TH型环链斗式提升机设计汇编

SHNGQiV rWSTrriJTl OF TECHNOLOGY商丘 工学院2016-JXSJ802020-218本科毕业设计TH 型环链斗式提升机设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学号4112020440学生姓名马月指导教师祁建中孟华提交日期2016 年 4 月 20 日诚信承诺书本人郑重承诺和声明 : 我承诺在毕业设计撰写过程中遵守学校有关规定, 恪守学术规范 , 此毕业设计中均系本人在指导教师指导下独立完成 , 没 有剽窃、抄袭他人的学术观点、 思想和成果 , 没有篡改研究数据 , 凡涉及其他作者的观点和材料 , 均作了注释 , 如有违规行为发生 我愿承担一切责任 , 接受学校的处理 ,并承担相应的法律责任。毕业设计作者签名：年月日I摘要本次毕业设计是TH型环链斗式提升机的设计。在本次毕业设计里主要包括：机架系统的设计、传动系统的设计、调整机构系统的设计。这次毕业设计对我的设计 工作的基本能力有很大的训练，不仅提高了我的分析和解决工程问题的能力，并为 进行一般的机械设计创造了一定条件。整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递减速器上，然后 联轴器带动小带轮带动大带轮，从而带动整机运动，TH型环链斗式提升机更能显示其优越性，有着广阔的发展前途。本论文研究内容：(1) TH型环链斗式提升机总体结构设计。(2) TH型环链斗式提升机工作性能分析。(3)电动机的选择。(4) TH型环链斗式提升机的传动系统、执行部件设计。(5)对TH型环链斗式提升机的零件进行设计计算分析和校核。(6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。关键词：TH型环链斗式提升机；减速器；传动系统;带轮IIABSTRACTThis design is the TH-ring chain bucket elevator design design. Here include: the racksystem design, transmission design, system design adjustment mechanism. The graduationof the basic skills of design work training to improve the analysis and the ability to solvetechnical problems and provide general mechanical design to create a certain condition.The whole structure is mainly transmitted through the generation of power from theelectric motor power coupling would be required on the gear unit and coupling drive pulleysmall pulley driven by large, so as to drive the whole movement, TH-type bucket elevatorchain show more its advantages, has broad development prospects.Contents of this paper:(1) TH-type bucket elevator chain overall structural design.(2) TH-type bucket elevator chain performance analysis.(3) Select the motor.(4) TH-ring chain bucket elevator drive system, the implementation of part design.(5) Calculation of design parts design analysis and verification.(6) To draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important partsof the design part of the part drawing.Key Words：TH-type bucket elevator chain; reducer; transmission; wheelsIII目录第1章 绪论 .11.1斗式提升机概述 .11.2斗式提升机分类 .11.2.1按牵引方式分类 .11.2.2按卸料方式分类 .11.2.3按装载方式分类 .31.3斗式提升机的发展情况 .41.4国内外生产的斗式提升机 .51.4.1常用斗提机选用 .61.5课题的研究意义 .6第2章TH型环链斗式提升机主要构造 .7(1) 承载构件 .7(2) 牵引构件 .10(3) 驱动装置 .10(4) 张紧装置 .11(5) 防逆转装置 .12第3章TH型环链斗式提升机方案设计 .141方案比较及选择 .141设计要求 .152方案比较 .163方案确定 .15(3) TH型环链斗式提升机参数设计 .15(3)输送量 .15(3)料斗的计算 .16(3)传动轮直径 .18(3)各点张力的计算 .19(3)驱动轴上的圆周力P0的计算 .20(3)驱动功率计算 .21(3)驱动装置选型 .21(3)驱动轴设计及轴承的选择 .23(3)轴的结构设计 .23(3)轴的强度校核计算 .23(3)轴承选用 .25(3)驱动链轮键的设计校核 .26(3)联轴器的选择 .26IV(3)驱动链轮的结构设计 .27第4章TH型斗式提升机主要结构设计 .29头部罩壳的选材及连接 .29中部罩壳的设计选材 .29料斗与环链的设计 .30逆止器的设计 .30第5章TH型斗式提升机的安装与保养 .29斗式提升机的安装要求 .31斗式提升机的保养事项 .29结论.33参考文献 .34致谢.35第 1 章绪论1第 1 章绪论1.1 斗式提升机概述斗式提升机是一种拥有挠性传输性能，并能够持续传送的一种运输设备。也称 之为斗提机或者升运机械机，是一种应用非常广泛的提升输送机械。斗式提升机的 构造一般都是有牵引装置，料斗，牵引机头，整体机构，传动筒体，驱动装置，松 紧机构，防退机构等。在一般的机构布置中，其中牵引机构位于通轮和底轮中间， 并且和张紧机构在一起。在整个柔性的的牵引带上面，每一固定距离都安装有一定 形状结构的料斗。同时为了防止外物的侵入和灰尘等物体对设备的污染和侵害，一 般都是采用全封闭或者半封闭的结构形式。在整个外壳的上部称之为机头，在外壳 的下部称之为机座，中间的部分称之为提升机的机筒。一般机筒的长度是可以调节 的，根据实际的需要提升的高度等进行调节。整个提升机的动力来源是驱动装置， 它和头轮轴连接在一起，确保整个系统能够稳定的运转。斗式提升机的应用范围非常广泛，特别是垂直斗式提升机，广泛应用到基建、 物流、仓储等联系性工作比较强的场所。根据所应用的工作场所，一般的工作方法 就是采用封闭在机体内的铲斗，通过持续不断的运动把物料提升到一定高度。在整 个的运动过程中，它的动力来源于传统的带传动或者链传动。在传动的过程中，通 过驱动机构带动提升机不断的从下部充满料斗，当料斗提升到一定的高度之后，将 会利用离心力或者重力等多种方式将物料抛出，从而达到了传送的要求。1.2 斗式提升机分类1.2.1按牵引方式斗式提升机的牵引结构有环链、板链和胶带等几种，所有斗提机按照牵引形式 主要分为胶带式、圆环链式和板链式等几种。第一种是环链式的，无论是环链的结构还是环链的制造， 相对来说都比较简单, 环链和料斗的连接比较稳固，相对于板链和胶带它的自身重量比较大。第二种是板链式的，板链式的结构比较坚固，相对于环链和胶带它的自身重量 比较小。一般对提升机的提升量要求高的就用板链式的牵引机构，但是铰接的接头 处容易被损耗。第三种是胶带式的，它的整体结构和其它两种形式的牵引件相比来说也是非常 简单，但是它的缺点是不适合输送磨琢性大的物料，对物料温度的要求比较高。1.2.2按卸载方式第一种是离心式卸料：因为重力小于离心力，所以料斗内的物料在离心力的惯 性下，物料向外边缘移动逐渐抛出料斗。这种卸料方式是目前应用最广的一种卸料 方式，它的料斗运行速度比较快，所以经常用来运送干燥和流动性好的小块状、粉 末状和磨琢性较小的物料；第二种是重力式卸料：因为离心力小于重力，所以料斗内的物料在重力的作用商丘工学院本科毕业设计2下，物料向料斗的内边缘移动并在料斗的下部卸出。这种卸料方式料斗的运行速度 慢，所以经常用来运送大块状的和磨琢性较大的物料。重力式卸料方式在工作中对 卸料带需要较大的工作量，所以牵引机构一般使用的都是链条， 能够承受较大的力;第三种是混合式卸料：简单来说，混合式卸料就是重力式卸料与离心式卸料的 综合体，物料在重力与离心力的双重作用下进行卸料。混合式的卸料方式一般应用 到流动性较差或者含水量较大的物料中，它的料斗运行速度为中速，也就是一般上 述两种卸料方式不能应用到的地方，或者物料在卸载的过程中比较有困难的地方。 下面为几种不同的卸料方式的卸载情况分析图：图1.1卸料方式图(a)为离心式卸料，这种卸料方式料斗的运行速度快，所以经常用来运送小 块状和磨琢性较小的物料图(b)为重力式卸料，这种卸料方式料斗的运行速度慢，所以经常用来运送大 块状的和磨琢性较大的物料图(c)为离心式与重力式卸料的过渡形式，所以经常用来运送堆积密度小于1.5t/m3的小块状无磨琢性的物料。(a)离心式卸料(b)重力式卸料(c )离心重力式卸料第 1 章绪论3表1.1卸料特性表性能特征 卸料 方式重力式混合式离心式使用物料沉重、磨琢性大、 块度大的物料及脆恤物料潮湿、流动性差的粉 状或小颗粒物料干燥松散流动性好 的粉状、小颗粒物 料运行速度0.4m/s-0.8m/s0.6m/s-15m/s1m/s-3.5m/s料斗形式深形料斗浅形料斗深形料斗料斗布置连续密集间隔间隔1.2.3按装载方式(1) 挖取法，见图1.2。挖取法是指料斗直接从料堆中挖取物料。在提升机工作的时候进料的方式与料 斗运行的方向是不相同的。一般在这种情况下，物料进入提升机械的基座的时候与 料斗是正面碰撞的。这样能够实现直接进入料斗，实现直接装料。物料直接进入料 斗的过程，能够达到较大的装满洗漱。在提升的过程中，底座不会积聚太多的物料， 能够减轻料斗在运行中推动物料的阻力， 大大增加了运行过程中所受到的力的作用, 提高了提升的效率。挖取法的料斗分布比较分散，适合输送松散的物料。装入法是指在工作的时候，物料被加入的方式和料斗实际运行的方向是一样的 在这种进料方式下，当物料进入提升机的时候和料斗的后面相接触，这种时候并不 能立刻实现装料的过程，需要(2) 装入法，见图商丘工学院本科毕业设计4等到料斗在移动过程中推动物料才能实现装料。