毕业设计（论文）-TD315胶带斗式提升机设计

图书分类号：密级：TD315胶带斗式提升机设计TD315BELTBUCKETELEVATORDESIGN学生姓名班级学院名称专业名称指导教师年月日I摘要斗式机是用固接着一系列料斗的牵引力(胶带或链条)环绕它的上驱动滚筒或链轮，上下张紧滚筒或链轮构成具有上升分支和下降分支的闭合之路。本次设计，对斗式机主要组成部件进行设计，主要包括牵引构件、料斗、驱动装置、滚筒、机壳等。根据已给的数据，首先进行确定斗式机进料方式，先设定滚筒直径，在进行校核，确定滚筒直径，进而确定方式。就是这样一步一步的递进设计计算。最终要设计出来的内容：料斗外形尺寸、连接方式、斗的个数、传送带的长度、强度校核等、驱动装置等其它部件。本次设计出TD315斗式机能够满足运输量。因为斗式机现在国民经济的各个部门中得到广泛的应用，已经遍及各行各业，如粮食、化工、轻纺、食品等许多部门，而且现在斗式机具有在提升高度确定后输送路线最短，结构简单紧凑，横截面外形尺寸小，可显著节省占地面积，有罩壳封闭，不扬灰尘，有良好的密封性，可以避免污染环境等优点，所以斗式机在在生产中很重要，对斗式机设计是有必要的。关键词斗式提升机；料斗；驱动装置；牵引件全套设计图纸加V信153893706或扣3346389411AbstractThroughBuckettypemachineisfixedandaseriesofhoppertractionbeltorchainaroundthedrivingdrumorsprocket,tensiondrumorsprocketformwithascendingbranchesandbranchcloseddown.Thisdesign,themaincomponentofthebucketmachinedesign,mainlyincludingtractioncomponents,hopper,drivedevice,roller,shell,etc..Accordingtothedatathathasbeengiven,thefeedingmodeofbucketisfirstdetermined,thediameteroftherollerisset,andthediameteroftherollerisdetermined,andthewayisdetermined..Thisisthestepbystepdesigncalculation.Thefinaldesigncontent:thehopperappearancesize,theconnectionway,thebucketnumber,thebeltlength,theintensitycheck,thedrivedeviceandothercomponents.ThedesignoftheTD315bucketmachinetomeetthetransportcapacity.Becausebucketmachinenowinvarioussectorsofthenationaleconomyarewidelyused,andhasspreadtoallwalksoflife,suchasmanyingrain,chemicalindustry,textile,foodandotherdepartments,andnowbucketelevatorhastheliftingheightdeterminedconveyingtheshortestroute,simpleandcompactstructure,smallcrosssectiondimensions,cansignificantlysavecoversanareaof,acoverclosed,dust,goodsealing,canavoidenvironmentalpollutionandotheradvantages,sothebuckettypemachineinproductionisveryimportant,thebucketelevatordesignisnecessary.KeywordsBucketelevatorHopperDrivedeviceTractionparts目录摘要 ⅠAbstract Ⅱ1绪论 11.1研究课题背景及发展的现状趋势 11.2设计的目的和意义 21.3TD斗式机基本机构 21.4设计的基本内容和已给的初步数据 32TD315斗式提升机设计 42.1装料类型选型 42.2卸料方式分类及确定 42.3料斗设计 62.3.1料斗外形尺寸确定 62.3.2料斗类型选择 72.3.3料斗安装方式 82.3.4料斗个数计算 82.4传送带设计 82.4.1传送带分类 92.4.2带宽度长度设计及连接方式确定 92.4.3带材料选择 92.4.4胶带各点张力 102.4.5带层数计算 122.4.6传送带分类运动阻力计算 132.4.7输送带总长度计算 142.5滚筒设计 152.5.1滚筒的分类及其结构 152.5.2滚筒转速的计算 162.5.3滚筒直径的确定及校核 172.5.4滚筒合力计算 182.5.5传动滚筒最大扭矩计算 182.6滚筒轴的设计及校核 182.6.1传动滚筒轴的尺寸设计 182.6.2滚筒轴的校核 193提升机主要参数计算校核 213.1斗式机运输本领校核 213.2驱动功率的计算 234斗式机的驱动部件 244.1型式及选用 244.2电动机的选择与计算 254.2.1确定电动机的功率和类型 254.3减速器的选用 254.4液压偶合器 254.5联轴器 264.6逆止装置 274.6.1逆止装置的作用 274.6.2逆止装置的种类 274.6.3逆止装置的选型 275提升机其它装置的设计 295.1头部机壳的设计 295.2斗口尺寸 295.3拉紧装置 305.3.1拉紧装置的作用 305.3.2对张紧机构在应用时要求 305.3.3张紧机构运行特点 305.3.4拉紧装置计算选择 305.4滚筒轴承的选择 315.5罩壳的设计 316胶带斗式提升机的安装及调试 336.1安装前的准备 336.2料斗的安装 336.3提升机安装应符合的基本要求 33结论 36致谢 37参考文献 381绪论1.1研究课题背景及发展的现状趋势在十八世纪八十年代，第一台由蒸汽来驱动的皮带式输送被发明出来，紧接着又推出了惯性输送机。