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TG315
型斗式
提升
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TG315型斗式提升机,TG315,型斗式,提升
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毕业设计（论文）开题报告课题： TG315型斗式提升机的设计 所在学院： 机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 12机自4班 姓 名： 王同磊 学 号： 1221080435 指导教师： 杨光 2015 年 11 月 15 日一、设计目的和要求11目的在此大学的最后一个学年度，我选择了TG315型斗式提升机的总体设计作为我的毕业设计。我选择TG315型斗式提升机的设计出于以下几个原因：首先是它可以帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及代人到有污染等危险环境中进行作业；其次是由于TG315型斗式提升机的总体设计涉及到大学四年所学机械方面的各个方面，能够对我所学只是有一个系统的回顾和评估；最后也是出于个人的兴趣。TG315型斗式提升机的设计，可以培养我们理论联系实际的设计思想，通过课题研究回顾、总结大学我这三年所学。在以后工作中，能更快地提高我的专业技术；综合性地运用几年内所学知识去分析、解决问题。使自己的实践动手、动笔能力得到锻炼；为以后踏入工作打下良好的基础；掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。通过毕业设计的这个课题，使我学到了许多以前在书本上没有学到的知识，同时也进一步的巩固了过往所学。了解了目前国内外在带式输送方面的一些基本情况以及斗式提升机将来发展的趋势，掌握了设计的基本过程。也培养了我独立思考问题的能力，综合应用各科知识的能力。1.2要求此次设计的任务是研究TG315型斗式提升机的工作原理、性能和特点，采用理论联系实际的方法，研究影响TG315斗式提升机效率的影响因素，进行必要的结构改进，提出结构的方案并实施设计。同时，进行相关结构参数和工艺参数的设计与计算、总体方案设计，总体装配以及传动、机体等部件和相关零部件设计及绘图。因此对于设计上有一定的要求，首先我觉得选这个课题作为设计，第一你必须是一名机械设计专业的学生，必须具备一定的专业知识才能完成这个课题的设计。第二必须去查阅有关提升机方面的知识，必要的时候去实地企业观察斗式提升机运行情况，完全掌握其工作原理，运用你所学的知识理论联系实际，设计出TG315斗式提升机。第三，也是最主要的一点，设计的TG315斗式提升机要符合机械设计手册，工艺参数的选择也必须符合机械设计手册。二、设计的思路对于TG315斗式提升机的设计，前期我通过去查阅相关资料和去当地企业调研，可以确定TG315斗式提升机的结构主要有：电动机、联轴器、减速器、联轴器、传动装置、张紧装置、对头、尾部和中部机壳本体构成。工作原理：电动机通过联轴器带动减速器，减速器通过联轴器带动联轴器带动滚筒，滚筒带动胶带和料斗，料斗把物料从下面的贮藏中拉起来，随着提升机运送到顶部，绕过头部滚筒后通过离心力进行卸荷，将物料倒入接收槽内。因此我的设计思路也是根据其工作原理而来，其具体为：电动机 联轴器 减速器 联轴器 滚筒 胶带图1结构简图设计步骤：1、电动机选型；2、减速器设计；3、皮带选型；4、驱动轴设计及轴承选型、检验；5、联轴器选型；6、料斗和环料设计；7、独立罩壳设计；8提升机的安装、调试及运行三、设计的条件因素首先我是一名机械设计专业的毕业生，这是我能完成GT315斗式提升机的一个必要条件，也是首要条件，因为我学过专业的知识在此设计中不可缺少成分，它们可以帮助我更好的完成此设计。第二，选择了GT315斗式提升机也是我兴趣爱好所致，能帮助我更好的完成这个课题。第三，确定下来这个课题设计，我查阅了很多关于提升机和设计方面的知识，还去当地的企业去实习，实地去观察提升机运行情况，对其结构、工作原理、性能和特点都有了一定的了解。我相信，这些对我设计出TG315斗式提升机奠定了基础。对于设计中我可能遇到的问题，比如：1铸件的材料选取：铸件根据提升机机体和典型构件所需达到的强度要求，通过查阅资料进行选取。2机壳轮廓尺寸设计：轮廓尺寸可以自行设计，但必须保证料斗的运行通畅，同时参考链轮设计，物料提升要求，节约材料的设计要求。我都有去涉及和阅读这方面的书籍。有了这些必备条件，我觉得我一定能完成TG315斗式提升机的设计。四、预期成果本次TG315斗式提升机的设计对象是将针对粉状、粒状、及小块状的磨吸性较小的散状物料垂直提升，物料温度在250. 输送能力Q = 96m3/h， 提升高度H= 70m的中等功率TG315斗式提升机。五、毕业设计时间、进程安排序号起止时间各阶段工作内容12015.9.10-2015.10.10选择毕业设计课题，熟悉课题并进行课题调研。22015.10.112015.11.25收集资料并学习课题相关知识，查阅国内外相关研究资料，完成外文翻译及文献综述。32015.11.262015.12.5收集资料，分析研究的目的，完成开题报告42015.12.112015.12.20确定TG315型提升机的总体布局方案52015.12.212016.1.25确定传动装置的设计方案，对零件进行计算和校验。绘制减速器装配图。62016.1.26 2016.3.1绘制TG315提升机装配图和轴，齿轮等零件图。72016.3.22016.4.10编写说明书，完成毕业设计82016.4.112016.4.24毕业答辩准备，答辩导教师审核意见：（手写）指导教师签名： 年 月 日 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）文献综述课题： 斗式提升机的设计 所在学院： 机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 12机自4班 姓 名： 王同磊 学 号： 1221080435 指导教师： 杨光 2015 年 11月 15日一、前言斗式提升机广泛应用于建材、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接在一起的承载构件料斗内，牵引件绕过各滚筒，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。驱动装置与头轮相连，使斗式提升机获得动力并驱使运转。张紧装置与底轮相连，使牵引件获得必要的初张紧力，以此来保证其正常运转。物料从提升机底部供料。斗式提升机的历史要追溯的话，中国古代的高转筒车和提水的翻车是现代提升机的雏形；而斗式提升机真正应用是在17世纪中期，开始应用于架空索道输送散状物料；而在19世纪中期，各种现代结构的输送机才相继出现。1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢式输送机；1906年在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和治金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬送，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。斗式提升机就是输送机的其中一种。二、斗式提升机特点和应用2.1特点斗式提升机用于垂直或倾斜时输送粉状、颗粒状及小块状物料。斗式提升机的优点是：横截面上的外形尺寸较小，可使输送系统布置紧凑；提升高度大；有良好的密封性等。缺点是：对过载的敏感性大；料斗和牵引构件易损坏。斗式提升物料的高度可达米（如TDG型），一般常用范围小于40米。输送能力在1600/h以下。一般情况下采用垂直式斗提机，当垂直斗提机不能满足特殊工艺要求时，才能采用倾斜式斗提机。由于倾斜式斗提机的牵引构件在垂直度过大时需增设支承牵引构件的装置，而使结构复杂，因此很少采用倾斜式斗提机。