TH400斗式提升机的设计

TH400斗式提升机的设计摘要设计出能够克服斗士提升机目前的缺陷，对现有的提升机进行分析了解它的功能和构造，设计出具有除尘除臭功能，同时冷凝吸附一体化，保证吸附剂运送功能这些基础功能前提下，对都是提升机进行创新设计，优化该设备结构，设计出适合吸附剂运输，能够极大程度提高生产效率，增强稳定性和安全性的斗式提升机。关键词：斗式提升机链式目录1 绪论 绪论1.1斗式提升机发展的历史背景对于运输机的理解是在路线上连续运送相关材料，作为物料搬运机械又称连续输送机。在运输过程中可以选择水平，倾斜和垂直系统，按照不同的空间角度设计输送路线，路线一般是固定的。同时运输路线一般具有较长的距离因此需要运输机具有强大的能力，同时在运输过程中还需要在每个环节完成相应的任务，这是许多工厂中必须设备的机器之一。中国古代的高转筒车和提水的翻车，就是现代斗式提升机和刮板输送机的原型。17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料。19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。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，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。随着工业水平不断提升，对于输送机的改造技术也有相对的提高，更多的机械制造厂，电机厂，化工厂和冶金厂都有了比较先进的工业技术，能够对运输机进行不断完善，即使随着现代工业的发展仍然可以保证运输机完成各个车间的任务，目前对于运输机的运用不仅是在车间内部，甚至已经作为企业内部，企业之间，城市之间的物料搬运设备，能够具有广泛运用的功能少不了机械化和自动化的改造。在国内，1962年3月上海对机械厂进行了重新规划。以TD60系列设计为基础进行改进设计，定名为TD62型通用带式输送机系列设计。TD62型带式输送机系列设计是以仿照苏联老产品为主。1971年5月由一机部会同冶金、燃化、水电部等有关科研设计、制造单位组成联合设计组，由起重运输机械研究所负责，完成全套更新设计，定名为TD72型带式输送机。1975年9月在宝鸡永红艟重运输机械厂，由矿山工程机械工业局主持召开了系列定型及标准审查会议，被批准为“机械部定型产品”，并改称为“TD75型通用固定式带式运输送机”。1978年获全国科学大会科技成果奖。1973年开始，煤炭科学院上海分院与淮南煤矿机械厂合作试验成功SJ一8O型、SD一8O型、SDJ一150型等多种钢架和绳架式可伸缩带式输送机。1966年起重运输机械研究所与北京煤矿设计院、唐山冶金矿山机械厂联合设计试制了第一台带宽8OOmm吊挂式钢绳芯带式输送机，并于1970年8月在平顶山一矿投入运转。1978年完成了DX型钢绳芯带式输送机系列设计。输送机一般按有无牵引件来进行分类。具有牵引件的输送机一般包括牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力，可采用输送带、牵引链或钢丝绳；承载构件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驱动装置给输送机以动力，一般由电动机、减速器和制动器(停止器)等组成；张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件保持一定的张力和垂度，以保证输送机正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采用托辊、滚轮等。具有牵引件的输送机的结构特点是：在运输袋上放置运输的物料可以保障与承载构建连接在一起，或者直接将这些物料安装在牵引件上，通过滚轮和链轮的运作将物料运输到目的地，在运输过程中分为油载分支和不运输物料的物价分支闭合环路，因此在运输过程中要保证牵引件的连续运动。这类的输送机种类繁多，主要有带式输送机、板式输送机、小车式输送机、自动扶梯、自动人行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式提升机、悬挂输送机和架空索道等。输送机所具有的结构也是不同的，一般是没有牵引件的输送机自然进行运作的操作也是普通的，工作构建不同所具有的结构特点不同，他们的结构特点是：在工作构建循环运动或旋转运动时利用管道中介质的流动性推动物料向目的地输送。