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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
斗式提升機(jī)是提升、搬運(yùn)和輸送物料及產(chǎn)品的設(shè)備。因?yàn)槠浒惭b拆卸方便、結(jié)構(gòu)牢固、安全可靠而廣泛應(yīng)用于采礦、冶煉、碼頭、建筑等行業(yè)中，作提升運(yùn)輸物料及產(chǎn)品之用。設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)，按照優(yōu)質(zhì)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)原則， 努力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、便于安裝和維護(hù)的高質(zhì)量產(chǎn)品。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，壽命長(zhǎng)顯著優(yōu)點(diǎn)，其主要性能及參數(shù)符合JB3926----85《垂直斗式提升機(jī)》。
關(guān)鍵詞：斗式提升機(jī) 物料 輸送量 運(yùn)行 壽命
Abstract
Is to enhance the Bucket elevator, handling and transportation equipment, materials and products. Because of its easy installation and removal, the structure solid, safe, reliable and widely used in mining, smelting, docks, and construction industries, to enhance the transport of materials and products for use. Design from reality, according to high quality, safe, reliable, economical design principles to design a rational structure, easy to install and maintain the high quality products. Bucket elevator with large, high lift height, smooth and reliable operation, long life and significant advantages, its main properties and parameters in line JB3926 ---- 85 "vertical bucket elevator”.
Key words: Bucket elevator Materials Throughput Stir Life
目 錄
前言…………………………………………………………………6
1 斗式提升機(jī)的方案設(shè)計(jì)及基本原理 ………………………9
1.1 方案設(shè)計(jì)…………………………………………………9
1.2 斗式提升機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)…………………………………9
1.3 基本原理…………………………………………………10
1.4 輸送量計(jì)算………………………………………………14
2 斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………17
2.1斗式提升機(jī)類(lèi)型的選用…………………………………17
2.1.1 斗式提升機(jī)方案設(shè)計(jì)參數(shù)及使用要求……… 17
2.2 傳動(dòng)裝置的功率計(jì)算………………………………… 18
2.2.1 提升機(jī)軸的功率計(jì)算……………………………20
2.2.2提升機(jī)功率的計(jì)算…………………………… 20
2.3電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………… 21
2.4 減速器的選擇………………………………………… 22
3 驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及附件的選擇……………………………………23
3.1 軸的材料及熱處理………………………………………23
3.2 軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………23
3.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算…………………………………… 25
3.4 軸承的選用……………………………………………28
3.5 驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的設(shè)計(jì)校核………………………………29
3.6 聯(lián)軸器的選擇…………………………………………29
3.7 驅(qū)動(dòng)鏈軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………31
3.8 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計(jì)……………………………………32
4 其他裝置及零部件的設(shè)計(jì)………………………………………34
4.1頭部罩殼的選材及連接…………………………………34
4.2中部區(qū)段的設(shè)計(jì)選材……………………………………35
4.3通風(fēng)口……………………………………………………36
4.4防逆轉(zhuǎn)裝置………………………………………………37
4.5設(shè)置防滑主動(dòng)輪…………………………………………38
4.6提升帶的速度……………………………………………39
4.7進(jìn)料流速…………………………………………………39
4.8轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置……………………………………………40
4.9擋料板……………………………………………………40
4.10料斗的間距…………………………………………… 40
4.11牽引件………………………………………………… 40
4.12驅(qū)動(dòng)裝置……………………………………………… 41
4.13張緊裝置………………………………………………43
5 斗式提升機(jī)的問(wèn)題探討及安全操作與維護(hù)保養(yǎng)……………44
5.1 斗提機(jī)工作過(guò)程中的問(wèn)題………………………………44
5.2 斗提機(jī)設(shè)計(jì)中的防爆措施………………………………44
5.3 安全操作規(guī)程……………………………………………46
5.4 維護(hù)保養(yǎng)…………………………………………………47
5.5 減少事故的發(fā)生………………………………………48
總結(jié)…………………………………………………………………49
致 謝………………………………………………………………51
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………52
外文資料與中文翻譯………………………………………………55
前 言
斗式提升機(jī)是一種被普通采用的垂直輸送設(shè)備, 用于運(yùn)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(yīng)用于建材、電力、冶金、機(jī)械、化工、輕工、有色金屬、糧食等各工業(yè)部門(mén)。