当料斗逐渐离开了物料，并向上提升的时候整个过程才算结束。装入法的料斗分布比较紧密，适合输送大块物料图1.3装入式装料1.3 斗式提升机的发展情况较为早期的提升机主要是通过技术引进发展起来的，系统的设备主要是通过对 苏联的提升机的技术引进，通过吸收整合得到的。刚开始的时候，由于我国的工业 非常不发达，技术应用有限，所以一直没有得到应用重视。所以一直发展缓慢，我 国的斗式提升机根据了实际的需要对部分功能进行了优化改进。自从20实际八十年代后，由于我国的经济的快速发展，特别是我国改革开放以 后，传统的比较落后的提升机已经逐渐不能满足了实际的使用要求，逐渐开始了对 提升机进行技术改进和自主研发的思想。这时一些先进的工程师引进了先进的提升 结构装置，这大大的促进了我国提升机械的发展，通过不断的技术整合和优化，逐 渐行程了自己的风格和规格，并形成了国家技术标准。目前我国通用的标准时JB392685。D型带式斗式提升机一般采用的是离心卸料方式或者重力卸料方式，主要应用 在粉块状、不容易受潮的密度较小的物体。同时整个工作的温度不超过七十度。当 所需要输送的物料大于六十度小于二百度的时候，则需要使用能够抗热的胶带。这 种结构形式的输送机能够工作的范围在四米和四十米之间。链式结构中的TH型是应用范围较广的一种装卸机构。 它一般采用的是重力卸料 和混合方式卸料。输送的物料性质一般要求粉块状，磨啄性不高的东西，一般输送 物料的温度不能超过二百五十度。工作的高度能够达到四十米，而输送的工作量则 可以达到四百立方米每小时。TB板链是提升机构则是另外一种提升方式，它采用的全部都是重力卸载方式， 能够输送松散度较高的物料，并且能够输送体积大，磨啄性大的物料，工作时候温 度一般不超过二百五十度，工作的高度则达到了五十米之内，输送量则能够达到六 百立方米每小时。上面介绍的三种提升机形式，是我国目前使用范围较广的一种形式，这些提升第 1 章绪论5机的出现大大提高了我国在提升机械的现代化水平。并且结合在我国的实际应用情 况。为了满足较大的输送量， 较大的输送高度， 以及占地面积小， 工作性能稳定的 情况， 研发出来较为先进的THG和TDG两种高效斗式提升机械。THG和TDG两种高 效斗式提升机械分别是TH和TD形式的升级产品。虽然我国的斗式提升机发展飞快， 但是需要看到的是和国际工业发达国家的水平还有存在相当大的差距。1.4 国内外生产的斗式提升机目前我国常用的斗式提升机虽然飞速的发展着，但是也存在着一些问题，比如 提升机在工作过程中不可避免的需要更换提升的物料种类，如果能够快速的清理料 斗、机舱内的残存物料是一个非常实际的问题。同时由于提升机工作的时候强度非 常大，所以如何对其中的减速机构、链条或者皮带，以及受力的轴承等性能进行不 断的提高，以满足不断增加的强度需要。在提升机制造的材料选择和加工工艺等方 面也和国外具有不小的差距。在相同的动力条件下，提升的输送能力和高度与国外 相近的技术相比还是比较落后。 国外比较先进的一种， 通过采用柔性钢绳进行牵引 动力，并通过两个提升机之间的相互扶持，使其提升能够达到了每小时两千吨。同 时高度达到了三百五十米以上。相对于工业较为发达的欧洲和美国，我国在提升机 方面的主要加工工艺较为落后，其性能直接制约着提升机的提升能力。同时使用寿 命也会受到很大的影响。国外：在1868年的时候，英国发明出了带式输送机；1887年，美国出现了螺旋输送机； 在1905年的时候，瑞士发明出来了钢带式输送机；在1906年的时候，英国和德国 同时发明出来了惯性输送机。自此，输送机广受机械、化工等行业的喜爱，在此期 间不断的进行改良和完善，一步步的完成了从车间的输送，演变到企业内部之间的 搬运，甚至城市生活之间的物料搬运工作， 更是成为了搬运物料系统不可或缺部分。 输送机其中一种就是TH型斗式提升机。国内：我过的斗式提升机的技术引进是在前苏联引进的，那个年代，没有什么大的发 展。在这个期间，虽然各行各业就针对使用中的一些问题做了一些改进。从那个年 代以后，伴随着国家的发展需要，那些重点大型工程项目从国外引进了一些斗式提 升机。JB 3926-85它的颁布和那些按照机械标准的要求设计的一系列斗式提升机也 相继出来，促使我国在斗式提升机方面的技术水平前进了一大步，但是与那些外国 的先进技术相比还是有很大的差距的。差距是有，但是我国的经济技术发展的也比 较快，在吸收与借鉴的基础上，我国不断的开拓创新，结合国内实际的生产需要，研制出了工作高效的斗式提升机。我过以后在斗式提升机方面的发展趋势将朝着先商丘工学院本科毕业设计6进化的方向发展。1.4.1常用斗提机选用（一）在国内斗式提升机的应用范围非常广泛，特别是垂直斗式提升机，广泛 应用到基建、物流、仓储等联系性工作比较强的场所，根据主要特点、及其用途见 表1-3。表1.3常用的三种型号型式D型HL型PL型ZL型结构特征使用橡胶带作牵引构件使用锻造的环形链 条作为牵引构件使用板式套筒滚子 链条作为牵引构件使用铸造链条作 为牵引构件卸载特征间断布置料斗，快 速离心卸料间断布置料斗，快 速离心卸载连续布置料斗，慢 速重力卸载连续布置料斗，慢 速重力卸载适用输送物 料适用输送粉状、颗 粒状、小块状的无 磨琢性或半磨琢性的散状物料适用输送粉状、颗 粒状及小块状的无磨琢性的物料适用输送块状、比 重较大、磨琢性的 物料适用输送块状和 粉状物料适用温度适应温度不得超过60G如采用耐热 橡胶带，允许150C允许输送温度较咼的物料被输送物料的温度在250 C以下被输送物料的温 度在300C以下型号D160型、D250型、D350型、D450型HL300型、HL400型PL250型、PL350型、PL450型ZL25型、ZL35型、ZL45型、ZL160型提升高度约在430米范围内约在4.530米范围内约在530米范围内约在829米范围内输送量4238m3/h35185m3/h20563m3/h50160m3/h1.5 课题的研究意义本课题研究的问题是，来自实际的项目工程。