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第1章 緒 論
1.1 課題背景、目的以及意義
1)研究現(xiàn)狀：
項(xiàng)目組成員經(jīng)過(guò)兩年多的密切協(xié)作、勤奮努力，創(chuàng)新研發(fā)了JHY-45型林木球果調(diào)制間、TSJ-2500物料輸送系統(tǒng)、LZC-50型去翅精選聯(lián)合機(jī)等四臺(tái)重點(diǎn)設(shè)備，從根本上解決了營(yíng)林機(jī)械化中種子處理部分的突出難點(diǎn)，項(xiàng)目組按照計(jì)劃書(shū)的要求嚴(yán)格執(zhí)行，由于人員穩(wěn)定，分工明確，各盡其責(zé)，全面完成了《項(xiàng)目任務(wù)書(shū)》中規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)和要求 ，于2010年12月底申請(qǐng)項(xiàng)目驗(yàn)收。
2)選題目的和意義：
隨著種子園、母樹(shù)林結(jié)實(shí)期的到來(lái)，預(yù)處理的林木球果及其種子將大量增加，而這部分種子的價(jià)值已經(jīng)不容許有任何浪費(fèi)和損失，對(duì)于培育多年的種子園、母樹(shù)林所產(chǎn)出的優(yōu)良種子，要達(dá)到良種的儲(chǔ)藏不變質(zhì)和精良播種機(jī)械化作業(yè)對(duì)種子的嚴(yán)格要求，本成套設(shè)備的研制在種子加工過(guò)程中將起到工藝創(chuàng)新的作用。
裝卸球果是最繁重的體力勞動(dòng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，整個(gè)種子生產(chǎn)車間使用本套設(shè)備能節(jié)省工時(shí)70%以上，而且該物料輸送系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)此設(shè)備在多領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著國(guó)家對(duì)林木良種基地的大規(guī)模建設(shè)和投入，為改變以往機(jī)械設(shè)備性能落后、集成度低、能耗大、種子調(diào)制工藝落后的弊端，開(kāi)發(fā)適合現(xiàn)代林木種子生產(chǎn)的成套機(jī)械設(shè)備是當(dāng)今林業(yè)種苗生產(chǎn)中迫切解決的問(wèn)題。
1.2物料升降平臺(tái)簡(jiǎn)介
物料升降平臺(tái)，是一種固定裝置的機(jī)械輸送設(shè)備，主要適用于粉狀、顆粒狀及小塊物料的連續(xù)垂直提升，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、米廠、油廠、淀粉廠以及糧庫(kù)、港口碼頭等的散裝物料的提升。
物料升降平臺(tái)用來(lái)垂直提升經(jīng)過(guò)破碎機(jī)的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等塊粒狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料。根據(jù)料斗運(yùn)行速度的快慢不同，物料升降平臺(tái)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。物料升降平臺(tái)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，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(guò)60°C，夾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 。
特點(diǎn)
1.驅(qū)動(dòng)功率小,采用流入式喂料、誘導(dǎo)式卸料、大容量的料斗密集型布置，在物料提升時(shí)幾乎無(wú)回料和挖料現(xiàn)象，因此無(wú)效功率少。
2.提升范圍廣，這類提升機(jī)對(duì)物料的種類、特性要求少，不但能提升一般粉狀、小顆粒狀物料，而且可提升磨琢性較大的物料。密封性好，環(huán)境污染少。
3.運(yùn)行可靠性好，先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和加工方法，保證了整機(jī)運(yùn)行的可靠性，無(wú)故障時(shí)間超過(guò)2萬(wàn)小時(shí)。提升高度高.提升機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，因此可達(dá)到較高的提升高度。
4.使用壽命長(zhǎng)，提升機(jī)的喂料采取流入式，無(wú)需用斗挖料，材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。本機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)保證物料在喂料、卸料時(shí)少有撒落，減少了機(jī)械磨損。
1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域中已有的研究成果
物料升降平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)物料垂直輸送的主要設(shè)備。由于它具有提升物料平穩(wěn)，占地面積小，提升高度高，密封性良好，可輸送粉狀物料而不致飛揚(yáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于糧油、飼料、酒精等加工企業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，糧油、飼料等行業(yè)加工規(guī)模的日益擴(kuò)大，對(duì)斗式提升機(jī)的要求也越來(lái)越高。為進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，使提升機(jī)的設(shè)計(jì)更合理，性能更可靠，所以提出對(duì)提升機(jī)改造，并用于農(nóng)業(yè)中。
物料升降平臺(tái)廣泛用于垂直輸送各種散狀物料，國(guó)內(nèi)物料升降平臺(tái)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(méi)有大的發(fā)展。自80年代以后，隨著國(guó)家改革開(kāi)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)量的物料升降平臺(tái)，從而促進(jìn)了國(guó)內(nèi)斗提機(jī)技術(shù)的發(fā)展。有關(guān)物料升降平臺(tái)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(wèn)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。
物料升降平臺(tái)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)鏈斗式物料升降平臺(tái)，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)畚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。該物料升降平臺(tái)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。
本項(xiàng)目主要針對(duì)物料輸送系統(tǒng)中物料升降平臺(tái)的升降平穩(wěn)性及安全性方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及其強(qiáng)度校核，并對(duì)提升部分進(jìn)行優(yōu)化，主要是提升方式與傳送量進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析
1）對(duì)斗式提升機(jī)的工作原理進(jìn)行深入研究，根據(jù)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。
第2章 課題介紹以及設(shè)計(jì)理論
2.1 傳動(dòng)方案的擬定原則
方案選擇的原則：
1)經(jīng)濟(jì)高效 盡可能設(shè)計(jì)制造成本低廉，這樣可以使本產(chǎn)品應(yīng)用范圍更廣泛。在追求低成本的過(guò)程中更主要的是要保證設(shè)備的性能。高的性價(jià)比是設(shè)備在同類產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的關(guān)鍵。
2)安全可靠 本設(shè)備在設(shè)計(jì)過(guò)程中要保證在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中要保證操作者及附近人的安全，保證在任何情況下不會(huì)對(duì)人造成嚴(yán)重的傷害。
3)保證穩(wěn)定性 保證在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的設(shè)備是擴(kuò)大產(chǎn)品適用范圍，增加經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。
4)操作簡(jiǎn)單 本設(shè)計(jì)中將電機(jī)軸與帶輪連接，大小帶輪進(jìn)行減速，減速之后再傳遞到輸送裝置。
2.2 牽引方式、裝卸料方式及選用
在帶或鏈等撓性牽引件上，均勻地安裝著若干畚斗用來(lái)連續(xù)運(yùn)送物料的運(yùn)輸設(shè)備稱為斗式提升機(jī)。
用途：主要用于垂直、傾斜連續(xù)輸送散狀物料。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;占地面積小;提升高度大（一般12～20m，最高可達(dá)30～60m）;密封性好，不易產(chǎn)生粉塵。