比如辊子运输机他的工作构建就与普通的运输机结构不同，主要是以一系列的辊子作为运输物料的牵引件，当辊子旋转起来产生出的动力就是运输物料的动力。螺旋输送机的工作构件是螺旋，在料槽中旋转运动可以使螺旋产生一定动力推送不了向前运输。震动输送机的工作构建为料槽，主要的运动方式是循环运动可以保证料巢接收到运输过来的物料。未来输送机的将向着大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。大型化运输机包括在运输能力上，大单机长度，和大输送清缴都与普通的运输机有着不同之处。水力输送装置能够采用代式运输机输送440公里以上的距离，大型的运输机但是机场就已经达到15公里，可以实现由若干台运输机组合而成完成两地超远距离运输，也被称为“带式输送道”。很多国家都已经投入到大型运输机的建设中，因为它可以保障长距离，大运量的输送货物，节约一定的运输成本和费用。本文主要研究的对象是国内国外斗式提升机，能够将它的优点和缺点进行分析，将各个方面积极优化设计出适合远距离输送的新型提升机，可以提高我国生产效率同时优化该设备的结构，提升一定的安全性和稳定性，对其基本原理和性能进行介绍可以增加对斗式提升机的了解。1.2国内外研究现状和发展趋势国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面在运输功能上有了多元化，多功能，大范围的带式运输机，他们可以提供远距离物料运输，比如高倾角带式运输机，管状带式运输机，空间转弯带式运输机。另一方面提升设计运输机本身的机械技术，能够为带式运输机带来市场上巨大的发展空间，随着工业工厂的需求标准不断提升，设计出长距离，大运量，高带速的大型运输机已经是目前急需解决的问题，因此要对核心技术进行研发，可以保证但是运输机在进行大型工作时提高其安全性和稳定性，这需要一定的动态分析和监控技术，才能够保障运输机运行的可能性。目前在煤矿井下使用的但是运输机已经拿到表1所体现出的主要指标，其关键技术与装备有以下几个特点：(1)设备大型化。将具有的技术参数进行提高朝着大型化的设备发展，可以保证装备能够为大型工厂提供使用价值，保证年产300~500万t以上的高产量工作，才能称得上大型的设备。(2)应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采取先进的高新技术可以增加工作效率，在技术方面考虑大功率软起动和自动张紧技术，能够对运输机在工作过程中提供动态监测，保证运输带在运输过程中的安全性和稳定性，提供设备运行性能好的大型运输机可以保证工厂工作效率。(3)采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，可以尽可能地延长运输机单机长度，在保障安全运输的状态下完善运输系统设备，能够保障运输机通用性，互换性，同时提供单元驱动承受的工作量，是工厂可以安心使用。(4)新型、高可靠性关键元部件技术。如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国Fsw生产的FSWl200／(2～3)×400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t／h以上，它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的S500E)配套，随着工作需求标准增大因此在工作面上需要可以自动快速切换，较少的劳动力以及较高的生产效率。我国生产的带式输送机在品种上和类型上占优势，在“八五”期间国家全力推出工厂机械制作项目，因此推动着带式输送机技术水平的提高，为我国工厂提供了开发新产品和新工业的设备基础，比如提高我国工厂工作效率的大倾角长距离带式运输机成套设备，以及可以伸缩的伸缩带式运输机，在设计过程中采用的关键技术和原件都进行了长时间的开发和研究，在先进技术的支持下研发出了多种软启动和自动装置，以及plc为核心的可编程电子装置，这些电子元件的开发为大型运输机提供了设计动力，在驱动方面研发出了调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。