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提升机毕业设计

LBQ2000型沥青混合料拌和站总体及热料提升机设计

摘要

斗式提升机广泛地应用于建材、机械、有色金属、粮食等各工业部门；应用于在垂直方向内或倾斜角度很小时运送散料或碎块物体。

斗式提升机的结构特点是：

被运送物料在与牵引件连结在一起的承载构件料斗内，牵引件绕过各飞轮，形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路，连续运动输送物体。

驱动装置与顶轮相连，使斗式提升机获得动力并驱使运转。

张紧装置与底轮相连，使牵引构件获得必要的初张紧力，以保证正常运转。

物料从提升机底部供料。

斗式提升机对过载较敏感；斗和链易磨损提升机的料斗和牵引构件等部分及头轮，底轮安装在密闭的罩壳之内，减少灰尘对周围环境的污染。

关键词：

斗式提升机；料斗；飞轮；牵引构件；驱动装置；张紧装置

TheLBQ2000bituminousmixturemixesup

thestationoverallandthehot

materialelevatordesign

Abstract

Bucketelevatorwidelyusedinbuildingmaterials,machinery,nonferrousmetals,grainandothervariousindustrialsectors；appliedinverticaldirectionorangleveryhourdeliveryofbulkmaterialobjectsorfragments.BucketElevatoristhestructuralcharacteristics:

thematerialsbeingtransportedtogetherwiththetractionofcarryingcomponentsofthehopper,thetractionaroundthefrywheelpieces,includingadeliveryofmaterialscontainingabranchandthenon-deliveryofmaterialscontainedThebranchclosedloop,theMovementforconveyingobjects.Driveconnectedwiththefirstround,bucketelevatoraccesstopoweranddrivenoperation.Tensioningdeviceconnectedwiththeendofround,toobtainthenecessarycomponentstractionearlytensiontoensurenormaloperation.Materialfromtheelevatoratthebottomforthematerial.Bucketelevatortooverloadmoresensitive;Dooandeasytowearwithbucketelevatorofthehopperandtractioncomponents,andotherpartsofthefirstround,bottomroundoftheShellinstallationinconfinedwithinthesurroundingenvironmenttoreducedustpollution.

Keyword:

Bucketelevator,hopper,flywheel,tractioncomponents,drives,tensioningdevice.

目录

前言………………………..……………………………….………………………….1

1斗式提升机的方案设计及基本原理……………….………………………….2

1.1方案设计…………………………………………………………………………2

1.2基本原理…………………………………………………………………………2

2垂直斗式提升机传动装置………………………….………………………….2

2.1设计条件…………………………………………………………………………2

2.2原始数据…………………………………………………………………………2

2.3电机选型…………………………………………………………………………2

3料斗的参数确定…………………………………….………………………….2

4板链的设计…………………………………………….………………………….2

5轴的设计和校核…………………………………………….………………………….2

5.1确定轴的径向尺寸和结构………………………………………………………2

5.2确定轴向尺寸……………………………………………………………………2

5.3校核轴的强度与刚度……………………………………………………………2

6键的选择和校核…………………………………………….………………………….2

6.1键的设计尺寸……………………………………………………………………2

6.2校核键的强度……………………………………………………………………2

7提升机其它装置的设计…………………………………….………………………….2

7.1张紧装置的设计…………………………………………………………………2

7.2反转装置的设计…………………………………………………………………2

7.3罩壳的设计………………………………………………………………………2

8斗式提升机的问题探讨及安全操作与维护保养………….………………………….2

8.1斗式提升机工作过程中的问题…………………………………………………2

8.2斗式提升机设计中的防爆措施…………………………………………………2

8.3斗安全操作规程…………………………………………………………………2

8.4维护保养…………………………………………………………………………2

8.5减少事故的发生…………………………………………………………………2

设计总结………………………………………………………………………….……..54

参考文献………………………………………………………………………….……..54

前言

斗式提升机是一种被普通采用的垂直输送设备,用于运送各种散状和碎块物料，例如水泥，沙，土煤，粮食等，并广泛地应用于建材、电力、冶金、机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部门。