國(guó)內(nèi)斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是50年代由蘇聯(lián)引進(jìn)的，直到80年代幾乎沒(méi)有太大的發(fā)展。在此期間，雖各行各業(yè)就使用中存在的一些問(wèn)題也作過(guò)一些改進(jìn)。從80年代以后，隨著國(guó)家改革開(kāi)發(fā)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，一些大型企業(yè)及重點(diǎn)工程項(xiàng)目引進(jìn)了一定數(shù)量的斗式提升機(jī)，從而促進(jìn)的國(guó)內(nèi)提升機(jī)的發(fā)展。直到近來(lái)，斗式提升機(jī)的大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。不少?lài)?guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。
斗式提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，能在垂直方向或傾角較小范圍內(nèi)運(yùn)輸物料而橫斷面尺寸小，占地面積小，能在全封閉罩殼內(nèi)運(yùn)行工作，不揚(yáng)灰塵，避免污染環(huán)境，必要時(shí)還可以把斗式提升機(jī)底部插入料堆中自行取料。
斗式提升機(jī)也有一些缺點(diǎn)，過(guò)載的敏感性大，必須均勻給料，料斗和牽引構(gòu)件較易破壞。機(jī)內(nèi)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。
斗式提升機(jī)可以提升的高度位5～30米，一般常用范圍為12～20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(jī)，當(dāng)垂直斗式提升機(jī)不能滿(mǎn)足工藝要求時(shí)，才采用傾斜式斗式提升機(jī)。由于傾斜式斗式提升機(jī)的牽引構(gòu)件在垂度過(guò)大時(shí)需增設(shè)支承牽引構(gòu)件的裝置，而使結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜。因此，一般很少采用傾斜式斗式提升機(jī)。
正確選用料斗的尺寸和形狀、運(yùn)動(dòng)速度、滾筒與鏈輪尺寸以及適合于物料物理性質(zhì)和提升機(jī)工作條件的機(jī)首和底座尺寸是斗式提升機(jī)能否正常工作的條件。在設(shè)計(jì)提升機(jī)前，必須分析它的工作條件，特別是對(duì)于調(diào)整提升機(jī)，應(yīng)研究物料在料斗內(nèi)的運(yùn)動(dòng)及從物料中拋出的情況。
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(hù)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℃以下。
我國(guó)通用斗式提升機(jī)在使用中仍存在一些問(wèn)題，例如，對(duì)于頻繁更換物料品種的斗式提升機(jī)，如何快速清理機(jī)座存料和機(jī)內(nèi)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(qiáng)度，等等。
我國(guó)斗式提升機(jī)的技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平的差距還相當(dāng)明顯，例如在材料選擇、制造工藝等方面尚達(dá)不到國(guó)外先進(jìn)水平的技術(shù)要求；輸送能力、提升高度等還相對(duì)落后。國(guó)外采用鋼繩芯輸送帶作為牽引構(gòu)件，并采用小型斗式提升機(jī)對(duì)大型斗式提升機(jī)定量供料，使斗式提升機(jī)的輸送能力高達(dá)2000t/h，提升高度達(dá)到350m；我國(guó)板鏈斗式提升機(jī)的發(fā)展相對(duì)較慢，而在國(guó)外尤其是日本、美國(guó)等國(guó)家制造的板鏈斗式提升機(jī)性能參數(shù)往往超過(guò)環(huán)鏈斗式提升機(jī)和膠帶斗式提升機(jī)，提升高度可達(dá)90m，輸送能力超過(guò)1500t/h，牽引構(gòu)件使用壽命可達(dá)10 年，應(yīng)用范圍很廣。
1 斗式提升機(jī)的方案設(shè)計(jì)及基本原理
1.1 斗式提升機(jī)的方案設(shè)計(jì)
本方案設(shè)計(jì)的斗式提升機(jī)用于提升水泥，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)二級(jí)減速器，帶動(dòng)斗式提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)輸送物料。
1.2 斗式提升機(jī)硬件結(jié)構(gòu)
斗式提升機(jī)由上部區(qū)段、中部機(jī)殼、下部區(qū)段、驅(qū)動(dòng)裝置和內(nèi)牽引件組成(見(jiàn)圖1)。上部區(qū)段由上部機(jī)殼、頭罩、傳動(dòng)滾筒和傳動(dòng)鏈輪組組成；中部機(jī)殼與上下部連接，起支撐防護(hù)和密封作用，分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和帶檢視門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，有單通道和雙通道兩種形式(其中選雙通道主要是加強(qiáng)整機(jī)的中間節(jié)強(qiáng)度)；下部區(qū)段由下部機(jī)殼和拉緊滾子組或拉緊鏈輪組組成；驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、電動(dòng)機(jī)、減速器傳動(dòng)件和逆止器等組成；內(nèi)牽引件由料斗、橡膠輸送帶或圓環(huán)鏈、套筒滾子鏈等組成。
圖1.1環(huán)鏈斗式提升機(jī)的構(gòu)造
1—環(huán)鏈；2—料斗；3—驅(qū)動(dòng)鏈輪；4—機(jī)殼頭部；5—驅(qū)動(dòng)裝置；
6—中間段；7—檢視口（座板）；8—下部機(jī)座；9—張緊鏈輪；
10—張緊裝置；
1.3基本原理
斗式提升機(jī)是通過(guò)緊固在牽引構(gòu)件膠帶或鏈條上的許多料斗，并環(huán)繞在提升機(jī)上部頭輪和下部尾輪之間，構(gòu)成閉合輪廓。驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪相連，是斗式提升機(jī)的動(dòng)力部分，可以使頭輪軸運(yùn)動(dòng)；張緊裝置一般和下部尾相連，使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力，以維持牽引構(gòu)件正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從斗式提升機(jī)下部機(jī)殼的進(jìn)料口進(jìn)入物料，通過(guò)流入式或掏取式裝入料斗后，提升到頭部，在頭部沿出料口卸出，實(shí)現(xiàn)垂直方向輸送物料的目的。斗式提升機(jī)的料斗、牽引構(gòu)件及頭輪和尾輪等到安裝在全封閉的罩殼之內(nèi)。
斗式提升機(jī)在下部裝料，頭部卸料，由于被輸送的物料特性差異很大，所以裝料和卸料的方式也就不同。根據(jù)物料的特性正確選擇裝料和卸料的方式，對(duì)其工作情況和生產(chǎn)率影響很大。對(duì)裝料和卸料的要求是：裝料均勻、塊狀物料直接流入料斗；卸料時(shí)物料能正確地進(jìn)入卸料槽，不返料；物料拋卸中不沖擊罩殼；采用間隔布置料斗的高速斗式提升機(jī)，物料過(guò)程中不碰撞到前面的料斗上。
斗式提升機(jī)有兩種裝料型式：
（1）掏取式：由料斗在尾部機(jī)殼的物料中掏取裝料。對(duì)于粉末狀、粒狀、塊狀的無(wú)磨琢性或半磨琢性的散狀物料，由于掏取時(shí)不產(chǎn)生很大的阻力，料斗可以在較高的運(yùn)動(dòng)速度，一般為0.8~2m/s，所以它通常和離心式卸料配合應(yīng)用。
(2)流入式：物料直接由進(jìn)料口流入料斗內(nèi)裝料。對(duì)于塊度較大和磨琢性大的物料；由于挖取阻力很大，故采用裝入法，料斗運(yùn)動(dòng)速度不能太高，通常不超過(guò)1m/s。
斗式提升機(jī)的分類(lèi)有以下幾種：
(1)按輸送物料的方向分為：垂直式和傾斜式；
(2)按卸載特性分為：離心式、重力式、混合式；
(3)按料斗的型式分為：深斗式，淺斗式、鱗板式；
(4)按牽引構(gòu)件型式分為：帶式、板鏈?zhǔn)剑?
