TH250斗式提升机的设计原理

某理工学院毕业设计某理工学院毕业设计PAGEPAGE4PAGEPAGE5第1章 前言508080JB3926—85T、及TB系列斗提机的相继问世,使我国斗提机技术水平向前迈了一大步,但由于产品设矩、寿命、可靠性和噪声等与国际先进水平相比仍存在相当大的差距。双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张紧力，避免打滑或脱链，同时料斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的容让性，能够有效地保护下1.5t/m3TH250℃以下。2章提升机设计本课题介绍及设计理论概述TH250总体装配以及传动、机体等部件和相关零部件设计及绘图。主要设计方案如下：TH250设计出合理的提升机结构和零件的强度，保证运行的稳定性。设计出合理的驱动装置，保证运行的高效性。该项目来源于江苏海建集团，TH1.5t/m250℃，泥提升机械。斗式提升机的工作原理斗式提升机分类按牵引件分类：斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等几种。环链的结构和制造比较简单，与料斗的连接也很牢固，输送磨琢性大的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构比较牢固，自重较轻，适用于提升量大的提升机，但铰接接头易被磨损，胶带的结构比较简单，但不适宜输送磨琢性大的物料，普通胶带物料温度不超过60°C，钢绳80°C，120°C，环链、板链输送物料的250°C(T)，(TH)TTH1．5t／m3按卸载方式分类：斗式提升机可分为：离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。离心式卸料的斗速较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速较慢，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。斗式提升机的装载和卸载斗式提升机的装载方式有三种，即注入式装载（见图2-1、挖取式装载（见图和混合式装载。注入式装载要求散料以微小建度均匀地落入料斗中，形成比较稳定的料流，装料口下部应有一定的高度，采用该方式装载时一般料斗部署较密；料斗在牵引件上部署较稀时多采用挖取式装载，只能用于输送粉状或小颗粒流动性良好物料的场所，2m／s卸载方式有离心式、重力式及混合式三种。离心式卸料料斗的运行速度较高，通常取为1—2m/s。如欲保持这种卸载必需正确选择驱动轮的转速和直径，以及卸料口的位置。其优点是：在一定的料斗速度下驱动轮尺寸为最小；卸料位置较高，各料斗之间的距离可以减少，并且可提高卸料管高度，当卸料高度一定时，提升机的高度就可减少；缺陷是：料斗的填充系数较小，关于所提升的物料有一定的要求，只适用于流动性好的粉状、粒状、小块状物料。重力式卸载使用于卸载块状、半磨琢性或磨琢性大的物料，料斗运行速度为0.4—0.8m/s小无关。因此允许在较大的料斗运行速度之下应用大容积的料斗；主要缺陷是：物料抛出位置较低，故必需增加提升机机头的高度。图2-2注入式装载 图2-1挖取式装载物料在料斗10.6—0.8m/s链条做牵引构件。常用斗提机选用及相关计算（一）TB3926-85TTH1。表2-1T、TH、TB型斗提机特征、型号表型式结构特征

T型采用橡胶带作牵引构件

TH型 TB型采用锻造的环形链 采用板式套筒滚子链条作为牵引构件 作为牵引构件采用离心式或混合式方采用重力式或混合 采用重力式卸料卸载特征式卸料式方式卸料卸载特征式卸料式方式卸料适用输送物松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉状、粒状、小块状松散密度ｐ1.5t/m3料的无磨琢性、半磨琢性物料性、半磨琢性物料被输送物料温度不得超被输送物料温度不适用温度200℃得超过250℃被输送物料温度不得超过250℃型号输送量

T100、T160、T250、T315、T400、T500、T630约在4～40mm范围内4～238m3/h

TH315、TH400、 TB250、TB315、TH500、TH630、 TB400、TB500、TB630(TH800)(TH1000) TB800、TB1000约在4.5～40mm范围 约在5～50mm范围内35～185m3/h 20～563m3/h（二）T型斗提机结构型式TYZZQ(YY)YZ构紧凑，重量轻，而且其内部带有异型辊逆止器，逆止可靠。该减速器噪声低，运转平稳，并且随主轴浮动，可消除安装应力。TQ（浅斗、H（弧底斗、Z（中深斗、型（深斗。（三）常用斗提机功率计算1、轴功率的近似计算：P=QH(1.15 kk

v) （2-1）式中：P（千瓦0

0 367 12Q-斗提机的输送量（吨/小时）；H-提升高度（米）；v-提升速度（米/秒）；K、K-系数。具体见表表2-11 2输送能力Q（吨/小时）

表2-1提升机参数表牵引构件型式带式 单链式料斗型式

双链式深斗和浅斗

深斗和浅斗三角斗

深斗和浅斗三角斗<100.6/1.1///10-250.5/0.81.101.2/25-500.450.60.60.831.0/50-1000.40.550.50.700.81.10>1000.350.5//0.60.90系数K2.52.001.51.251.51.253系数K1.61.101.30.801.30.80系数K1系数K12