十八世纪末螺旋式的输送机也被制造出来。斗式机运动原理是采用电能。水能等能量来启动引导构件皮带。在十九世纪末不同结构的提升机也被发明出来。鲁宾斯在1896年获得斗式机的发明专利，时都世纪的第一发明人，十九世纪初瑞士的人发明了钢丝斗式机，在现在的工业、农业生产过程中会常常应用斗式机。但是我国斗式机设计制造技术很晚，是从前苏联学习到,在文化大革命时期，发展很慢，几乎没有发展。在八十年代，重要技术发展阶段,我国不再实行闭关锁国，而是实行优惠政策对少许先进国家，让他们到我国发展先进的工业机械项目和购买他们先进产品，如众多的斗式机,于是国内斗式机在制造技术能够成长起来。为了标准化斗式机，国家制定了斗式机设计标准，从而斗式机制造技术能更好的发展进步。斗式机保送物料量大，在垂直方向上，向上运动的距离长，晃动性小，使用时间长等特点，在现在的工业、农业生产过中应用普遍。斗式机的品种很多，然而从运行工作的原理看，，它们基本上都用电动机产生的动能来启动胶带构件，具有运动功率高、工作效率比较高的大型机械设备。现在科学技术发展速度快，越来越多种类的斗式机产品出现。带式机具备几大特点，其作为链式机的代替物，近些年来已引起人们的关注。和许多人们的看法正好不同，带斗式机比链斗式机使用寿命要长，运转产生噪音污染较小，能耗低。具有环境友好型及较高使用效率，因此带斗式机得到优先的使用。在现代化的工业生产中，都要经过从原料购买到引进生产，中间经过各道工序的加工工艺，然后制成成品出厂这样运作过程，在运作过程中每次运输要求保持持续平稳地运行，连续输送装置是能够实现这一要求的理想机械设备。对于在上下结构运动的机械结构中的斗式机，它的运输速度和与运输量综合起来比较好，机的外壳在水平上的面积相对较小，空间占用量小；其系统应用安全，几乎不存在什么问题，运用系统可以进行远距离的控制以及显示距离数据；泄漏物料量少，还可以防止空气中污染物对其污染及有外界的物质引起爆炸。它的能源利用效率是其他上下运动机械设备3倍。现在工业发展迅速，对于斗式机的需求越来越大。现在我国在斗式机制造技术方面远远落后于科技技术发达国家，我国要学习从几个重要方面技术：第一，发展各种各样独立功能且扩展应用不同的领域的斗式机，第二，开发斗式机先进制造技术，可以应用在很长上下运动的距离及装卸超大量的物料，也要优化创新装备机构。但是在产业生产发展上面，与国外的斗式机发展相比，我国的斗式机存在太多问题，这种情况现在很难再短时间内得到改变。各种生产制造技术聚集在一起生产出的斗式机远远落后于其它先进国家，现在生产企业在结构方面存在不合乎事理产业结构。在生产环节过程中，生产基本因素的重要地位已经在慢慢下降，对于使用燃料和动力的需求很大且生产效率低。现在我国多以小型企业为主，先进的创新技术欠缺，负责企业能工作顺利进行的程度比较低。1.2设计的目的和意义斗式机目前已成为农业谷物高效运送的主要机械，所以很值得我们去学习设计。本次设计让我学到许多，了解斗式机工作的快慢影响的因素，进行了解其结构运动，根据其结构进行设计。知道了每个部件不是一个条件就可以完全设计出来，要根据各个部件相互联系，综合起来一步一步的设计推导出来。在设计进程，我要进行计算和校核，确保机构设计是正确的。当然，在设计中，我们熟悉一些标准部件选用。了解设计和计算斗式机械零件设计和工艺参数，对构件和传输带，进行全面设计校核。这次设计老师把带式输送机作为我的选题，斗式机是在工业、农业生产中应用的工程机械。这是锻炼我们将来在机械工程工作中，如果遇到类似设计内容问题，怎样迅速处理解决问题能力，当然也能培养我们在遇到设计难题时，要有良好的心态面度。本设计是结合理论知识和现实中机械计算。本设计可以检验我们大学四年在学校真正掌握知识程度多少，也可以查看我们在应用绘图软件autoCAD熟练程度。我要在设计过程中找到自己欠缺部分，并及时找到弥补改善办法，这将让即将进入社会工作的我得到一次实践上的锻炼。1.3TD斗式机基本机构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，构成了闭合轮廓；驱动装置与头轮轴相连，是斗式提升机的的动力部分。可以使头轮轴转动；张紧装置一般与下部尾轮相连，使牵引构件获得必要的初张力，以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，在头部沿出料口卸出，实现垂直方向输送物料的目的。TD型斗式提升机构造如图2-1所示。包括构建：胶带1、料斗2，牵引构件、驱动滚筒3、张紧滚筒4。运行部分和滚筒部件都安装在一个封闭的机壳内，机壳由上部(头部)5、中间段6和下部机座7所构成，机壳的中间段可以是两个分支共同应用的，或者是每个分支分别设一个管状外罩。为了观察与检修的方便，在机壳的适当位置上设有观察孔8。在机壳内设有防止过大横向摆动的导向轨板11。装有料斗的牵引构件由驱动装置9驱动，并由张紧装置10张紧。在驱动装置上装有防止运行部分返回运动的逆止装置。物料由机壳下部的进料口装入各料斗，当料斗被提升至上部滚筒时，便卸入提升机的卸料口。