斗式提升机在机械化运输系统中是一种被普遍采用的垂直输送设备。主要用于提升粉状、粒状、小块状的无磨琢性和磨琢性物料（如水泥、煤、沙、谷物、木屑、矿石、焦炭硅酸盐、铝镁砂、耐火材料、化肥、化学物品等）。根据生产工艺的需要，它与给料机、带式输送机、螺旋输送机等其它形式输送设备配合，可以布置成不同的工艺流程，形成各种运输系统。因此斗式提升机广泛的应用于建材、电力、治金、机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部门。正确使用斗式提升机，定期维护保养，不仅能延长其使用寿命，而且可以减少系统停机，避免事故发生，是实现安全生产、优质高产的必要条件。2.2应用在现代化的工厂中，从原材料进厂，中间经过各道加工工艺到成品出厂，时刻都需要均匀地连续地进行物料输送，连续输送设备是实现这一途径的理想设备。在垂直提升设备中，斗式提升机的效率高，机壳横截面尺寸小，占地空间小，而提升高度60100mm；而且系统可靠性好，故障少，并能够实现远距离显示和控制；另外它具有良好的密封性能，能够防止粉尘污染和粉尘爆炸,与其它垂直输送设备比较，功率消耗小是气力疏松的1/3.随着四化建设的蓬勃发展，斗式提升及应用越来越广泛，已成为现代化的连续输送中不可缺少的设备。斗式提升机广泛应用于建材、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接在一起的承载构件料斗内，牵引件绕过各滚筒，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。驱动装置与头论相连，使斗式提升机获得动力并驱使运转。张紧装置与底轮相连，使牵引件获得必要的初张紧力，以此来保证其正常运转。物料从提升机底部供料。三、基本原理斗式提升机是通过紧固在牵引构件（胶带、链条）上的许多料斗，并环绕在提升机上部头轮和下部尾轮之间，构成闭合轮廓；驱动装置与头轮轴相连，是斗式提升机的动力部分，可以使头轮轴转动；张紧装置一般和下部尾轮相连，使牵引件获得必要的初张力，以此来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物料，通过流入式或掏取式装入料斗后，提升到头部，在头部延出料口卸出，实现垂直方向运送物料的目的。斗式提升机的料斗、牵引构件及头轮和尾轮等安装在全封闭的机壳之内。斗式提升机在下部装料，由于被输送的物料差异性很大，所以装料和卸料的方式也就不同，根据物料特性，正确选择装料和卸料方式，对其工作情况和生产效率影响很大。对装料和卸料的要求是：装料均匀，块状物料直接流入料斗；卸料时物料能正确的进入卸料槽，不返料；物料抛卸中不冲击头部罩壳；采用间隔布置料斗的高速斗式提升机，物料抛卸过程中不碰撞在前面的料斗上。这些问题应该提前考虑到，避免以后在生产和工作中出现问题。如下图所示。图3.1斗式提升机的基本形状四、斗提机基本构件4.1机壳斗式提升机的机壳主要起支承和密封两大作用，机壳零部件的质量优劣直接影响整机的工作性能，所以一般机壳技术要求较高。要求机壳上法兰面与下法兰面的平行度符合GB118480形位公差中12级规定；除此以外还要求机壳表面平整。一般为了增强机壳强度，常常在机壳表面采用压筋（单筋、双筋）或机壳面增加斜支撑、立支撑等方法。对密封性要求很严的场合，采用全焊缝。机壳大多数是碳钢制作，对食品、医疗行业、常用不锈钢制作。目前，也有人研究用玻璃钢或其它工程塑料制作。根据斗式提升机工作要求，工作料斗和返回料斗运行时分别在两个通道内，料斗各行其道，这种机壳通道叫双通道机壳。双通道机壳横断面尺寸比较小。根据斗式提升机工作要求，工作料斗和返回料斗运行时分别在同一个机壳内，这种机壳通道叫单通道机壳。这种机壳断面尺寸较大。通道机壳横断面尺寸小的，其刚度好，可以防止空气在机壳内形成涡流，因而防爆性能比单通道机壳好。采用那种机壳要根据用户使用要求决定。4.2牵引件斗式提升机的牵引件常采用胶带或链条。当采用胶带作为料斗的牵引部件，为了使螺栓的头部不妨碍胶带通过滚筒，在料斗的后壁上应制有相应的凹槽。胶带的宽度要根据胶带的标准来选取，带宽应比料斗的宽度大3040mm。带的帆布层数应根据带子所受的最大牵引力计算确定（通常不少于4层），计算方法同带式输送机，但由于胶带上钻了连接料斗的孔，降低了胶带的强度，所以应比胶带输送机验算胶带强度的安全系数增大10%左右。胶带斗式提升机的优点是：成本低，自重较小，工作平稳无噪声，可采用较高的运行速度，生产效率较高，磨损较小；主要缺点是：料斗在胶带上的固定较弱，因为是用摩擦传递牵引力，需要有较大的初张力。因此，它主要用于中小输送量（在6080m3/h以内）和中等提升高度（通常在30m以内），运输密度较小或中等的粉粒状物料。普通胶带输送物料温度不超过60，采用耐热胶带允许达到150。4.3料斗料斗是提升机的承载构件，通常是用厚度=26mm的钢板焊接或冲压而制成的。为了减少料斗边唇的磨损，常在料斗边唇外焊上一条附加的斗边。根据物料特性和装、卸载方式不同，料斗常制成三种形式：深斗、浅斗和有导向槽的尖棱面斗。1.深斗深斗的特征是斗口下倾角度较小（斗口与后壁一般成65角）且深度较大，因此适用于输送干燥的、松散的、易于卸出的物料，如水泥、碎煤块、干砂、碎石等。2. 浅斗浅斗的特征是斗口下倾角较大（斗口与后壁一般成45角）且深度小，因此适用于输送湿的、容易结块的、难以卸出的物料，如湿砂、型砂、黏土等。浅斗的几何形状如图所示。深斗和浅斗的底部都制成圆角，以便于物料卸尽。为了不阻碍卸料，料斗需有一定间隔。3. 有导向槽的尖棱面斗有导向槽的尖棱面斗具有导向的侧边，料斗在牵引构件上是连续布置的，以便卸料时物料沿斗背溜下。这种料斗适于输送较重的、半磨琢性的及磨琢性大的块状物料。料斗的运行速度应较低，使物料在重力作用下逐渐倾倒于前面料斗的导槽中。4.4驱动装置 斗式提升机的驱动装置由传动滚筒（或链轮），电机、减速器、联轴器、逆止器及驱动平台组成。按照传递牵引力的方式、驱动方式可分为两种，即通过摩擦传递牵引力的摩擦驱动方式；如TD型、D型、HL型、TH型、TG型等斗式提升机均属于摩擦驱动；通过齿轮啮合传递牵引力的啮合驱动方式；如TB型、PL型、ZL型等斗式提升机均属于啮合驱动。斗式提升机驱动装置由电动机，圆柱齿轮减速器，联轴器，以及其他传动零件组成。驱动装置一般安装在斗式提升机上面的平台上。驱动装置中应有逆止器，其作用是由于偶然的原因，斗式提升机停车时防止逆转，使装载的物料由于重力作用而使物料堆积到井筒底部形成阻塞，使提升机不能正常启动而损坏，或在维修时逆转，造成事故。斗式提升机中减速器的转速通常在10100r/min，电动机通过一级皮带或齿轮，链条传动变速和减速器二级变速，达到主机设计的转速要求。常用减速器是JZQ型直齿圆柱型齿轮减速器及ZJ型轴装式减速器。其作用是可以使提升机的速度降下来，同时可以提高提升机的输出扭矩，也降低了提升机负载的惯量。4.5张紧装置斗式提升机工作时为了能稳定正常的运行需要对牵引构件进行张紧，张紧产生的力叫张力；保持运行的最小张力叫初张力。初张力过大会加快部件磨损，初张力过小，牵引件与驱动轮打滑或牵引件扭曲，工作不正常。我们知道牵引件有胶带、圆环链、板链等几种结构，性能不一样，所以选用的张紧方法亦不同。目前张紧方法常用的有螺杆张紧、重锤张紧、复合张紧等。还有就是张紧装置在工作时，张紧装置应调整至牵引件正常工作时所必须的张紧力，但不能过紧，牵引件安装和调整好后，未被利用的行程，应不小于全部行程的50%，装好后可利用人力盘动旋转检查，转动时不应发生运动机件与固定机件相互卡碰现象，并紧固所有螺钉，对各加油部位进行润滑。检查电机转动方向是否与主机一致，准备空负荷试车。五、斗式提升机的装卸载方式5.1斗提的装载装载形式有两种：1.掏取式（见图1）由料斗在物料中掏取装载。掏取式主要用于输送粉状、颗粒状、小块状的无磨琢性或半磨琢性的散状物料。由于掏取物料时不会产生很大的阻力，所以允许料斗的运行速度较高，为0.82m/s。2.流入式（见图2）物料直接流入料斗内。流入式用于输送大块状和磨琢性大的物料。其料斗的布置很密，以防止物料在料斗之间撒落。料斗的运行速度较低，一般不超过1m/s。如下图所示。