自抓取式皮带斗式提升机的设计要点.pdf
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1、I 自抓取式皮带斗式提升机的设计 摘要 斗式提升机广泛地应用于建材、机械、有色金属、粮食等 各工业部门;应用于在垂直方向内或倾斜角度很小时运送散 料或碎块物体。本文通过对斗式提升机的研究, 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,牵引件绕过个滚筒,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,使牵引构建获得必要 的初张紧力,以保证正常运转。物料从提升机底部供料。斗 式提升机对过载较敏感;斗和带易磨损斗式提升机的料斗和 牵引构件等部分及头轮,底轮安装在密
2、闭的罩壳之内,减少 灰尘对周围环境的污染。 关键词:斗式提升机,料斗,滚筒,牵引构件。 II Since crawling belt bucket elevator design Abstract Bucket elevator is widely used in various industrial sectors of building materials, machinery, metals, food, etc.; applied in the vertical direction or tilt angle is very small fragments of transportin
3、g bulk materials or objects. Structural features bucket elevator is: is the transportation of materials connected with the tractor carrying the component parts together hopper, pulling pieces of bypassing a drum, including the transportation of materials formed in the branch and no-load transportati
4、on of materials not contained branch closure loop, continuous motion conveyor objects. Drive wheel connected with the head, so that the bucket elevator to gain momentum and drive operation. Tensioning means connected to the bottom wheel, so that the initial traction tension to build the necessary fo
5、rce to ensure the normal operation. Material from the bottom of the machine to improve feeding. Bucket elevator overload sensitive; bucket and easy to wear with a bucket elevator hopper and traction components and other parts of the first round, bottom round mounted in a sealed enclosure, the reduct
6、ion of dust pollution on the surrounding environment. KeywordsBucket elevators, hoppers, drum, traction components, drives, tensioning device. III 目录 自抓取式皮带斗式提升机的设计 I 摘要 I Abstract . II 第 1 章 绪论 4 1.1 工作原理和特点 . 5 1.2 选题背景 . 4 1.3 方案论证 . 5 第 2 章 斗式提升机输送能力的计算 9 第 3 章 斗式提升机的设计 13 3.1 电动机的选择 . 13 3.2 传动