输送机的发展方向包括以下几方面：1）设备大型化、提高运输能力经济的发展必然会需要相应的工业化水平，为了能达到高效率高生产的工厂需求，所以设计出的带式运输机要具有强大的运输能力，能够保障在远距离运输中不出现安全性问题，同时根据我国工业发展可以看出大功率运输机是今后的发展方向。今后的10a内输送量要提高到3000至4000t／h，带速提高至46m／s，输送长度对于可伸缩带式输送机要达到3000m。对于钢绳芯强力带式输送机需加长至5000m以上，单机驱动功率要达到1000—1500kW，输送带抗拉强度达到6000N／ram(钢绳芯)和2500N／ram(整芯)。其包含7个方面的关键技术：(1)带式输送机动态分析与监控技术；(2)软起动与功率平衡技术；(3)中间驱动技术；(4)自动张紧技术；(5)新型高寿命高速托辊技术；(6)快速自移机尾技术；(7)高效储带技术。2）提高元部件性能和可靠性想要提高设备开机率就要研发出性能较高的元部件，原部件的可靠性决定者设备开机率的高低。因此要将元部件的性能进行完善，可以保障提供一定的功能，同时我国科研部队要尽快的研发出新的技术，才能够带动大型设备的开发，在先进技术上可以采用动态分析和监控技术，快速自移机尾技术等等。3）扩大功能，一机多用化提高工业生产效率就要提高机械化水平，为每个工厂配备完善的机械设施是最基本的，也是最能发挥经济效益的措施。实现一个机械设备多功能化，因此需要尽快开发特殊型带式运输机满足各个车间的工作需求。1.3课题的研究内容及目的本课题的主要研究内容包括：1）总体设计方案、设计思路的提出和论证，2）设计方案的比较和确定，3）详细设计方案的提出及设计，4）具体结构的确定，零部件的尺寸设计、校核计算，5）工程图纸的绘制，6）设计总结及展望。课题研究的目的：根据对国内国外斗式提升机特点的分析，在自身特征基础上对斗式提升机各个方面进行创新完善，能够应对中国工厂工作上的总体要求，针对各方面的需求对提升机进行完善的解决，为这一解决方案规划出完整的工程图纸。设计方案拟定2.1设计的思路设计的基本思路：首先对国内外斗式提升机自身特征进行详细分析可以了解它的基本用途，在改善标准上征询工作上的总体需求，能够针对国内市场广大需求进行设定完整的解决方案，对斗式提升机各方面进行提升，争取制作出多功能，可行性高的都是提升机，绘制出相关的工程图纸。2.2斗式提升机的设计原理斗式提升机是一种垂直向上输送粉状，粒状或小块状物料的连续输送机械，在全球应用十分广泛。斗式提升机的一般结构如图1.1所示。它自下而上可分为三部分：下为机座6，包括进料口10，张紧机构9和底轮3等；中为机筒7，包括牵引机构1和承载机构4等；上为机头5，包括传动机构8，止逆机构12，卸料管11和头轮2等。在牵引构建设计上可以是传送带也可以是运输链，在工作运转过程中主要是头轮和底轮进行连接，并能与张紧装置进行联合。再安装运输袋或运输链式，要隔一定的安全距离安装一个承载构件。这样的设计主要是保证物料在运输过程中不被抛洒，保证运料的完整性，在外用上采用机壳封闭，能够为设备提供更好的保障。工作过程中主要是将传动机构传递给牵引构建一定的动力，才能够促进料斗运动。在运动过程中将物料投入到基座的料斗中，料斗沿着机筒缓缓提升，能够在顶端将物料投入到目的地。2.3总体方案的拟定在设计前提上要对国外成功的案例进行分析，了解都是提升机自身的特征特点，能够发现存在的缺陷，针对不足展开优化方案。总体方案如图2-1。图2-1斗式提升机的结构简图斗式提升机是在垂直或接近垂直(大于70°)的方向上连续提升物料的输送机械(如图2.1所示)。在挠性牵引构件(胶带)上,要在安全的距离上安装钢制料斗，运输带上主要是靠闭合的牵引构件连接上部和下部的滚轮，然后产生传送动力，由上部驱动轮驱动，为运输带提供动力使物料可以从下部进行供入。料抖的作用是将物料提升到上部，当物料到达一定的高度时就会绕过上部滚轮，这时物料就会受到重心和离心力的作用离开机器向外抛出，曝出过程会经过卸料斜槽进入到料舱中，整个过程就是运输物料的完整过程。设计方案的实现国民经济的提升导致运输机械行业在制造设备上有了更高的标准，因此国内机械行业应该借鉴国外优秀的设计案例，进行引进、吸收、消化先进技术才能够设计出符合我国实际情况，能够提高工作效率的新型斗式提升机，能够满足广大市场大量的运输需求，大幅度提升工作效率。3.1提升机总体方案的设计斗式提升机的主要部件有：驱动装置、料斗、牵引构件、底座和中间罩壳等。驱动装置由电动机、减速机、逆止器或制动器及联轴器组成，在驱动装置上主要采取的是滚轮和链轮，能够无障碍地提供较大的运输力孕妇大量的物料，提升高度也有所要求所以要采用弹性连轴器，在安装时可以省去连轴器的安装工作，在拆卸维修过程中也更方便。