TD315膠帶斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)

TD315膠帶斗式提升機(jī)設(shè)計(jì),td315,膠帶,提升,晉升,設(shè)計(jì) 目錄 第1章 前言 1 第2章 提升機(jī)設(shè)計(jì) 2 2.1概述 2 2.2 斗式提升機(jī)的工作原理 2 2.2.1斗式提升機(jī)分類 2 2.2.2斗式提升機(jī)的裝載和卸載 3 2.2.3 常用斗提機(jī)選用及相關(guān)計(jì)算 4 2.2.4 斗式提升機(jī)的主要部件 5 2.2.5斗式提升機(jī)的工作原理 6 第3章 參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 3.1提升功率的確定 8 3.2 電動(dòng)機(jī)選擇 9 3.3 減速機(jī)選擇 9 3.4驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇 9 3.4.1 軸的材料及熱處理 9 3.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.4.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 11 3.4.4 軸承選用 12 3.4.5 驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的設(shè)計(jì)校核 13 3.5 聯(lián)軸器的選擇 13 3.6 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.7 提升機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算 15 3.8 頭部罩殼的選材及連接 16 3.9 中部區(qū)段的設(shè)計(jì)選材 17 第4章 結(jié)論 19 參考文獻(xiàn) 20 致 謝 21 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(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(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。 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℃以下。 第2章 提升機(jī)設(shè)計(jì) 2.1概述 此次設(shè)計(jì)的任務(wù)是研究TD315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)TD315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(lái)源于江蘇海建集團(tuán)， TD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(guò)250℃，廣泛應(yīng)用于水泥提升機(jī)械。 2.2 斗式提升機(jī)的工作原理 2.2.1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(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。 2.2.2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(jiàn)圖2-1）、挖取式裝載（見(jiàn)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??；缺點(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(wú)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。 圖2-2 注入式裝載 圖2-1挖取式裝載 物料在料斗的內(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。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。 2.2.3 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(jiàn)表1。 表2-1 TD、TH、TB型斗提機(jī)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) ① 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： 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)表表2-1 表2-1 提升機(jī)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)? 料斗型式 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；1020米時(shí)，K'=1.15。 2.2.4 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(guò)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)。 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?，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。 第3章 參數(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1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(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(guò)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： P0=+PS+PL （3-1） 式中 P0-軸功率（KW）； Q-斗提機(jī)的輸送量（t/h）； H-提升高度（m）； g-重力加速度（m/s2）； PS，PL—附加功率，KW，見(jiàn)表3-1 表3-1 附加 功率 TH160 TH200 TD315 TH315 TH400 TH500 TH630 TH800 TH1000 TH1250 PS,KW 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 PL,KW 0.2 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4 6 8.4 由此次TD315斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)的條件可以得知，Q=35t/h,t提升的高度H=35m重力加速度在此處可取10 m/s2。將數(shù)據(jù)代入（3-1）計(jì)算可得： P0=+PS+PL = （3-2） 電機(jī)功率 P= （3-3） 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(guò)計(jì)算可得： P=7.5Kw 3.2 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Φ75，中心高280mm，工作轉(zhuǎn)速1440 r/min。 3.3 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，TD315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。 3.4驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇 3.4.1 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)質(zhì)處理。 3.4.2 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。 （3-4）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)代入式3-4可得 （3-5） 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70mm。 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=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。 圖3-1 驅(qū)動(dòng)軸示意圖 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=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(lái)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，l5=40，驅(qū)動(dòng)軸總長(zhǎng)為950mm。 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20×125 GB1096-1996及鍵28×110 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。 3.4.3 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 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 （3-7） 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，25kg/m）； ——牽引構(gòu)件重量（2000N）。 （3-8） （3-9） （3-10） 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)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則 （3-11） （3-12） 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： （3-13） 應(yīng)力幅： 平均應(yīng)力： Mpa 切應(yīng)力： （3-14） （3-15） 安全系數(shù)： （3-16） （3-17） （3-18） 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。 3.4.4 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： （3-19） 式中：——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2～1.8。 其壽命為： （3-20） 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 /kN d D B 85 150 36 58.2 23.5 3.4.5 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] （3-21） <[τ] （3-22） 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。 3.5 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： Y 由表11-9可知所選用連軸器的公稱扭矩=3153 ，許用轉(zhuǎn)速為3450 r/min,而本次設(shè)計(jì)所需的扭矩T=1530,轉(zhuǎn)速 為48 r/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=120 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] （3-23） <[τ] （3-24） 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 其中b為鍵的寬度。 圖3-3 LX型聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖 3.6 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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。 TD315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3-4 驅(qū)動(dòng)鏈輪裝置 3.7 提升機(jī)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，提升機(jī)的主要參數(shù)現(xiàn)在可以計(jì)算如下： 1） 提升速度： （3-25） 式中：——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0.205t，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，由于斗速較快時(shí)裝填率較低，故取裝填率=0.75，已知TD315型深斗容積為3L，則同一時(shí)刻所需上行料斗的數(shù)量為： 個(gè) （3-26） 則料斗間距為： a= （3-27） 取整數(shù)，則料斗間距為450mm。 3.8 頭部罩殼的選材及連接 圖3-5 上部機(jī)殼 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3-5 提升機(jī)頭部示意圖 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3-6所示。 圖3-6 中部機(jī)殼 3.10 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) 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 3-7 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(guò)三個(gè)月的設(shè)計(jì)，TD315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：35（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TD315提升機(jī)，提升高度為35米，提升能力31.5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) 1　[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 2　[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. 3 [鞏云鵬，田萬(wàn)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. 4　[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. 5　[范云霄] 《臺(tái)式鉆床的改造》[J].機(jī)械制造,1994,1:35. 6 [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 7 [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 8 [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 9 [趙家齊] 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第2版）》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.10 10 [周開(kāi)勤] 《機(jī)械零件手冊(cè)（第5版）》 北京 高等教育出版社 2001 11［聶毓琴 孟廣偉］主編. 材料力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 12［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，2009.8 13［毛昕 張秀艷，黃英，等］.畫(huà)法幾何和機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2004.7 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我注意收集資料，注重實(shí)際考察，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性，從而為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)做了良好的鋪墊。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的難題，我及時(shí)查閱資料，虛心向老師，同學(xué)請(qǐng)教，搞好搞懂每個(gè)知識(shí)點(diǎn)?？紤]問(wèn)題多方面，多角度，力爭(zhēng)適應(yīng)工程與設(shè)計(jì)人員的工作要求，培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力與嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作作風(fēng)，也從中體會(huì)到工程技術(shù)人員所應(yīng)具備的基本素質(zhì)，為進(jìn)入社會(huì)起橋梁作用。知識(shí)的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我覺(jué)得這次設(shè)計(jì)的完成，不僅鍛煉了我搞設(shè)計(jì)的工作能力，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，解決困難的方法，并且也培養(yǎng)了我獨(dú)立﹑創(chuàng)新﹑力求先進(jìn)的思想。同時(shí)我認(rèn)識(shí)到：無(wú)論做什么事，只要你深入的去做，難事不難，但如果你不去用心的做，易事不易。機(jī)不可失，我在這次的設(shè)計(jì)中傾注了大量的心血，盡一切力量爭(zhēng)取將設(shè)計(jì)做到最好。我認(rèn)為我在這段時(shí)間內(nèi)所有的收獲，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作會(huì)是一筆難得的財(cái)富。 由于本人理論知識(shí)有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免存在很多的錯(cuò)誤和不足，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我得到了xxx老師的悉心指導(dǎo)和同組同學(xué)的熱心幫助，在此期間xxx老師經(jīng)常主動(dòng)和我交流，及時(shí)給我指出不合理之處及需要改進(jìn)的地方，為我能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很多事情，本人在此對(duì)陳老師表示深深的謝意。 23