、K-系數(shù)。具體見表表2-112牽引構(gòu)件型式輸送能力Q（噸/小時(shí)）卅一帶式單鏈?zhǔn)诫p鏈?zhǔn)搅隙沸褪缴疃泛蜏\斗三角斗深斗和淺斗三角斗深斗和淺斗三角斗系數(shù)K<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)K32.52.001.51.251.51.25系數(shù)K21.61.101.30.801.30.802、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：PP=-k' （2-2）nn12式中：N—電動(dòng)機(jī)功率（千瓦）；N—軸功率（千瓦）；0n—減速機(jī)傳動(dòng)效率，對(duì)zq型減速機(jī)n=0.94；n—三角皮帶或開式齒輪傳動(dòng)效112率，對(duì)三角皮帶n2=°.96，對(duì)開式齒輪n2=0.93；K'—功率備用系數(shù)。與高度H有關(guān)，當(dāng):H<10米時(shí)，K'=1.45；10<H<20米時(shí)，K'=1.25；H>20米時(shí)，K'=1.15。斗式提升機(jī)的主要部件斗式提升機(jī)的主要部件有：驅(qū)動(dòng)裝置、料斗、牽引構(gòu)件、底座和中間罩殼等。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機(jī)采用液力偶合器，小提升高度時(shí)采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機(jī)可省去聯(lián)軸器，簡(jiǎn)化安裝工作，維修時(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。散裝水泥由于流動(dòng)性好且干燥，用深斗較合適，卸載時(shí)，物料在料斗中的表面按對(duì)數(shù)螺線分布，設(shè)計(jì)離心卸料的料斗時(shí)往往在料斗底部打若干個(gè)氣孔，使物料裝載時(shí)有較高的填充量，并且卸料時(shí)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。2.2.5斗式提升機(jī)的工作原理張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。帶式斗提機(jī)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(jī)可采用整體機(jī)殼，也可上升分支和下降分支分別設(shè)置機(jī)殼。后者可防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)殼空氣擾動(dòng)。在機(jī)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(shí)自動(dòng)報(bào)警。膠帶提升機(jī)還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測(cè)器等電子儀器，以保證斗提機(jī)的正常運(yùn)行。2.2.5斗式提升機(jī)的工作原理斗式提升機(jī)的原理：如圖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(jī)的頭輪與底輪之間構(gòu)成閉合輪廓。驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪相連，使斗式提升機(jī)獲得動(dòng)力并驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。張緊裝置與底輪相連，使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從提升機(jī)的底部供入，通過一系列料斗向上提升至頭部，并在該處實(shí)現(xiàn)卸載，從而實(shí)現(xiàn)在豎直方向內(nèi)運(yùn)送物料。斗式提升機(jī)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)。O1O1圖2-3提升機(jī)示意圖綜合此次設(shè)計(jì)的提升高度與臺(tái)時(shí)產(chǎn)量等要求，本提升機(jī)選用混合或重力方式卸料，掏取式裝料，選用zh型（中深斗）料斗，牽引件為低合金高強(qiáng)度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗螅哂泻芨叩目估瓘?qiáng)度和耐磨性，使用壽命長(zhǎng)，采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)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(fèi)；下部采用了重錘杠桿式張緊裝置，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了打滑或脫鏈。第3章參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升功率的確定關(guān)于提升機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的設(shè)計(jì)計(jì)算一直以來爭(zhēng)議不斷，資料上推薦的公式多數(shù)是延用上世紀(jì)80年代的公式，計(jì)算復(fù)雜，而且所選參數(shù)稍有變化時(shí)結(jié)果的出入?yún)s較大，與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。在查閱大量關(guān)于運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)方面的手冊(cè)和近年來關(guān)于斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的各種論文和期刊后，綜合各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)參照文獻(xiàn)［1］中第十四章斗式提升機(jī)中TH型提升機(jī)設(shè)計(jì)的功率計(jì)算部分內(nèi)容，計(jì)算過程如下：TH型斗提機(jī)功率計(jì)算TH型提升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為YY型（即ZLY或ZSY型減速器和Y型電動(dòng)機(jī)配用）。傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)功率由下式求得：P=QHg+P+P （3-1）03600SL式中P-軸功率（KW）；0Q-斗提機(jī)的輸送量（t/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s2）；P，P—附加功率，KW,見表3-1SL表3-1加速度在此處可取10m/s2。將數(shù)據(jù)代入（3-1）計(jì)算可得：QHg+Ps+Pl=25x35x10+2+0.3二5.2Kw （3-2）03600SL3600電機(jī)功率P=P （3-3）n式中P-電動(dòng)機(jī)功率（KW）；P0-軸功率(KW)；n-總效率，大約為0.7。所以通過計(jì)算可得：P=7.5Kw電動(dòng)機(jī)選擇按已知工作要求和條件選用要求電機(jī)功率P=7.5kW,轉(zhuǎn)速n=1500r/min左右，參照文獻(xiàn)［2］中電動(dòng)機(jī)的類型及其應(yīng)用特點(diǎn)，選用Y132M-4型電動(dòng)機(jī)。輸出軸直徑①75,中心高280mm，工作轉(zhuǎn)速1440r/min。減速機(jī)選擇根據(jù)文獻(xiàn)［1］中的YY型驅(qū)動(dòng)裝置的選型原則及規(guī)范可知,TH250提升機(jī)功率為7.5Kw時(shí)，應(yīng)選用Y7Y140驅(qū)動(dòng)裝置，在已選擇Y132M-4電動(dòng)機(jī)后，應(yīng)選擇型號(hào)為ZLY140-18-I(S)/II(N)的減速器。輸入軸直徑為28mm，輸出軸直徑為65mm，中心高為160mm。驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇軸的材料及熱處理斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機(jī)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(jì)初步計(jì)算軸的直徑參照文獻(xiàn)［3］中關(guān)于軸的設(shè)計(jì)部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算法來計(jì)算軸的直徑。d A亍P/n (3-4)min式中A 系數(shù)，此處取120，P——電動(dòng)機(jī)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