国内斗式提升机的设计制造技术是50年代由苏联引进的，直到80年代几乎没有太大的发展。

在此期间，虽各行各业就使用中存在的一些问题也作过一些改进。

从80年代以后，随着国家改革开发和经济发展的需要，一些大型企业及重点工程项目引进了一定数量的斗式提升机，从而促进的国内提升机的发展。

直到近来，斗式提升机的大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。

不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。

斗式提升机的优点是，结构比较简单，能在垂直方向或倾角较小范围内运输物料而横断面尺寸小，占地面积小，能在全封闭罩壳内运行工作，不扬灰尘，避免污染环境，必要时还可以把斗式提升机底部插入料堆中自行取料。

斗式提升机也有一些缺点，过载的敏感性大，必须均匀给料，料斗和牵引构件较易破坏。

机内较易形成粉尘爆炸的条件，斗和板链（皮带）容易磨损，被输送的物料受到一定的限制，只适宜输送粉末和中小块状的物体。

斗式提升机可以提升的高度位5～30米，一般常用范围为12～20米，输送能力在30t/h以下。

一般情况下都采用垂直斗式提升机，当垂直斗式提升机不能满足工艺要求时，才采用倾斜式斗式提升机。

由于倾斜式斗式提升机的牵引构件在垂度过大时需增设支承牵引构件的装置，而使结构变的复杂。

因此，一般很少采用倾斜式斗式提升机。

正确选用料斗的尺寸和形状、运动速度、链轮尺寸以及适合于物料物理性质和提升机工作条件的机座和底座尺寸是斗式提升机能否正常工作的条件。

在设计提升机前，必须分析它的工作条件，特别是对于调整提升机，应研究物料在料斗内的运动及从物料中抛出的情况。

1斗式提升机的方案设计及基本原理

1.1方案设计

本次设计的斗式提升机用于提升砂石料等，由减速电机带动驱动轮，实现链斗的循环运动，从而将砂石料源源不断的输送到高处。

1.2基本原理

斗式提升机是通过紧固在牵引构件链条或胶带上的许多料斗，并环绕在提升机上部顶轮和下部尾轮之间，构成闭合轮廓。

驱动装置与顶轮相连，是斗式提升机的动力部分；张紧装置一般和下部尾轮相连，使牵引构件获得必要的张紧力，以维持牵引构件正常运转。

物料从斗式提升机下部机壳的进料口进入，通过流入式或掏取式装入料斗后，提升到头部，在头部沿出料口卸出，实现垂直方向输送物料的目的。

斗式提升机的料斗、牵引构件及顶轮和尾轮等到安装在全封闭的罩壳之内。

斗式提升机是下部装料，顶部卸料，由于被输送的物料特性差异大，所以装料和卸料的方式也就不同。

根据物料的特性正确选择装料和卸料的方式，对其工作情况和生产率影响很大。

对装料和卸料的要求是：

装料均匀、块状物料直接流入料斗；卸料时物料能正确地进入卸料槽，不返料；物料抛卸中不冲击罩壳；采用间隔布置料斗的高速斗式提升机，物料过程中不碰撞到前面的料斗上。

斗式提升机有两种装料型式：

掏取式：

由料斗在尾部机壳的物料中掏取

装料。

对于粉末状、粒状、块状的无磨琢性或

半磨琢性的散状物料，由于掏取时不产生很大

的阻力，料斗可以在较高的运动速度，一般为

0.8～2m/s，所以它通常和离心式卸料配合应

用。

（如图1）图1掏取式

流入式：

物料直接由进料口流入料斗内装料。

对于块度较大和磨琢性大的物料；由于挖取阻力很

大，故采用装入法，料斗运动速度不能太高，通常

不超过1m/s。

（如图2）

图2流入式

斗式提升机在头部卸载，卸载的形式有三种，a（离心式）,b（离心重力式），c（重力式），（如图3）

a（离心式）b（离心重力式）c（重力式）

图3

料斗绕上驱动轮并带动传动轮一起旋转时，斗内物料同时受到离心力mrω2和重力mg的作用，它们的合力N的作用方向始终与传动轮垂直中心线交于一点p，称为极点，p点到传动轮中心的距离h，称为极距，极距h可用下式计算：