(5)按工件特性分為：重型、中型、輕型
斗式提升機(jī)的規(guī)格是以斗寬表示。目前國(guó)產(chǎn)D型斗式提升機(jī)規(guī)格有D160、D250、D350、D450四種；HL型斗式提升機(jī)規(guī)格化有HL300、HL400兩種；PL型斗提升機(jī)規(guī)格有PL250、PL350、PL450三種。大型斗式提升機(jī)寬達(dá)800mm。
據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)介紹，膠帶提升機(jī)的斗寬已達(dá)1250毫米，輸送量達(dá)1000噸/時(shí)，最大提升高度達(dá)80米。
斗式提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可在垂直或傾斜方向上提升物料，橫斷面尺寸小，因而可節(jié)約占地面積，并可在全封閉的罩殼內(nèi)工作，減少灰塵對(duì)周?chē)h(huán)境的污染必要時(shí)還可把斗式提升機(jī)底部插入料堆中自行取料。
斗式提升機(jī)的缺點(diǎn)是：機(jī)內(nèi)較易形成粉塵爆炸的條件；對(duì)過(guò)載較敏感；斗和鏈易磨損；被輸送的物料受到一定的限制，只宜于輸送粉狀和中小塊狀的散貨，如糧食、煤、水泥、砂等，但不能在水平方向運(yùn)送物料。
斗式提升機(jī)是以牽引型式命名的，并以第一主參數(shù)斗寬確定規(guī)格大小。如機(jī)械電子工業(yè)部頒發(fā)的JB3926-85《垂直斗式提升機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)中TH400環(huán)鏈斗式提升機(jī)（T-提升機(jī)的是Ti、H——環(huán)鏈的一并Huan），斗寬為400mm。
提升機(jī)的結(jié)構(gòu)一般有幾大部分組成：驅(qū)動(dòng)裝置、出料口、上部區(qū)段、牽引件、料斗、中部機(jī)殼、下部區(qū)段、張緊裝置、進(jìn)料口、檢視門(mén)。
斗式提升機(jī)牽引件常用橡膠帶、圓環(huán)鏈、套筒磙子鏈幾種型式，從而形成了三種基本結(jié)構(gòu)型式。新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了TD型、TH型、TB型三種結(jié)構(gòu)型式的提升機(jī)，將分別替代國(guó)內(nèi)原D型、HL型、PL型三種機(jī)型。
除上述定型產(chǎn)品外，NTD內(nèi)斗式提升機(jī)是一種內(nèi)部加料、重力式卸槽，結(jié)構(gòu)比較新穎的機(jī)型。而ZL型斗式提升機(jī)，DTG型斗式提升機(jī)（牽引件是膠帶、無(wú)底料），脫水斗式提升機(jī)等，因生產(chǎn)量較少，故不一一介紹。
1.掏取式 2. 流入式
圖1.2 裝料類(lèi)型
1.4提升機(jī)輸送量計(jì)算
斗式提升機(jī)輸送量是按照填充系數(shù)9=1計(jì)算的。所以在選擇提升機(jī)時(shí)一定要考慮物料特征，按輸送物料填充系數(shù)計(jì)算出實(shí)際輸送量，其計(jì)算公式：
式中Q——輸送量．m3／h；
以A——料斗距離，m；
I——料斗容積，L；
v——提升速度．m／s；
——填充系數(shù)。
物料填充系數(shù)見(jiàn)表1。
表1 不同物料狀態(tài)的填充系數(shù)
粉狀物料
20mm以下的顆粒狀物料
20-50mm以下的塊狀物料
潮濕輕微黏性粉狀，小粒狀物料
0.75-0.9
0.7-0.9
0.6-0.8
0.6-0.7
斗式提升機(jī)的功率計(jì)算式：
P=(Po+Ps+Pk)·K
式中Po——斗提機(jī)的軸功率，kW；
Ps——挖取功率。kW；
Pk——空載功率．kW；
K——功率系數(shù)，取1．1～1．2。
式中Q——輸送量．m3／h；
——容重，t／m3；
C——軸距，m；
g——重力加速度，9．81 m／s2
在選擇斗式提升機(jī)時(shí)，一定要根據(jù)到物料的粒度、堆積密度、溫度、含水量、黏度、磨琢性等特征以及輸送量、各種機(jī)型的提升高度來(lái)選型。
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?，具有很高的抗拉?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。
2 斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1斗式提升機(jī)類(lèi)型的選用
2.1.1 方案設(shè)計(jì)參數(shù)及使用要求
1）斗式提升機(jī)方案設(shè)計(jì)參數(shù)要求：
Q=600m3/h, H=30m，α=900
２）斗式提升機(jī)的使用要求：
① 提升物料（水泥）：容重γ=1.2t/m3 、粒度d≤20mm。
② 提升高度H=30m；
③ 提升能力 Q≥500t/h；
④ 工作環(huán)境：室內(nèi)使用；
⑤ 連續(xù)生產(chǎn)：每天工作10小時(shí)，一年工作360天
表2-1 THG型斗式提升機(jī)的主要技術(shù)性能
斗提機(jī)型號(hào)
THG
160
THG
200
THG
250
THG
315
THG
400
THG
500
THG
630
THG
800
THG
1000
sh
zh
sh
zh
sh
zh
sh
zh
sh
zh
sh
zh
sh
zh
sh
zh
sh
zh
輸送量Q，m3/h
30
21
50
33
70
45
100
74
160
120
210
160
350
250
475
345
715
520
料斗
容量，L
2.6
1.9
4.1
2.9
6.5
4.6
10
7.4
16
12
25
19
40
29
64
47
102
74
斗距，mm
270
270
336
378
420
480
546
630
756
每米長(zhǎng)度牽引鏈條及料斗重,Kg/m
31
31.85
33.4
43.25
60.9
79.6
88.66
107
150
料斗運(yùn)行速度v,m/s
0.93
0.93
1.04
1.04
1.17
1.17
1.32
1.31
1.47
提升高度Hmax,m
60
75
60
75
60
75
60
75
60
75
60
75
60
75
55
70
55
70
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇的斗式提升機(jī)的型號(hào)是鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)，根據(jù)數(shù)據(jù)要求，初步選定為T(mén)HG1000型斗式提升機(jī)，根據(jù)提升的物料，選擇的料斗為深斗（Sh型）。
2.1.2 斗式提升機(jī)輸送能力的計(jì)算
設(shè)提升機(jī)料斗的容積為升，斗內(nèi)盛裝的物料實(shí)際容積為升，為小于1的填充系數(shù)，則單位長(zhǎng)度的載荷量為：
Φρ
式中Q——輸送能力，t/h；
——斗的容積，L
a——料斗間距；m
v——提升速度；m/s
Φ——填充系數(shù)；查表知取0.9
ρ——物料松散密度，t/m3
由于在實(shí)際生產(chǎn)中供料不均勻，所以計(jì)算生產(chǎn)率要大于實(shí)際生產(chǎn)率N。即
Ｎ＝（噸/時(shí)）
k---供料不均勻系數(shù)，取1.2～1.6
取K=1.4，將N=500t/h帶入上式
即有Q=500×1.4=700t/h
取=102L，Φ=0.8，v=1.47 m/s，ρ=1.2，a=756 m
由此核算輸送能力
Φρ=3.6××1.47×0.9×1.2=771t/h＞700t/h
顯然其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際生產(chǎn)率，故可以滿(mǎn)足生產(chǎn)條件。
因此斗式提升機(jī)定型為T(mén)HG1000型鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)，料斗為深斗（Sh型）。