图5.1装载方式5.2斗式提升机卸载方式斗式提升机在头部卸载。卸载的形式有三种，即离心式、离心-重力式及重力式。通过后期的设计计算，来选取是装载方式和卸载方式。在卸料口设有卸料滑板，滑板可以上下上下滑动。在负荷试车时，可以根据卸料情况加以调整，尽量保证最小间距使之卸料板不碰撞运动着的料斗，一般距料斗外边缘距离为1040cm，使料斗中的物料全部经卸料八板流入出料口为最佳。六、斗式提升机的发展趋势（1）斗式提升机的功能多元化、应用范围扩大化，如HL型环链离心斗式提升机、GTD/GTH系列斗式提升机等各种机型。（2）斗式提升机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是高距离、大运量、高提升速等大型斗式提升机已成为发展的主要方向，其核心技术应有了斗式提升机动态分析与监测技术，提高了斗式提升机的运行性能和可靠性。（3）大型化由于石油、化工、治炼、制造、食品、饮料、烟草、医药、家电等地工程规模越来越大型化，所以运输机运输物品的重量也越来越大，如码头的集装箱专用输送机的超大型结构件达1000t，目前世界上运输机重量最大的是3000t的斗式输送机。（4）实现产品的机电一体化机械产品需要更新换代。在当今计算机、自控技术和数显技术大发展的年代里，更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在运输机械上应用计算机技术，可以提高作业性能。（5）人机工程学的应用输送机械一般应用在沉重和繁忙的、环境比较差得场合。为了减少人员的作业强度，保证持久旺盛的体力和注意力，应该根据人机工程学的理论、设计导动装置和人员辅助装置，改善振动和噪声的影响，防止废弃污染，使其符合健康规范的要求根据不同的运送要求、不同的输送产品，选择不同的最佳的工艺的运输设备，以使最少、最合理的投资，获得最佳的使用效果，使设备发挥最大的效率。七、参考文献 1胡建平等. 螺旋输送机 斗式提升机和振动输送机D. 北京：机械工业出版社，19912商国华. 内装缷式提升机J. 中国铸造装备与技术，19923王晶辉. 斗式提升机的改进J. 农机使用与维修，20044 陆大明主编. 物料搬运设备手册北京：人民出版社，20005刘会英、杨志强. 机械基础综合课程设计机械工业出版社,20076陈铁明. 机械设计. 哈尔滨工业大学出版社，20067王继换. “提高斗式提升机畚斗装满系数的措施”，粮食与饲养工业出版，20018拾以超. PLC在提升机系统后备保护装置的应用. 广西轻工业，20089 .李秀娟、曹毅、李华伟等. 基于PLC的矿井提升机后备保护器设计.工矿自动化，200710濮良贵、纪名刚主编. 机械设计第七版. 高等教育出版社，200111成大先主编. 最新版机械设计手册第五版. 化学工业出版社，200812葛文杰.机械原理. 北京高等教育出版社，200513Bergerman.M,Xu.Y.Robust control underactuated manipulators:Analysis and Implementation.Proceedings of the IEE Systems,Mans and Cybernetics.1994:92593014T.Laliberte,C.Mgosselin.Simulation and Design of Underactuated Mechanical Hands.Mech,Mach,Theory.1998:395715Okada T.An Artificial Finger Equiped With adaptability to An Object.Bull Electrotech Lab,1974宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）外文翻译 所在学院： 机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 12机自4班 姓 名： 王同磊 学 号： 1221080435 指导教师： 杨光 2015 年 11 月 15 日译文： 题目 基于现代设计方法的矿井提升机内在安全性的研究 出处：/lp/institute-of-electrical-and-electronics-engineers/study-of-inherent-safety-mine-hoist-based-on-modern-design-methods-0V4gzZakT0摘要：对于现代化的本质安全理论设计，内在的安全性意味着设备和设施能够包含防止事故发生的固有基本特征。矿井提升机是煤炭生产中最重要的设备。如何获得安全、可靠、效率高的产品，已经成为国内外研究的焦点。内在安全性在提升机的设计中主要体现在通过设计方法来提高操作提升机的安全性和可靠性。在本文中，把内在安全性理论应用到了矿井提升机的设计中，利用PRO/E、PLC、Labview等软件提出了设计方法。关键字：矿用提升机；内在安全性；PRO/E；PLC；Labview1.介绍在煤矿生产中，矿井提升机是沿着岩石竖井携带煤炭、煤矸石、材料、工人和其他设施的设备，竖井是唯一的和地上地下连接的方式，就是我们所知的煤矿的喉咙。矿井提升机是一种具有的大惯性、负荷变化、运行速度快等特征的大型往复式机械。它本身操作性能的优点和缺点不仅直接影响到正常的产量和煤炭生产效率，而且关系着设备和人身安全。近年来，在国内外发生的矿用提升机失效和意外情况，已经让煤炭企业付出了沉重的代价。因此,生产技术和矿用提升机的安全性越高，那么它的机械制造技术与电气控制技术就会成为一个国际机械建筑行业和电气控制行业的重要研究领域。本质安全性意味着设备和设施能够包含防止事故发生的本质基本特征。本质安全性在于设计、通过持续的改进，才能避免由于设备本身的失效而造成的事故，本质安全性在提升机的设计中主要体现在通过设计方法来提高操作提升机的安全性和可靠性。在本文中，把本质安全性理论应用到了矿井提升机的设计中，利用PRO/E、PLC、Labview等软件提出了设计方法。2.本质安全理论长期的固有安全性源于世界空间技术在20世纪50年代的发展。这个概念被广泛的认为是科学技术进步与人类对安全文化了解的密切联系。在第二次世界大战后产生的本质安全性概念成为20世纪中期以来许多工业化国家的主要安全概念。作为危险控制的基本方法，本质安全设计是通过选择安全的材料、工艺路线、机械设备、装置以消除或控制危险源，而不是依赖“额外的”的安全措施或管理措施来控制他们。作为本质安全设计，首先应分析并找出可能出现在系统里的危险，然后选择最佳的方法来消除、控制危险，这个方法反映在项目设计中。3矿用提升机的本质安全设计矿井提升机主要包括工作装置、控制系统、传输系统和阻力、保护系统以及其他组成部分。在本质安全的矿井提升机设计中，机械系统、控制系统和监控系统是需要考虑的主要部分。A:深入调查发现故障本质安全性的概念是指在产品的设计过程中一直需要安全性。也就是说，设备应尽可能少的在运行过程中出现故障，并且具有长期的正常运行周期。怎样才能设计出本质安全的设备，最重要的是能足够了解设备，尤其是在工作的时候。经过深入研究、充分了解情况，然后尽可能减少或消除设计中的缺陷。在深层研究的了解后，设计出产品。B .机械系统传统的产品设计方法周期长、成本高。然而，虚拟现实技术通过采用建模、仿真，然后建立物理原型的方法从而有了节约设计成本、缩短设计周期的优势。因此，虚拟设计是机械设计发展的必然趋势。在机械系统设计中，应用虚拟样机来设计矿用提升机，不仅提高了设计速度，而且模拟了虚拟样机的各种情况以发现设计错误，提高设计、改善矿井提升机的性能。矿井提升机的机械系统由主轴、卷筒、减速器、电机、刹车和其他组成部分。在它的设计中，虚拟设计软件PRO/E是用来建立提升机原型的，模拟软件ADAMS是用来模拟和优化设计的。具体过程如图1所示:图0.1机械系统设计C.控制系统设计矿井提升机控制系统包括启动、运行、刹车等，控制系统的要求是：在正常的提升机操作中，参与提升机的速度控制，到达目的地的时候制动提升机，称为制动服务；万一发生紧急情况，可以根据要求快速慢下来，制动提升机，以防止事故的扩大，也就是安全制动；在减速的时候参与提升机的速度控制；对于双滚筒提升机，在调节钢丝绳长度、更换水平和变化的钢丝绳时，应该分别制动活动卷筒和固定卷筒。