斗式提升机是被广泛使用的装置, 是最有效的现代递送装置之一，斗式提升机是一种固定装置的机械输送设备，随着 国家经济的可持续发展，这将广泛的在各种类型冶金，矿山，水泥，船坞，化工， 食品和工件传送装置的其他行业的情况下使用。虽然不是在最近几年使用，但是由 于工作的传输情况同时在不同的工作条件下扩张同样增加了品种，不断提高工作效 率，针对设计加工质量提出了高的需求，特别是在一些大型管道，工件输送装置，或者假定一个非常重要的工作。为此制造商，按照自己的需求，出于经济方面和战 略方向的考虑，制造出了结构简单可靠的提升机。第 2 章 TH 型环链斗式提升机主要构造7第 2 章 TH 型环链斗式提升机主要构造在结构设计中，TH型斗式提升机的关键零部件有传动机构，牵引机构，料斗的 形式，驱动装置的结构以及张紧机构和机筒等零部件。下面将对提升机的关键零部 件进行设计计算，并对其中部分进行强度和刚度校核。2.1 承载构件料斗是斗式提升机中用于运输物料的最主要的载体，物料的持续的提升就是依 靠料斗的旋转运动来实现的。所以料斗的性能、尺寸和结构形式对提升机性能的影 响特别大。选择合适的料斗和适合输送物料的料斗也是本次毕业设计的一个重要的 研究对象。料斗有多种不同的分类方法，其中比较常见的就是根据材料和料斗的形状分类 按照料斗的构造形式一般分为深斗和浅斗两种构造形式，其中浅斗主要是用来 输送不易散落的物料，并且由于料斗较浅，所以输送量一般都不大。这种料斗一般 设计成前壁的斜度大，深度小，能够方便装卸，采用重力式卸料都方式的特点。深 斗则一般用于输送散落性较好的物料，深度大所以单个装载量较大，能够提升工作 效率。同时由于料斗较深，所以装卸料都相对麻烦，一般卸料都采用离心式或者混 合式的卸料方式。a）浅形斗；b）深形斗；c）角形斗；d）组合形斗图2.1料斗的形式（a）浅形斗：浅形斗的缺点是料斗的可承载容积比较小， 不能装载较多的物料, 但是它的优点是物料比较容易卸空。浅形斗比较适合输送于潮湿或粘性比较大的物 料。（b）深形斗：深形斗的优点是料斗的可承载容积比较大，装载的物料比较多， 但是它的缺点是物料不能够完全卸空。深形斗比较适合输送于干燥松散的物料。（c）角形斗：角形斗的结构和功能比较特殊。（d）组合形斗：简单来说，组合形斗是浅斗区和深斗区的组合体，组合形斗的商丘工学院本科毕业设计8优点是装载的物料比较多，料斗的运行速度很高，组合形斗适合输送于松散，流动 性好的物料或者其他粉粒物料。斗式提升机的主参数以料斗宽度表示。斗宽系列为：100，160，250, 400,500,630，800，1000mn等。各类标准的斗提机的主要性能见下表。表2.1标准的斗提机的主要性能表机型TD型PL型TH型ZL型牵引构件胶带板链圆环链铸造链料斗型式QHZdSd大容量料斗ZhShT卸料型式离心式或混合式卸料重力式卸料离心式或混合式卸料重力式卸料适用 物料粉状、粒状、或小块状 无磨琢或半磨琢性的散 装物料。如煤、砂、粮 食、水泥等。块状、堆积密度较大 的磨琢性物料，如煤、 碎石、矿石、焦炭等。粉块、粒状或小块状 无磨琢性或磨琢性物料。如煤、砂、水 泥等。粉状或块状物料等。 如矿石、碎石、水泥、 煤等。使用 温度使用普通带时物料温度 不得超过60C；使用耐 热带时物料温度不得超过150C。250C250C300C提升 高速30m30m40m125z式中：D传动滚筒直径，mm z胶带带芯层数。对于光滑的传动滚筒，可以采用鼓形状来减小胶带跑偏D-D。1 1(3一(3L50 30式中：D滚筒中部直径，mmDo滚筒两端直径，mmL滚筒长度，mm常用的TD型带斗式提升机的主要参数如下表所示。表3.5传动滚筒参数传动滚筒型号斗宽带宽筒径许用扭转mmmmmmNmTD1040100150400195TD1640160200400690TD25502503005001600TD31503154005001900TD40634005006303500TD50635006006305000TD63806307008009000(2)链斗式提升机链轮设计料斗的卸料方式以及链条的冲击载荷都对链斗式提升机的传动链轮直径的大小 起着决定性作用。链轮的齿数取z=1620。传动链轮的节圆直径 Dj按下式计算：Dj(3 4)sinnz式中：Dj传动链轮节圆直径，mm(3其鼓形度按下式计算：3)第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计19t链条节距，mm商丘工学院本科毕业设计20z链轮齿数。3.2.4各点张力的计算Fi, F2, F3和 F4来表示。点1处的张力 F1最小，即初张力，根据斗宽可以查得；点3处的张力 F3最大。F3=F2+ W2A=F2+(q+q0)H(36)式中：W2A提升区段的张力增加值，W2；=(q+q)H,N;q物料线载荷，q=,N/m；3.6v由上式可以得出链条齿数3.14arcsinDj.64arcs in63031。