PP=0 k' （2-2）nn12式中：N—电动机功率（千瓦）；N—轴功率（千瓦）；0ηZQη=0.94；η1 1 2η=0.96，η=0.93；2 2KHH<10K'=1.4510<H<20H>20K'=1.15。斗式提升机的主要部件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，驱动主轴上装有滚筒或链轮。大提升高度的斗提机采用液力偶合器，小提升高度时采用弹性联轴器。使用轴装式减速机可省去联轴器，简化安装工作，维修时装卸方便。料斗通常分为浅斗、深斗和有导向槽的尖棱面斗。浅斗前壁斜度大深度小，适用于运送潮湿的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，适用于运送干燥的流散性好的散粒物料。有导向侧边的夹角形料斗前面料斗的两导向侧边即为后面料斗的卸载导槽，它适用于运送沉重的块状物料及有磨损性的物料。散装水泥由于流动性好且干燥，用深斗较合适，卸载时，物料在料斗中的表面按关于数螺线分布，设计离心卸料的料斗时往往在料斗底部打若干个气孔，使物料装载时有较高的填充量，并且且卸料时更完全。牵引构件为一封闭的绕性构件，多为环链、板链或胶带。斗式提升机的工作原理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。斗式提升机可采用整体机壳，也可上升分支和下降分支诀别某理工学院毕业设计某理工学院毕业设计PAGEPAGE8PAGEPAGE7设置机壳。后者可防止两分支上下运动时在机壳空气扰动。在机壳上部设有收尘法兰和窥视孔。在底部设有料位指示，以便物料堆积时自动报警。胶带提升机还需设置防滑防偏监控及速度监测器等电子仪器，以保证斗提机的正常运行。2.2.5斗式提升机的工作2-3，固接着一系列料斗的牵引构件（环链、链轮）环绕在提升机的头轮与底轮之间构成闭合轮廓。驱动装置与头轮相连，使斗式提升机获得动物料从提升机的底部供入，经过一系列料斗向上提升至头部，并且在该处实现卸载，从而实现在竖直方向内运送物料。斗式提升机的料斗和牵引构件等走行部分以及头轮、底轮等安装在全密封的罩壳之内。图2-3提升机示意图综合此次设计的提升高度与台时产量等要求，本提升机选用混合或重力方式卸料，掏取式装料，选用zh（中深斗）料斗，牵引件为低合金高强度圆环链，经适当的热处理后，具有很高的抗拉强度和耐磨性，使用寿命长，采用了组装式链轮。有轮体、轮缘且节约拆料、降低了维修费；下部采用了重锤杠杆式张紧装置，即可实现自动张紧。一次安装后不需调整，又可以保持恒定的张紧力，从而保证机器的正常运转，避免了打滑或脱链。第3章 参数与结构设计提升机主要参数确定及主要结构设计提升功率的确定80的各种论文和期刊后，综合各种数据，现参照文献[1]TH升机设计的功率计算部分内容，计算进程如下：TH型斗提机功率计算THYY（即ZLYZSYY驱动功率由下式求得：P=QHg+P+P

（3-1）式中P（KW）；0Q-斗提机的输送量（t/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s2）；SL表3-1附加功率TH160TH200TH250TH315SL表3-1附加功率TH160TH200TH250TH315TH400TH500TH630TH800TH1000TH1250PS,KW2223344556PL,KW0.20.20.30.50.81.22.23.468.4

0 3600 S L由此次TH250斗式提升机设计的条件可以得知，Q=25t/h,t提升的高度H=35m重力加速度在此处可取10m/s2。将数据代入（3-1）计算可得：P=QHg+P+P=25351020.35.2Kw

（3-2）0 3600 S L 3600电机功率式中PP（KW）；0

P=P0n0

（3-3）n-总效率，大约为0.7。所以经过计算可得： P=7.5Kw电动机选择P＝7.5kW，转速n=1500r/min文献[2Y132M-4280mm1440r/min。减速机选择[1]YYTH2507.5KwY7Y140Y132M-4ZLY140-18-Ⅰ（S）/Ⅱ（N）28mm，65mm,160mm驱动轴设计及附件的选择轴的材料及热处理斗式提升机驱动轴主要承受高扭矩，高弯矩，是提升机中最重要的零件之一，故轴的材料选用45钢，调质处理。轴的结构设计初步计算轴的直径参照文献[3]轴的直径。 A3P/n （3-4）min式中 A——系数，此处取P——电动机功率，Kwn——轴的转速，r/min,将相关数据代入式3-4可得37.5/46.8 37.5/46.8min