这样以来，当主轴随固定卷筒一起转时，活动卷筒就不能动了。中国的大部分矿井提升机（70%以上）使用传统的电气控制系统(以TKD-A作为代表)。TKD控制系统由逻辑电路、大型空气接触器、转速发电机等部分组成，是一个触摸控制系统。经过多年的发展，TKD-A系列电动控制系统已经形成了自身的特点，但其存在的缺陷显而易见。其电路过于复杂、多线，由于电路故障使提升机造成停车和事故的发生。通过运用计算机和数字技术，形成一个数字化提升机的PLC控制系统已成为可能。PLC控制系统具有较高的控制精度、参数稳定、简单的硬件结构、自诊断能力和网络通信功能。基于PLC控制技术的矿井提升机控制系统结构如图2所示，主要包括以下几个部分：主要PLC控制电路、提升机路线的检测和显示电路、速度检测和信号电路。PLC的主要控制电路多采用在国内应用很多的日本三菱FX2N系列。图0.2PLC电子控制系统D .监测系统设计为了确保提升机的安全运行，除了选择合理的操作设计参数、采用先进的控制系统之外，还应该定期监控技术参数、时常做性能测试工作以掌握提升机性能、及时发现缺陷、消除隐患、避免不必要的损失。此外，通过测试数据还可以改善提升机的操作状态达到最佳工作状况。因此，提升机可以安全、可靠、高效率的运行以延长其运行寿命。虚拟仪器技术是基于计算机的仪器和测试技术，被装载一些计算机上的硬件和软件且具有相似的外观和性能的现实独立仪器。使用这台计算机的用户，就像操纵了一个特殊的设计其本身的传统电子设备虚拟仪器技术其本质就是把硬件软件化的技术，充分利用先进的电脑技术来补充和扩展传统仪器的功能。LabVIEW(实验室虚拟仪器工程工作台)是一种图形化程序和开发环境，也被称为“G”的语言。它被广泛地用工业、学术界和研究实验室，作为标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW中不仅提供和支持了所有硬件和数据采集卡的GPIB，VXI总线，RS - 232和RS - 485通信协议，而且建立了支持TCP/IP，ActiveX和其他软件标准的内置库函数。此软件对科学家和工程师来说是一个编程语言，它提供了一个简单、直观的图形编程模式，节省了大量的开发时间，功能齐全，最佳的体现了虚拟仪器的类型。针对上述情况，研制出了基于虚拟仪器LabVIEW的矿井提升机综合性能监控系统。如图3所示。通过信号处理和数据采集卡从传感器那里接收信号，然后把接收的信号送到虚拟仪器软件平台，具有以下特点:（1）数字化的显示速度、加速度、制动时间、位移、油压、延迟时间和其他相关参数，并且显示速度、加速度,牵引力、位移与液压曲线。（2）动态监测液压油压力和油泵运行站，基于这些参数来避免重要制动系统的失败。（3）测试刹车空载时间，继电器延时时间和其他时间参数。（4）调查实测曲线和提升机参数；打印测试报告。图3测试系统图表此监控系统具有体积小、重量轻、精度高、测试方便、灵活、富有特色软件等特点。该系统不仅可以显示自动测试的结果，也可以完成的多种功能，例如数据传输、分析、处理、存储和报告打印。该系统具有较高的计算精度，可以很轻易地监控提升机的运行状态，以保持提升机操作的可靠性。4结论在本文中，通过使用虚拟设计软件设计提升机的机械系统，通过可编程序控制器(PLC)设计控制系统，应用虚拟仪器软件-LABVIEW设计监控系统。因此，这种矿井提升机的设计有良好力学性能和运行安全性和监测方便的特点。5.参考文献1 Weng qishu.客舱的本质安全和检查J.导航技术，20062 Li jangbo.基于虚拟仪器的复合材料设备测试系统的研究D.一篇河北工程大学的工程硕士学位论文，20073 Wang chengqin, Li wei, Meng baoxing等。基于虚拟仪器的提升机齿轮随机性振动测试系统J。煤矿机械，20084 Chen baozhi, Wu min.本质安全性的概念和实践J.安全科学杂志，20085 Xu chenyi, Wu yongdong, Huang he等.一个基于plc的矿井提升机控制系统设计J.LC&FA,2008机械制图图框规范要求1、 图线要求：粗实线线宽设置为0.5mm，细实线为0.25mm，为默认线宽，可不用更改。2、 字体：数字和字母采用gbenor.shx，汉字用仿宋。字高根据内容而变化，具体可参考表1.表1 字体的大小尺寸数字字高装配图中序号的字高技术要求字高3.557以上字高的要求均是打印出来的字高。若比例为1：n，则以上字高相应放大n倍，若比例为n：1，则以上字高相应缩小n倍。尺寸数字的字高详见以下的比例说明。尺寸文字的字高设置如图1。图1 尺寸文字字高设置3、 比例：图形应严格按照尺寸大小的1:1来绘制。若采用的比例不是1：1，则不能对图进行缩放，应该对图框进行缩放。如采用1：n 的比例给图，则应将图框放大n倍，同时标注样式里文字的字高仍是3.5，只需在“调整”选项卡里将“使用全局比例”的数据改成n即可，如图2所示。反过来若是放大比例n:1，则将图框缩小n倍，“调整”选项卡里将“使用全局比例”的数据改成1/n。图2 标注样式调整的设置4、 标题栏的格式要求具体可见附件。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）任务书所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班 级12机自4班学生姓名王同磊学号1221080435指导教师杨光课 题TG315型斗式提升机设计一、毕业设计（论文）工作内容与基本要求： 1. 主要目标TG系列斗式提升机适用于垂直输送粉状、粒状、及小块状的磨吸性较小的散状物料，广泛适用于建材、冶金、化工、粮食等行业散状物料的提升。通过完成本课题使学生在以下几方面的能力得到训练和提高： （1）综合运用所学专业知识分析、解决实际问题的能力；（2）制定方案、工程设计计算、数据处理、分析判断等能力；（3）掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力；（4）强化外语、计算机应用能力；（5）图纸绘制、编写技术文件的能力；（6）撰写论文和口头表达的能力；（7）独立工作和协作配合工作的能力。2. 设计参数TG型斗式提升机采用高强度的钢丝绳作为牵引部件，保证了提升机长期高效运行，使用寿命长，运行可靠性好。设计参数：输送物料为碎石，输送能力Q = 96m3/h，提升高度H= 70m，提升速度V=1.8m/s。3. 任务和要求（1）查阅与课题相关的文献资料不少于12篇，其中外文资料不少于2篇； （2）完成文献综述，不少于3000字，翻译1篇外文文献，且不少于2000字；（3）认真调研，充分做好课题准备，完成毕业设计开题报告；（4）按给定要求及参数进行整机设计计算, 对动力部件、牵引部件、料斗等主要零部件进行相关结构设计与校验，并对重要部位的连接进行校核；（5）利用软件绘制总装图和主要零部件图(装配图1-3张、零件图10张以上)；（6）编写10000字以上的设计说明书一份。（7）完成毕业设计的其它工作（完成指导记录、资料上传至“宁波大红鹰学院毕业设计（论文）网络平台”、答辩PPT准备、毕业设计资料整理及装订工作）。（8）其他要求设计要符合技术要求，计算要准确，绘图要规范；文字要通顺，条理要清楚，撰写规范及有关要求符合宁波大红鹰学院毕业设计（论文）撰写规范；要求在规定时间内独立完成。4. 主要参考资料（范围）（1）机械原理、机械设计（2）机械制图、公差配合（3）工程材料、机械制造（4）连续输送机械设计（5）斗式提升机（6）设计工具书 二、毕业论文进度计划序号起讫日期各阶段工作内容备注12015.9.1510.15 选择毕业设计课题，熟悉课题并进行课题调研。22015.10.1611.30 收集资料并学习课题相关知识，查阅国内外相关研究资料，完成外文翻译及文献综述。完成文献综述，不少于3000字，翻译1篇外文文献，且不少于2000字，提供原版PDF3200 撰写开题报告。12月30日提交外文翻译、文献综述、开题报告42015.12.1112.20 进行课题总体方案的设计与分析，确定方案。