7、 V 带及带轮的设计计算 14 3.3 轴的设计 . 17 3.4 轴承的选择及密封 . 20 3.5 键及轴承的校核 . 21 3.6 联轴器的选择设计 . 22 3.7 本章小结 . 23 第 4 章 斗式提升机常见故障的原因及排除办法 24 致谢 26 参考文献 27 4 第1章 绪论 1.1 选题背景 国内斗式提升机的设计制造技术是50 年代由苏联引进的,直到80 年 代几乎没有太大的发展。在此期间,虽各行各业就使用中存在的一些问题 也作过一些改进。从80 年代以后,随着国家改革开发和经济发展的需 要,一些大型企业及重点工程项目引进了一定数量的斗式提升机,从而促 进的国内提升机的发展。
8、直到近来,斗式提升机的大型化包括大输送能 力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。不少国家正在探索长距离、大 运量连续输送物料的更完善的输送机结构。 斗式提升机的优点是,结构比较简单,能在垂直方向或倾角较小范围 内运输物料而横断面尺寸小,占地面积小,能在全封闭罩壳内运行工作, 不扬灰尘,避免污染环境,必要时还可以把斗式提升机底部插入料堆中自 行取料。 1.2 国内现状 国内斗式提升机的设计制造技术是50 年代由苏联引进的,直到80 年 代几乎没有太大发展。在此期间,虽然各行各业就使用中存在的一些问题 也做过一些改进。从80 年代以后,随着国家改革开发和经济发展的需 要,一些大型企业及重点工程项目
9、引进了一定数量的斗式提升机,从而促 进了国内提升机的发展。直到近来,斗式提升机的大型化包括大输送能 力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。不少国家正在探索长距离、大 运量连续输送物料的更完善的输送机构。 1.3 本文研究内容 5 第2章 斗式提升机类型的基本原理及方 案论证 2.1 工作原理 斗式提升机适用于低处往高处提升,供应物料通过振动台投入料斗后 机器自动连续运转向上运送。根据传送量可调节传送速度,并随需选择提 升高度 ;是一种被普通采用的垂直输送设备, 用于运送各种散状和碎块物 料,例如水泥,沙,土煤,粮食等,并广泛地应用于建材、电力、冶金、 机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部
10、门。 斗式提升机是通过紧固在牵引构件胶带或链条上的许多料斗,并环绕 在斗式提升机上部头轮和下部尾轮之间,构成闭合轮廓。驱动装置与头轮相 连,是斗式提升机的动力部分,可以使头轮轴运动;张紧装置一般和下部 尾相连,使牵引构件获得必要的初张力,以维持牵引构件正常运转。无聊 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,从头部沿出料口卸出,实现垂直方向输送无聊的目的。 斗式提升机的料斗、牵引构件及头轮和尾轮等到安全在全封闭的罩壳之 内。 斗式提升机在下部装料,头部卸料,由于被输送的物料特性差异不 大,所以装料和卸料的方式也就不同。根据物料的特性正确选择装料和卸 料的
11、方式,对其工作情况和生产率影响很大。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;物料抛卸中补充剂罩壳;采用间隔布置料斗的高速斗式提升机,物料 过程中不碰撞到前面的料斗上。 料斗把物料从下面的储藏中舀起,随着输送带或链提升到顶部,绕过 顶轮后向下翻转,斗式提升机将物料倾入接受槽内。带传动的斗式提升 机的传动带一般采用橡胶带,装在下或上面的传动滚筒和上下面的改向滚 筒上。链传动的斗式提升机一般装有两条平行的传动链,上或下面有一对 6 传动链轮,下或上面是一对改向链轮。斗式提升机一般都装有机壳,以防 止斗式提升机中粉尘飞扬。 正确选用料斗的尺寸和形
12、状、运动速度、滚筒与链轮尺寸以及适合于 物料物理性质和提升机工作条件的机首和底座尺寸是斗式提升机能否正常 工作的条件。在设计提升机前,必须分析它的工作条件,特别是对于调整 提升机,应研究物料在料斗内的运动及从物料中抛出的情况。 斗式提升机有两种装料型式: (1) 掏取式(自抓取式):由料斗在尾部机壳的物料中掏取装料。本 设计中主要设计为自抓取式斗提机,也就是我们常说的掏 取式:由料斗在尾部机壳的物料中掏取装料。对于粉末 状、粒状、块状的无磨琢性或半磨琢性的散状物料,由于 掏取时不产生很大的阻力,料斗可以在较高的运动速度, 一般为 0.82m/s,所以它通常和离心式卸料配合应用。 (2) 流入式