65.2mm （3-5）因为轴端装联轴器需要开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加4%~5%，取轴的直PAGEPAGE10PAGEPAGE11径为70mm。各轴段直径的确定3-11=70mm2217，=85mm=150mm，B=36mm，2=8=85mm⑦的直径为轴承的安装尺寸，查有关手册，取3=7=95mm。轴段④和轴段⑥上安装驱动链轮，考虑到轴段④与轴段⑥中间的截面承受的弯矩最大，故在直径上有所增加，现4=6=100mm5=110mm。

图3-1驱动轴示意图轴段①与减速机空心输出轴套装配，其长度主要决定于减速机和头部壳体之间的安装尺寸，同时还要保证与减速机相配合的部分有足够的长度，从手册中查知减速机的相关安装尺寸要求，现暂取l1=140mm。轴段②与轴段⑧上安装轴承，其长度决定于轴承的l2=l8=110mm。轴段③和轴段⑦的长度主要根据两轴承之间的距离和滚590mm，则可以暂取l3=l7=155mml4=l6=120mm，l5=40，950mm。轴上零件的固定考虑到轴段①、④、⑥处键传递较大的转矩，故轴段①与联轴器的配合选用k6；轴段④、⑥与驱动链轮的配合选用r6驱动链轮的联结均采用A型普通平键，诀别为键20×125GB1096-1996及键28×110GB1096-1996。轴上倒角及圆角2×45°，2.5×45°，R1.6mm0.6mm。轴的强度校核计算某理工学院毕业设计某理工学院毕业设计3-2所示

图3-2轴的受力分析及弯扭矩图由于轴在水平面上不受力，故 FRIH=FR2H=0 （3-6）在竖直面上F Ft1 t2

GG F1 2

20502510362200022.05103N （3-7）G——同一时刻提升机上行料斗中物料重量；1——环链预紧力（平均每米长度牵引构件重量，25kg/m；预——牵引构件重量（2000N。2F F

22.05FR1V

F R2V

t1 t22

2 kN11.025kN （3-8）ML211.025103350Nmm3858750Nmm （3-9）7.5T954910346.8mm1530288Nmm （3-10）b-b由于弯曲应力b为关于称循环，扭转切应力为静应力，则

1801b

270

0.667 （3-11）1bM2(T)238587502(0.7M2(T)238587502(0.71530288)2e W 0.1(0.94100)3

]180MPa（3-12）1所以b-b截面左侧安全，显然b-b截面右侧也是安全的。4）安全系数校核弯曲应力：

3858750

（3-13）Ma b W 3.141003M应力幅： 39.3MPaa b平均应力： 0MpamT切应力： T WT

153028816MPa7.8MPa （3-14）3.141003 a m 2

7.8MPa3.9MPa （3-15）2270安全系数： S

K

1.8

39.30.25

2.54

（3-16） a

m 0.80.83155KS K

1.6

16.58 （3-17）a

0.8

3.90.153.9 S 2 S 2S2

2.5416.58

2.51 （3-18）2.54216.582许用安全系数S1.～1.S>S2.54216.582轴承选用轴承选型考虑驱动轴在的较大弯矩作用下会产生弯曲变形，且不易与减速机严格保证同心，故选用装载能力大并且有自动调心功能的调心球轴承轴承2217。其基本参数如表3-2。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，轴向载荷很小并且可以忽略中等冲击。其当量某理工学院毕业设计某理工学院毕业设计PAGEPAGE12PAGEPAGE13动载荷为：

PfFp R

1.511.025kN16.54kN （3-19）式中：fp

——载荷系数，中等冲击取1.2～1.8。其寿命为：

16667(Cr)16667(58.2

)10/

23330h （3-20）h n P 46.8 16.54——轴承的寿命指数，滚子轴承=10/324362基本尺寸/mm额定载荷/kN基本尺寸/mm额定载荷/kNBCrCor851503658.223.5驱动链轮键的设计校核9-4h=16mm的普通平键459-3]=90M，键连接工作 T c kl