料斗通常分为浅斗、深斗和有导向槽的尖棱面斗。不同类型的料斗有不同的工作功能，前陡由于前臂斜度大深度小，在传送时适合运输潮湿不易流动的物料。伸抖前臂斜度小深度大，适合运输干燥流动性较好的物料。牵引构件为一封闭的绕性构件，多为环链、板链或胶带。张紧装置有螺杆式与重锤式两种。带式斗提机的张紧滚筒一般制成鼠笼式壳体，以防散料粘集于滚筒上。在斗式提升机机壳设置上也要注意不同的运输路线和上升分支，下降分支进行设定，主要是为了防止两个分支再进行运动时受到空气干扰。如图3-1。TH400斗式提升机结构总图3-11－下部机壳２－中部机壳3－斗链4－传动装置5－上部机壳6－进料口7－出料口3.2输送机构的工作机理在斗式提升机中输送机构是核心。它由料斗，传动轴，轴套，链条，链轮组成，在传动轴上设有轴套，在轴套上设有链轮，在链轮上设有链轮传动齿，最好选择u型的齿轮并且配备型号相同的链条，在链条上设有T形阔板，每一个链条上设置多个单环链条，能够保障结构简单的情况下节约成本，提高工作效率。3.3主要零部件的设计3.3.1料斗与环链的设计1.料斗的设计图3-2对于料斗的选取一定要保障尺寸合格，同时要选取容积较大的料斗。（2）对于料抖的形状一定要跟其他构建进行匹配，不能够与链条，滚轮以及其他料斗发生互相干涉的情况。（3）在运输过程中，料斗之间的吻合性非常重要，它可以保障物料在运输过程中不会发生外泄的情况。2.环链的设计图3-33．料斗与环链的组装根据斗式提升机的输送量及提升高度要求，参照国家关于机械行业标准中垂直斗式提升机Zh型（中深斗）料斗参数尺寸，设计的畚斗的形状如图3-2符合TM36-8《矿用高强度园环链》标准。装配图如图3.2所示。图3-4料斗与环链的组装图图3-4料斗与环链的组装图3.3.2下部驱动装置的设计驱动装置由电动机、减速机、逆止器或制动器及联轴器组成，驱动主轴上装有滚筒或链轮。装配图如图3.5所示。图3-5１－轮缘２－轴３－轮体1.驱动链轮的结构的设计TH型斗式提升机是利用链轮与圆环链间的摩擦力进行动力传递的。一定要匹配链条轮和链条的型号，这样才可以保证两者进行滑动时产生动力，减少链轮磨损。因为链轮在整个机械中是属于容易磨损的物件，因此在进行材料选择时，可以采取热处理的工艺，提高硬度和耐磨性，在价格方面要考虑成本适中的部件。TH400的轴上的扭距通过键槽传递给两个链轮，链轮由轮缘和轮体两部分组成，结构如图3-6所示。轮体由HT200铸造而成，轮缘由QT60-2铸造而成，保证部件的质量合格过关，不能有气孔裂纹等等，才能够承受出大体积的物料，在后期进行维修时，一定要及时对磨损的链轮进行更新，更换步骤首先拧下螺栓，然后更换新的链轮。图3-62.轴的设计图3-7两根轴所对应的位置一定要在规定的范围内进行改动，才可以保障能提供出可靠的传递动力。这样设计主要是为了提高转动速度，一定程度上提高工作效率，同时延长了机械寿命，优化了设计结构，减少了制作成本同时容易后期维修。3.轴承及轴承座的选择1）轴承选型通过对其他设备的自身特点进行研究之后可以发现驱动轴在较大的作用下会产生弯曲变形，为了延长寿命并且保证与减速机能够重新运作，所以要调换成轴承2217并且具有自动调新功能的调新心轴承。其基本参数如表3-1。2）工作情况分析及寿命计算要按照提升轴承的承受负荷进行优化，其当量动载荷为：（3-1）式中：——载荷系数，中等冲击取1.2~1.8。其寿命为：（3-2）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为24362小时。表3-1轴承2217基本参数基本尺寸/mm额定载荷/kNdDB851503658.223.5机构的运动分析4.1轴的选择计算图4-1查阅资料并根据受力情况选择轴承座型号为Z2610M型根据轴承座的型号选择轴承的型号为单列向心球轴承3110（GB276-82）。以下查表由《机械设计》（第七版）得。1．轴的材料的选择选择调质处理的45号钢查表15-1得，，，，2．轴径的初步确定由于轴的支承距离未定，所以按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径设为，即其计算公式为：式中P—传动轴所传递的功率，KW；n—连接轴的转速，r/min；—轴的直径，；A—随材料的许用扭转剪应力而变的系数，其数值见表3-7-2；此设计取A=。