13、:物料直接由进料口流入料斗内装料。对于块度较大和 磨琢性大的物料:由于挖取阻力很大,故采用装入法,料 斗运动速度不能太高,通常不超过1m/s。 斗式提升机的分类有以下几种: (1) 按输送物料的方向分为:垂直式和倾斜式; (2) 按卸载特性分为:离心式、重力式、混合式; (3) 按料斗的型式分为:深斗式、浅斗式、鳞板式; (4) 按牵引构件型式分为:带式、板链式; (5) 按工件特性分为:重型、中型、轻型 斗式提升机的规格是以斗宽表示。目前国产D 型斗式提升机规格有 D160、D250、D350、D450 四种; HL 型斗式提升机规格化有HL300、 HL400 两种; PL 型斗式提升机规
14、格有PL250、PL350、PL450 三种。大型 斗式提升机宽达 800mm。 据国外文献介绍,胶带提升机的斗宽已达1250mm,输送量达 1000 吨 /时,最大提升机高度达80 米。 斗式提升机的优点是,结构比较简单,能在垂直方向或倾角较小范围 7 内运输物料而横断面尺寸小,占地面积小,能在全封闭罩壳内运行工作, 不扬灰尘,避免污染环境,必要时还可以把斗式提升机底部插入料堆中自 行取料。 同样斗式提升机也存在一些缺点,过载的敏感性大,必须均匀给料, 料斗和牵引构件较易破坏。机内较易形成粉末爆炸的条件,斗和皮带容易 磨损,被输送的物料收到一定的限制,只适宜输送粉末和中小块状的物 体。 斗式
15、提升机是以牵引型式命名的,并以第一主参数斗宽确定规格大 小。如机械电子工业部颁发的JB3926-85垂直斗式提升机标准中 TH400 环链式斗式提升机( T-提升机的是 Ti、H-环链的一并 Huan) ,斗宽 400mm。 提升机的结构一般有几大部分组成:驱动装置、出料口、上部区段、 牵引件、料斗、中部机壳、下部区段、张紧装置、进料口、检视门。 斗式提升机牵引件常用橡胶带、圆环链、套筒滚子链几种型式,从而 形成了三种基本结构型式。新标准中规定了TD 型、TH 型、TB 型三种结 构形式的提升机,将分别替代国内原D 型、HL 型、PL 型三种机型。 除上述定型产品外,NTD 内斗式提升机是一种
16、内部加料、重力式卸 槽,结构比较新颖的机型。而ZL 型斗式提升机, DTG 型斗式提升机(牵 引件是胶带、无底料) ,脱水斗式提升机等,因生产量较少,故不一一介 绍。 8 图 2-1 自抓取式图 2-2 流入式 2.2 方法论证 本设计方案有电机带动减速机运转后,经过减速增大扭矩后减速机与 滚筒相连,滚筒与减速机相连通过最常用的螺栓连接联轴器来实现,滚筒 自身直径为400,主要是考虑到了滚筒要旋转后带动皮带来运转,主要是 通过滚筒与皮带之间的摩擦力来拉动运行的皮带,这样的话在皮带上的小 料斗在皮带的牵引下拉到了顶部后,通过滚筒改变了运转方向180 度,本 运转中在最上方向上物料被自动谢落下来,
17、完成了物料的输送。在底部的 滚筒和上部滚筒大小是一样的直径都是400,这样的话能够保证整套皮带 输送上下竖直,不会产生把物料外漏的可能。本设计中采用了掏取式的上 料方式,物料只需要放在料口底部料斗就可以直接把物料给抓取。 9 第3章 斗式提升机类型的选择及输送带 的受力分析 3.1 斗式提升机输送能力的计算 图 3-1 提升机总图 料斗的容积为 i 升,实际容积为 i 升(为小于 1 的填充系数 ),则单位长 度的荷量为: qa i a斗距(米) 10 物料容积(吨米) 提升机的输送能力qv(千克/秒) 或 3.6qv(吨/时) 由此可得3.6 a i v(吨/时) 由于在实际生产中供料不均匀
18、,所以计算生产率要大于实际生产率,即 k Q (吨/时) k-供料不均匀系数,取1.21.6 取=0.75 =1.2吨/米 3 v=1.7 米/秒 N=20 吨/时 K=1.5 Q=Nk=1.520=30吨/时, a i = v Q 6 .3 = 2 .175.07 .16 .3 30 =5.45 根据下表 3-2,选用 D250 型斗式提升机。表3-2 来自运输机械手册 第二册 斗提机型式料斗宽度 (毫米) 料斗制发料斗容量 i(升) 料斗间距 a (毫米) a i (升 / 米) D 型 D 型 160 S 1.10 300 3.67 Q 0.65 300 2.16 250 S 3.20