图1-1垂直式胶带斗式机1-胶带；2-料斗；3-驱动滚筒；4-张紧滚筒；5-机壳的上部；6-机壳的中间段；7-机壳的机座(座板)；8-观察孔；9-驱动装置；10-张紧装置；11-导向轨1.4设计的基本内容和已给的初步数据连续本次设计对斗式机重要构件的设计，主要设计的内容：(1)设计料斗的尺寸外形，计算料斗的数量；(2)计算传动滚筒直径和改向滚筒直径，选择及进行校核；(3)输送带的宽度、材料及长度等计算选择；(4)轴的形状计算，弯曲强度校核；(5)拉紧装置设计。最正要的是保证设计的斗式机可以正常工作运动。此提升机的设计要求参数：带斗式机进行全面设计，输送量45m³/h，斗速：1.8m/s，斗容：5.5L，斗距：500mm。查TD斗式机设计手册，根据要求输送量>=45m3/h；斗容>=5.5L，提升高初设为12m。2TD315斗式提升机设计2.1装料类型选型斗式机按的装载模式有：挖取式、流入式、混合式。斗式机在胶带上斗数量比较少，其可以用挖取式(图2-1a)装载。在挖取时，料斗先是空的，逐渐的装满物料。在这个进程中，料斗的前端斗壁先进入底部，进行装料，所受的挖取阻力也是逐渐的变大。斗式机如果是挖取式进料，要在斗式机的机壳底部设置挖取槽，使料斗轨迹能与它在运动上协调配合。为了防止物料蹦出来，可以在料斗周边设置挡板。物料是小颗粒状或者散装时，一般采用挖取方式，斗速不高于2m/s。对在胶带上装的料斗数量多的斗式机可以用注入式(图2-1b)装入。在注入时，会产生冲击，导致了物料从料斗里面蹦出来，所以要以慢的速度进入来的料斗里，能够让物料持续稳定的流入。在物料形状大小不相同时，可以通过在斗式机上安装给料机，来保证很好顺利。当斗速比较低时，大多数不会在1m/s之上,或许形状大的物料，能用注入式。图2-1装载方式(a)挖取方式(b)注入方式TD型机的斗速在0.8~2.2m/s范围内，依据设计要求，斗速是v=1.8m/s。故装料形式选用挖取形式。2.2卸料方式分类及确定斗式机从卸载方式来划分，主要有3种：离心式(如图2-2(a))、混合式(如图2-2(b))、重力式(如图2-2(c))。离心式卸载:如果h<r2，离心力将会很大程度上超过向心力，物料会顺着料斗的外边运行，所运载的东西做的是向心卸载。料斗的运行速率很高，一般化取v在1m/s到2m/s之间。想要确保很好的卸载，这要求能够很好的择取滚筒的旋转速度与直径，以及卸下原料口的位置；如果r2<h′<r1时，料斗作两种掺合在一起式卸载，一些物料会顺着料斗的外边运行，其他材料会从料斗的里面运行，此时是混合式卸载。这种卸载方式用于对于卸下去流动性不良的碎的东西和内有谁的物质主要用此方式卸料。对于料斗的速率v一般在0.6m/s到0.8m/s范围内，一般化采链条为牵引件。在最上面卸料处，向低处挪动局部要求向里面偏斜，避免自动掉下来的物料打在前面的料斗底部，影响其一定规则卸下物料。重力式卸载：如果h′>r1时，在值的大小上，离心力小于重力，料斗会作自由落体式卸载。这时物料沿料斗里面进行运动，它主要用于块状大小的物料卸载。斗式机是离心力卸料方式，它驱动轮的旋转速率大小会对能否很好的卸载物料产生巨大的影响。当料斗的旋转速度太小时，物料不容易卸载下来，所以一定要有一些物料要在重力下抛出料斗外面。如果旋转速度速太大时，物料所受得离心力又大，这是物料会向机壳边运行撞击它，机壳又反作用物料，使它沿着反方向回到机壳内。这样会使物料在机壳反作用下，会返回原路，回到给料机里，从而导致机壳里面快速磨坏。因此，旋转速度大小的选择要适中才好。物料在围绕着驱动轮旋转时，它所受的向心力在大小上是不会改动，然后它的方向是随着它所在地方不同而不停进行变化的。在物料的重力和所受向心力在大小差不多时，但运动的方向却恰恰相反。由于物料受到平衡力作用，会呈现悬浮。这样物料既不受重力也不受离心力，所以合力为零，即不受摩擦力，发生此现象的速度叫临界转速。(a)离心式(b)混合式(c)重力式图2-2卸料的方式由已经算出滚筒转速，则：，由，满足离心方式卸载的条件。2.3料斗设计料斗用钢板焊制或冲压成形，铸造料斗在实践中很少见。焊制或冲压的料斗是用厚度的2～6毫米的钢板制成的。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。常用的料斗有：深斗、浅斗、和三角斗。根据斗式提升机的工作进度和被运物料特性的不同，可采用不同的料斗的形式。深斗的斗中与料斗后壁夹角大，每个料斗可装载较多的物料，但较难个子空，适用于运送干燥的松散物料；浅斗的斗中与料斗后壁的夹角小，每个料斗的装载量小，但容易卸空，适于支部潮湿的和粘性的物料。深斗和浅斗在斗式提升及沿牵引构件长度方向间隔一定距离地固定在牵引构件上。深斗是具有导向侧边的三角形料斗,这种料斗在提升机中采用一个接一个的密集布置,当绕过上链轮卸料时,前一个料斗的两导向侧边和前壁形成后一个料斗的卸载导槽,这种料斗适于输送较重的,半磨琢性的,磨琢性大的块状物料。料斗的运行速度较低，使在重力作用下倾斜到前面料斗的导槽中。2.3.1料斗外形尺寸确定题目已给斗的宽度b=315mm,则料斗的尺寸及容积参考如表2-1所列。查《连续运输设计手册》。表2-1料斗尺寸及容积料斗型号斗宽b斗容尺寸abhRjdfgidmmLmmSb3153155.82002501326395142006413040Sb4004009.422428015071106250Sb50050014.925031517080118183158614650Sb63063023.528035519090132400Sb80080037.5315400212100150225009215060Sb1000100058355450236112170630图2-3料斗通过表2-1及结合图2-3，可以知道料斗的外形尺寸。2.3.2料斗类型选择料斗的型式分为深料斗、浅料斗和有挡边料斗3种(见图2-4(a)、(b)和(c))。深料斗:适用于易倾倒出来物料的场合。