d 二120x3；7.5/46.8二65.2mm (3—5)min因?yàn)檩S端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故將軸徑增加4%~5%，取軸的直徑為70mm。各軸段直徑的確定如圖3-1所示，軸段①與減速機(jī)空心輸出軸套裝配，并且在接近軸段②處裝有毛氈彌封圈，故直徑dl=70mm。軸段②和軸段⑧上安裝軸承，現(xiàn)暫取軸承型號(hào)為2217，其內(nèi)徑d=85mm，外徑D=150mm，寬度B=36mm，故軸段②的直徑d2=d8=85mm。軸段③和軸段⑦的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關(guān)手冊(cè)，取d3=d7=95mm。軸段④和軸段⑥上安裝驅(qū)動(dòng)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)暫定d4=d6=100mm。軸段⑤考慮滾筒便于安裝拆卸，直徑略比軸段④和軸段⑥的直徑小,取d5=110mm。r 取d5=110mm。r a③'④"圖3-1驅(qū)動(dòng)軸示意圖各軸段長(zhǎng)度的確定軸段①與減速機(jī)空心輸出軸套裝配，其長(zhǎng)度主要決定于減速機(jī)和頭部殼體之間的安裝尺寸，同時(shí)還要保證與減速機(jī)相配合的部分有足夠的長(zhǎng)度，從手冊(cè)中查知減速機(jī)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(zhǎng)度決定于軸承的安裝尺寸，故取l2=l8=110mm。軸段③和軸段⑦的長(zhǎng)度主要根據(jù)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(jù)的位置，暫取兩軸承軸向上的中心距離為590mm，則可以暫取l3=l7=155mm。軸段④、⑤、⑥的長(zhǎng)度要和驅(qū)動(dòng)鏈輪一并設(shè)計(jì)，現(xiàn)暫定l4=l6=120mm，15=40，驅(qū)動(dòng)軸總長(zhǎng)為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(dòng)鏈輪的配合選用r6；軸段②、⑧與軸承內(nèi)圈的配合選用r6。與減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)鏈輪的聯(lián)結(jié)均采用A型普通平鍵，分別為鍵20X125GB1096-1996及鍵28X110GB1096-1996。軸上倒角及圓角軸端倒角2X45°，安裝鏈輪的軸段倒角為2.5X45°，倒圓角為R1.6mm，為方便加工，其它軸肩圓角半徑均取為0.6mm。軸的強(qiáng)度校核計(jì)算1）軸的受力分析及彎扭矩圖3-2所示圖3-2軸的受力分析及彎扭矩圖2）計(jì)算支承反力由于軸在水平面上不受力，故FRIH=FR2H=0 （3-6）在豎直面上F+F二G+G+F二2050+25x10x36x2+2000二22.05x103N （3-7）t1 t2 12預(yù)式中：G]——同一時(shí)刻提升機(jī)上行料斗中物料重量；F——環(huán)鏈預(yù)緊力（平均每米長(zhǎng)度牽引構(gòu)件重量，25kg/m）；預(yù)G 牽引構(gòu)件重量（2000N）。2F+F2205TOC\o"1-5"\h\zF=F =—ti = kN=11.025kN （3-8）R1V R2V 22\o"CurrentDocument"M二F-L二11.025x103x350N-mm二3858750N-mm （3-9）R1V 27.5T二9549x103x -mm二1530288N-mm （3-10）46.83） 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算如下：