1530288100162

23.3MPa

（3-21） T

1530288

6.7MPa（3-22）c bl 1002828)（Nmm—轴的直径（mm）l—键的工作长度，A（mm，l=L-b(mm)，b联轴器的选择由于弹性柱销联轴器（3-3）具有一般填补两轴相关于偏移和减振能力，结-20°C+70°C，以根据提升机的工作特性，选择弹性柱销联轴器作为减速器和提升机上部主轴之间的连接设备。由文献[2]可知应选取的联轴器型号为：LX5 YC70142GB/T5041联轴器YC6510711-9Tn=3153Nmm3450T=1530Nmm48LX5要求。70mm，查文献[29-4b=20mm，高度h=120mm459-3[σc]=110键连接工作面的强度校核如下：Tckl

1530288 34.7MPa（3-23）7012(12520)2T

1530288

10.4MPa（3-24）c kl 702020)（Nmm—轴的直径（mm）l—键的工作长度，A（mm，l=L-b(mm)A—b

图3-3LX型联轴器结构图TH时考虑到链条价昂，应使链轮的硬度略低于链条的硬度。某理工学院毕业设计某理工学院毕业设计PAGEPAGE16PAGEPAGE17TH2503-4HT200QT60-2换轮缘，更换方便，且节约拆料、降低了维修费。

图3-4 驱动链轮装置经过前几节的功率计算、设备选型等，提升机的主要参数现在可以计算如下：提升速度：vn

n14403.140.4822 1 1.2m/s （3-25）60 60iI 60181.7式中：nn

——电动机转速，r/min；1——驱动滚筒转速，r/min；2料斗间距：在本章第一节中已得出同一时刻内上行料斗中物料总量为0.205t，考虑到物料装填时有一定的松散性，故取生料装填后的密度/m3，由于斗速较快时装填率较低，故取装填率=0.75，TH2503L，则同一时刻所需上行料斗的数量为：0.205t/m3

1000L/m3

78

（3-26）则料斗间距为：

0.83L35ma=78取整数，则料斗间距为450mm。头部罩壳的选材及连接

0.449m

（3-27）图3-5上部机壳3-53mm10mm63×63×6K中部区段的设计选材由于本设计中的提升机提升高度达35m，为防止两分支上下运动时在机壳产生空气扰动，故上行部分和下行部分的罩壳均采用独力式结构。连接法兰同样采用3mm3-6

图3-6中部机壳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Zh型（中深斗）3-7与料斗配套使用的锻造圆环链条是直径Φ18mm，节距为64mm，单条破断强度≥320KN，牵引件为低合金高强度园环链，经适当的热处理后，具有很高的抗拉强度和耐磨性，使TM36-8《矿用高强度园环链》标准。图3-7料斗与环链某理工学院毕业设计某理工学院毕业设计PAGEPAGE22PAGEPAGE21第4章 结论在老师的关怀和指导下，经过三个月的设计，TH250斗式提升机的总体方案设计，总体装配以及传动、机体等部件和相关零部件设计及绘图的设计工作已经完成。提升机的主要参数如下：功率：7.5kW；提升高度：35m；料斗宽度：250mm；料斗间距：450mm；TH2503535/行平稳可靠。适用于输送堆积密度小于1.5t/m3，磨琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂、化肥、粮食等。参考文献[李云等]《机械制造工艺及设备设计指导手册》北京机械工业出版社2007[王仁德，张耀满,赵春雨].《机床数控技术》[M].东北大学出版社,2002.[M].东北大学出版社,2000.[杨黎明]《机械零件简明设计手册》[M].兵器工业出版社,1992.[范云霄]《台式钻床的改造》[J].机械制造,1994,1:35.[陈明等]《机械制造工艺学》北京机械工业出版社 2005.81996[成大先]《机械设计手册（第5版》北京 化学工业出版社 2007.11[赵家齐]《机械制造工艺学课程设计指导书（第2版2000.10（第5版》北京高等教育出版社200111［聂毓琴孟广伟］主编.材料力学.北京：机械工业出版社12［］主编.机械工程材料及热加工.-2大学出版社，2009.813［毛昕张秀艳，黄英，等］.画法几何和机械制图.北京：高等教育出版社，2004.7致 谢在毕业设计进程中，我注意收集资料，注重实际考察，强调应用性，从而为完成毕业设计做了良好的铺垫。关于毕业设计中的难题，我即时查阅资料，虚心向老师，同学请教，搞好搞懂每个知识点。考虑问题多方面，多角度，力争适应工程与设计人员的工作要求，培养设计能力与严谨、细致的工作作风，也从中体会到工程技术人员所应具备的我觉得这次设计的完成，不仅锻炼了我搞设计的工作能力，培养了我独