如煤炭、干砂、砾石和石灰等。料斗与料斗之间的间隔为=(2.5～3)h。(2)浅料斗:适用于易成团或易粘在料斗上的散粒物料。如水泥或湿砂等。料斗与料斗的间隔为=(2.5～3)h。有挡边的料斗:适用于运送大块的物料。该种料斗在带条或链条上的安装是紧密毗连的，没有间隔。即：=h式中——为斗间相对距离，m；h——为斗后壁高度，米。(a)深料斗Sd(b)浅料斗Q(c)中浅料斗Zd图2-4料斗类型根据上面已经知道料斗尺寸,由h=250，λ=500，则λ/h=2.5，故选Sd型料斗。2.3.3料斗安装方式料斗与胶带的连接方式不同，可分为三种，、料斗固结在带子上、料斗固结到一根链条上、料斗在侧面固结到两根链条上。在设计时，考虑到皮带要绕着滚筒来回运动，所以螺栓在连接时，不能阻碍滚筒的运动。因此要让螺栓的头部在皮带里，就把皮带和料斗连接螺栓面的那侧凹陷下去。由于本次课程设计是胶带斗式机，故料斗的连接方式选择料斗固结在带子上。2.3.4料斗个数计算根据计算结果知：斗与斗之间的距离为500mm,传递动力滚筒D1=500mm,拉紧防滑滚筒D2=400mm，总输送量45m3/h,提升高度为12m。初设料斗数为n，则:通过计算得：n>=50.8,取整数n=52。提升高度重新校核：2.4传送带设计带式机中的具有承担着运输作用和作为导轨引导作用是输送带。传送带中承载输送带和物料所需要的张力是带芯，这就要要求带芯的材料有较高的拉伸强度。带芯层不要被机械结构磨坏和不被外界工作环境影响，所以在其上下面铺了保护层，即上、下覆盖胶。可用橡胶(普通橡胶、耐热橡胶、耐寒橡胶、耐磨橡胶、耐酸碱橡胶等)或PVC等作为覆盖材料。由于物料直接撞击胶带上表面，这样会很快磨坏上表面，所以上胶层的厚度要比较厚。托辊直接顶起下胶层，所以其磨损量比较小，它的厚度可以选择较薄，这样还可以减轻托辊所受的压力。如果胶带在运动时脱离轨道，可以应用侧边覆盖来阻挡外界对带芯破坏。2.4.1传送带分类输送带具有输送物料和传递动力重要作用。从结构上看传送带，有织物芯和钢绳芯；按性能特征可分为通用型、耐热型、内寒型、防腐型、阻燃型等多种输送带。它是斗式机上具有引导运动方向和承担外力作用。2.4.2带宽度长度设计及连接方式确定传送带的宽度B比料斗的宽度大40mm~50mm。由于已知斗宽=315mm，则传送带的宽度B取400mm。织物芯层传送带的接头采用冷粘或硫化接头，不能采用机械接头。传送带之间连接方式为图2-5，取C=50mm。图2-5传送带之间连接方式2.4.3带材料选择普通的传送带的芯层和覆盖胶能使各种原料生产出，以适应不同的工作条件。因此我设计的斗式机运送距离为12m，所以我采用聚酯帆布带。查《运输机械选型设计手册》(第二版)表预选：聚酯芯带，EP-200覆盖胶上胶层厚8.0mm，下胶层3.0mm，带每层重量1.5千克每平方米，每层厚度1.1毫米。2.4.4胶带各点张力图2-7中1，2，3和4各点的张力分别用F1，F2，F3和F4来表示。其中点1处的张力F1最小，即初始张力；点3处的张力F3是最大，因其是重力侧的最高点。目的是算出斗式机外面轮廓的所有其他各点的张力，可借助下面的普遍的公式来套用算出。开始时要按运行方向逐点进行计算。在胶带外形上的各个点的力是其前一点和该点两点之间的阻力。图2-5斗式机的图为了计算各点的张力，可利用逐点张力计算法进行计算，即胶带在垂直运动的方向上任意一点的张紧力是这个点的前一点的张力与这两点之间所受的阻力之和。因此，提升机各点的张力F1、F2、F3、F4可分别计算如下。(1)2点上的张力可按下面公式计算：式(2.4)式中——最小拉紧力，N；——尾轮摩擦力，N，；——取料时摩擦力，N，。因为掏取物料阻力的大小与太多因素相关，不及受、等影响，还与物料的颗粒大小和一些性质等有相关性。根据实验得数据，可以确定掏摩擦力的值。(2)3点上的张力可按下面公式计算：式(2.5)式中——提升段阻力，N，；——胶带每米的质量，kg/m，；——系数，见表2-2；——提升机高度，m。表2-2系数K2值生产能力Q(/h)提升机形式带式单链式双链式料斗形式深斗和浅斗三角式深斗和浅斗三角式深斗和浅斗三角式系数K2<106.011.010～255.08.011.012.025～504.56.06.08.310.051～1014.15.65.17.28.311.1>1013.55.06.09.0(3)4点上的张力可按照下面公式计算：式(2.6)式中——下降段阻力，N,。对于构件，应满足：式(2.7)式中——摩擦系数；——牵引构件在轮上的包角。值见表2-3。表2-3值0.211.8760.312.5710.252.1940.413.522表2-4系数K1、K2值系数提升机形式皮带式单链式双链式料斗形式深斗和浅斗三角式深斗和浅斗三角式深斗和浅斗三角式2.522.101.531.241.521.261.611.121.320.811.330.83(4)传动轮处的阻力可按下面公式(2.8)计算：式(2.8)为了很好的计算，在要求不太精确情况下，一般化采取简单的算法进行计算。对于上下运动的斗式机，持续平稳工作条件下的胶带的最大，可近似地按下式(2.9)计算：式(2.9)公式中考虑装有胶带的运行过程中和在两个滚筒上的的，其中包括物料的阻力，见表2-5。由公式(2.9)得：由公式(2.5)得：由公式(2.4)得：由式(2.6)得：查上面表2-3，取=0.26，=2.194，得：所以可满足摩擦力的要求。2.4.5带层数计算现在，我国农业使用的斗式机在运送物料的量上相对较少,而且与送的距离也比较短。在斗式机的计算中，备斗带宽度在300毫米以下当提升机的输送量超过150吨/小时时,其带宽取值也不同，如250、315、350毫米等斗式机的胶带所需胶布层数Z，可按下面式子进行计算。