2.2 斗式提升機(jī)傳動(dòng)裝置功率計(jì)算
2.2.1 斗式提升機(jī)軸功率計(jì)算
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(lái)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(lái)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THG型提升機(jī)設(shè)計(jì)的功率計(jì)算部分內(nèi)容，計(jì)算過(guò)程如下：
傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)功率由下式求得：
式中P0——斗提機(jī)軸功率，kW；
C——斗提機(jī)的軸距，m；
G——重力加速度（10m/s2）；
Ps——挖取料功率，kW，見(jiàn)表2-1；
Pk——斗提機(jī)空載功率，kW，見(jiàn)表2-1。
表2-1
附加
功率
THG160
THG200
THG250
THG315
THG400
THG500
THG630
THG800
THG1000
Pk，KW
2
2
2
3
3
4
4
5
5
Ps ,KW
0.4
0.4
0.9
1.6
2.2
3.6
5.0
8.4
14.4
由上表查數(shù)據(jù)代入公式得：
=＋14.4＋5=85 kW
2.2.2 斗式提升機(jī)提升功率計(jì)算
斗提機(jī)功率的計(jì)算：
式中n——傳動(dòng)總功率，n=n1×n2
n1——減速機(jī)傳動(dòng)效率，n1=0.85
n2——V帶傳動(dòng)效率，n2=0.96。
通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)代入公式得：P=104.1 kW
2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇
按已知工作要求和條件選用要求電機(jī)功率P＝104.1kW，轉(zhuǎn)速n=1000r/min左右，參照文獻(xiàn)[2]中電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型及其應(yīng)用特點(diǎn)，選用Y280M-6型電動(dòng)機(jī)。額定功率55 kW，同步轉(zhuǎn)速n=1000r/min，工作轉(zhuǎn)速980 r/min。故需要兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。
2.4 減速器的選擇
根據(jù)文獻(xiàn)[1]中得驅(qū)動(dòng)裝置的選型原則及規(guī)范可知，THG1000提升機(jī)功率為104.1Kw時(shí)，應(yīng)選用Y7Y140驅(qū)動(dòng)裝置，在已選擇Y280M-6型電動(dòng)機(jī)后，應(yīng)選擇型號(hào)為ZSZ630-90-I-GB10090-1988的減速器。輸入軸直徑為85mm，輸出軸直徑為300mm，中心高為710mm，傳動(dòng)比為90。
3 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇
3.1 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)制處理。
3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）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(lái)計(jì)算軸的直徑。
式中 A——系數(shù)，此處取120，
P——電動(dòng)機(jī)功率，Kw
n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min,
將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式可得：=259mm
因?yàn)檩S端裝聯(lián)軸器需要開(kāi)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270mm。
2）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d1=270mm。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=275mm，外徑D=340mm，寬度B=60mm，故軸段②的直徑d2= d8=275mm。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=290mm。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=300mm。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=310mm
圖3-1
3）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=400mm。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=230mm。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(lái)定?？紤]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620mm，則可以暫取L3=L7=300mm。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=200mm，L5=300mm，驅(qū)動(dòng)軸總長(zhǎng)為2160mm。
4) 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63×32 GB1096-1996及鍵70×36 GB1096-1996。
5) 軸上倒角及圓角
軸端倒角2×45°，安裝鏈輪的軸段倒角為2.5×45°，倒圓角為R1.6mm，為方便加工，其它軸肩圓角半徑均取為0.6mm。
3．3 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
2）計(jì)算支承反力
由于軸在水平面上不受力，
故 FRIH=FR2H=0
在豎直面上
式中：——同一時(shí)刻提升機(jī)上行料斗中物料重量；
——環(huán)鏈預(yù)緊力（平均每米長(zhǎng)度牽引構(gòu)件重量，150kg/m）；
——牽引構(gòu)件重量（5000N）。
3） 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)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則取=0.7
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：
應(yīng)力幅：
平均應(yīng)力： Mpa
切應(yīng)力：
安全系數(shù)：
許用安全系數(shù)顯然S>, 故b—b剖面安全。
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 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。
表3-2
基本尺寸 /mm
額定載荷 /kN
d
D
B
275
340
60
80.2
40.5
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：
式中：——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2～1.8。
其壽命為：
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1682小時(shí)。
3.5 驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的設(shè)計(jì)校核
由驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的直徑d為300mm，文獻(xiàn) [2]，由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬b=70mm，高度 h=36 mm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[σc]=400 MP，[τ]=90 MP，鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下：
<[σc]
<[τ]
式中： T— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 （）
d— 軸的直徑 （mm）
l—鍵的工作長(zhǎng)度，A型（mm），l=L-b(mm)，b為鍵的寬度。
3.6 聯(lián)軸器的選擇
由于彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（如圖3-4所示）具有一般補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移和減震能力，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-200C到+700C,所以根據(jù)提升機(jī)的工作特性，選擇彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器作為減速器和提升機(jī)上部株洲之間的連接設(shè)備，由文獻(xiàn)[2]可知應(yīng)選取的聯(lián)軸器型號(hào)為：
Y
由表11-9可知所選用聯(lián)軸器的的公稱(chēng)扭矩Tn=16000，許用轉(zhuǎn)速為1150，而本次設(shè)計(jì)所需的扭矩T=9636，轉(zhuǎn)速為10.9，故所選的聯(lián)軸器LX5完全滿(mǎn)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270mm，查文獻(xiàn)[2]，由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬度 b=63mm，高度 h=32mm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[σc]=110 MP，[τ]=90 MP，鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下：
<[σc]
<[τ]
式中： T— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 （）
d— 軸的直徑 （mm）
l—鍵的工作長(zhǎng)度，A型（mm），l=L-b(mm)
A—鍵與輪轂的接觸高度，平鍵K=h/2
b-鍵的寬度
圖3-4 LX型聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖
3.7 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
THG 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。
THG1000的軸上的扭距通過(guò)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)。
圖3-5 驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置
3.8 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計(jì)
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) sh 型（中深斗）料斗參數(shù)尺寸，設(shè)計(jì)的畚斗的形狀如圖3-6所示，料斗容量為102L，輸送的物料最大塊度為5mm。
選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的傳動(dòng)帶和傳動(dòng)鏈會(huì)有效的提高生產(chǎn)效率。并且可以大大降低斗式提升機(jī)的事故發(fā)生率。對(duì)比同類(lèi)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Φ18mm，節(jié)距為64mm，單條破斷強(qiáng)度≥320KN，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?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 3-6 料斗與環(huán)鏈
4 其他裝置及零部件的設(shè)計(jì)
4.1頭部罩殼的選材及連接
如圖4-1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63×63×6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。
圖4-1 上部機(jī)殼
圖3-5 提升機(jī)頭部示意圖
4.2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)30m，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63×63×6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(mén)，主要是用來(lái)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4-2所示。
圖4-2 中部機(jī)殼
4.3 通風(fēng)口
在斗式提升機(jī)頭部和底部應(yīng)設(shè)有吸風(fēng)管和通風(fēng)口。以保證斗式提升機(jī)在卸料和進(jìn)料過(guò)程中不會(huì)形成負(fù)壓和粉塵外溢。一臺(tái)制作精良的輸送設(shè)備。它的密封必須可靠。但良好的密封在物料卸料和進(jìn)料過(guò)程中就必然會(huì)產(chǎn)生壓力差，造成進(jìn)料和卸料困難。通風(fēng)口使斗式提升機(jī)內(nèi)部壓力與外界壓力基本相等。適當(dāng)?shù)奈L(fēng)避免粉塵從通風(fēng)處溢出，避免浪費(fèi)和清潔環(huán)境
4.4 防逆轉(zhuǎn)裝置
在斗式提升機(jī)的機(jī)頭部裝有防逆轉(zhuǎn)裝置。在斗式提升枧工作中動(dòng)力突然中斷時(shí)，反轉(zhuǎn)對(duì)于斗式提升機(jī)是很危險(xiǎn)的。斗式提升機(jī)在提升過(guò)程中，其一側(cè)是盛滿(mǎn)物料的上行畚斗。另一側(cè)是卸完物料的下行空畚斗。動(dòng)力中斷后，斗式提升機(jī)由于重力作用必發(fā)生逆轉(zhuǎn)。物料隨著畚斗的反轉(zhuǎn)被卸到斗式提升機(jī)的底部，直至堆滿(mǎn)后卡住畚斗。由于反轉(zhuǎn)是一個(gè)加速的運(yùn)動(dòng)，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(jī)底部堆滿(mǎn)物料。也使斗式提升機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。防逆轉(zhuǎn)可采用棘輪機(jī)構(gòu)。