缺點(diǎn)：畚斗和牽引件易磨損，對(duì)過(guò)載的敏感性大
物料升降平臺(tái)的構(gòu)件包括：牽引件、傳動(dòng)滾筒、張緊裝置、畚斗、加料及卸料裝置和驅(qū)動(dòng)裝置等組成。整個(gè)裝置封閉在金屬外殼內(nèi)，一般傳動(dòng)滾筒和驅(qū)動(dòng)裝置放在提升機(jī)的上端，如圖2.1所示。
類型：立式，傾斜式，此項(xiàng)目中的斗式提升機(jī)采用立式。
2.2.1 物料升降平臺(tái)分類
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，與畚斗的連接也很牢固，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(guò)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)?TH)兩種型式。用于輸送散裝水泥時(shí)大多采用深型畚斗。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。膠帶：中小生產(chǎn)能力，中等提升高度，較輕料；鏈帶：提升高度高，重物料。
本課題由于提升量不是很大，并且溫度也在允許范圍內(nèi)，因此，使用膠帶式牽引方式，如圖2.1所示。
圖2.1 物料升降平臺(tái)
2.2.2 物料升降平臺(tái)的裝載和卸載
按卸載方式分類：
物料升降平臺(tái)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。
物料升降平臺(tái)的裝載方式有三種，即挖取式裝載（見(jiàn)圖2.2）、注入式裝載（見(jiàn)圖2.3）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畚斗中，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)一般畚斗布置較密；畚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。
圖2.2 挖取式裝載 圖2.3注入式裝載
本課題中使用挖取式裝載。
卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。
離心式卸料畚斗的運(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：在一定的畚斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各畚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??；缺點(diǎn)是：畚斗的填充系數(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，畚斗運(yùn)行速度為0.4～0.8m/s左右，需配用帶導(dǎo)向槽的畚斗。其優(yōu)點(diǎn)是：畚斗裝填良好，畚斗尺寸與極距的大小無(wú)關(guān)。因此允許在較大的畚斗運(yùn)行速度之下應(yīng)用大容積的畚斗；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。
物料在畚斗的內(nèi)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(dòng)性不良的粉狀物料及含水分物料。畚斗的運(yùn)動(dòng)速度為0.6~0.8m/s范圍，常用鏈條做牽引構(gòu)件。
畚斗的形式是承載部件，按照形式分為：a：深斗，適用于流動(dòng)性好、干燥物料；b：淺斗（多用）潮濕、流動(dòng)差物料；c：三角形斗定向自流式卸料。
本項(xiàng)目中根據(jù)提升的物料的特性，初步選擇淺斗，如圖2.4所示。
2.3 常用物料升降平臺(tái)選用及相關(guān)計(jì)算
（一）目前國(guó)內(nèi)常用的物料升降平臺(tái)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(jiàn)表2-1。
圖2.4 三種斗的形式
表2-1 TD、TH、TB型物料升降平臺(tái)特征、型號(hào)表
型式
TD型
TH型
TB型
結(jié)構(gòu)特征
采用橡膠帶作牽引構(gòu)件
采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構(gòu)件
采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)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ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性、半磨琢性物料
松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性、半磨琢性物料
松散密度ｐ＜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(guò)60℃，如采用耐熱橡膠帶時(shí)溫度不超過(guò)200℃
被輸送物料溫度不得超過(guò)250℃
被輸送物料溫度不得超過(guò)250℃
型號(hào)
TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630
TH315、TH400、TH500、TH630、TH800、TH1000
TB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、TB1000
提升高度
約在4～40mm范圍內(nèi)
約在4.5～40mm范圍內(nèi)
約在5～50mm范圍內(nèi)
輸送量
4～238m3/h
35～185m3/h
20～563m3/h
（二）TD型物料升降平臺(tái)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)備有四種畚斗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：
P0 = （2.1）
式中：P0—— 軸功率（千瓦）；
Q—— 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）；
K1、K2—— 系數(shù)。具體見(jiàn)表2-2
表2-2 物料升降平臺(tái)參數(shù)表
輸送能力
Q
（噸/小時(shí)）
牽引構(gòu)件型式
帶式
單鏈?zhǔn)?
雙鏈?zhǔn)?
畚斗型式
深斗和
淺斗
三角斗
深斗和
淺斗
三角斗
深斗和
淺斗
三角斗
系數(shù)K1
<10
0.6
-
1.1
-
-
-
10-25
0.5
-
0.8
1.10
1.2
-
25-50
0.45
0.6
0.6
0.83
1.0
-
50-100
0.4
0.55
0.5
0.70
0.8
1.10
>100
0.35
0.5
-
-
0.6
0.90
系數(shù)K3
2.5
2.00
1.5
1.25
1.5
1.25
系數(shù)K2
1.6
1.10
1.3
0.80
1.3
0.80
2、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：
P = （2.2）
式中：N—— 電動(dòng)機(jī)功率（千瓦）；
N0—— 軸功率（千瓦）；
η1—— 減速機(jī)傳動(dòng)效率，對(duì)ZQ型減速機(jī)η1=0.94；
η2—— 三角皮帶或開(kāi)式齒輪傳動(dòng)效率，對(duì)三角皮帶η2=0.96，對(duì)開(kāi)式齒輪 η2=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
20米時(shí)，K'=1.15。
2.4 物料升降平臺(tái)的主要部件
物料升降平臺(tái)的主要部件有：驅(qū)動(dòng)裝置、畚斗、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。
畚斗通常分為淺斗、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)邊的夾角形畚斗前面畚斗的兩導(dǎo)向側(cè)邊即為后面畚斗的卸載導(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)，物料在畚斗中的表面按對(duì)數(shù)螺線分布，設(shè)計(jì)離心卸料的畚斗時(shí)往往在畚斗底部打若干個(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。
張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。帶式物料升降平臺(tái)的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。
物料升降平臺(tái)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。
2.5 物料升降平臺(tái)工作原理
物料升降平臺(tái)的原理：如圖2.3所示，固接著一系列畚斗的牽引構(gòu)件（環(huán)鏈、鏈輪）
圖2.3 物料升降平臺(tái)
環(huán)繞在物料升降平臺(tái)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)。物料從升機(jī)的底部供入，通過(guò)一系列畚斗向上提升至頭部，并在該處實(shí)現(xiàn)卸載，從而實(shí)現(xiàn)在豎直方向提內(nèi)運(yùn)送物料。斗式提升機(jī)的畚斗和牽引構(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)。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Zd型（中深斗）畚斗，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.