必要时去相关企业调查学习5200完成主要零部件的设计计算。62016.1.11 2.10 绘制设计图纸。72016.2.11 3.10完成毕业设计计算说明书。3月1日进行毕业设计中期检查82016.3.11 3.31修改完善说明书及图纸资料。提交经整改后的开题报告、外文翻译、文献综述、设计说明书、图纸、指导记录本等所有资料（含电子稿、纸质稿）92016.4.1 4.17毕业答辩准备。资料装订完善、上交102016.4.23 4.24答辩三、专业（教研室）审批意见：审批人（签字）：年 月 日 分 类 号 密 级 宁 宁波大红鹰学院毕业设计(论文) TG315型斗式提升机设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其化班 级12机自4班姓 名王同磊学 号1221080435指导老师杨光 2016 年 3 月 30日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）4LBZ-100型水稻收割机行走系统设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘 要TG315型斗式提升机是一种被普通采用的垂直或者倾斜式的提升设备, TG系列斗式提升机适用于垂直输送粉状、粒状、及小块状的磨吸性较小的散状物料，广泛适用于建材、冶金、化工、粮食等行业散状物料的提升。TG315型斗式提升机的提升运行的结构特点是：运送的物料被装入到与牵引件连结在一起的料斗内，再通过牵引件绕过各传动链轮，形成了不运送物料的无载分支和运送物料的有载分支的闭合环路，使其连续地输送物料。驱动装置的连接是通过头轮与连轴器相连，通过连接传动，TG315型斗式提升机就会获得动力并驱使它运转。本次设计主要针对链式TG315型斗式提升机的整体结构设计, 驱动链轮的设计, 电机、减速机、等主要零部件的选择及驱动轴的设计计算并校核。这些也都是本次TG315型斗式提升机的的主体结构。关键词：TG型斗式提升机，料斗，张紧装置，牵引件IIIAbstractThe bucket of TG315 elevator is a common vertical transportation equipment for the delivery of a variety of bulk and fragments of materials such as cement, sand, soil, coal, grain, and is widely used in building materials, electricity, metallurgy, mechanical, chemical industry, light industry, nonferrous metals, grain and other industrial sectors. Bucket of TG315 Elevator is the structural characteristics: the materials being transported together with the traction of carrying components of the hopper, the traction around the drum pieces, forming a closed loop containing a branch of a delivery of materials and a branch of the non-delivery of materials, the Movement for conveying materials. The design of the main chain overall structural design, the design of the drive pulley, the select of motor, reducer, belt and other partsand the drive shaft design verification to TG315. Keywords：bucket elevator，hopper，tension device ，traction part目录摘 要IAbstractII目录III第1章绪论11.1设计背景1第2章本课题介绍及设计理论32.1概述32.2TG315型斗式提升机的分类及装载方式32.2.1TG315型斗式提升机的分类32.2.2TG315型斗式提升机的装载和卸载42.2.3TG315型斗式提升机选用及相关计算52.2.4常用TG315型斗式提升机功率计算62.2.5TG315型斗式提升机的主要部件72.2.6TG315型斗式提升机的工作原理8第3章TG315型斗式提升机主要参数确定及主要结构设计93.1设计参数及TG315型斗式提升机类型选取93.2TG315型斗式提升功率的确定103.3传动带的设计计算113.3.1皮带的设计113.3.2传动带轮的设计123.4减速器的选择133.5驱动轴设计及附件的选择133.5.1轴的材料及热处理133.5.2轴的结构设计143.5.3轴承选用173.5.4驱动链轮键的设计校核183.5.5中部区段的设计选材193.5.6料斗与环链的设计203.6张紧机构的设计20第4章维修保养234.1TG315型斗式提升机的维修保养23结论24参考文献25致谢26第4章维修保养第1章 绪论1.1 设计背景提升机的发展经历了几千年的历史，要问其根源的话，中国古代的高转筒车和提水的翻车是现代提升机的雏形；这也可以说是斗式提升机的鼻祖。提升机的发展主要在近几年才得到很大的突破，其类型就出现了好多种，主要有环链提升机，物料提升机，斗式提升机等多种，它们各有各的特点，提升机的应用也很广，在各行业都有所涉及，它主要应用在矿山，机械，建筑领域，还应用于粮油“化工”食品”水泥制造等行业，它是大倾角倾斜和垂直向上输送小块状物料或粉状粒状的连续输送机械，其主要是由牵引带围绕着底轮底座和头部链条之间做循环运动，从而将其料斗内的物料由提升机的底部运输到提升机的机头。而我设计的TG315型斗式提升机物料的高度最高可达350m。目前，国内生产的斗式提升机有如下方面的特点，驱动轮上的链条大部分都是槽轮形，主要靠其在摩擦带的摩擦力的作用下传动，最主要的是原提升机的设计传动链轮和拉紧链轮是一个整体，只要链轮有所损坏，整条线上的链轮就会报废，这样不仅其维修的费用会加大，其维修的时间也会加长，还会造成很大的浪费。因此在我国国民经济的不断提高的同时，好多企业也开始认识到了我国生产的提升机的弊端，从而开始引进、吸收、消化世界各国斗式提升机的最新技术，再结合我国的实际情况，近几年我国开始设计生产TD型和TG型高效斗式提升机系列，以此来满足对生产的需要。现在的厂家对单机生产能力的要求也在逐步提高，以往的设计的斗式提升机已经远远满足不了生产的需要，所以再其驱动装置，传动装置，进行改进和优化已经势在必行。这就是我选TG315型斗式提升机作为我的毕业设计的课题的原因。选择TG型斗式提升机最关键和最主要的还是其输送系统，输送的要求加上维修，就会严重影响到其使用，因而对现在使用的老式斗式提升机，其系统的改进和优化直接决定生产能力，决定着产量，当然罩壳外形布置的合理不合理也有不可忽视的作用。链环TG型斗式提升机输送量大，运转的重量也比较大，对于一些特殊的TG型斗式提升机需要作业于高温度，易出现事故，针对以上问题，首先在我看来先对它的输送驱动部分做一步改进，将槽形轮改为胶带。TG型斗式提升机的主要组成部件和提升机的组成部件是一样的，主要也是由驱动装置、牵引构件、料斗、张紧装置、传动轮、机壳等组成。其牵引构件主要有牵引带或链条。用牵引带作为牵引构件的TG型斗提机称之为带式TG型斗式提升机；用链条作为牵引构件的TG斗式提升机称为链式TG型斗式提升机。TG型斗式提升机使用的料斗主要有深斗、浅斗、组合斗、导槽斗、脱水斗等，可根据物料卸载方式和特性进行选择。驱动装置主要包括传动装置和电动机等。传动轮可以是传动滚筒（牵引构件为牵引带）或传动链轮（牵引构件为链条）。