故选取齿数z=31图中1、2、3和4各点的张力分别用(1.051.07)F1+山7.2g(35)式中：W尾轮阻力，W1=(0.050.07) F1，W0由物料运动产生的张力，W0vQ，N7.2gF2=F+ W=第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计21H提升高度，mq0每米长度的牵引带质量,qK2Q kg；商丘工学院本科毕业设计22K?系数，由表3.6查取。Fa=1575.83+(81.67+42) X10.77=2907.7559(N)F4=Fl+W3_4=F1+q0H(37)F4=1500+42X10.77=1952.34(N)通过驱动滚筒时的阻力W3/= (0.030.05) ( F3+F4)(38)W3/=0.05X(2907.7559+1952.34)=243.0048(N)3.2.5驱动轴上的圆周力P0的计算驱动轴上的圆周力 Po的计算公式为F0=F3-F4+W3/=F3-F4+(0.030.05) (F3-F4)(3 9)F0=2907.7559-1952.34+0.05X(2907.7559-1952.34)=1003.1867(N)TH型环链斗式提升机在正常工作下，牵引带的最大静张力的公式为Fmax=1.15H(q+K4q0)(3TO)式中：K4阻力系数，由表3.6查取。Fmax=1.15X10.77X(81.67+1.5X42)=1791.767(N)表3.6系数K2,K4,Ks的值小时运量Ab/(th-1)带式单链式双链式深料斗或 浅料斗有挡边 料斗深料斗或浅 料斗有挡边 料斗深料斗或浅料斗有挡边 料斗系数K2值1000.350.50一一0.600.90第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计23K42.502.001.501.251.501.25K51.601.101.300.801.300.80326驱动功率计算轴功率的近似计算QH式中：K2，K5按表2.6选取电动机功率计算式中：n1减速器传动效率，n1=0.940.95;n2V带或开式齿轮传动效率。V带取n2=0.96，链取n2=0.93;K功率备用系数。 与提升高度H有关，H10m时，K=1.45;10H20m时，K=1.15。则选取结果为n1=0.95，n2=0.93，K=1.25。3.3 驱动装置选型电机是整个设备的动力来源，所以其功率选择的是否合适直接影响着整个设备 能否稳定持续的运转。在选择电机的时候，如果功率过小，则会造成小马拉大车的 现象，不能确保整个设备的正常运转。并且如果长期运转，也会造成电机的持续过 载而导致损坏。造成了电机实际的功率因素很低，形成了资源的浪费。本次毕业设计的TH型斗式提升机的电动机为YY型。传动轴的驱动功率由下式 计算的：PO=QCgPsPL(kW)(313)3600式中：PO传动轴驱动功率，kWQ斗提机输送量，t/h;C斗提机上、下轴间高度，mP0=367(1.15+ 仇)(kW(3-11)由K2=1.OO，K5=1.3042 10.77po=367(1.15 1 1.3 1.4)(kW3.6606(kWP=n n2(kW(3-12)3.6606P= 0.95 0.931.25(kW5.1791(kV)商丘工学院本科毕业设计24g 重力加速度，m/s2;Ps、PL附加功率，kW见表3.7表3.7省换功率Ps、PL附加功率TH160TH200TH250TH315TH400TH500TH630TH800TH1000TH1250旦KW2223344556吐KW0.20.20.30.50.81.22.23.468.4注：查表取 ps=3 kW,PL=0.5kW,由 ps、PL求出传动轴的驱动功率42汉9 02汉9 8p0= +3+0.5(kW =4.5313 kW。3600PD=旦(kW(314)n式中：n总功率，大约0.8;PD电动机功率，kW将数据带入上式求得电动机功率 PD=45313(kW =5.12 kW，由下表查得出0.8驱动装置的型号和配套装置的型号。表3.8 YY型驱动装置及配套装置的型号尺寸驱动装置电动机减速器型号ZLY125-20- I (S)/ II (N)相关尺寸,mm重量kg斗式提Y5Y125型号Y132S-4功率KW5.5ZLY125-20-I(S)/I(N)A1B1H2220205升机型号Y7Y140Y132M-47.5ZLY140-20-I(S)/I(N)260310TH315Y11Y160Y160M-411ZLY160-20-I(S)/I(N)7181025280380Y15Y180Y160L-415ZLY180-20-I(S)/I(N)7201156320536Y18Y180Y180M-418.5564在本次设计中，电机需要持续不断的长时间工作，整个工作过程中受力较为稳第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计16)25定。所以在电机的选择上可以根据电机所需要的功率Pd进行选择。这样就不需要校验电机的发热，也不需要进行启动力的校验。在实际的选择时，电机的额定功率PN应该是电机在实际工作中的所需功率的一个倍数，这个倍数用K表示。根据相关的生产经验和电力拖动技术基础，K的取值范围在2和5之间，本次毕业设计考虑到实际的生产过程，选择K为3。根据上面的计算得知，电机所需要的功率：Pd=1.20(KW贝所以PN=K- Pd= 3X1.20=3.60(KW)根据实际的计算结果，结果标准电机的参数，本次设计选定的电动机型号为Y112M-4,他的额定功率是4千瓦。