根据轴承的型号确定轴的直径d=50mm。3.轴的剪切疲劳极限的校核轴所承受的力：轴由两个轴承支撑，故：轴的剪切应力所以轴的初选直径符合要求。4.2带轮的选择设计图4-2电动机的选择传动轴驱动功率由下式求得：P=+PS+PL式中P-轴功率（KW）；Q-斗提机的输送量（T/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s2）查表得：PS=3，PL=0.8P=60*4.5*9.8/3600+3+0.8=6.446KW电机功率P=式中P–电动机功率（KW）；P0-轴功率（KW）；n-总效率。P==6.446/0.85=7.6KW根据工作条件和要求，选用电动机型号为：Y160M-4，额定电压380V，额定电流6.5A，转速960r/min，额定功率11KW，50HZ。1)设计功率Pd由《机械设计》表8—6工作情况系数KA=1.2Pd==1.2x11kW=13.2kW。2)选定带型根据Pd=13.2kW和n1=960r/min，由《机械设计》图8—8确定为B型普通V带。3)传动比初定一级带轮传动比I为1.54)小带轮基准直径参考《机械设计》书表8—7取=140mm。大带轮基准直径mm=207.9mm由表8—7取=212mm5)减速轴的实际转速r/min=627.6r/min6)带速V==7.03r/min此处取7)初定轴间距按要求取900mm8)所需基准长度=2+=mm=2354.4mm由表8—2选取基准长度Ld=2240mm9)实际轴间距=mm=842.8mm安装时所需最小轴间距mm=809.2mm张紧或补偿伸长所需最大轴间距=(842.8+0.03×2240)min=910mm10)小带轮包角===11)单根V带的基本额定功率根据=140mm和=960r/min由《机械设计师手册》表12—17d查得B型带=2.08kW12)考虑传动比的影响，额定功率的增量由《机械设计师手册》表12—17d查得=0.3kW13)V带的根数Z=由《机械设计师手册》表12—13查得=0.99由《机械设计师手册》表12—15查得=1.00=5.6根取6根。14)单根V带的预紧力=由《机械设计师手册》表12—14查得m=0.17kg/m==442.3N15)计算作用在轴上的压轴力Fp所以带轮的选择符合要求。设计总结斗式提升机在封闭的机壳内仍然可以对不同物料进行运输，即使是粉末，颗粒较小的物料也可以在这种机械进行运输。安装在胶带上或链条上的料斗通过传送带齿轮之间的转动提供动力进行运输，当提升到一定高度上就可以将物料投放到目的地，在抛出的过程中受到离心力和重力的影响，能够自然而然传送到任务低。都是提升机机型较小所以占地面积不大，能够承载大量的物料体积，功率低工作时间较长，能够保证运输物料的安全性和可靠性，密闭性好不会受到其他气体污染，使用寿命长····。完全可以替代传统的斗式提升机进行作业，一定程度上提高生产效率，能够保证工人的安全性。我国经济水平的提高对工业水平自然也有了更高的需求，所以为了适应高产高效集约化的生产需要建设出运输能力更强的带式运输机。可以保障较长距离，大量运输，同时这也是今后发展的主要趋势，为了能设计出满足广大需求的带式运输机就需要引进先进技术制作出高质量的元部件，只有提供新型的原部件才可以设计出多功能，高品质的运输机。未来运输机会朝着大型化的目标进军，能具有多种功能，使用范围广，实现自动化降低能源消耗。本设计主要是从各个方面进行考虑，既要提供更高的安全性和可靠性，又要保证功率低连续性强。斗式提升机总的创新点：在运输袋上采用的构建主要是靠链条进行运输货物，保证运输过程中稳定性较强，运输速度快，能够提高工作效率。防滑主动轮，安装在斗式提升机的表面采用铆钉或者连接的方式进行安装，能够提高设备与货物之间的摩擦，提高机器使用率和寿命时间。致谢经过三个月的不懈努力，本论文终于圆满完成，主要感谢我的指导老师对我的论文的认真指正，以及对我本人的耐心指导。老师在教导的过程中，给予我很多新知识，让我的论文添加了许多新素材和更广的多元化视角，在质与量中都得到了很大的升华，同时在根源上对我本人来说也是一次难得的学术交流，不仅仅是对本论文有了更新颖的想法，也开拓我的眼界和知识面，对本论文论点有了新认知，这对我答辩提供了非常大的帮助，真心地非常感谢老师的教诲和指导，让我顺利地完成了大学最后也是最重要的任务，老师的耐心与学术是我学习的方向。参考文献[1]刘影，杭九全，万耀青．反求工程与现代设计[J]．机