2.6 物料升降平臺(tái)設(shè)計(jì)方案總覽
通過(guò)本章的討論，將此項(xiàng)目中的各部分設(shè)計(jì)方案匯總成下表2-3，這些方案將在以下的章節(jié)中逐步完善。
表2-3 物料升降平臺(tái)方案設(shè)計(jì)總覽
裝載方式
掏取式
卸載方式
重力式，混合式
牽引件
橡膠帶
畚斗
Sh型深型畚斗
驅(qū)動(dòng)輪
焊接式滾筒
驅(qū)動(dòng)軸
光軸
軸承
帶座球面滾子軸承
電機(jī)
待計(jì)算
2.7 本章小結(jié)
本章主要敘述了物料升降平臺(tái)的工作原理，確定了設(shè)計(jì)的基本方案。闡述了斗式提升機(jī)的分類，初步確定了本課題中物料升降平臺(tái)的裝載和卸載方式。并且列舉了一些計(jì)算物料升降平臺(tái)功率和其它相關(guān)參數(shù)的方法。對(duì)物料升降平臺(tái)的主要部件也進(jìn)行了列舉?；敬_定了提升機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并且進(jìn)行了匯總。
第3章 物料升降平臺(tái)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 電動(dòng)機(jī)功率的確定
電機(jī)功率
（3.1）
式中:P ——電動(dòng)機(jī)功率（kW）；
P0—— 軸功率（kW）；
—— 總效率，根據(jù)文獻(xiàn)3，并且為三角帶傳動(dòng)，取大約為0.7
代入式（3.1）計(jì)算得：
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
表3-1 Y型電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)
型 號(hào)
額定
功率
額定
電流
轉(zhuǎn)速
效率
功率因數(shù)
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
堵轉(zhuǎn)
電流
最大
轉(zhuǎn)矩
重量
額定轉(zhuǎn)矩
額定
電流
額定
轉(zhuǎn)矩
kW
A
r/min
%
cos
倍
倍
倍
kg
Y90S-6
0.75
2.3
910
72.5
0.7
2.0
5.5
2.2
21
Y90L-6
1.1
3.2
910
73.5
0.7
2.0
5.5
2.2
24
Y100L-6
1.5
4
940
77.5
0.7
2.0
6.0
2.2
35
Y112M-6
2.2
5.6
940
80.5
0.7
2.0
6.0
2.2
45
Y132S-6
3
7.2
960
83.0
0.8
2.0
6.5
2.2
66
Y132M1-6
4
9.4
960
84.0
0.8
2.0
6.5
2.2
75
Y132M2-6
5.5
12.6
960
85.3
0.8
2.0
6.5
2.2
85
Y160M-6
7.5
17
970
86.0
0.8
2.0
6.5
2.0
116
Y160L-6
11
24.6
970
87.0
0.8
2.0
6.5
2.0
139
Y180M-6
15
31.4
970
89.5
0.8
1.8
6.5
2.0
182
Y型電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)見(jiàn)表3-1。
按已知工作要求和條件選用要求電機(jī)功率P＝0.75kW，轉(zhuǎn)速n=910r/min左右，參照文獻(xiàn)[1]中電動(dòng)機(jī)的類型及其應(yīng)用特點(diǎn)，擬選用Y90S-6型電動(dòng)機(jī)。輸出軸直徑Φ24，中心高160mm，工作轉(zhuǎn)速910 r/min。該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。
型 號(hào)：Y90S-6
額定功率: 0.75 KW
同步轉(zhuǎn)速: 910 r/min
滿載時(shí)；功率因數(shù): cosφ=0.7
額定電流: 2.3A
額定轉(zhuǎn)矩（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）：2.0 N·m
額定轉(zhuǎn)矩（最大轉(zhuǎn)矩）：5.5 N·m
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:
凈 重: 21
圖3.1 電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸
Y90S-6電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸如表3-2所示：
表3-2 Y90S-6外形尺寸及安裝尺寸
A
B
C
D
E
F
G
H
K
AB
AC
AD
HD
BB
L
140
125
56
24
50
8
20
90
10
180
175
1160
170
155
310
3.3 最大張力的計(jì)算
在單驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)中，驅(qū)動(dòng)滾筒的趨入點(diǎn)Sn的張力，通常為輸送帶的最大張力， Sn與驅(qū)動(dòng)軸功率的關(guān)系可按文獻(xiàn)3式2.5計(jì)算
（3.2）
—— 趨入點(diǎn)張力，N；
e—— 自然對(duì)數(shù)的底，e=2.718；
—— 輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù)；
—— 輸送帶在滾筒上的包角，rad；
當(dāng)包角以度為單位時(shí)，其對(duì)應(yīng)的值見(jiàn)文獻(xiàn)3表3-21,當(dāng)我們采用包角=180°時(shí)，滾筒表面同時(shí)也為膠面，由于此運(yùn)輸機(jī)的工作環(huán)境比較干燥，所以=0.35，則=3.00。
所以
3.4 計(jì)算傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：
(3.2)
初定工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為
代入式(3.2)得：
根據(jù)工況，使用帶輪進(jìn)行減速，因此初步確定帶輪的傳動(dòng)比
3.5 帶輪設(shè)計(jì)
3.5.1 定V帶的型號(hào)和帶輪直徑
工作情況系數(shù):由文獻(xiàn)2表11-5取
計(jì)算功率：
選帶型號(hào)：由文獻(xiàn)2圖11.6選擇A型帶
小帶輪直徑：由文獻(xiàn)2表11.6?。?