19、400 8.00 Q 2.60 400 8.00 350 S 7.80 500 15.60 Q 7.00 500 14.00 450 S 14.50 640 22.65 Q 15.00 640 23.44 表 3-2 11 斗提机型号 D250 S 制法Q 制法 输送量( m3/时)21.6 11.8 料 斗 容量(升)3.2 2.6 间距(毫米)400 每米长度料斗及胶带重量(公斤/米)10.2 9.4 输 送 胶 带 宽度(毫米)300 层数5 外胶层厚度(毫米)1.5/1.5 料斗运行速度(米/秒)1.25 传动滚筒轴转速(转/分)47.5 表 3-3 D250 型斗式提升机的主要技术性
20、能 根据上表中的数值核算输送能力: 3.6 a i v=3.6 4.0 2.3 1.71.2=58.7530(吨/时) 所选用的斗提机的输送能力大于实际生产中所要求的输送能力,所以选用 的 D250 型斗提机能够满足要求。 3.2 滚筒的设计计算 设滚筒的角速度为w,不计带的厚度,则v=wr 其中v-滚筒速度, r-滚筒半径 由于在转动过程中,皮带与滚筒之间的相对速度很少,可以不计,所 以滚筒速度进似皮带的速度,根据设计要求,皮带的速度为1.7 秒,并且 能够实现离心方式卸载 . W . 60 2 n (n滚筒转速) 所以 v=wr . 60 2 n . 2 D . 60 n 1.7 12 得
21、 n= . 102 D 实现离心方式卸载的条件是 h . 2 D h-极距(极点到回转中心的距离称为极距) h= . 2 895 n 由此可得 . 2 8 9 5 n . 2 D 将上面中的 n 代入此式有 D2 1 2 2 895 102 590(mm) 取 D=500mm,进行验算得到 n= . 60 D v = 5 .014.3 7 .160 =64.96r/min h= 2 96.64 895 =0.208(m) h=0.2080.225=r 符合离心方式卸载的条件 因为主动轮滚筒的直径较小,所以从动轮滚筒直径取与主动轮直径相 等的值。 传动比的计算: i . 64.96 960 14
22、.77(为了便于计算,取i15) 最综确 定传 动系 统的 总传动 比为15, 得到滚筒 的转 速为640.97 r/min , 将 滚 筒 转 速 代 入 上 面 的 滚筒 设 计 计 算 式 中 得 到 滚 筒 直 径 为 D=400mm,在小于590mm 的范围内,所以设计的提升机传动系统的传动 比为 15, 滚筒直径为 400mm。 3.3 输送带张力计算 根据设计任务书的要求,提升时采用装有快速离心式的深斗的带式斗 13 式提升机。 首先带式运行速度为v=1.7 米/秒。 前面已经选取了D250 型斗式提升机,料斗的宽度为160mm,通常带 子比斗宽 125150mm,对于涉及的提升
23、机取带宽B=300mm。 沿环路用逐点张力计算法进行提升机的牵引计算。 提升物料的单位长度重量 Q q= 3.6v 30 3.6 1.7 =4.9 公斤/米 带料斗的带子单位重量 q空=kQ=0.501 30=15.03公斤/米 在工作分支上的单位长度载荷 qr=q+ q空=4.9+15.03=19.93公斤/米 当传动滚筒(图)按顺时针方向转动时,最小张力S2将在点 2 处。 点 3 处张力为 S3=ks+W3=1.08 S2+W3 式中 k 第4章 斗式提升机的设计 4.1 电动机的选择 应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下 运行。选择时应注意以下两点:如果电动机功率
24、选得过小就会出现“小 马拉大车”现象,造成电动机长期过载使其绝缘因发热而损坏甚至电 动机被烧毁。如果电动机功率选得过大就会出现“大马拉小车”现 象其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高(见表), 不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算或比较: 对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功 率)Pl(kw)可按下式计算所需电动机的功率P(kw): P=P1/n1n2 式中 n1 为生产机械的效率; n2 为电动机的效率。即传动效率。 按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此所选电动机的 额定功率应等于或稍大于计
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