驱动装置其与传动轮相连， TG型斗式提升机就会获得动力而使它正常运转起来。TG型斗式提升机通常采用重锤式张紧装置或螺旋式张紧装置，拉紧装置主要与拉紧轮相连接，从而保证使牵引构件获得必要的初张力，继而保证TG型斗式提升机的正常运转，正常工作。TG型斗式提升机的机壳主要有头部、尾部和中间三部分。头部机壳主要与驱动装置和传动轮组成了TG型斗式提升机的头部，头部机壳的形状选形，主要是根据物料的抛出轨迹来进行确定的，这样保证了从料斗中卸出的物料能顺利进入卸料槽中。尾部机壳主要与张紧装置和拉紧轮组成了TG型斗式提升机的尾部，尾部机壳选形与物料装载方式相匹配。TG型斗式提升机的优点是：横断面外形尺寸小，结构简单紧凑，节省了占地面积；密封性好，避免污染环境；提升高度较大。其缺点是：输送物料时种类受到诸多限制；对过载比较敏感；料斗和牵引构件易被损坏。TG型斗式提升机的输送能力通常情况应小于1000t/h，提升高度一般应在250m 以下。近年来由于高强度钢丝绳作为牵引带的发展，使牵引构件的强度大大提高。国外采用高强度钢丝绳作为牵引构件，并采用混合式 的工作模式，用小型TG型斗式提升机对大型TG型斗式提升机定量供料，从而使TG型斗式提升机的输送能力达到2000t/h，提升高度继而上升到500m。TG型斗式提升机不仅广泛应用于仓库和矿井中，还可用它来装卸车和卸船。所以我这一次选而我这TG315型斗式提升机作为我的设计，我总结出它有如下几个特点：1、驱动功率小。主要采取流入式的喂料方式，重力诱导式的卸料方式，输送量大。链速低提升高度高。几乎不会出现回料和挖料的现象，因此对其无用功所损耗的功率小。2、提升范围比较广。对物料的种类，特性相对一般的提升机来说：要求少，它不仅能提升一般的粒状，粉状和块状物料，而且可提升琢磨性状的物料。物料的温度最高可达到250C。3、输送能力大。提升也比较大，其范围为：15-800m3/h4、使用寿命相较于其它类型的提升机长，而且能更有效的利用其创造价值5、密封性好，环境污染少6、操作简单，维护，维修方便，易损坏的零件比较少。29第2章 课题介绍及设计理论2.1 概述首先我设计的是TG315型斗式提升机，由于输送的是碎石，所以输送过程中磨琢性比较强，因此，这一次我设计的TG315型斗式提升机采用板链式设计。此次设计的主要任务是研究TG315型板链式斗式提升机的工作原理、性能和特点，采用实习中理论联系实际的设计方法，深入研究板链式TG315型斗式提升机，对其进行有必要的结构改进，提出可行的结构的方案并实施设计。同时，对其进行相关工艺参数和结构参数的选定与计算，继而提出总体的方案设计和装配设计，以及传动链、机体等部零部件的设计及制图。主要设计应注意如下几个点：1深入的研究TG315型斗式提升机的工作原理，主要根据其在工作能力和和性能以及使用方面的要求，设计出可行方案。2设计出合理的驱动装置，以此来保证其运行的高效性。3设计出合理的TG315型斗式提升机结构，能保证正常的运行和稳定性。2.2 TG315型斗式提升机的分类及装载方式2.2.1 TG315型斗式提升机的分类(1) 按牵引件分类：斗式提升机的牵引构件主要有环链、板链和皮带等几种, TG315型斗式提升机也按照牵引件也分为环链、板链和皮带。其环链的结构相对来说比较简单，与料斗的连接，也比较牢靠，输送磨琢性大的物料，链条的磨损程度较一般较小，其缺点是自重比较大。板链结构的特点是：自重比较轻，牢固，适用于提升量大的TG型斗式提升机，其接头容易被磨琢性较大的物料磨坏，因此不适宜输送磨琢性大的物料，皮带的结构比较简单，普通皮带物料温度不能超过60C，环链和板链输送物料的最高温度可达到250C。TG315型斗式提升机最广泛使用的是带式，环链式两种型式。用于输送碎石。输送碎石大多数TG型斗式提升机会选用深型漏斗。(2) 按卸载方式分类：TG315型斗式提升机可分为：重力式卸料、离心式卸料和混合式卸料等三种卸料形式。重力式卸料的特点是：斗速较慢，适用于输送块状的，比重较大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。离心式卸料的特点是：斗速较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料。混合式卸料的特点：适用的提升机速度也较低，一般速度在0.5到o.7m/S，适用于流动性不良的散状、纤维状物料或潮湿物料。2.2.2 TG315型斗式提升机的装载和卸载TG315型斗式提升机的装载方式可分为三种，他们分别为挖取式装载（见图2-1）、注入式装载（见图2-1）、和混合式装载。挖取式装载，只能用于输送粉状或小颗粒流动性良好物料和运输场合，其TG315型斗式提升机的运行速度一般在2ms以下。注入式装载要求运输的物料以均匀的速度落入料斗中，形成比较稳定的料流，装料口下部应设有一定的高度，方便物料的堆积。物料的采用注入式装载时一般料斗布置会比较密集。料斗在牵引件上布置比较稀时多采用混合式装载；能比较好的消除上述两种装载方式的弊端，具有较大的优势。因此在此次设计中，我采用的是混合式装载的装载方式。如图 21所示为注入式装图 21注入式装载和挖取式装载载和挖取式装载。TG315型斗式提升机的卸载方式有重力式、离心式及混合式三种。如图 22所示。图 22重力式、离心式及混合式重力式卸载主要用于半磨琢性或磨琢性大，以及卸载块状的物料，其料斗的运行速度范围为一般是0.40.8m/s左右，其料斗需要配导向槽。它的优点是：料斗装填性能很好，料斗的尺寸设计与极距的设计的大小无关。因此允许在较大的料斗运行速度之下应用比较的大容积料斗；其缺点是：物料输送出的位置一般比较低，因此必须加大提升机机头的高度，以此来堆积物料。物料在料斗中被输送抛卸出去，这种卸载方式称为离心重力式卸载。常用于粉状物料及含水分物料。料斗的运动速度一般为0.60.8m/s范围，常用链条来作为牵引构件。离心式卸料料斗的运行速度通常比别的方式的卸料料斗的运行速度高，通常它的取值范围一般为12m/s。这种方式的卸载要正常工作，必须选择正确的驱动轮的直径和转速，以及它所在卸料口的位置高度。它的优点主要是驱动轮尺寸比较小在一定的料斗速度下；卸料位置比较高，各料斗之间的距离是可以减小，以此来提高卸料管的高度，当卸料管高度一定时，TG斗式提升机的高度就可以减小。其缺点是：对所提升的物料也有了一定的要求，只适用于流动性好的粉状、粒状、小块状的物料，料斗的填充系数相较于别的卸载方式较小。混合式的卸载一般能用于各种物料的卸载方式。其优点也比前面两种卸载方式更加多，不会出现上述卸料方式那样有局限性。能很好的发挥其功能和效率。此时的料斗的运动速度大约范围为1m/s左右，能符合本次设计的要求。因此本次TG315型斗式提升机设计采取的卸料方式为混合式卸料方式。2.2.3 TG315型斗式提升机选用及相关计算TG型斗式提升机作为提升设备，TG315型斗式提升机的选用也会受到很多因素的制约，对其选型也有了一定的要求，选错型号也会给其顾客带来不尽的麻烦，所以，一定要根据所需要设计的要求和规格来选取所需要的型号。一般TG315型斗式提升机的选型取决于以下几个因素：第一，物料的物理特性：物料是否有吸附性，是否含水。第二，物料的具体形状：物料是粉末状还是颗粒状还是小块状。第三，物料的堆积比重：TG型斗式提升机的堆积比重是针对1.6以下的物料进行设计和计算，物料比重太大，就会需要我们对其牵引力和传动部分抗拉强度分别进行不同程度的计算和校验。第四，单位时间里的输送量。通常TG型斗式提升机的选型，物料的形状直接决定物料的卸料方式，常用卸料的选择规律为粉末状物料采用离心抛卸料方式、块状物料采用重力卸料方式，而卸料方式的不同决定TG型斗式提升机的料斗的不同，离心式抛卸料大多数采用的是弧形斗和浅斗，而重力卸料式卸料方式则需要采用深斗。TG型斗式提升机的效率最终是取决于料斗形式、斗速、物料比重、物料性质、料斗数量等的一个总体的参数。2.2.4 TG315型斗式提升机功率计算(1) TG315型斗式提升机轴功率的近似计算：Po=QH/367（1.15+k1k2v）式中：P0-TG315型斗式提升机的轴功率（千瓦）；Q-TG315型斗式提升机的输送量（吨/小时）；H-TG315型斗式提升机的提升高度（米）；v-TG315型斗式提升机提升速度（米/秒）；K1、K2-系数。