很顯然b-b截面為危險(xiǎn)截面。由于彎曲應(yīng)力b為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T為靜應(yīng)力，則bb] 180a=「_i了二二0.667

bJ 270+1b3-11)Jm2+(很顯然b-b截面為危險(xiǎn)截面。由于彎曲應(yīng)力b為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T為靜應(yīng)力，則bb] 180a=「_i了二二0.667

bJ 270+1b3-11)Jm2+(aT)2 .,■'38587502+(0.7x1530288)2b= =eW 0.1x(0.94x100)3二48.2MPa<[b]二180MPa-i3-12)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：=b=M=3858750x32=39.3MPabW 3.14x1003應(yīng)力幅：b二b=39.3MPaab平均應(yīng)力：b二0Mpam切應(yīng)力：1530288x16MPa=7.8MPa3.14x1003安全系數(shù)：T=TamT7.8=-t= MPa=3.9MPa22Kbb+屮bPea bb27018=2.54x39.3+0.25x00.8x0.83155Ki+屮Tp8a TmT=16.58x3.9+0.15x3.90.8x0.891.6S=亠VS2+S2*b T許用安全系數(shù)kL1.3-1.5,顯然S>2?54x咲8 =2.51<2.542+16.582故b—b剖面安全。3-13)3-14)3-15)3-16)3-17)3-18)以上計(jì)算表明，軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度是足夠的。3.4.4軸承選用1)軸承選型考慮驅(qū)動(dòng)軸在的較大彎矩作用下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，且不易與減速機(jī)嚴(yán)格保證同心故選用承載能力大并有自動(dòng)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。

2)工作情況分析及壽命計(jì)算提升機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dāng)量動(dòng)載荷為：P二fF二1.5x11.025kN二16.54kN (3-19)pR式中：f——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2?1.8。p16667C16667 58.2其壽命為： L二 (―)￡=x( )10/3二23330h (3-20)hnP46.8 16.54式中：￡——軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承￡=10/3。故驅(qū)動(dòng)軸軸承的工作壽命為24362小時(shí)。表3-2軸承2217基本參數(shù)基本尺寸/mm 額定載荷/kNdDBCrCor851503658.223.53.4.5驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的設(shè)計(jì)校核由驅(qū)動(dòng)連輪軸的雀徑d為100mm文獻(xiàn)[2]由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬3=28mm高度h=16mm的普通平鍵鍵的材料應(yīng)選45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊由表9-3可知9c]=11CMP,[t]=90MP鍵連接工作的強(qiáng)度校核如下:dkldbl1530288二23.3MPa<9c]3-21)100dkldbl1530288二23.3MPa<9c]3-21)100x--x(110-28)1530288100x28x(110-28)=6.7MPa<[t]3-22)式中：T—傳遞的轉(zhuǎn)矩(N■mm)d—軸的直徑(mm)l—鍵的工作長(zhǎng)度，A型(mm)，l二L-b(mm),b為鍵的寬度。聯(lián)軸器的選擇由于彈性柱銷聯(lián)軸器(如圖3-3所示)具有一般補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移和減振能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換彈性元件簡(jiǎn)便，允許有軸向竄動(dòng)，適用的工作溫度為_20°C到+70°C，所