大帶輪直徑：由文獻(xiàn)二式11.5
（設(shè)）
取337.5mm
大帶輪轉(zhuǎn)速：
3.5.2 計(jì)算帶長(zhǎng)
初取中心距：
帶長(zhǎng)：
由文獻(xiàn)2圖11.4取基準(zhǔn)帶長(zhǎng)
3.5.3 求中心距和包角
中心距：由文獻(xiàn)2式11.3
小輪包角：由文獻(xiàn)2式11.4
3.5.4 求帶根數(shù)
帶速：
傳動(dòng)比
求帶根數(shù)，由文獻(xiàn)2表11.8得
由文獻(xiàn)2表11.7知
由文獻(xiàn)2表11.12知
由文獻(xiàn)2表11.10知
由文獻(xiàn)2式11.22知
取z=2
3.5.5 求軸上載荷
張緊力：
軸上載荷：
3.5.6 帶輪結(jié)構(gòu)
圖3.2 小帶輪的結(jié)構(gòu)
圖3.3 大帶輪
3.6 傳送畚斗帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
圖3.4 畚斗帶
畚斗帶是斗提機(jī)的牽引構(gòu)件，其作用是承載、傳遞動(dòng)力。要求強(qiáng)度高、撓性好、延伸率小、重量輕。常用的有帆布帶、橡膠帶兩種。帆布帶是用棉紗編織而成的，主要適用于輸送量和提升高度不大、物料和工作環(huán)境較干燥的斗提機(jī)；橡膠帶由若干層帆布帶和橡膠經(jīng)硫化膠結(jié)而成，用于輸送量和提升高度較大的提升機(jī)。
3.6.1 輸送帶的簡(jiǎn)介
輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件（鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)除外），它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強(qiáng)度。輸送帶有帶芯（骨架）和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠，邊條膠，下覆蓋膠。
輸送機(jī)的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物以及混紡織物等）或鋼絲繩構(gòu)成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時(shí)的全部負(fù)載。因此，帶芯材料必須有一定的強(qiáng)度和剛度。覆蓋膠用來(lái)保護(hù)中間帶芯不受機(jī)械損傷以及周圍有害介質(zhì)的影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運(yùn)行時(shí)的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面與機(jī)架相碰時(shí)，保護(hù)帶芯不受機(jī)械損傷。
3.6.2 輸送帶的分類
按輸送帶帶芯結(jié)構(gòu)及材料不同，輸送帶被分成織物層芯和鋼絲繩芯兩大類?？椢飳有居址譃榉謱涌椢镄竞驼w織物層層芯兩類，且織物層芯的材質(zhì)有棉，尼龍和維綸等。整體編織織物層芯輸送帶與分層織物層芯輸送帶相比，在帶強(qiáng)度相同的情況下，整體輸送帶的厚度小，柔性好，耐沖擊性好，使用中不會(huì)發(fā)生層間剝裂，但伸長(zhǎng)率較高，在使用過(guò)程中，需要較大的拉緊行程。
鋼絲繩芯輸送帶是有許多柔軟的細(xì)鋼絲繩相隔一定的間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的縱向拉伸強(qiáng)度高，抗彎曲性能好；伸長(zhǎng)率小，需要拉緊行程小。同其它輸送帶相比，在帶強(qiáng)度相同的前提下，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小。
3.6.3 輸送帶的連接
為了方便制造和搬運(yùn)，輸送帶的長(zhǎng)度一般制成100～200米，因此使用時(shí)必須根據(jù)需要進(jìn)行連接。橡膠輸送帶的連接方法有機(jī)械接法與硫化膠接法兩種。硫化膠接法又分為熱硫化和冷硫化膠接法兩種。塑料輸送帶則有機(jī)械接法和塑化接法兩種。
(1)機(jī)械接頭
機(jī)械接頭是一種可拆卸的接頭。它對(duì)帶芯有損傷，接頭強(qiáng)度效率低，只有25%～60%，使用壽命短，并且接頭通過(guò)滾筒表面時(shí)，對(duì)滾筒表面有損害，常用于短距或移動(dòng)式帶式輸送機(jī)上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C(jī)械接頭形式有膠接活頁(yè)式，鉚釘固定的夾板式和鉤狀卡子式，但鋼絲繩芯輸送帶一般不采用機(jī)械接頭方式。
(2)硫化（塑化）接頭
硫化（塑化）接頭是一種不可拆卸的接頭形式。它具有承受拉力大，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)滾筒表面不產(chǎn)生損害，接頭效率高達(dá)60%～95%的優(yōu)點(diǎn)，但存在接頭工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。
對(duì)于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀， 然后將兩個(gè)端頭相互很好的粘合，用專用的硫化設(shè)備加壓加熱并保持一定的時(shí)間即可完成。其強(qiáng)度為原來(lái)強(qiáng)度的(i-1)/i×100%。其中i為帆布層數(shù)。
此帶式輸送機(jī)選用了較小直徑的滾筒和較大的托輥槽角（35°），為此，我們選用了帶芯薄、重量輕、強(qiáng)度高、成槽性好的薄型橡膠輸送帶與之配套。
3.6.4 輸送帶層數(shù)的計(jì)算
輸送帶層數(shù)按文獻(xiàn)3式2.6計(jì)算
（3.3）
式中：
—— 輸送帶帶芯層數(shù)；
—— 最大工作張力，N =2000N；
—— 安全系數(shù)，一般多層帶取n=8~10，減層帶取n=9~11，在此，我們?nèi)=10；
—— 輸送帶寬度(mm),B=400mm；
—— 帶芯徑向扯斷強(qiáng)力，N/(mm×層)，見(jiàn)[運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)]表3-3；
此時(shí)我們選用因價(jià)格低、質(zhì)量好而被業(yè)內(nèi)人士普遍使用的維綸帆布芯，每層厚度為0.6mm，則徑向扯斷強(qiáng)度 =70 N/(mm×層)。
代入數(shù)據(jù)
輸送帶層數(shù)
即輸送帶層數(shù)為1層即可。
3.7 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
3.7.1 各軸轉(zhuǎn)速
電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速：
驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為：
從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為：
3.7.2 各軸功率
驅(qū)動(dòng)軸的功率：
從動(dòng)軸的功率：
3.7.3 各軸轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)和各軸的分配參數(shù)如表3.3
電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩：
驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩：
從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩：
表3-3 電動(dòng)機(jī)和各軸分配參數(shù)
編號(hào)
電動(dòng)機(jī)軸
驅(qū)動(dòng)軸
從動(dòng)軸
功率P/(Kw)
0.75
0.72
0.525
轉(zhuǎn)速n/(r﹒min)
910
202.2
202.2
轉(zhuǎn)矩T/(N﹒M)
7.871
34.006
24.796
傳動(dòng)比（i）
4.5
1
效率（）
0.96
0.729
3.8 本章小結(jié)
本章主要介紹了確定設(shè)備的傳動(dòng)方案，電動(dòng)機(jī)的選擇以及各軸個(gè)參數(shù)的計(jì)算、設(shè)備整體的傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配。為下文的設(shè)計(jì)提供了良好的設(shè)計(jì)方案及步驟，根據(jù)這個(gè)總體的思路完成以下的設(shè)計(jì)。
第4章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核
4.1 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)
4.1.1 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Q235。
4.1.2 軸的基本尺寸設(shè)計(jì)
1、初步計(jì)算軸的直徑
參照文獻(xiàn)[2]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。
（4.1）
式中 A—— 系數(shù)，此處取140，
P—— 軸上的功率，kW
n—— 軸的轉(zhuǎn)速，r/min，
將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式4-1可得
（4.2）
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30mm。
2、驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖4.1）
圖4.1 驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)
3、各軸段的直徑
①段安裝帶輪，傳遞扭矩，取其直徑為30mm； ②安裝軸承，結(jié)合軸承的選擇，取其直徑為30mm；③段是為滿足安裝帶輪，起到軸向固定帶輪的作用，取其直徑為34mm；④段是加工滾筒的地方，取其直徑為32mm；⑤段和③段對(duì)稱，取直徑為34mm；⑥段也是安裝軸承的位置，因此，直徑為30mm。
4、確定各軸段的長(zhǎng)度
①段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于大帶輪的寬度，長(zhǎng)度為47；②段根據(jù)軸承寬度去長(zhǎng)度44mm；③考慮整個(gè)軸的結(jié)構(gòu)，以及軸的安裝取52mm；④長(zhǎng)度96mm；⑤段長(zhǎng)度56mm；⑥段長(zhǎng)度45mm。所以軸一的總47+44+52+96+56+45=340mm
5、傳動(dòng)零件的周向固定
帶輪處采用A型普遍平鍵固定以帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其中帶輪處的鍵為：鍵7×47/GB1096-79。
軸承使用帶座軸承UCP206。
6、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。
4.1.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
1、軸的受力分析及彎矩圖如圖4.2所示。
2、計(jì)算支承反力
由于軸在水平面上不受力，所以
（4.3）
在豎直面上
（4.4）
式中：—— 同一時(shí)刻提升機(jī)上行畚斗中物料重量
—— 預(yù)緊力（平均每米長(zhǎng)度牽引構(gòu)件重量，25kg/m）
（4.5）
（4.6）
（4.7）
3、按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算如下
很顯然滾筒中間截面為危險(xiǎn)截面。
由于彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則
（4.8）
所以截面左側(cè)安全，顯然截面右側(cè)也是安全的。
圖4.2 驅(qū)動(dòng)軸的受力分析
（4.9）
4、安全系數(shù)校核
彎曲應(yīng)力
（4.10）
應(yīng)力幅
平均應(yīng)力 MPa
切應(yīng)力
（4.11）
（4.12）
安全系數(shù)
（4.13）
（4.14）
（4.15）
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。
4.1.4 軸承選擇以及校核
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，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UCP206。其基本參數(shù)如表4-1。
表4-1 軸承UCP206基本參數(shù)
基本尺寸 /mm
額定載荷 /kN
d
D
B
30
38.1
167
15
11.2
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：
（4.16）
式中：——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2~1.8。
其壽命為：
（4.17）
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73034小時(shí)。
4.1.5 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100mm，文獻(xiàn) [2]，由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬b=28mm，高度 h=16 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]=110 MP，[τ]=90 MP，鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下：