其相关参数如下：电动机型号额定功率KW满载转速-1r-min最大转矩额定转矩轴径mm轴长mm同步转速1500r/min，4极Y112M-4414402.22860注：斗式提升机中驱动装置是由丫132M-4型号的电动机，ZLY140-20型号的减速 器，连轴器和传动装置组成。驱动装置中必须安装有逆止器，目的是为了防止料斗在提升的过程中突然停车 造成逆转，导致料斗中的物料在自身重力作用下逆转堆积在机壳底部，或者是在维 修时机器时发生逆转，这将带来无法预知的后果。3.4 驱动轴设计及附件的选择3.4.1轴的结构设计(1)初步计算轴的直径由轴的承载功率选取扭转强度的计算法来推算轴的直径式中：A系数，此处取120;P电动机功率，kW n轴的转速，r/min。相关数据代入式(12)可得dmin=120 引 7.5/ 46.8=65 2mm由于驱动轴的轴端位置是装联轴器，所以需要开键槽，但是这样会消弱轴的强 度，故将轴径增加4%-5%则取轴的直径为70mmdmin=AVP/ n(315)(3第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计16)263.4.2轴的强度校核计算(1)轴的受力分析及弯扭矩第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计27Tcbd-60b7-4465-8b47-0ffe2b0569b2-Numbered_1fab7c89-ca7计算支承反力由于驱动轴在水平面上不受力，则FRIH=FR2H=0(317)在竖直面上Ft1+Ft2=Gl+G2+F=2050+25X10X36X2+2000=22.05X103N(318)式中：G1同一时刻提升机上斗中物料重量；F预一环链预紧力(平均每米长度牵引构件重量，25kg/m);G2牵引构件重量5( 2000N)。FR1V=FR2V= 2=2kN=11.025 kN(319)M =FR2 丄2=11.025X103X350Nmm=385875Nmm(3 -20)3T=9549X10X46.8Nmm=153028Nmm(3-21)cbd-60b7-4465-8b47-0ffe2b0569b2-Numbered_1fab7c89-ca7按弯扭合成强度条件计算很显然b-b截面为危险截面。由于弯曲应力几为对称循环，扭转切应力T为静应力，则a=-=180=0.667Eh 270(322)JM2+(aT)2.38587502(0.7 1530288)2=48.2MPa1.5，所有b-b剖面安全3.4.3轴承选用(1)轴承的选型驱动轴受弯矩力的作用，发生弯曲变形，驱动轴变形一定会不能保证与减速器 在同一轴线上，故选用调心球轴承2218，因为它具有很高的承载能力并且有自动调 心功能的。它的基本参数见下表。M3858750 32a=b=w= 3.24汉100 =39.3 MPa(3应力幅二a=6=39.3 MPa平均应力二m=0 MPa切应力T 15302886 MPa=7.8 MPa3.14 1003(3安全系数工=78MPa=3.9 MPa2 2(3= -270K；：.-；一am1 839.3 0.25 0_a m0.8 0.83J=155(3(3(3-24)25)26)-27)28)-29)=2.54sc:第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计29图3.2调心球轴承表3.9轴承2218基本参数基本尺寸/mm额定载荷/kNdDBCrCor90160407028.5(2)工作情况分析及寿命计算TH型斗式提升机的驱动轴轴承的主要承受者径向载荷，但是轴向载荷却很小并 可以忽略。它的当量动载荷为：式中：fP载荷系数，中等冲击取1.21.8它的寿命为:式中：；一轴承的寿命指数，滚子轴承=10/3所有驱动轴轴承的工作寿命为26121小时。3.4.4驱动链轮键的设计校核由驱动链轮轴的数据，查手册可知二c=110 MPa, T=90 MPa键连接工作面 的强度校核如下：% =工=-1530288- =37.3MPaV%dkl10010(110-28)T1530288厂R仆c=6.7 MPaTdbl 100 28 (110-28)式中：T 传递的转矩，Nmmd轴的直径，mm砌锥孔砌锥孔( (議度議度i：i习习10000K(KTMMM)型型P=fPFR=1.5X11.025kN=16.54 kN(3-30)L=16667(Cr)_1666760、他h= n(P)= 46.8(16.54)=26121h(3-31)(3(3-32)33)圆柱孔圆柱孔lOOOO(TNhM)型型商丘工学院本科毕业设计30l 键的工作长度，A型(mm, l=L-b(mm，b为键的宽度。3.4.5联轴器的选择联轴器的作用是将两轴连接起来起到传递作用，另外还有补偿因制作和安装误第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计31差出现轴线偏移等功能。同时还有吸振、缓冲、等功能，要是对联轴器进行选择， 要先选择其类型，最后再确定型号。为了使联轴器成本低、加工制作容易、拆装方便，其类型根据工作需求、条件 进行选择，对于减速器输入输出可采用弹性柱销联轴器。根据两轴直径大小、转矩来选择联轴器的型号、还的判断计算转速和轴径。如 果直径不合适，应该考虑重选。依据TH型斗式提升机的工作特点，选择LX型弹性柱销联轴器。