以根據(jù)提升機(jī)的工作特性，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器作為減速器和提升機(jī)上部主軸之間的連接設(shè)備。由文獻(xiàn)[2]可知應(yīng)選取的聯(lián)軸器型號(hào)為：YC70乂142LX5聯(lián)軸器 42GB/T5041—2003YYC65xlO7由表11-9可知所選用連軸器的公稱扭矩Tn=3153N?mm,許用轉(zhuǎn)速為3450r/min,而本次設(shè)計(jì)所需的扭矩T=1530N?mm，轉(zhuǎn)速為48r/min,故所選的聯(lián)軸器LX5完全滿足要求。下面對(duì)聯(lián)軸器與軸連接處的鍵進(jìn)行設(shè)計(jì)和強(qiáng)度較核。由軸的直徑d為70mm，查文獻(xiàn)[2],由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬度b=20mm，高度h=120mm的普通平鍵，鍵的材料應(yīng)選45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由表9-3可知[oc]=110MP,[t]=90MP,鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下：dkldkl153028870xI?x(125—20)dkldkl153028870xI?x(125—20)二34.7MPa<[oc]153028870x20x(125—20)=10.4MPa<[t]3-23)3-24)式中：T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N?mm）d—軸的直徑（mm）l一鍵的工作長(zhǎng)度，A型（mm）,l二L-b（mm）A—鍵與輪轂的接觸高度，平鍵K=h/2其中b為鍵的寬度。圖3-3LX圖3-3LX型聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3—43.7提升機(jī)主要參數(shù)選型等，提升通過前幾節(jié)的功率計(jì)算、設(shè)備的主要參數(shù)在可以計(jì)算如下:圖3—43.7提升機(jī)主要參數(shù)選型等，提升通過前幾節(jié)的功率計(jì)算、設(shè)備的主要參數(shù)在可以計(jì)算如下:TH型斗式提升機(jī)是利用鏈輪與圓環(huán)鏈間的摩擦力進(jìn)行動(dòng)力傳遞的。特別當(dāng)鏈輪與鏈條摩擦副不能相互匹配，即鏈輪與鏈條產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，鏈輪磨損加劇，因此，鏈輪是一個(gè)易損件。對(duì)于鏈輪應(yīng)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(shí)考慮到鏈條價(jià)昂，應(yīng)使鏈輪的硬度略低于鏈條的硬度。TH250的軸上的扭距通過鍵槽傳遞給兩個(gè)鏈輪，鏈輪由輪緣和輪體兩部分組成，結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。輪體由HT200鑄造而成，輪緣由QT60-2鑄造而成，要求鑄件不得有氣孔、縮孔及裂紋等，以保正鏈輪工作正常工作所需要的強(qiáng)度。此次設(shè)計(jì)采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)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(fèi)。驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置1）提升速度:60n