（1-1）

式中：

h———极距，m；

n———传动轮转速，r/min。

由此可见，极距h的大小只与传动轮转速n有关，而与料斗位置及物料特性无关。

当传动轮转速n一定时，h为一定值，随着n的增大，离心力与重力的比值亦增大，极距h逐渐减小；反之，若n减小，则离心力与重力的比值减小，极距h增大。

卸载方式可根据极距h的大小判别。

设料斗外缘到传动轮中心的半径为r1，传动轮半径为r2，则：

1）当h>r1，即极点位于料斗外缘轨迹以外（见图3a），重力大于离心力，物料将沿斗的内壁滑落，这种卸载方式称为重力式卸载。

输送小块状的、密度较大的、磨磋性较大的及脆性物料时，常采用这种卸载方式。

通常用链条作牵引构件，料斗的运行速度一般为0.4～0.8m/s，可以采用深斗。

2）当h

输送干燥的、流动性好的粉状、粒状及小块状物料时，常采用这种卸载方式。

常用输送带作牵引构件，料斗的运行速度也较高，一般为1.0～3.5m/s，最高可达5m/s。

3）当r2

这种卸载方式主要适用于输送潮湿的、流动性差的粉状和粒状物料。

牵引构件可用输送带，也可以用链条，料斗的运行速度一般为0.6～1.5m/s。

斗式提升机的分类有以下几种：

（1）按输送物料的方向分为：

垂直式和倾斜式；

（2）按卸载特性分为：

离心式、重力式、混合式；

（3）按料斗的型式分为：

深斗式，浅斗式、鳞板式；

（4）按牵引构件型式分为：

带式、板链式；

（5）按工件特性分为：

重型、中型、轻型

斗式提升机的规格是以斗宽表示。

目前国产D型斗式提升机规格有D160、D250、D350、D450四种；HL型斗式提升机规格化有HL300、HL400两种；PL型斗提升机规格有PL250、PL350、PL450三种。

大型斗式提升机宽达800mm。

据国外文献介绍，胶带提升机的斗宽已达1250毫米，输送量达1000吨/时，最大提升高度达80米。

斗式提升机的优点：

结构比较简单，可在垂直或倾斜方向上提升物料，横断面尺寸小，因而可节约占地面积，并可在全封闭的罩壳内工作，减少灰尘对周围环境的污染，必要时还可把斗式提升机底部插入料堆中自行取料。

斗式提升机的缺点：

机内较易形成粉尘爆炸的条件，对过载较敏感，斗和链易磨损，被输送的物料受到一定的限制，只宜于输送粉状和中小块状的散货，如粮食、煤、水泥、砂等，不能在水平方向运送物料。

提升机的结构一般有几大部分组成：

驱动装置、出料口、上部区段、牵引件、料斗、中部机壳、下部区段、张紧装置、进料口、检察门。

斗式提升机牵引件常用橡胶带、圆环链、套筒磙子链几种型式，从而形成了三种基本结构型式。

新标准中规定了TD型、TH型、TB型三种结构型式的提升机，将分别替代国内原D型、HL型、PL型三种机型。

除上述定型产品外，NTD内斗式提升机是一种内部加料、重力式卸槽，是结构比较新颖的机型。

而ZL型斗式提升机，DTG型斗式提升机（牵引件是胶带、无底料），脱水斗式提升机等，因生产量较少，故不一一介绍。

2垂直斗式提升机传动装置

2.1.设计条件：

1）机械功用:

由料斗把散状提升到一定高度。

散状物料包括：

谷物，煤炭，水泥，砂石等；

2）工作情况：

单向工作，轻微振动；

3）运动要求：

链齿转速误差不超过7%；

4）使用寿命：

八年，每年300天，每天16小时；

5）检修周期：

半年小修，二年大修;

6）生产厂型：

中型机械制造厂；

7）生产批量：

中批生产。

2.2原始数据：

链齿圆周力F=4000N；链齿圆周速V=1.3m/s；链齿直径D=600mm；

2.3电机选型

2.3.1传动方案拟定

为了估计传动装置的总的传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动链轮的转速

即：

（2-2）

得：

选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为传动方案的原动机，因此传动装置的传动比约为i=14～21,根据传动比值可初步拟定以二级传动为主的传动方案。

2.3.2电动机选择

1、电动机类型的选择：

根据工作条件和工作要求，拟采用德国SEW公司生产的斜齿轮减速电机。

2、电动机功率选择：

（1）传动装置的总功率：

（2-3）

（2）电机所需的工作功率：

（2-4）

kW

（3）电动机的额定功率

根据工作功率可以查知

（4）电动机的转速

链轮工作转速

r/min

取斜齿轮一级减速器传动比范围

=3～6，二级减速器传动比范围

=2～4，则总传动比理时范围为

=18～96。

故电动机转速的可选范围为

=（18～96）×42=749～3973r/min

符合这一范围的同步转速有3000和1500r/min，选用1500r/min机型。

即

=1500r/min

3、确定电动机型号

根据容量和转速，查阅相关手册，如下表关于R型减速电机的技术参数，根据要求可选用R133DV132M4型号电动机。

其主要性能参数：

额定功率

，最大扭矩

N/m，传动比

，最大径向载荷

N，适应系数

表1R型减速电机技术数据（

）

型号

4.4

5.5

16100

13000

162.37

130.47

84800

96000

1.00

1.25

R163DV160L8 RF163DV160L8

R167DV160L8 RF167DV160L8

5.9

7.4

12100

9730

162.37

130.47

97100

99800

1.30

1.65

R163DV160M6 RF163DV160M6

R167DV160M6 RF167DV160M6

6.7

10700

107.25

52600

0.95

R143DV160L8 RF143DV160L8

R147DV160L8 RF147DV160L8

8.9

12

8000

5990

107.25

80.36

59800

63600

1.25

1.65

R143DV160M6 RF143DV160M6

R147DV160M6 RF147DV160M6

11

14

16

19

22

25

28

31

6440

5150

4540

3820

3240

2910

2540

2340

128.55

102.82

90.57

76.20

64.70

58.02

50.62

46.62

51800

49700

48400

46600

44900

43700

42200

41300

0.95

1.15

1.30

1.55

1.85

2.10

2.40

2.60

R133DV132M4 RF133DV132M4

R137DV132M4 RF137DV132M4

17

20

23

27

30

35

42

48

4210

3530

3110

2610

2400

2030

1710

1510

84.00

70.51

62.18

52.11

47.98

40.59

24.07

30.05

27800

30600

30200

29100

28600

27500

26300

25500

0.95

1.15

1.30

1.55

1.65

1.95

2.30

2.70

R103DV132M4 RF103DV132M4

R107DV132M4 RF107DV132M4

3料斗的参数确定

料斗的提升速度不但影响生产效率，还影响卸料，应根据输送的物料性质不同进行选用。

事实上，料斗的提升速度是否适当，不但影响生产效率，同时对卸料也有较大影响。

实验证明：

提升速度过低，斗式提升机的产量难以提高，并且，料斗中物料所受离心力较小，当受自身重力的作用间距稍大时，部分物料会从头部散落到提升筒体内，而不能被抛向出料口，影响斗式提升机的提升甚至会出现堵塞现象；当提升速度过高，有料斗绕过上链轮时，料斗中物料所受离心力大于流散性好的物料，部分物料会被过早地抛出料斗，与头部机壳碰撞后散落到筒体中；对于流散性大的物料（如潮湿的粉料），部分会贴住料斗外侧而不易被抛出造成返料，使得斗式提升机生产率也会降低。