式(2.10)式中——最大拉紧力，KN；——耐久性储存系数，取9~12；——料斗宽度，mm；——料每厘米宽每层备斗带的拉断极限,可取0.2千牛/厘米·层。目前，我国生产的帆布动带的规格见表2-5。表2-5帆布输送规格及技术参数抗拉体材料输送带型号拉断强度N/mm每层厚度mm每层质量Kg/m2伸长率定负荷%带宽范围mm层数范围覆盖胶厚度/质量mm/kg/m2上下棉帆布CC-56561.51.361.5~2500-14003-81.5/1.701.5/1.70尼龙帆布NN-1001001.01.021.5~2500~12002~4NN-1501501.11.121.5~2650~16003~63.0/3.4NN-2002001.21.221.5~2650~18003~6NN-2502501.31.321.5~2650~22003~64.5/5.10NN-3003001.41.421.5~2650~22003~63.0~3.40聚酯帆布EP-1001001.21.22~1.5500~10002~46.0~6.88.0~9.5EP-2002001.31.32~1.5650~22003~6EP-3003001.51.42~1.5650~22003~6根据算出的最大张力带入后，得：Z=2.1查表2-5，取传送带为3层。2.4.6传送带分类运动阻力计算(1)斗式机运转阻力查设计选用手册，选择EP胶带。对垂直式斗式机，其运动阻力主要是提升机物料及挖取物料的阻力；按一定角度斜向上运输的斗式机，以及胶带顺着轨迹或托辊在工作中所受的麻擦力。①提起物料阻力式(2.11)式中q——物料的线性荷载(N/m)H——上升距离(m)②皮带部件和装载部件的工作摩擦阻力a)线性工作摩擦阻力当斗式机运行轨迹为斜向上，带顺着滚筒工作运行的线性摩擦力的计算方法与带式斗式机皮带从滚筒工作的线摩擦力的计算步骤相同。计算：装东西运载时的部分=(q+)式(2.12)没有运载时运动部分式(2.13)式中——运载时分支阻力(N)；——不运载时分支阻力(N)；——货物线性的负载(N/m)；——皮带线线的负载(N/m)；——斗线性的负荷(N/m)；——斗式机总高度(m)；——斗式机斜角度(°)；——上升距离(m)；——是摩擦力的系数，为皮带与运动轨迹道的，值可有表2-6中选取。表2-6阻力系数值工作条件工作条件特点滑动轴承滚动轴承良好在干净、干涸、研磨型尘埃的室内0.05~0.070.027~0.32一般化在温度正常、少量研磨性尘埃的室内0.07~0.800.02~0.03差在有可能磨擦外观的或的空气中含有大批的室外工作0.9~0.12-代入式(2.12)计算，由=6940；=20.88；=6.8；=；=0°；=12.087m；L=13.727m为已知，经计算则：=368.22KN=-32.13KN在《连续输送机械选用设计手册》中，可知采用带类型为EP-200，=1.6毫米，得出D=500毫米1000毫米，所以满足要求。经检验可得出：EP200传送带可以符合本次设计所规定的。2.4.7输送带总长度计算传送带要购买总长用下列进行计算：式(2.14)式中——是传送机时，伸出的长度总长，mm。——每个料斗之间距离，mm。——启动滚筒径直，mm。——改向滚筒径直，mm。——料斗个数。由上面已求得的值，可计算出mm。2.5滚筒设计2.5.1滚筒的分类及其结构滚筒分为传递动力的滚筒、拉紧防止回转打滑的滚筒两大类。很早就认为传动滚筒是重要的传递动力件。铸钢、铸铁、板料焊接是滚筒主要三种制造材料。滚筒在设计中，连接传动件常采用深沟球轴承。胶面和光滑面是滚筒的外表面主要类型。目前滚筒的表面光滑度太大，导致摩擦力比较小，运动阻力小，容易打滑。如果斗式机的湿度小、彼此之间的距离短情形下，可以采用光滑的表面。对于铸造的滚筒，它的特点是表面粗糙，摩擦力大。因为摩擦力大，导致滚筒遇到阻力大，所以这样的滚筒比较适合在工作环境的湿度大，摩擦力就小，比较长的运输距离。改向滚筒常常采用光滑的平面。它能够变换斗式机在运行时胶带的方向；也可以使皮带包裹着传递动力滚筒的包角变大。从构造上看，滚筒分为主要有钢板焊接(图2-7)、铸焊(图2-8)两类。图2-7钢板焊接机构滚筒1-滚筒；2-腹板；3-轮毂；4-键；5-轴图2-8铸焊结构滚筒1-滚筒；2-轴；3-铸钢组合腹板；4-胀圈2.5.2滚筒转速的计算因滚筒的角旋转速度不知道，所以设为，因为皮带的厚度和滚筒直径相比悬殊太大，因此可以忽略皮带的厚度，则。其中——滚筒半径。由于在斗式机的转动过程中，皮带在滚筒上打滑很小，它们的运动速度相差不大，一般化忽略，所以计算时把滚筒的速度与皮带的速度看做大小相同值，根据设计内容知：皮带的速度1.8m/s，且可以完成离心方式的卸载。与斗式机进行卸载物料有关的因素很多。对于离心式的斗式机，首要影响它的是：驱动轮旋转速度的大小。材料不易出料斗，如果驱动轮转速太小。这是因为物料所受的惯性力大于离心力，才使它落入机壳内。相反，转速过高，物料由于过大的离心力而做远离料斗运动。这致使物料撞击机壳内壁，但在机壳壁的反作用力下，物料又返回机壳内。这导致回料和机壳磨损问题。因此，在设计中要认真确定旋转转速值的大小。因：故:把替换后：则：式(2.15)因公式(2.15)知：式(2.16)因公式(2.15)与式(2.16)得：不过，如果物体(如药品、砂石等)是囤积起来的密度小、形状小又大小匀称，该料在临界速度运行，这时候卸载，可以提高效率。现在在工业生产应用中，企业往往会才用离心力小于重力情况，因为这样卸料可以把物料基本上村料斗里全部卸掉。因：即：系数值往往取1到2范围内，所以一般化取=1.5。若时，得。启动轮工作时的旋转速度往往与上式得到的值相比，差了10%到12%左右。根据条件，料斗的宽度是最大的，最主要的驱动滚筒的直径D为500mm，由于带速=1.8m/s，然后：=69r/min2.5.3滚筒直径的确定及校核由于已知滚筒转速n，可以计算滚筒直径。由此可得:，将上面中的代入此式有661mm取D=500mm，进行验算得到：由上面已经证明:，根据计算结果，可知道启动取值为500毫米。为改变运行方向我们常用改向滚筒或改向托辊组。拉紧改向滚筒普遍用来改变