圖示4-3為機(jī)械中常用的外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)，它由主動(dòng)擺桿，棘爪，棘輪、止回棘爪和機(jī)架組成。主動(dòng)件空套在與棘輪固連的從動(dòng)軸上，并與驅(qū)動(dòng)棘爪用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)。當(dāng)主動(dòng)件順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)棘爪便插入棘輪的齒槽中，使棘輪跟著轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，此時(shí)，止回棘爪在棘輪的齒背上滑動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)件逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，止回棘爪阻止棘輪發(fā)生逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)棘爪卻能夠在棘輪齒背上滑過(guò)，所以，這時(shí)棘輪靜止不動(dòng)。因此，當(dāng)主動(dòng)件作連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。
圖4-3 棘輪機(jī)構(gòu)
4.5 設(shè)置防滑主動(dòng)輪
在斗式提升機(jī)的主動(dòng)輪表面鉚接或粘接防滑、抗(耐)磨橡膠布，能有效提高主動(dòng)輪與皮帶問(wèn)的摩擦系數(shù)，防止皮帶打滑，提高提升效率。如果主動(dòng)輪表面過(guò)于光滑。就需過(guò)分張緊皮帶，來(lái)保證提升機(jī)的正常工作，皮帶就會(huì)受到過(guò)大的張緊力而降低皮帶的使用壽命。
4.6提升帶的速度
單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)喂料區(qū)域的畚斗數(shù)量與畚斗帶速成正比。因此，斗式提升機(jī)的產(chǎn)量通常隨帶速增加而提高，但畚斗帶速過(guò)高，裝滿(mǎn)系數(shù)反而會(huì)快速下降，使斗式提升機(jī)產(chǎn)量下降。這是因?yàn)閹龠^(guò)高時(shí)，畚斗穿越喂料區(qū)域的時(shí)間較短．即畚斗舀取或充料時(shí)間顯著變短，進(jìn)入畚斗的物料遠(yuǎn)未裝滿(mǎn)時(shí)．畚斗就已穿過(guò)喂料區(qū)域完成了裝料，使畚斗裝滿(mǎn)系數(shù)下降很快；當(dāng)帶速很高時(shí)，高速運(yùn)動(dòng)的畚斗幾乎形成一個(gè)面。使物料幾乎不能進(jìn)入畚斗，其裝滿(mǎn)系數(shù)接近零，因此提升帶的速度慢時(shí)，畚斗內(nèi)的物料裝滿(mǎn)系數(shù)大。
4.7進(jìn)料流速
進(jìn)料流速及流量是影響裝滿(mǎn)系數(shù)的決定因素之一。有的提升機(jī)在進(jìn)料口處裝有進(jìn)料插板，用以調(diào)節(jié)進(jìn)料El的截面積：有的提升機(jī)裝有進(jìn)料緩沖裝置，用以調(diào)節(jié)進(jìn)料流量。對(duì)于一般情況而言，提高進(jìn)料流速有利于提高裝滿(mǎn)系數(shù)，但如果進(jìn)料流速太快，物料對(duì)畚斗的沖擊增大。導(dǎo)致落入畚斗的物料濺起、灑落，反而使畚斗裝滿(mǎn)系數(shù)降低。進(jìn)料流速及流量應(yīng)視提升帶速度、進(jìn)料方式、物料類(lèi)型等條件合理確定
4.8 轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置
在斗式提升機(jī)的被動(dòng)輪部分裝備速度傳感器。傳感器產(chǎn)生電壓或電流信號(hào)，通過(guò)儀表可設(shè)定最高和最低轉(zhuǎn)速。當(dāng)斗式提升機(jī)的轉(zhuǎn)速超出了設(shè)定范圍，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)時(shí)間，如果轉(zhuǎn)速為下降至設(shè)定范圍，機(jī)器會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并自動(dòng)斷開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)，有效保護(hù)斗式提升機(jī)的正常工作。
4.9 擋料板
在斗式提升機(jī)的上部卸料處安裝擋料板可以有效的房子物料倒流而流回提升機(jī)底部。擋料板應(yīng)使用橡膠等耐磨又有一定韌性的橡膠材料制成。擋料板與料斗的距離應(yīng)在15mm左右。
4.10 料斗的間距
合理設(shè)定料斗間距離和料斗數(shù)量可以改善斗式提升機(jī)的工作能力和電機(jī)功率利用率。
4.11 牽引件
斗式提升機(jī)的牽引件常采用膠帶或鏈條。膠帶斗式提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：成本低，自重較小，工作平穩(wěn)無(wú)噪聲，可采用較高的運(yùn)行速度，生產(chǎn)效率較高，磨損較小；主要缺點(diǎn)是：料斗在膠帶上的固定較弱，因?yàn)槭怯媚Σ羵鬟f牽引力，需要有較大的初張力。環(huán)鏈作為較為常用的一種牽引件，它的結(jié)構(gòu)和制造比較簡(jiǎn)單，與料斗的連接也很牢固。但環(huán)鏈相互接觸處易磨損，降低鏈的強(qiáng)度，運(yùn)行不夠平穩(wěn)。
本設(shè)計(jì)采用環(huán)鏈作為牽引構(gòu)件，提升機(jī)的牽引構(gòu)件是鍛造環(huán)鏈。鍛造環(huán)鏈由3號(hào)圓鋼鍛制而成，我國(guó)目前定型的環(huán)鏈節(jié)距為50mm、64mm、86mm、92mm等，如圖所示：環(huán)鏈與料斗的連接采用鏈環(huán)鉤，當(dāng)料斗的寬度為160~250mm時(shí)，只用一根牽引鏈條，當(dāng)料斗的寬度為300~630mm時(shí)，則用兩根牽引鏈條。
圖4-4鍛造環(huán)鏈
4.12驅(qū)動(dòng)裝置
提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈輪裝設(shè)在提升機(jī)的上部卸料處。在傳統(tǒng)的TH型斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的傳動(dòng)部分除減速器外，配有開(kāi)式齒輪或皮帶輪等傳動(dòng)裝置。而在THG型斗式提升機(jī)中則配用垂直軸減速器等傳動(dòng)裝置，這樣可以使傳動(dòng)裝置被更為緊湊的布置。
環(huán)鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈輪和環(huán)鏈之間是通過(guò)摩擦傳動(dòng)的。因此鏈輪只有槽而無(wú)齒，傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)鏈輪和軸的結(jié)構(gòu)如圖：
圖4-5 驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置圖
1—驅(qū)動(dòng)鏈輪；2—軸；3—密封裝置；4—軸承
圖4-6 先進(jìn)驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置
1—光軸；2—組合式鏈輪；3—帶座球軸承；4—帳套
4.13張緊裝置
在斗式提升機(jī)的機(jī)殼下部設(shè)有張緊裝置。
張緊裝置有螺旋式、彈簧式及重錘式三種，以螺旋式最常采用，其結(jié)構(gòu)與帶式輸送機(jī)張緊裝置相同。張緊裝置安裝在張緊滾筒（或張緊鏈輪）軸的軸承座上，并連接在提升機(jī)外罩下部的側(cè)壁上。張緊裝置的行程在200~500mm范圍內(nèi)。
5 斗提機(jī)的問(wèn)題探討及安全操作與維護(hù)保養(yǎng)
斗式提升機(jī)工作時(shí)，由于機(jī)殼密封較嚴(yán)，牽引構(gòu)件速度較高等多種原因，常出現(xiàn)粉塵爆炸事故.根據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，熌立筒庫(kù)的粉塵爆炸，有25﹪左右起源于斗提機(jī)，面粉廠、飲料廠的加工車(chē)間和成品庫(kù)的粉塵爆炸事故中，斗提機(jī)占的比例也在10以上.因此斗提機(jī)在設(shè)計(jì)中必須考慮防爆問(wèn)題.