图3.3 LX型弹性柱销联轴器键连接的工作面的强度校核如下：T1530288c, 7 n 仆匸,%=34.7 MPacill*1 oudkl70 一(125 -20)21530288(3-34)c= =10.4 MPaTdbl 70 20 (125-20)式中：T 传递的转矩，N mmd轴的直径，mml 键的工作长度，A型(mm, l=L-b(mm，b为键的宽度。346驱动链轮的结构设计TH型斗式提升机依靠的是驱动链轮和链条之间使用摩擦传递的动力。尤其是当(3-35)驱动链轮和摩擦不能相互兼容，即驱动链轮容易滑动，并且链轮容易磨损，所以链 轮是损耗较快，容易磨损。对于链轮应该选择足够的强度，首先要进行热处理工艺, 保证了邵氏硬度和耐磨性。TH型斗式提升机的依靠两个链轮键槽、链轮轮缘两部分传递轴扭矩。HT200铸造轮毂QT60-2,要求不得有气孔、裂纹和收缩，链轮强度要达到使用要求，保证机 器的正常工作。本设计采用链轮，连接用的是高强度螺栓。链轮如果有磨损，你可商丘工学院本科毕业设计32第 3 章 TH 型环链斗式提升机方案设计33以拧开外壳，螺栓，更换方便，并且还降低了维护成本。图3.4驱动链轮装置第 4 章 TH 型环链斗式提升机主要结构设计34第 4 章 TH 型斗式提升机主要结构设计4.1 头部罩壳的选材及连接参见下图，马达与齿轮箱的轴承附着在头套管里，套管承受较大的力，因此， 本设计利用3mm的外壳钢板作为电动机的罩壁与减速器的轴承相连接使用，采用10mm勺筋板，使用热轧63X63X6尺寸边连接法兰。同样，侧面板和罩壁焊接的需 求非常高，所以使用K型槽焊接，防止虚焊现象。4.2 中部区段的设计选材TH型斗式提升机在设计中的提升高度设计为10米以上，为了防止两个上下分支壳体移动，以提供空气湍流，所以壳体的上部分和下部分为独立结构。采用63X63X6的等边角钢连接法兰，基于3mm的钢板，壳体上的检修门，主要用来保持提 升机内部正常运作，在机器出现故障的时候可以方便维修，具体结构见图。卜B-ll4-*4屯图4.1提升机头部示意图第 4 章 TH 型环链斗式提升机主要结构设计35图4.2中部区段商丘工学院本科毕业设计364.3 料斗与环链的设计根据本设计TH斗式提升机的输送量为42和提升高度10.77的要求，按照国家 规定关于机械行业标准的垂直斗提机TH型料斗参数的尺寸，设计的料斗形状如下图 所示，选用容量为3.75L的料斗，对比同种类型的斗提机环链的选择相关数据可知， 与承载构件配套使用的牵引件的直径x节距为18x64(mm，一条铸造圆环链条的 破断强度320KN使用低合金高强度圆环链作为牵引件，在经过适当的热处理后， 圆环链具有很高的抗拉强度和耐磨性，这样就增加了圆环链的使用寿命，并且符合 了矿用高强度圆环链标准。4.4 逆止器的设计斗式提升机里面都安装的有防逆转装置，这个装置安装在斗提机的头部。目的 是为了防止料斗在提升的过程中突然停车造成逆转，导致料斗中的物料在自身重力 作用下逆转堆积在机壳底部，越堆越多造成阻塞，或者是在维修时机器时发生逆转 这将带来无法预知的后果。为了防止逆转可以采用棘轮机构。!-4AI1图4.3料斗与环链第 5 章 TH 型环链斗式提升机的安装与保养37第 5 章 TH 型斗式提升机的安装与保养5.1 斗式提升机的安装要求（1） 斗式提升机的整体机壳的垂直度误差应当小于1/1000,整体高度的误差 需要小于总高度的1/2000,并且在安装每段机壳的时候，都需要在外部进行测量。 以防止安装的时候出现较大的误差，导致工作的时候出现磕碰的现象。（2）在安装的过程中，上下轴的偏差应当小于4mm以防止安装完成后出现中 心距摆动的现象。（3） 由于都是提升机的壳体是分段进行加工和安装的，所以各个区段和中间预 留的检视门都需要保证密封完好。防止在工作的时候有异物进入。（4） 料斗和牵引带是相互配合安装的。其中心线的不重合度必须小于5毫米，相互之间的连接螺栓必须安装稳定锁紧。（5）牵引带肯定存在连接的地方，在连接的地方采用的是搭接的形式，一般搭接的长度需要跨越三个以上的料斗，连接螺栓中心距的的牵引部应当大于50mm并且对搭接接头的方向也有要求，应当顺着牵引打云心的方向进行连接。尽可能的减少由于搭接接头对工作过程的影响。（6） 牵引带的预紧力达到合适的工作力之后，将剩余的拉筋装置的行程必须大 于全部行程的一半以上。（7）拉筋机构的各个螺栓、调节装置等应当灵活滑块，无阻滞现象。同时对关 键的螺栓最好能够使用具有防退功能的螺栓。安装完成之后要空车运转。空运转时应注意：不能倒转、不能有磕碰的现象。 空车运转时间不能低于两个小时，空转期间如果一切正常才能负载运行。斗式提升 机是连续输送物料的机械设备一般是竖直布置，然而由于机器自身载荷比较大，工 作时往往产生一些颤动，所以，必须严格保证安装的技术要求。5.2 斗式提升机的保养事项斗式提升机属于较大型工件，并且工作时间较长，工作环境相对恶劣。所以需 要定期的进行维护保养。下面列举了一些常见的维护保养方法和周期。具体介绍如 下：（1）在每次提升机启动之前，都要进行比较常规的固定检查，比如紧固件、安 全部件以及关键零部件的润滑状况等。（2）提升机在启动的过程中，必须使空载启动，以防止起动时受力过大，过载 严重。进料必须使均匀的，出口则需要保持畅通。一旦起动时出现特殊情况应当立 即停止启动，利用机械排出已经进入的物料，然后重新进行启动。（3） 提升机在运行过程中必须保证料斗的运行轨迹在机筒的中心线，在工作过程中如果发现有跑偏或者提升带出现了松弛的现象或者机筒和料斗出现摩擦的时 候，需要立即商丘工学院本科毕业设计38调整整个张紧装置，确保能够正常运转。