带、QUOTE、其值<QUOTE得改向。改向改向滚筒或垂直重锤式的张紧滚筒布置在尾部，垂直重锤张紧装置上方滚筒改向，增加输送带与传动滚筒间的围包角改向以下使用。改向滚筒直径有250、315、400、500、630、800、1000mm等规格。和传动滚筒的直径匹配时使用，当转变方向的时候传动滚筒的直径大它的直径1档，当改或向时可按改向角的减小取小1～2挡。故改向取值为400毫米。参考《连续输送机械设计手册》，动力滚筒长度500毫米,张紧滚筒直径长度400毫米。2.5.4滚筒合力计算传动滚筒合力Fn按式(2.17)计算：式(2.17)经计算知：,。依照内式输送机位置的辊力变化。为了减少品种，滚筒的直径相同的是由同一类型。代入上面的有关数据得：37.97KN。头部改向滚筒合力：10.992KN。2.5.5传动滚筒最大扭矩计算滚筒在受扭转力时产生的最大扭矩按式(2.18)估计：式(2.18)式中D——驱动滚筒径值(mm)。根据传动滚筒合力在资料上粗选择传动滚筒的直径D=500，许用合力200KN，许用转矩带上上述所得的数据，按式(2.18)得：所以所选滚筒满足要求。2.6滚筒轴的设计及校核2.6.1传动滚筒轴的尺寸设计滚筒轴材料先初选择4cr。上面已经求得传动滚筒直径，查机械设计手册选择标准件轴承、螺栓和构件如轴承座、轴套、挡圈等来设计轴的外形尺寸。可知传动轴如图2-9尺寸：①端直径为100，长度为44mm；②端与④端相同，则都115mm，都220mm；③端与⑤端相同,120mm，110mm；⑥端114mm，220mm；⑦端100mm，44mm；⑧端90mm，90mm；⑨端70mm，为55mm；⑩端直径68mm，长度200mm；⑪端直径70mm，长度35mm。⑧⑪⑪⑧⑪⑪图2-9传动轴上面已经求得拉紧滚筒直径，查机械设计手册选择胀套和滚筒来设计轴的外形尺寸。可知传动轴如图2-10尺寸：①端直径值为70，长度为29mm；②端值为80mm，值为141mm；③端值为90mm，值为100mm；④端直径值为80mm，长度值为300mm；⑤端直径值为90mm，长度为100mm；⑥端直径值为80mm，长度值为141mm；⑦端直径值为70mm，长度值为29mm。②③⑤⑥⑦④②③⑤⑥⑦④图2-10拉紧改向滚筒轴2.6.2滚筒轴的校核(1)轴弯矩的校核根据前面知道轴的最小轴径为由式：则：得：查《运输机械设计选用手册上册》中知，.所以,轴的扭转刚度足够。(2)轴承的校核查《运输机械设计选用手册》，得以小时数表示的轴承寿命为：故轴承的选择负荷合格。3提升机主要参数计算校核3.1斗式机运输本领校核运送本领可按式(3.1)估计：式(3.1)式中Q——斗式机的运送本领，t/hV——上升速率，m/s；q——上升物直线负载，kg/m。提升物料载荷可按下式计算：式(3.2)式中——单个斗的所装物料体积，m3；——斗装载物的装载系数； ——运送物单位体积质量，kg/m3；——斗式机斗与斗的距离，m把(3.2)式子与(3.1)式子结合得：式(3.3)从材料形状大小不相同，故计算出来的生产力要大于工作生产本领则：式(3.4)式中——装料时物料分布不匀称系数，=1.3～1.6。=0.75，=1.2t/m3，=1.8m/s。由：，则=12是指在参考连续输送机械设计手册中数据，如表3-1。表3-1斗式机系列机器功能机的类型斗宽(mm)斗型斗容量i0(升)斗距(mm)i0/a(L/m)TD250Q1.233604.01H2.343606.50Zd3.04506.67Sd4.610.22315Q1.954004.88H3.558.88Zd3.765007.60Sd5.816.01Sd14.923.84表3-2TD315型斗式提升机的主要技术性能斗型浅斗圆浅深浅斗深斗单位时间运送体积(m³/h)离心式28504267混合式20383250斗宽(mm)315斗容(L)1.953.553.755.8斗距(mm)400500传送带的宽(mm)400传送带的层(max)4启动滚筒的径直(mm)500拉紧滚筒的径直(mm)400参考《DTⅡ(A)带式输送机设计手册》得表3-2选择Sd制法。根据上表3-1，进行校核计算料斗的输送能力:=67.7>67m3/h因为实际在生产过程中所需求的运输能力应该小于选用的斗提机的运输能力，故能够满足设计要求。3.2驱动功率的计算斗式机的驱动功率大小，是要求皮带在工作中克服摩擦等一些阻力的能力强弱，包括几方面：重力、摩擦力、阻力。运动效率的计算：(1)传动部件上启动轴上的圆周力：(2)算出效率值：=2.7×1.8=4.86kw(3)选取电机额定功率：式(3.5)式中——运动的系数值，在上升高度H<12m时,=1.45，在上升高度12<H<22m时，=1.25，在上升高度H>22m时，=1.18；——减速机的传递运动效率；——带轮的传递运动效率。故，根据公式(3.5)：4斗式机的驱动部件4.1型式及选用驱动系统主要由四部分，分别是：①电动机②减速器③联轴器④逆止器或制动器，根据不同的减速器可以将其分为可分为直交式、平行轴式和轴装式三大类。基本构造如图4-1。图4-1驱动构件外部装置1-电动机；2-液力联轴器；3-减速器；4-传动链；5-圆柱逆止器；6-附属电动机；7-减速器根据滚筒内电机和减速齿轮不同安装，可以将滚筒分为两大类，分别是电动滚筒和齿轮滚筒。根据带式输送机驱动方式的不同，驱动系统的选择也不同。单双电机或多电机适合驱动长机长且运送量较大的机器。而齿轮滚筒和电动滚筒适合于短机长且功率小的机器。