<[σc] （4.18）
<[τ] （4.19）
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。
4.1.6 驅(qū)動(dòng)帶輪鍵的設(shè)計(jì)校核
由驅(qū)動(dòng)帶輪軸的直徑d為30mm，文獻(xiàn) [1]，由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬b=8mm，高度 h=7 mm的普通平鍵，鍵長(zhǎng)L=45mm，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] （4.20）
<[τ] （4.21）
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。
4.2 從動(dòng)軸設(shè)計(jì)
4.2.1 從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)
如圖4.3所示。
圖4.3 從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)
4.2.2 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
1 軸的受力分析及彎矩圖如圖4.4所示。
圖4.4 從動(dòng)軸受力
2 計(jì)算支承反力
由于軸在水平面上不受力，所以
（4.22）
在豎直面上
（4.23）
式中
——預(yù)緊力（平均每米長(zhǎng)度牽引構(gòu)件重量，25kg/m）
（4.24）
（4.25）
（4.26）
3 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算如下
很顯然滾筒中間截面為危險(xiǎn)截面。
由于彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則
（4.27）
所以截面左側(cè)安全，顯然截面右側(cè)也是安全的。
4.3 本章小結(jié)
本章主要對(duì)物料升降平臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了各傳動(dòng)件的基本尺寸，并對(duì)軸進(jìn)行了校核。確定了鍵的尺寸，并對(duì)鍵進(jìn)行了校核。選擇了軸承，并估計(jì)了軸承的壽命。從而整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。
第5章 其他參數(shù)的設(shè)計(jì)
5.1 物料升降平臺(tái)主要參數(shù)的計(jì)算
通過(guò)前幾節(jié)的功率計(jì)算、設(shè)備選型等，物料升降平臺(tái)的主要參數(shù)現(xiàn)在可以計(jì)算如下：
1 提升速度：
（5.1）
式中：——驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，r/min；
d——驅(qū)動(dòng)滾筒直徑，mm
2 畚斗的計(jì)算：
已知提升量為： 設(shè)球果的密度為100
由文獻(xiàn)3式14.1
（5.2）
式中：Q—— 輸送能力（t/h）
—— 畚斗容積，L
a—— 畚斗間距，m
v—— 提升速度，m/s
—— 填充系數(shù)，由文獻(xiàn)3表14-1取0.75
—— 物料松散密度，
由式5-2得：
根據(jù)的值，初定畚斗間距為190mm，則
已知提升高度為H=3.26m，因此需要的平帶長(zhǎng)度為
取L=6.84m
所需的畚斗數(shù)為：
畚斗是盛裝輸送物料構(gòu)件。根據(jù)材料不同有金屬畚斗和塑料畚斗。金屬畚斗是用1～2mm厚的薄鋼板經(jīng)焊接、鉚接或沖壓而成；塑料畚斗用聚丙稀塑料制成，它具有結(jié)構(gòu)輕巧、造價(jià)低、耐磨、與機(jī)筒碰撞不產(chǎn)生火花等優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的畚斗。常用的畚斗按外形結(jié)構(gòu)可分為深斗、淺斗和無(wú)底畚斗，它適用于不同的物料。畚斗用特定的螺栓固定安按安裝在畚斗帶上。
圖5.1 畚斗
5.2 頭部罩殼的選材及連接
電動(dòng)機(jī)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。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。
5.3 筒體的設(shè)計(jì)
由于本設(shè)計(jì)中的物料升降平臺(tái)提升高度達(dá)3m，因此這個(gè)提升機(jī)的筒體分成三部分，上筒體，下筒體和中間筒體。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，中間具體結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。上下筒體與中間筒體配做。
5.4 物料升降平臺(tái)的工作過(guò)程
物料升降平臺(tái)利用環(huán)繞并張緊于頭輪、底輪的封閉環(huán)形畚斗帶作為牽引構(gòu)件，利用安裝于畚斗帶上的畚斗作為輸送物料構(gòu)件，通過(guò)畚斗帶的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)物料的輸送。因此，斗提機(jī)是連續(xù)性輸送機(jī)械。理論上可將物料升降平臺(tái)的工作過(guò)程分為三個(gè)階段：裝料過(guò)程、提升過(guò)程和卸料過(guò)程。
圖5.2 中間筒體
（1）裝料過(guò)程
裝料就是畚斗在通過(guò)底座下半部分時(shí)挖取物料的過(guò)程。畚斗裝滿程度用裝滿系數(shù)φ表示。根據(jù)裝料方向不同，裝料方式有順向進(jìn)料和逆向進(jìn)料兩種，工程實(shí)際中較常用的是逆向進(jìn)料，此時(shí)進(jìn)料方向與畚斗運(yùn)動(dòng)方向相向，裝滿系數(shù)較大。
（2）提升過(guò)程
畚斗繞過(guò)底輪水平中心線始至頭輪水平中心線止的過(guò)程，即物料隨畚斗垂直上升的過(guò)程稱作提升過(guò)程。此時(shí)應(yīng)保證畚頭帶有足夠的張力，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)提升，防止撒料現(xiàn)象的發(fā)生。
（3）卸料過(guò)程
物料隨畚斗通過(guò)頭輪上半部分時(shí)離開(kāi)畚斗從卸料口卸出的過(guò)程稱為卸料過(guò)程。卸料方法有離心式、重力式和混合式三種。離心式適用于流動(dòng)性、散落性較好的物料，含水份較多、散落性較差的物料宜采用重力式卸料，混合式卸料對(duì)物料適應(yīng)性較好，工程實(shí)際中較常用。