（4）在工作的过程中，要防止各种异物的进入，以免对料斗、机座等各种提升 机械零部件造成损坏。在运行没有初步筛选的物料的时候，要经过一层防护网，防 止一些异物杂质对提升机的损坏。（5）应定期检查各种提升机械的张紧程度，特别是在一些料斗和料斗的连接处, 如果连接螺钉出现松动、脱落等情况，需要及时的检修、更换。（6）在运行过程中，如果突然出现停机的现象，在下次重启前，必须将提升机 料斗中的物料取出后再次开机。结论39在第一章中，我们主要对TH型环链斗式提升机这一行业的当前情况、 发展趋势 等到情况作了一个详细的介绍。目的就是通过对这一行业的一个综述，认识这一行 业的当前形势，紧跟时代潮流。在以下的几章中，我们陆续介绍了TH型环链斗式提 升机的总体设计，功率的计算、减速电动的选型、接触强度的计算等。基本上介绍 了此TH型环链斗式提升机的核心内容。在TH型环链斗式提升机的设计中，综合运用了过去三年多学到的知识，逐渐认 识到一个优秀的机械设计人员应该具备的素质，应该在与机械有关的各个领域中都 要有所收获。在TH型环链斗式提升机的设计当中，培养了我的求知欲，锻炼了我的 学习能力，为以后的发展打下了更为坚实的基础。在这个课题的设计当中，发现对TH型环链斗式提升机的部件选型及设计中， 存 在着一些不足，希望在以后的实践中，获得更多的知识，对链床有一个更全面的认 识，从而进行更全面深入的设计。我希望在以后的工作学习当中，能够对这类信息 有更深刻的了解。致谢40致谢在本次论文设计过程中，老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给 予细心指引与教导，使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中，孟老师严谨的治 学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的 师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神， 将永远激励着我。在每次设计遇到问题时孟老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺 利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了 本次毕业设计涉及的全部内容是在指导老师的悉心指导下完成的。感谢指导老师给 我提供了良好的课题条件，让我从这次设计中得到了很好的锻炼。同时也为我讲解 了不少难题，在此特别感谢。孟老师渊博的学识、严谨的治学态度、平易近人的作 风和认真负责的工作态度让我们受益非浅。从孟老师处我们学到了许多的专业知识 和相关的设计方法。在此，谨向恩师表示最真诚的感谢。感谢他在百忙中给予我们 的指导。当然还有本院其他老师的指导。在此我向各位给予我指导的老师表示忠心 的感谢和致敬。通过本次设计我可以更加系统的了解压延机方面的知识；能够加强压延机结构 设计；能够加强压延机功能部件的选型和设计计算； 能够加强压延机的方法和理论； 能够检验自己能否将三年学习的理论知识转化为实际应用；能够培养自己自学和与 人合作的能力。很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度， 开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨 问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没 有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。这4年中还得到众多老师的关心支持和帮助。最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各 位老师表示感谢。参考文献41参考文献任金泉机械设计课程设计M.西安：西安交通大学出版社，2002.12 76-88成大先.机械设计手册单行本轴承M.北京：化学工业出版社，2004123-134唐增宝.机械设计课程设计M.北京华中科技大学出版社1999 328-340唐介.电机与拖动M.北京：高等教育社，2003 218-230现代机械传动手册编辑委员会编.现代机械传动手册M.北京：机械工业出社，327-335余梦生 吴宗泽.机械零部件手册选型设计指南M.北京：机械工业出版社，1996吴宗泽.机械设计实用手册（第二版）M.北京：化学工业出版社，1999 236-248冯辛安.机械装备设计M.大连:机械工业出版社，2005.12238-247陈作模.机械原理M.北京：高等教育出版社，2000233-246濮良贵，纪明刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001343-348洪家娣 李明 黄兴元.机械设计指导M.江西：江西高教出版社2001.12 77-93冯之敬.机械制造工程原理M.北京：清华大学出版社，1998.9 382-395王安岑，武吉梅.画法几何与机械制图M.西安：陕西科学技术出版社M,2001黄颖为，刘琳琳.印刷专业英语.西安：西安理工大学M.2008Charles W. 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