本次设计采用平行轴式的驱动装置，驱动装置放置分为左装和右装，本次选择右装，如图4-2。图4-2右装平面图1-电动机；2-皮带传动链3-减速器4-浮动联轴器；5-逆止器4.2电动机的选择与计算斗式机运动方面体统的首要组成部分有：作为能源的电机、把东西转载在一起的液压偶合器、可以使速度降低的器件和把轴与其他构件组装起来的联轴器。要考虑到利用已知的带速等条件来计算出电动机在工作时的功率、运行时的速率，然后参考电机手册来择取电机的范例、构造方式、型号。4.2.1确定电动机的功率和类型选择电动机的功率，关键要考虑其载荷的大小、工作时间的长短、发热的多少因素如果机械持久不停工作，能依照电动机所需求的功率来选择，然后进行校验电动机的发热和启动力矩。在确定时，要电动机的所需功率略小于电动机的额定功率，即。如果机械不持久不停工作,可稍小于。在上章中，已经计算出的=7.2千瓦,由于划定实际电机的所需功率仍然是略大于其的正常时所做的功，故取电机的正常工作时做的功值7.5千瓦，电源的电势差值380V，同步旋转转速值为1500r/min，满载时旋转转速值1490r/min，所选电机型号为Y160M-6。4.3减速器的选用从上一章已知滚筒转速，则传动比的计算：=14.1(整数计算方便，故取i＝15)最后可以决定传动系统的总传动比为15,得到滚筒的转速为68.80r/min。根据上述，本次设计选用的传动滚筒的直径为500mm,应三级减速，故传动比,选用KAS108-AX-160型减速器，其减速比i=15。重新计算胶带的速度：选取功率足够无须重算。4.4液压偶合器液压偶合器是一种软连接，可以提高其起动性，对减少电机与起动的冲击有着非常大的功用。常用于带式输送机上的液力偶合器有限矩形和调速型两种。DTⅡ(A)型带式输送机的驱动装置在45～315kW范围内就选配了有限矩形液力偶合器，以改善启动性能。调速型液力偶合器可以让输送机的启动可以控制。但对于输送机这样要有恒定的转矩的设备，这两种液力偶合器都有不足之处：一是其传递的转矩是和它的转速平方成正比，低速传递的转矩较小；二是低速阶段是不能有安全可靠而平顺加速度的，其传动的特性为非线性，它的控制特性不可能准确；三是效率低，因而不是大型输送机的最佳选择方案。当前液力偶合器被大量应用于传动装置中，它的驱动力主要来源于是液体环流动。使用液力偶合器有以下好处：增大机器使用年限。有优良启动性能。有效控制限矩。参照电动机的转速(即液压偶合器及传动装置的输入转速)和所传递的功率、调速范围，根据《运输机械设计手册》或者生产者的功率特性图选定液力偶合器的规格。已选好减速器，根据减速器伸出轴选择偶合器，经过分析采用YOX360型液力偶合器，最高转速1500r／min。如图4-3。图4-3液压偶合器1-主动半联轴节；2-弹性盘；3-从动半联轴节；4-后辅室；5-O形密封圈；6-轴承7-O形密封圈；8-注油塞；9-螺塞；10-O形密封圈；12-泵轮组；13-O形密封圈；14-易熔塞；15-外壳组；16-涡轮；17-轴；轴承-19-骨架油封；20-端盖4.5联轴器往往在传递运动运动过程中，采用联轴器作为连接构件。机构上的轴的一部分与另一个轴的一部分通过联轴器进行固结在一起。联轴器的功能是当轴进行工作时，把它们连接在一起，不工作时，把它们分开。因为设计制造中存在误差，致使轴与轴不能够完全重合，因此经常要把一些合适的改变位置的结构件设计在上面。在相对于一个参考物中，各个位移分别依据有无抵偿的本领，把联轴器分：刚性、挠性主要这两类。此中第一个是无有而另一个具备。挠性联轴器主要五种类型：一种是十字滑块；第二种是滑块，与上一个相似；三是十字轴式万向，四是齿式，五是滚子链。因斗式机电动机正常功率小于30千瓦，选择YL型硬的联轴器。4.6逆止装置4.6.1逆止装置的作用就倾斜的带式输送机而言，当倾角比还要大时，满载停车，带的逆转和顺滑问题必然会发生，造成输送件堆积，飞车等很多问题的发生，按制动装置是有必要的。我们把用于机器或机构降速，直到让其不能运转的设备叫做制动装置，当然对于运行的速度也能调节和限制，是确保机构和机器安全工作的最重要部件之一。4.6.2逆止装置的种类当前所用的输送机的制动器的还是有着比较多的种类，按照实际的性能和实际操作者的使用条件，我们所能用到的有四大类：一是滚柱式，二是带式，三是盘形，四是液压电磁闸瓦式。4.6.3逆止装置的选型对于制动装置的选型要具体考虑以下几点方面：①.机械运转的实际状况，要计算负载转矩，要有安全储备。②.注意制动器的具体任务，按各自执行的具体任务来选择使用，确保一定的安全系数。③.制动器要有良好的散热功能，防止造成人身和机械的危害。倾斜输送机一般应进行逆止力计算。不同工作情况下，输送机带料带料停车时产生的逆转力是不同的。经过分析，通过输送机作用于传动滚筒上的最大逆转力出现在输送机承载段只有上升段载满，而其他区段为空载条件下。为阻止逆转，传动滚筒上需要的逆止力。对于垂直运输机，它的逆止力等于阻力。出于安全考虑，对阻止逆转的力乘以了0.8的系数。作用于传动滚筒轴上的逆止力矩为：式(4.1)式中D——传动滚筒直径，mm。逆止器需要的逆止力矩为：式(4.2)式中——传动滚筒轴到减速器安装逆止器轴的速比；——从传动滚筒轴到减速器安装逆止器轴的传动效率。根据已计算的数据可以=92.06Nm，=7.7Nm。选择接触式NYⅡ75滚柱逆转器，如图4-4。图4-4皮带逆止器5提升机其它装置的设计5.1头部机壳的设计设计头部机壳的要求是：材料被从料斗进入排水管；材料不得影响头部的情况下从料斗。为了满足上述要求，头部外壳应基于从料斗抛出的运动轨迹，合理设计计算材料的颗粒。参考文献来绘制其运动的道理和方式，但最初要选取具有典范弧线运动的物料，绘制其运动踪迹。一个典型的粒子的抛物曲线，绘制物料抛出信封的流动(图5-1)，一般头套管应略大于信封。