具体见表 21表 21TG315型斗式提升机参数表输送能力Q（吨/小时）牵引构件型式带式单链式双链式料斗型式深斗和浅斗三角斗深斗和浅斗三角斗深斗和浅斗三角斗系数K11000.350.5/0.60.90系数K32.52.001.25系数K0.801.30.80(2) TG315型斗式提升机电动机功率计算：P=P0n1n2k式中：NTG315型斗式提升机的电动机功率（千瓦）；P0TG315型斗式提升机轴功率（千瓦）；1TG315型斗式提升机减速机传动效率，对ZQ型减速机1=0.94；2TG315型斗式提升机三角皮带或开式齿轮传动效率，对三角皮带 2=0.96，对开式齿轮2=0.93；KTG315型斗式提升机功率系数。与高度H有关，当H10米时，K=1.45；当10H20米时，K=1.15。2.2.5 TG315型斗式提升机的主要部件TG315型斗式提升机的主要构成部件主要有：料斗、牵引构件、底座和中间罩壳还有张紧机构、驱动装置等。驱动装置由电动机、减速机及联轴器三部分组成，驱动的主轴上装有链轮，提升高度大的TG315型斗式提升机主要采用液力偶合器，高度比较低的TG315型斗式提升机则采用弹性联轴器。使用轴装方式的减速器可以省去联轴器，简化了它的安装工作，维修时装卸也比别的装卸方式方便。料斗的分类通常分为深斗、浅斗和有导向槽的三角斗。深斗的前壁一般斜度比较小，而深度比较深，常常用这类TG型斗式提升机来运送流动性好的干燥的散粒物料。浅斗的前壁一般斜度比较大，而深度比较浅，常常用它来运送流散性不良和潮湿的物料。有导向侧边的三角料斗，前面料斗的两导向侧边即为后面料斗的卸载导槽，这类TG型斗式提升机适用于运送沉重的块状物料及有磨损性的物料。牵引构件为一封闭的绕性构件，大多数情况用在板链、环链或胶带。在次设计中我所采用和选用的是双板链式。2.2.6 TG315型斗式提升机的工作原理图 23TG315型斗式提升机升机总装配图TG315型斗式提升机的工作原理：如图2-3，被运送物料的料斗的牵引构件（环板链）环绕在提升机的头轮顶座与底轮底座之间构成一个闭合轮廓。驱动装置与头轮顶座相连接，使TG315型斗式提升机获得动力并驱动运转。张紧装置与底轮底座相连，它主要利用牵引构件获得必要的初张力，以保证正常运转。物料从TG315型斗式提升机的底部供入，通过一系列料斗向上运动提升至头部，并在该处实现卸载，从而实现物料的竖直方向的输送。TG315型斗式提升机的料斗和牵引构件等输送部分以及头轮、底轮底座等安装在全密封的罩壳之内。为了达到此次设计的提升高度与所需要的要求，TG315型斗式提升机选用混合重力方式卸料，掏取式装料方式，选用中深斗料斗，牵引件用性能很好的钢丝绳作为板链，经过适当的热处理后，它的抗拉强度和耐磨性都会增高，其使用寿命也会相应的加长，采用了组装式链轮。在链轮磨损到一定程度后，可拧下螺栓，拆换轮缘，更换方便，且节约拆料、降低了维修费；下部采用了螺杆式张紧装置，通过调节即可实现自动张紧。从而保证机器的正常运转，避免其在正常工作时打滑或脱链。第3章 TG315型斗式提升机主要参数确定及主要结构设计3.1 设计参数及TG315型斗式提升机类型选取设计参数：输送物料为碎石，输送能力Q = 96m3/h，提升高度H= 70m，提升速度V=1.8m/s。有表查的碎石的堆积密度为14001500kg/m3；碎石的密度取1450kg/ m3，由此计算可得Q1=96x1.45t/h=139.2 t/h，日常工作假定为8小时，由此展开设计。其它设计参数：= 0.75(为装载系数)，装载系数按下式计算 =(VV0)/ V式中V为料斗的理论几何容积dm3；V0为不能填装的缝隙部分容积dm3。V1为实际几何容积，的取值范围有以下4种：1.对于2cm以下的小碎石，=0.70.9；2.对于2050cm的中等碎石，=0.60.8；3.对于50100cm的大碎石，=0.50.7；4.对于大于碎石100cm的，=0.30.5；对于这四种碎石我取中间值：=0.7设其输出轴转速n = 55 r/min(n为输出轴转速)V1=1.26 dm3 (V1为料斗的实际几何容积 )根据以上设计条件，由于板链式斗提机较其他型号斗提机具有以下优点： 板链式TG315型斗式提升机的优点：1.密封性能相对于别的板式的提升机较好，对环境的危害比较小，无污染；2.操作简单易懂、维修方便、其损坏率比较小；3.由于其性能稳定，节能和维修少，所以使用成本低；4.运行安全稳定，它的设计原理，保证整机运行的可靠性；5.结构刚性好，精度高。机壳的处理都是经过折边和中间压筋，再经焊接，保证了其刚性好、外观漂亮；6.机械尺寸小，与同等提升量的各种提升机相比，这种TG315型斗式提升机的机械尺寸较小；7.操作方便，维修少，损坏率比较低。输送链为套筒板链，诱导式重力卸料，用于各种粉状、块状物粒的垂直提升故此次我TG315型斗式提升机设计为板链式。3.2 TG315型斗式提升功率的确定在查阅大量关于斗式提升机方面的设计手册和近几年来关于TG型斗式提升机驱动功率的各种论文和报刊后，综合这些数据，再根据文献1中第十四章斗式提升机中提升机设计的功率计算公式，对其进行计算校核：(1) TG315型斗提机功率计算假设提升机驱动装置为YY型。传动轴驱动功率由下式求得：P0=QHg3600+Ps+Pl式中 P0-TG315型斗式提升机的轴功率（KW）；Q-TG315型斗提机的输送量（T/h）；H-TG315型斗式提升机的提升高度（m）；g-TG315型斗式提升机的重力加速度（m/s2）；PS，PLTG315型斗式提升机的附加功率，KW，通过查找资料可得PS，PL的值 我此次板式TG315型斗式提升机设计的条件可以知道，Q = 139.2t/h,t提升的高度H=70m重力加速度我在此处取为10 m/s2将数据代入计算可得：P0=QHg3600+Ps+Pl =31.364 Kw电机功率：P=P0/n式中 P TG315型斗式提升机的电动机功率（KW）； P0- TG315型斗式提升机的轴功率（KW）；n- TG315型斗式提升机的总效率，大约为0.7。所以通过计算可得：P=44.8Kw3.3 传动带的设计计算3.3.1 皮带的设计(1) 已知条件及设计内容如下：已知：电动机的额定功率P=44.8Kw，额定转速为1440r/min，又小带轮与电机转轴直接连接，所以小带轮的转速也记为n1=1440r/min其传动比取i=2(传动比推荐值取值一般为i-25,传动比小时带轮包角大传动不易打滑）皮带日工作8h，载荷变动大 设计步骤和方法计算功率Pca是根据传递的功率P和带的工作条件而定的 Pca=KAP式中：Pca计算功率查机械设计手册 KA工况系数，取KA=1.2. P传递额定功率将已知的数据带入公式得：Pca=1.2X44.806=53.767KW(2) 选择V带的带型 根据计算功率Pca和小带轮的转速，查表选取B型号普通V带的带型。（d1=200315mm)(3) 确定带轮的基准直径dd1并验算带式v1) 通过查阅资料我初始选择小带轮直径为dd1=200mm.2) 验算带速：根据公式v=nd/60X100015.072m/s 故符合条件，因此取之.3) 算大带轮的基准直径dd2 dd2=idd1=2X200=400mm 从机械设计中可查知：400mm属于B型V带轮基准直径系列中的标准值，因而取之.(4) 确定中心距a0及V带的基准长度Ld根据带传动总体尺寸的要求，结合公式初定中心距a0 （dd2-dd1）=a0=（dd1+dd2）将数据带入得：200mm=a0=120 故符合条件。(8) 确定带的根数Z=Pca/Pt=KaP/(P+P0)KaKL由机械设计查表8-6可得出Ka=0.93，查机械设计表8-2可得Kl=0.94P0是单根皮带的基本额定功率，通过机械设计查表可知，由已知条件B型带i=2,n1=1440r/min,通过机械设计表8-4可查得并计算得出P0=0.4568KW 最后计算得出Z=6.306 ，其取整后取Z=7(9) 确定带的初拉力F0单根V带所需的最小初拉力根据公式（F0）min=500(2.5-Ka)Pca/Kazv+qv2通过查机械设计书可知：q为传动带单位长度质量，B型号q=0.18Kg/m,代入公式（F0）min可计算出（F0）min=96.894N.