5.5 物料升降平臺(tái)的選用
物料升降平臺(tái)的選用，除了應(yīng)遵循輸送設(shè)備選用的一般原則，具體選用時(shí)還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
（1）據(jù)工藝的要求及有關(guān)條件，確定斗提機(jī)的機(jī)型。糧油、飼料加工一般均可選用固定式帶式物料升降平臺(tái)，但載荷特別大，工作條件非常差的情況，還有油廠半成品的輸送可考慮采用固定式鏈?zhǔn)轿锪仙灯脚_(tái)。
（2）據(jù)工藝設(shè)備安裝的要求，確定進(jìn)料方式；根據(jù)物料種類及有關(guān)條件，確定畚斗形式。一般情況應(yīng)選用逆向進(jìn)料，但由于工藝設(shè)備擺放的需要，也可以選用順向進(jìn)料；輸送流動(dòng)性、散落性較好的物料，可選用深型或無(wú)底畚斗，采用離心卸料，輸送含水份較多、粘性較大、流動(dòng)性、散落性較差的物料，則應(yīng)選用淺型畚斗，采用重力式卸料，對(duì)于一般物料均可考慮采用混合式卸料。
（3）據(jù)輸送高度，確定中間機(jī)筒的節(jié)數(shù)。
（4）據(jù)工藝所需的輸送量，確定斗提機(jī)的規(guī)格型號(hào)。
[例題1] 用一臺(tái)物料升降平臺(tái)輸送小麥，輸送兩為20t/h。試計(jì)算確定斗提機(jī)規(guī)格。
解：物料升降平臺(tái)用于輸送顆粒物料小麥，可取φ=0.75，ν=1.6m/s，查得r=0.75t/m3，取K=1.2。
選用深型畚斗，查表應(yīng)選用DS280×140畚斗，再根據(jù)表應(yīng)選用DTG48/28型物料升降平臺(tái)。
5.6 使用注意事項(xiàng)
（1）物料升降平臺(tái)應(yīng)空負(fù)荷開(kāi)車：所以每次停機(jī)前應(yīng)排盡所有畚斗內(nèi)的物料，然后再停車。
（2）不能倒轉(zhuǎn)：倒轉(zhuǎn)即可能發(fā)生鏈條脫軌現(xiàn)象，排除脫軌故障很麻煩。
（3）均勻喂料：禁止突然增大喂料量。喂料量不能超過(guò)提升機(jī)的輸送能力。否則容易造成底部的物料堆積嚴(yán)重時(shí)發(fā)生“悶車”事故。
（4）及時(shí)適量補(bǔ)充潤(rùn)滑油。
（5）鏈條和畚斗嚴(yán)重磨損或損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。
5.7 物料升降平臺(tái)的安裝維護(hù)及常見(jiàn)故障排除
5.7.1安裝
物料升降平臺(tái)安裝的總原則是：先外后內(nèi)、由下至上。具體的安裝步驟為：
（1）先將機(jī)座固定安裝于基礎(chǔ)預(yù)埋的地腳螺栓上。此時(shí)可在機(jī)座與地基間墊上30~50mm厚的木塊，以調(diào)整校正機(jī)座的水平度、擴(kuò)大承重面積。
（2）由下至上逐節(jié)安裝機(jī)筒。機(jī)筒安裝后內(nèi)臂不能出現(xiàn)錯(cuò)為現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)保證其垂直度和扭曲度偏差不超過(guò)允許值。
（3）在機(jī)筒的基礎(chǔ)上安裝機(jī)頭。到此為止，整個(gè)斗提機(jī)的外殼安裝完畢，應(yīng)檢查頭輪和底輪軸的水平度，同時(shí)必須保持頭輪軸和底輪軸在同一垂直面內(nèi)。
其他要注意的還有，斗式提升機(jī)必須牢固地安裝在堅(jiān)固的砼基礎(chǔ)上。砼基礎(chǔ)的表面應(yīng)平整，并呈水平狀態(tài)，保證斗式提升機(jī)安裝后達(dá)到垂直要求。
安裝提升機(jī)按下列順序進(jìn)行:在基礎(chǔ)上根據(jù)圖紙安設(shè)地角螺栓，然后將下部區(qū)段牢固地裝于基礎(chǔ)上，再在下部區(qū)段上連接中間機(jī)殼，連接完畢再連接上部區(qū)段;然后安設(shè)傳動(dòng)平臺(tái)，在傳動(dòng)平臺(tái)上安裝、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和保護(hù)罩等部件;并用手轉(zhuǎn)動(dòng)軸，以檢查各機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)是否圓滑輕松。
為防止物料升降平臺(tái)向側(cè)面偏移，必須在上部區(qū)段安設(shè)支持裝置。該裝置應(yīng)牢靠地固定于本機(jī)附件的建筑物上，而不應(yīng)限制本機(jī)在垂直方向上自由伸縮。高度較高的物料升降平臺(tái)在其中部機(jī)殼和上部機(jī)殼的適當(dāng)位置應(yīng)與其相臨的建筑物（如料倉(cāng)、車間等）連在一起以增加其穩(wěn)定性。安裝時(shí)先安裝下部部件，固定地腳螺栓，然后安裝中部機(jī)殼，后安上部機(jī)殼。機(jī)殼安裝成功，校正垂直度。在全高上下用鉛直線測(cè)量，誤差應(yīng)小于10mm。上下軸應(yīng)平行，其軸心線應(yīng)在同一平面內(nèi)。
當(dāng)設(shè)備的基礎(chǔ)構(gòu)件安裝好后，安裝環(huán)帶及畚斗。鏈條及畚斗安裝好以后，進(jìn)行適當(dāng)張緊，軸承座內(nèi)用鈣基或鈉基黃油均可以。
安裝完成后即應(yīng)進(jìn)行空車試運(yùn)轉(zhuǎn)?？者\(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)注意：不能倒轉(zhuǎn)，不能有磕碰現(xiàn)象?？者\(yùn)轉(zhuǎn)不小于2小時(shí)，不應(yīng)有過(guò)熱現(xiàn)象，軸承溫升不超過(guò)250℃，減速機(jī)溫升不超過(guò)300℃?？者\(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)后，一切正常即可進(jìn)行到負(fù)荷試車。帶負(fù)荷試車時(shí)喂料應(yīng)均勻，防止喂料過(guò)多，堵塞下部造成“悶車”。
試運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)后即可將頭殼的左右半罩安裝到機(jī)殼上，完成整個(gè)提升機(jī)的安裝。
5.7.2 操作與維護(hù)
膠帶輸送機(jī)在操作時(shí)同樣應(yīng)遵循“無(wú)載起動(dòng)，空載停車” 的原則。同時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：
（1）開(kāi)機(jī)前應(yīng)檢查輸送帶的松緊程度，以免出現(xiàn)輸送帶下垂、打滑空轉(zhuǎn)或拉斷等現(xiàn)象?？赏ㄟ^(guò)張緊裝置調(diào)節(jié)輸送機(jī)的松緊。