因此输送速度应根据输送物料的性质进行选用。

实践证明，输送干燥、流散性好的物料时料斗易倒空，为提高生产率提升速度可选用大一些，一般以2m/s为宜（采用离心式卸料）；输送潮湿、流散性不良的物料，一般提升速度以0.6—0.8m/s为宜（采用离心一重力式卸料）。

依据物料特性和提升速度选择斗型，并控制单位长度的料斗数量，来保证斗式提升机的提升效率。

料斗容积的变化（即型号不同）会影响斗式提升机的生产率。

在提升带宽相同的条件下，料斗越深，容积越大。

因此，相同型号的斗式提升机采用深料斗时，生产率较高。

但斗型的选择主要依据是物料的干燥性及流散性，通常，深料斗用于提升干燥、流散性好的物料，浅料斗用于提升潮湿、流散性不好的物料；提升速度较低时可选用深料斗，提升速度较高时宜选用浅料斗，这样有利于提高斗式提升机的单位长度上料斗的数量，也直接影响着斗式提升机的生产率，同时对料斗的充填系数也有影响，从生产率计算公式可以看出，单位长度上料斗数量越多生产率越高；但另一方面，单位长度量过多，又会降低料斗的充填系数，使生产率降低。

目前大多数斗式提升机采用提高提升速度、降低单位长度上的料斗数量，来保证斗式提升机的生产率。

通常输送粉状、颗粒状物料，每米长度安装5-6个料斗；输送块状物料，每米长度上安装3-4个料斗，从实际使用效果来看，这样的布置也是可行的。

本设计拟采用ZH型料斗，并取斗距为400mm，即在每两米长度上有5个料斗。

取斗距为400mm，一是方便料斗的选型，能有更大的上下距离来设计料斗的各参数，二是为后面的板链设计提供更好的参照参数。

根据中华人民共和国机械行业标准JB/T3926.6-1999，选用ZH型料斗（中深型）。

表2示出Zh型料斗的各参数，依据需要对其进行选型。

表2Zh型料斗的各参数

料斗

型号

斗宽b

斗容c

尺寸

a

h1

h2

R

j

d

f

g

i

k

mm

L

mm

Zh315

315

3.75

200

224

90

63

80

14

200

64

110

40

Zh400

400

5.9

224

250

100

71

90

250

Zh500

500

9.3

250

280

112

80

100

18

315

86

140

50

Zh630

630

14.6

280

315

125

90

112

400

Zh800

800

23.3

315

355

140

100

125

22

500

92

150

60

Zh1000

1000

37.6

355

400

160

112

140

630

注：

斗容为计算斗容，按图示阴影部分计算。

图4料斗结构

选定料斗宽度为500mm，即Zh500型料斗，由上图表可查得料斗容量c=9.3

，各结构尺寸a=250mm，h1=280mm，h2=112mm，R=80mm，j=100mm，d=18mm，f=315mm，g=86mm，i=140mm，k=50mm。

料斗均采用Q235钢焊制，数量为104个，制作时保证四个螺丝孔的精确定位。

4板链的设计

板链是整个提升机中一个受力比较复杂的部分，也是个磨损最严重的地方，因此对板链的材质要求比较高，本设计对材质作如下要求：

1、内外链板：

40Cr调质HB293-365

2、销轴：

20CrMnMo炭氮共渗（0.5mm）淬火HRC55-62

3、套筒：

20CrMo炭氮共渗（0.5mm）淬火HRC55-60

4、滚子：

20CrMo炭氮共渗（0.5mm）淬火HRC50-55

图5板链

图6板链结构

根据需求选取节距P=100mm，则图中各参数如下表（mm）：

表3板链参数

节距

P

套筒外径d1max

销轴直径d2max

套筒内径d3max

削边销轴b1min

销边套筒b