为了避免材料抛出的外壳产生了强烈的冲击。为了使扔进排管材料，导向板，驱动轮水平轴的距离应该是合理的，如果太小，对反退斗式输送机尾部分材料；太大，又能使斗机有效提高高度，和头的大小是巨大的。要减小，对离心式卸载，能够稍微转换启动轮径直、旋转速率；重力式卸料，可以使用导料槽斗或额外的链轮。图5-1抛料物流及头部机壳轮廓5.2斗口尺寸斗口尺寸需要检查的最大大小外形多少(mm)的材料，即：：A≥式(5.1)式：K——喂料均匀性系数，未分出类型的材料，其最大粒质量占25%以下，被分出过的材料的质量占25%以上。在占0.1到四分之一时，K=2~2.5；在一半到百分之百时，K=4.26～4.85。5.3拉紧装置5.3.1拉紧装置的作用确保带足够的张力在驱动辊，使他们能够形成规定的阻力，避免带转动时产生的摩擦力达不到要求而产生空转；保证皮带拉伸力要大于规定的值来控制凹陷问题，避免东西流出来及传送带在工作式阻力增加，在工作时的拉伸变形程度和恢复原性能力能够适当给与补偿。设计重量锤拉紧机构在斗式机效果有至关重要的影响。5.3.2对张紧机构在应用时要求⑴在平时工作中，不能保持恒定的拉力，带轮转动时产生的摩擦力达不到要求而产生空转。⑵当开启与关闭，稳定张力不够情况下，从1.3到1.7的比例。⑶保证当带的垂度在最低的拉紧力时，要低于设定的准则值。⑷要有部分的距离留给传送带来连接。⑸在运动中带从紧到松，带产生的拉伸变形达到最小，防止机构被损坏。5.3.3张紧机构运行特点(1)理想的张紧装置是保持恒张力分离点的需要。(2)构件打开的时间延长了，能导致张紧机构运行速度减慢。(3)在一个位置不变的张紧构件的斗式输送机的情况下，彼此刚开始不再一起运动的那个点，存在超大的预紧力，防止在一开始就出现打滑现象。(4)效率高的斗式机，如果想降低动载荷和改进其工作条件，需要放慢发动时间。5.3.4拉紧装置计算选择机械的各类活动情况和防止反转的设备受到机械机构安放情况作用，拉紧装置布置应遵循的原则如下：(1)降低成本，使它的张力最小。(2)输送机的长度小，把尾部张紧装置。。(3)使为了便于它的安装和维护，应当考虑具体布置形式，。拉紧装置拉紧力按式——计算式(5.2)式中——拉紧滚筒趋入点张力，N；——拉紧滚筒奔离点张力，N。结合上面计算得：已计算出拉紧滚筒直径400mm，根据查资料选型。本次斗式机的选择的是重力张紧装置如图5-2所示。配重；2-转架；3-张紧轮轴承；4-螺杆；5-制动块图5-2重力式张紧装置5.4滚筒轴承的选择在物料输送过程中，滚筒的负荷是比较复杂的，因此，滚动轴承也有一定的要求。其轴承往往采用深沟球轴承。现在对于游隙大的轴承应用越来越多，从而轴承的运动形式得到改良，可以很好地降低阻力，使制造成本更廉价。5.5罩壳的设计提升机罩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GB1184-80形位公差中12级的规定，机壳中心线对法兰面的垂直度要求符合GB1184-80形位公差中12级的规定，除此之外还要求机壳表面平整。提升机罩壳分为上，中，下三部分。上罩壳与驱动装置，驱动滚筒构成提升机头部。为使物料卸出，头部设有卸料槽。机头罩壳的形状应做成使料斗中抛出的物料能够完全进入卸料槽中去。下部罩壳与张紧装置，张紧滚筒组成提升机底座。底座罩壳形式应和物料装载过程相适应，并设有装料口使物料装入。为了对装卸料过程进行观察，便于维修，可在罩壳的适当部分开观察孔和检查孔。对于从料堆上直接挖取物料的提升机，底部作成敞开式的。斗式提升机的中部罩壳是整段或分段的矩形罩壳，用薄钢板焊接而成，分段罩壳的螺栓连接处应加密封装置。对于滚筒尺寸较小的或低速的斗式提升机可采用有载分支和无载分支共用的单通道中部罩壳。单通道的较为简单经济，也有利于通道内压力的平衡。对于滚筒直径较大或高速的斗式提升机，则可采用有载分支与无载分支各装一个中部罩壳的双通道方式，可避免两个分支的料斗在同一个中部罩壳双向运动而引起的粉尘涡流。斗式提升机的机壳一般由2～4mm的钢板焊接而成，并以角钢为骨架制成一定高度的标准件，通常为每节2～2.5m，选型时必须符合标准的公称长度，节与节之间通过法兰畚用螺栓紧固。在中部和下部要开设观察孔和拆卸的带盖孔口。为了便于清理斗式提升机底部的物料，往往在底部也设有可拆卸的带盖孔口，底部罩壳形式与底部物料装载情况相适用。上部罩壳的形状应与卸载曲线相适用，以使物料能够完全卸入导出过程中。机壳内设有中部导向装置，以防牵引料斗时，产生过大的横向摆动，该斗式提升机，可由几节焊接而成，每节长度为2m，节与节之间用密封胶密封，并通过法兰用螺栓紧固连接。以为提升机速度不高，为0.9m/min，所以采用单通道结构。6胶带斗式提升机的安装及调试6.1安装前的准备在正式安装设备之前必须做好以下准备工作：(1)仔细阅读本说明书和提升机安装总图，熟悉安装技术要求。(2)对照安装总图，核对各部件数量。(3)提升机安装必须严格遵照GB50270-98《连续输送设备安装工程施工及验收规范》。(4)熟悉整机及各部件的结构与吊装方式、安装要求、调试方法、技术指标、注意事项。(5)准备必要的安装工具(起吊用具、连接工具、测量器具等)。制定必要的安全措施。6.2料斗的安装接头装置完工后，便可进行料斗安装。TD315提升机的料斗采用M8×30胶带螺钉安装，螺母拧紧。料斗安装时料斗背部垫橡皮衬垫，每个料斗螺钉拧一个螺母，螺母必须拧紧，料斗按顺序逐个安装。必须从进料口侧下部开始安装，避免在出料口侧安装料斗，因胶带两边出现重力失衡而产生自动转动，伤害人身安全。6.3提升机安装应符合的基本要求(1)主轴的地面平行度不该大于0.3/1000；(2)胶带提升机上、下轴安装的允许偏差(图6-1)应符合表6-1的规定；图6-1提升机上、下轴安装1-上链轮轴；2-下链轮轴；n-测量铅垂线；