（2）工作時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查托輥的工作情況，如托輥有不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，將導(dǎo)致運(yùn)行阻力增大，膠帶嚴(yán)重磨損。
（3）注意輸送帶的保養(yǎng)，嚴(yán)禁其與汽油、柴油、機(jī)油等腐蝕性物質(zhì)接觸，經(jīng)常檢查清除表面粘附物。
（4）注意定期對(duì)驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪等轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件加注潤(rùn)滑油。
（5）應(yīng)定期對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，以保證其使用壽命。
（6）輸送機(jī)應(yīng)注意保管，避免日曬、夜露和雨淋，防止腐蝕和生銹。如長(zhǎng)期不使用，應(yīng)放松輸送機(jī)，入庫(kù)保存。
5.7.3 常見(jiàn)故障排除
1 畚斗帶打滑
（1）物料升降平臺(tái)是利用畚斗帶與頭輪傳動(dòng)軸間的摩擦力矩來(lái)進(jìn)行升運(yùn)物料的，叵畚斗帶張力不夠，將導(dǎo)致畚斗帶打滑。這時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)，調(diào)節(jié)張緊裝置以拉緊畚斗帶。若張緊裝置不能使畚斗帶完全張緊，說(shuō)明張緊裝置的行程太短，應(yīng)重新調(diào)節(jié)。正確的調(diào)節(jié)方法是：解開(kāi)畚斗帶接頭，使底輪上的張緊裝置調(diào)至最高位置，將畚斗帶由提升機(jī)機(jī)頭放入，穿過(guò)頭輪和底輪，并首尾連接好，使畚斗帶處于將張緊而未張緊的狀態(tài)。然后使張緊裝置完全張緊。此時(shí)張緊裝置的調(diào)節(jié)螺桿尚未利用的張緊行程不應(yīng)小于全行程的50%。
（2）物料升降平臺(tái)超載時(shí)，阻力矩增大，導(dǎo)致畚斗帶打滑。此時(shí)應(yīng)減小物料的喂入量，并力求喂料均勻。若減小喂入量后，仍不能改善打滑，則可能是機(jī)坐內(nèi)物料堆積太多或畚斗被導(dǎo)師物卡住，應(yīng)停機(jī)檢查，排除故障。
（3）頭輪傳動(dòng)軸和畚斗帶內(nèi)表面過(guò)于光滑頭輪傳動(dòng)軸和畚斗帶內(nèi)表面過(guò)于光滑，使兩者間的摩擦力減小，導(dǎo)致畚斗帶打滑。這時(shí)，可在傳動(dòng)軸和畚斗帶內(nèi)表面涂一層膠，以增大摩擦力。
（4）頭輪和底輪軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈頭輪和底輪軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈，阻力矩增大，引起畚斗帶打滑。這時(shí)可拆洗加油或更換軸承。
2 畚斗帶跑偏
（1）頭輪和底輪傳動(dòng)軸安裝不正頭輪和底輪傳動(dòng)軸安裝不正主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是頭輪和底輪的傳動(dòng)軸在同一垂直平面內(nèi)且不平行；二是兩傳動(dòng)軸都安裝在水平位置且不在同一垂直平面內(nèi)；三是兩傳動(dòng)軸平行，在同一垂直平面內(nèi)且不水平。這時(shí)，畚斗帶跑偏，易引起畚斗與機(jī)筒的撞擊、畚斗帶的撕裂。應(yīng)立即停機(jī)，排除故障。做到頭輪和底輪的傳動(dòng)軸安裝在同一垂直平面內(nèi)，而且都在水平位置上，整機(jī)中心線在1000mm高度上垂直偏差不超過(guò)2mm，積累偏差不超過(guò)8mm。
（2）畚斗帶接頭不正畚斗帶接頭不正是指畚斗帶結(jié)合后，畚斗帶邊緣線不在同一直線上。工作時(shí)，畚斗帶一邊緊一邊松，使畚斗帶向緊邊側(cè)向移動(dòng)，產(chǎn)生跑偏，造成畚斗盛料不充分，卸料不徹底，回料增多，生產(chǎn)率下降，嚴(yán)重時(shí)造成畚斗帶卡邊、撕裂。這時(shí)應(yīng)停機(jī)，修正接頭并接好。
3回料過(guò)多
物料升降平臺(tái)回料是指物料在卸料位置沒(méi)有完全卸出機(jī)外，而有部分物料回到提升機(jī)機(jī)座內(nèi)的現(xiàn)象。在提升作業(yè)中，若提升機(jī)回料太多，勢(shì)必降低生產(chǎn)效率，增大動(dòng)力消耗和物料的破碎率。造成回料多的原因有以下幾點(diǎn)：
（1）畚斗運(yùn)行速度過(guò)快提升機(jī)提升不同的物料，畚斗運(yùn)行的速度有別：一般提升干燥的粉料和粒料時(shí)，速度約為1~2m/s；提升塊狀物料時(shí)，速度為0.4~0.6m/s；提升潮濕的粉料和粒料時(shí)，速度為0.6~0.8m/s。速度過(guò)大，卸料提前，造成回料。這時(shí)應(yīng)根據(jù)提升的物料，適當(dāng)降低畚斗的速度，避免回料。
（2）機(jī)頭出口的卸料舌板安裝不合適，舌板距畚斗卸料位置太遠(yuǎn)，會(huì)造成回料。應(yīng)及時(shí)的調(diào)整舌板位置，避免回料。
4畚斗脫落
畚斗脫落是指在生產(chǎn)中，畚斗從畚斗帶上掉落的現(xiàn)象。畚斗掉落時(shí)，會(huì)產(chǎn)生異常的響聲，要及時(shí)的停機(jī)檢查，否則，將導(dǎo)致更多的畚斗變形、脫落；在連接畚斗的位置，畚斗帶撕裂。產(chǎn)生畚斗脫落的原因主要有：
（1）進(jìn)料過(guò)多進(jìn)料過(guò)多，造成物料在機(jī)座內(nèi)的堆積，升運(yùn)阻力增大，畚斗運(yùn)行不暢，是產(chǎn)生畚斗脫落、變形的直接原因。此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，抽出機(jī)座下插板，排出機(jī)座內(nèi)的積存物，更換新畚斗，再開(kāi)車生產(chǎn)。這時(shí)減小喂入量，并力求均勻。
（2）進(jìn)料口位置太低一般，提升機(jī)在生產(chǎn)時(shí)，畚斗自行盛取從進(jìn)料口進(jìn)來(lái)的物料。若進(jìn)料口位置太低，將導(dǎo)致畚斗來(lái)不及盛取物料，而物料大部分進(jìn)入機(jī)座，造成畚斗舀取物料。而物料為塊狀，就很容易引起畚斗變形、脫落。這時(shí)，應(yīng)將進(jìn)料口位置調(diào)至底輪中心線以上。
（3）畚斗材質(zhì)不好，強(qiáng)度有限畚斗是提升機(jī)的承載部件，對(duì)它的材料有著較高的要求，安裝時(shí)應(yīng)盡量選配強(qiáng)度好的材料。一般，畚斗用普通鋼板或鍍鋅板材焊合或沖壓而成，其邊緣采用折邊或卷入鉛絲以增強(qiáng)畚斗的強(qiáng)度。
（4）開(kāi)機(jī)時(shí)沒(méi)有