?—1

60i1440:14<1.72m/60n

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60i1440:14<1.72m/s3-25)式中：n1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?r/min；驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速,r/min；d 驅(qū)動(dòng)滾筒直徑，mm；i——減速機(jī)速比；I——減速器帶輪與電動(dòng)機(jī)的帶輪直徑比。2)料斗間距：在本章第一節(jié)中已得出同一時(shí)刻內(nèi)上行料斗中物料總量為0.2051,考慮到物料裝填時(shí)有一定的松散性，故取生料裝填后的密度p=It/m3,由于斗速較快時(shí)裝填率較低，故取裝填率①=0.75，已知TH250型深斗容積為3L,則同一時(shí)刻所需上行料斗的數(shù)量為:0.205tl.lt/m3x0.205tl.lt/m3x1000L/m30.8x3L二78個(gè)3-26)則料斗間距為：3-27)35m3-27)a二 =0.449m78取整數(shù)，則料斗間距為450mm。3.8頭部罩殼的選材及連接EE如圖3-5所示，電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)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(dòng)機(jī)、減速機(jī)支座聯(lián)結(jié)的側(cè)板采用10mm的筋板，法蘭及支撐采用63X63X6的熱軋等邊角鋼。同樣的道理，側(cè)板與罩殼的焊接要求也較高，故采用K形坡口，且焊接時(shí)要防止出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象。3.9中部區(qū)段的設(shè)計(jì)選材由于本設(shè)計(jì)中的提升機(jī)提升高度達(dá)35m，為防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)殼產(chǎn)生空氣擾動(dòng)，故上行部分和下行部分的罩殼均采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu)。連接法蘭同樣采用63X63X6的等邊角鋼，殼體采用3mm厚的鋼板，并在罩殼上設(shè)有檢修門，主要是用來觀察、檢查提升機(jī)內(nèi)部的工作情況，在出現(xiàn)故障時(shí)可以方便檢修，具體結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。根據(jù)斗式提升機(jī)的輸送量及提升高度要求，參照國(guó)家關(guān)于機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中垂直斗式提升機(jī)Zh型（中深斗）料斗參數(shù)尺寸，設(shè)計(jì)的畚斗的形狀如圖3-7所示，料斗容量為3L,輸送的物料最大塊度為25mm,對(duì)比同類型的斗式提升機(jī)的環(huán)鏈選擇的相關(guān)參數(shù)可知,與料斗配套使用的鍛造圓環(huán)鏈條是直徑①18mm，節(jié)距為64mm，單條破斷強(qiáng)度2320KN,牽引件為低合金高強(qiáng)度園環(huán)鏈,經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?具有很高的抗拉強(qiáng)度和耐磨性,使用壽命長(zhǎng)，符合TM36-8《礦用高強(qiáng)度園環(huán)鏈》標(biāo)準(zhǔn)。圖3-7料斗與環(huán)鏈第4章結(jié)論在老師的關(guān)心和指導(dǎo)下，經(jīng)過三個(gè)月的設(shè)計(jì)，TH250斗式提升機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)，總體裝配以及傳動(dòng)、機(jī)體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計(jì)及繪圖的設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成。提升機(jī)的主要參數(shù)如下：功率：7.5kW；提升高度：35m；提升能力：25（t/h）；料斗寬度：250mm；料斗盛水容積：3L；料斗間距：450mm；本次設(shè)計(jì)的TH250圓環(huán)鏈斗式提升機(jī)，提升高度為35米，提升能力35噸/小時(shí)，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。適用于輸送堆積密度小于1.5t/m3，易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的低磨琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂、化肥、糧食等。參考文獻(xiàn)［李云等］《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》北京機(jī)械工業(yè)出版社2007［王仁德，張耀滿，趙春雨］.《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》［M］.東北大學(xué)出版社,2002.［鞏云鵬，田萬祿，張祖立等］.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》［M］.東北大學(xué)出版社,2000.［楊黎明］《機(jī)械零件簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》［M］.兵器工業(yè)出版社,1992.［范云霄］《臺(tái)式鉆床的改造》［J］.機(jī)械制造,1994,1:35.［陳明等］《機(jī)械制造工藝學(xué)》北京機(jī)械工業(yè)出版社2005.8［楊黎明］《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京國(guó)防工業(yè)出版社1996［成大先］《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5版）》北京化學(xué)工業(yè)出版社2007.11［趙家齊］《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第2版）》北京機(jī)械工業(yè)出版社2000.10［周開勤］《機(jī)械零件手冊(cè)（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(jī)械工業(yè)出版社，2004.212［馮旻劉艷杰高郁］主編.機(jī)械工程材料及熱加工.-2版。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20