5.1 斗提機(jī)工作過(guò)程中的問(wèn)題
斗提機(jī)既可用于提升原糧，也可用于提升半成品糧.發(fā)生粉塵爆炸的部位主要在機(jī)頭和機(jī)座內(nèi).機(jī)座內(nèi)由于外部物料流的不斷進(jìn)入，粉塵嘗試較高；料斗帶與底輪之間、底輪軸與軸承之間有劇烈摩擦，物料內(nèi)部顆粒間有內(nèi)摩擦，機(jī)座內(nèi)又容易產(chǎn)生物料堵塞，使得機(jī)座內(nèi)溫度較高，機(jī)頭內(nèi)由于物料的不斷卸出，粉塵空氣混合物的濃度也較高，密封又嚴(yán)，使機(jī)頭內(nèi)壓力較大，料斗逞一旦打滑，便會(huì)與頭輪表面形成強(qiáng)烈摩擦，同時(shí)頭輪軸和底輪軸間也在摩擦，導(dǎo)致機(jī)頭內(nèi)溫度增高.當(dāng)斗提機(jī)機(jī)枕巾內(nèi)粉塵濃度、溫度、壓力達(dá)到一定值時(shí)，若料斗與機(jī)殼間碰撞產(chǎn)生火花，交會(huì)引發(fā)斗提機(jī)內(nèi)的粉塵爆炸。
5.2 斗提機(jī)設(shè)計(jì)中的防爆措施
由上分析可知，要防止斗提機(jī)內(nèi)粉塵爆炸，除了應(yīng)當(dāng)科學(xué)管理、及時(shí)維修和嚴(yán)格遵守安全規(guī)程以外，還必須采取降溫、降壓、避免火花產(chǎn)生等措施。
1） 在機(jī)頭、機(jī)座上裝設(shè)泄爆孔.所謂泄爆孔就是在機(jī)殼上開(kāi)設(shè)若干個(gè)圓孔，然后蓋上特制的橡膠蓋，當(dāng)機(jī)殼內(nèi)壓力增大時(shí)，橡膠蓋就會(huì)被沖開(kāi)，使機(jī)殼內(nèi)壓力減小，溫度降低破壞了封閉狀態(tài)，可避免爆炸發(fā)生.卸爆孔多數(shù)設(shè)置于機(jī)頭，也可設(shè)置于機(jī)座上，其材料用容易沖開(kāi)的薄金屬板或纖維板做，用低強(qiáng)度螺栓聯(lián)接。
2） 在機(jī)過(guò)上設(shè)置吸風(fēng)口。吸風(fēng)口可安裝在斗提機(jī)機(jī)座的頂端和機(jī)頭的側(cè)面，也可安裝在進(jìn)料口上方的機(jī)筒上側(cè)，這樣空氣得到最佳利用。
3） 在頭號(hào)輪和張緊輪上裝設(shè)料斗帶速度檢測(cè)器，防止帶輪與帶打滑從而引起強(qiáng)烈摩擦而使溫度升高。速度檢測(cè)器即測(cè)速開(kāi)關(guān)，當(dāng)帶的速度降低至設(shè)計(jì)速度的60～70時(shí)，便會(huì)發(fā)出信號(hào)并切斷電路，通知操作人員查找原因。
4） 在機(jī)殼外壁上裝設(shè)料斗帶位移監(jiān)控儀。斗提機(jī)在正常工作時(shí)，帶與機(jī)筒兩側(cè)壁的間距基本上相等，提升物料過(guò)程中料斗不會(huì)與機(jī)筒側(cè)壁發(fā)生碰撞擠壓，但是當(dāng)帶撕裂或跑偏后，帶就會(huì)與機(jī)筒側(cè)壁產(chǎn)生擠壓摩擦或使料斗碰撞機(jī)殼，引起火花，若在機(jī)筒外壁上成對(duì)配置帶位移監(jiān)控儀，它的主要部件為壓力傳感器，當(dāng)帶因故偏向某一側(cè)時(shí)，便會(huì)對(duì)機(jī)筒側(cè)壁產(chǎn)生一擠壓力，由于傳感器與機(jī)筒緊密接觸，從而導(dǎo)致傳感器電流變化，通過(guò)控制電路發(fā)出信號(hào)，達(dá)到監(jiān)控的目的。
5） 在斗提機(jī)頭、機(jī)座裝設(shè)抑爆炸裝置，即高靈敏度傳感器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)爆炸險(xiǎn)情后能迅速向機(jī)殼內(nèi)噴射抑爆劑，以制止爆炸的發(fā)展。
粉塵爆炸是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)伴隨而來(lái)的新問(wèn)題之一，它具有較大的危險(xiǎn)性，能夠破壞一個(gè)企業(yè)，給國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們必須高度認(rèn)識(shí)粉塵爆炸的危害性和嚴(yán)重性，對(duì)易產(chǎn)生爆炸的設(shè)備及部位從結(jié)構(gòu)上和工藝參數(shù)上采取切實(shí)有效的措施，以防為主，防治結(jié)合，用現(xiàn)代科學(xué)綜合技術(shù)使粉塵爆炸的概率降低在最小范圍，以期達(dá)到安全的目的。
5.3 安全操作規(guī)程
斗式提升機(jī)是連續(xù)輸送物體的設(shè)備，根據(jù)被輸送物料的特性選定適宜型號(hào)的提升機(jī)，并適合于工作條件。
安全操作規(guī)程：
1） 操作人員應(yīng)經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)，了解設(shè)備性能，熟悉操作及保養(yǎng)技能。
2） 升機(jī)應(yīng)在空栽下起動(dòng)，在卸載后停車(chē)。
3） 應(yīng)保證均勻給料，給料量應(yīng)符合說(shuō)明書(shū)規(guī)定范圍，不得給料過(guò)多，以免物料堵塞下部區(qū)段。
4） 在輸送有害物料時(shí)，機(jī)殼要確保密封。對(duì)采用有吸塵裝置時(shí)，必須設(shè)有通風(fēng)口，工作時(shí)檢視口要封閉。
5） 由于意外而停車(chē)，需查明原因，排除故障后才能開(kāi)車(chē)。
6） 逆止器運(yùn)行可靠，確保因事故停車(chē)時(shí)不反轉(zhuǎn)。
7） 檢修時(shí)，要切斷電源，操作箱上應(yīng)掛有標(biāo)牌，以免他人開(kāi)機(jī)。
5.4 維護(hù)保養(yǎng)
1） 上，下部軸承要定期加油潤(rùn)滑，保持良好反對(duì)工作條件。
2） 減速器定期檢查潤(rùn)滑，油量適當(dāng)，避免不足或過(guò)量；按時(shí)更換機(jī)油。
3） 要定期對(duì)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行維護(hù)和清掃工作，檢查傳動(dòng)帶，滾筒，料斗的磨損情況。檢查應(yīng)在停車(chē)和切斷電源后進(jìn)行。
4） 對(duì)張緊裝置進(jìn)行定期的檢查和調(diào)整，對(duì)拉緊行程不足規(guī)定的1/5時(shí)，可以切除牽引構(gòu)件的一段長(zhǎng)度（通?？s短一個(gè)斗距）來(lái)恢復(fù)拉緊行程，從而消除料斗被進(jìn)料口低部刮傷的可能性。對(duì)螺桿張緊裝置，要保持牽引構(gòu)件正常工作張力。
5） 逆止器要定期檢查磨損情況，對(duì)棘輪，棘爪，滾珠磨損嚴(yán)重時(shí)要更換，保持逆止器工作可靠。
5.5 減少事故的發(fā)生
斗式提升機(jī)大多在現(xiàn)代化的大工廠中使用，每時(shí)每刻要按照要求輸送物料，對(duì)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有著重要的意義，要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。
操作人員要按照要求對(duì)提升機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和檢查調(diào)整，只有這樣才能使機(jī)器處在良好狀態(tài)下工作。