，取整后取97，对于运转后的V带，初拉力为1.3（F0）min，对于新安装的V带，初拉力为1.5（F0）min，所以我选F0=1.5（F0）min=,145.5N(10) 计算带传动的压力轴Fp计算压力轴公式：Fp=2zF0sin1/2=1988.11N通过计算可得：Fp=1988.11N3.3.2 传动带轮的设计(1) 带轮的材料：带轮选用的材料一般情况为灰铸铁。当带速v25m/s,采用HT200；带速v=2530m/s时采用HT200；当转速较高时可以采用铸铁或用钢板冲压后焊接而成。此外，传递功率小的可以采用铸铝或塑料。本次设计v=9.42m/s,所以带轮材料采用我选用HT200。(2) 带轮的结构形式本次设计中，小带轮我采用腹板式，大带轮我采用孔板式。3.4 减速器的选择传动比的分配原则主要依据是各级传动尺寸协调，以便达到好的减速效果。根据传动比i总=i皮xi减 ，由此计算可得i减 =4. 因此可以选择蜗轮蜗杆减速器。蜗轮蜗杆减速器它的主要特点是传递效果好，结构紧凑、传动比大，便于安装、结构合理。而且振动小，噪声和能量损耗低。如图 31为减速器图。图 31减速器3.5 驱动轴设计及附件的选择3.5.1 轴的材料及热处理TG315型斗式提升机驱动轴要承受高扭矩，高弯矩，所以我根据这一特性，故轴的材料选用45钢，调质处理。3.5.2 轴的结构设计(1) 初步确定轴的最小直径轴的各段尺寸设计及受力分析：按机械设计P366式15-2可得：dmin=A03P/n其中：p为输入功率n为轴的转速(n=55m/s)由公式p3=pn2 计算求得p3=5.4 Kw 初步估计轴的最小直径，选取材料为40cr，调制处理，通过查阅资料A0的取值为112-97，取A0取110。dmin=A03pn=110x35.4/5550.749轴上开一个键槽，轴径增大7%。 以此计算可得：dmin=50.8mm 为了与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号，联轴器的扭矩：Tca=KAT1，查表14-1，考虑到转矩很小，取 Ka=1.3.设齿轮的参数如下表 31所示：表 31齿轮参数级别Z1Z2高速级2075低速级2395n3=n1x1/i=1440x20/75x23/75=117.903r/min T3=9550000p3/n3=9550000x5.4/117.903=437393.5N.mmTca=KAT1=1.3437393.5=568.6N.m按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 5014-2003，我选择GICL3型齿式联轴器，其公称直径2800N.m，许用转速6000r/min。半联轴器的输出孔径取值为：d=55mm 。(2) 轴的结构设计：1) 拟定轴上零件的装配方案。2) 根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度。 低速轴的结构简图如下图 32所示：图 32低速轴结构简图D1=55mm 与联轴器相连接，孔径与键槽互相匹配D2=60mm 非定位轴肩取值为：a=(0.070.1)d，取a=2.5mm，直径增大5mmD3=D9=65mm 安装轴承，我初级选取22213C/W3型号调心滚子轴承，标准系列直径为65mmD4=D8=70mm 通过轴承定位从而定位轴肩高度a=2.5mm，直径增大5mmD5=D7=75mm 安装链轮，我初始选择链轮安装轴直径为75mmD6=80mm 定位轴肩取值为 a=(0.070.1)d，取a=2.5mm，直径增大5mm3) 确定轴的各段长度L1=82mm 通过查表GICL3型齿式联轴器输出孔长取值为84mm,安装时轴应缩进2mm,故取L1=82mmL2=60mm 为保证轴的伸出轴长，该段长的取值为60mmL3=L9=30mm 轴承宽度B取值为31mm，为便于安装，轴长应缩进1mm，故该段长取值为30mm L5=L7=100mm 钢料斗的宽度取值为250mm，节链安装时两边要各缩进40mm，所以取值为170mm，所以初级选两链轮宽度为120mmL6=70mm 两链轮中心距取值为170mm,两链轮距轴肩取值为60mm，剩余轴肩长度取值为50mmL4=L8=160mm 这段段长度主要根据轴承之间的距离，考虑到轴上密封板、壳体和轴承座等占据位置的确定，取两轴承内侧距离为620mm，计算后L4=L8=160mm。由此可以计算得出轴总长度为792mm。制出轴的直径和长度表，如表 32所示。表 32轴的直径和长度D1D2D3D4D5D6D7D8D9556065707580757065L1L2L3L4L5L6L7L8L98260301601007010016030(3) 链轮、半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。 通过机械设计，由表6-1查得平键截面bxhxl=16mmx10mmx7omm 联轴器键 链轮键 bxhxl=20mmx12mmx90mm (4) 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考机械设计表15-2中的推荐值，取安装链轮的轴段倒角和轴端倒角为2X45，圆角为R2，其它轴肩圆角半径取值为1.6mm。(5) 求轴上载荷 图 33轴的受力分析及扭矩图由材料力学知识可以计算得： 水平支反力：FR1H=FR2H=0（由于轴在水平面上不受力） 垂直支反力：FR1V+FR2V=G1+G2+F预Ft1+Ft2=G1+G2+F预=2050+25x10x16x2+2000=22050N其中：G1同一时刻提升机上行料斗中物料的重量 G2牵引件重量(平均每米长度牵引构件的重量：25kg/m) F预圆环链上得预紧力由于链轮在轴上为对称布置，所以：FNV1=FNV2=(G1+G2+F预)/2已知物料的提升高度为70m，又已知轴的受力分析及弯扭矩图，如图 33所示。并已知求得Q=139.2T/h,因此G1取2000N满足设计。(取g=10m/s2)FR1V=FR2V=Ft1+Ft22=22.052=11.025kNM=Fr1v.L2=11.025X103X310N.mm=3417750N.mm通过计算可得 M=MV=3417.75 Nm(6)按弯扭合成应力校核轴的强度，进行校核时，已知T=713.8Nm，取 。 轴的计算应力为：抗弯截面系数W=0.1xdmin3=0.1x（55x10-3）2 =2M2+T2W=109X23417.752+0.6X71382166375=54.79Mpa前方已选定材料为40Cr钢，调质处理，=70Mpa,因 ，故安全。3.5.3 轴承选用(1) 轴承选型考虑到驱动轴在的较大弯矩的作用下会产生弯曲变形，其不易与减速机严格保证同心，为了使TG315型斗式提升机的性能达到最佳。所以此次我设计选用承载能力大并有自动调心功能的调心球轴承2217。其基本参数查表 33可得。(2) 工作情况分析及寿命计算提升机驱动轴轴承主要承受径向载荷，轴向载荷很小并可以忽略中等冲击。其当量动载荷为P=fpFR=16.54kN式中：fp 载荷系数，取其中间值大约为为1.5。其寿命为：Lh= 16667/n (Cr/p)=23330h 式中： 轴承的寿命指数，滚子轴承 =10/3。故驱动轴轴承的工作寿命约为23330小时。表 33轴承2217基本参数基本尺寸 /mm额定载荷 /kNdDB8515036.4 驱动链轮键的设计校核 驱动链轮轴的直径d取值为100mm，文献 2，由表9-4可知，应取键的宽度b=28mm，高度 h=16 mm的普通平键，键的材料应选45钢，由于键所受载荷性质为轻微冲击力度，由文献 2表9-3可知：c=110 MP，=90 MP，键连接工作面的强度校核如下：c=Tdkl=23Mpac=Tdbl=6.5Mpa式中：T 传递的转矩 （ ）d 轴的直径 （mm）l键的工作长度，A型（mm），l=L-b(mm)，b为键的宽度。头部罩壳的选材及连接
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