在工作中的提升機(jī)，對(duì)反映設(shè)備性能的主要參數(shù)和溫度，電流，轉(zhuǎn)速，震動(dòng)等要經(jīng)常進(jìn)行監(jiān)控，了解設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)查明原因進(jìn)行處理。重要精心操作，認(rèn)真維護(hù)，可以減少事故發(fā)生并延長(zhǎng)使用壽命，設(shè)備將發(fā)揮更大作用。
總 結(jié)
經(jīng)過(guò)了差不一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了,在這個(gè)學(xué)期里,我充分體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)帶給我的充實(shí)與艱辛,從查資料到看資料,由設(shè)計(jì)的想法到草繪圖紙,再?gòu)囊粋€(gè)個(gè)零件的設(shè)計(jì)與校核.在這途中多虧了老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助才順利完成.
在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里讓我認(rèn)識(shí)到知識(shí)的重要性,剛一知半解是完不成設(shè)計(jì)的.所以要求我們?cè)趯W(xué)習(xí)的同時(shí)注意到重點(diǎn),以及對(duì)幾門(mén)重要課程的溫故,從中開(kāi)始設(shè)計(jì),如機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制造工藝等等.對(duì)于這次提升機(jī)的設(shè)計(jì)，很感謝在指導(dǎo)老師的幫助和督促下,使我們沿著正確的設(shè)計(jì)方向進(jìn)行設(shè)計(jì)。 這加快了我們的設(shè)計(jì)進(jìn)度和一些設(shè)計(jì)方法，讓我們?cè)谟淇斓膶W(xué)習(xí)氣氛中進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，提快了我們?cè)O(shè)計(jì)進(jìn)程。.
對(duì)我們現(xiàn)學(xué)的知識(shí)來(lái)說(shuō),應(yīng)該要能夠綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)選修課程的理論及生產(chǎn)實(shí)踐的知識(shí)去分析和解決現(xiàn)實(shí)中的一些設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題，要知道多思考和多動(dòng)手的重要性，要知道只會(huì)空想不去動(dòng)手實(shí)現(xiàn)是辦不成事的。所以，在以前的一一些相關(guān)設(shè)計(jì)中，往往想一想其實(shí)較簡(jiǎn)單，但真正去做的時(shí)候一籌莫展，俗話(huà)說(shuō)，手比頭高嗎？所以，我們?cè)趯?duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)要多查資料，多動(dòng)手，多發(fā)問(wèn)。以保證所設(shè)計(jì)的機(jī)械符合使用要求，這務(wù)必是我們做為設(shè)計(jì)人員的一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸罚彩桥囵B(yǎng)我們今后人生的一種態(tài)度。
為了很好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我大量的翻閱了有關(guān)書(shū)籍，并在設(shè)計(jì)的過(guò)程中大量的運(yùn)用了CAD軟件進(jìn)行制圖，讓我對(duì)此類(lèi)軟件的操作有了比較形象的認(rèn)識(shí)，對(duì)以后接觸新的軟件打下了良好的基礎(chǔ)。在圖紙中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，把問(wèn)題形象的用圖紙表達(dá)，已成為我發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題方法之一。
在對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的調(diào)查，研究，實(shí)施的過(guò)程中，不但對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深入的理解，而且能更熟練地綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)課及技能并有針對(duì)性的鍛煉了自己分析和解決機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的一般工程應(yīng)用問(wèn)題的能力，同時(shí)也學(xué)到了處理實(shí)際工程問(wèn)題的工作方法。對(duì)于未來(lái)走向機(jī)械事業(yè)奠定了結(jié)實(shí)的臺(tái)階，使我更加的自信！
致 謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將順利完成之時(shí)，在這里心情無(wú)比激動(dòng)，在這個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)里，我雖完成的不是很理想，但我也盡力去做好教師要我完成的事，在這里要衷心的感謝我的指導(dǎo)教師李新老師，他對(duì)我們的嚴(yán)格要求與精心指導(dǎo)，讓我們?cè)诒緛?lái)設(shè)計(jì)資料不足的情況下，而進(jìn)行的比較順利，并且進(jìn)度沒(méi)有落下，并且做到有緊有松，讓我們?cè)诤椭C的學(xué)習(xí)懷境中，努力地完成任務(wù)。最后再次衷心感謝我們的指導(dǎo)教師李新老師一路來(lái)對(duì)我們的幫助與指導(dǎo)！在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，有很多師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的機(jī)械工程學(xué)院老師，是在他們的教誨下，使我掌握了較為堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，為我以后機(jī)械方面的事業(yè)提供了強(qiáng)有力的動(dòng)力。
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外文資料與中文翻譯
外文資料：
The Rapid Prototyping Manufacturing and its application in molding manufacturing
Abstract: By discussing the rapid prototyping technology the craft principle, characteristic of the processes, formation and the general situation of the develop of fast prototype and its application in molding, point out the technique can form a kind of a process system of extensive application and novel, and its foreground is vast.
Key Words: r