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  自抓取式皮带斗式提升机的设计要点_其它_职业教育_教育专区。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

  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。 I 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 transporting 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 transportation 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 force 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 reduction of dust pollution on the surrounding environment. Keywords Bucket elevators, hoppers, drum, traction components, drives, tensioning device. II 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 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 III 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。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 4 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 5 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 0.8~2m/s,所以它通常和离心式卸料配合应用。 (2) 流入式: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 6 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。 7 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,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。 8 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: i q= a γ ψ a——斗距(米) 9 γ ——物料容积(吨/米) 提升机的输送能力 Q=qv(千克/秒) 或Q=3.6qv(吨/时) i Q=3.6 a γ ψ v(吨/时) 由此可得 由于在实际生产中供料不均匀,所以计算生产率要大于实际生产率N,即 Q N= k (吨/时) k---供料不均匀系数,取 1.2~1.6 取 ψ =0.75 γ =1.2 吨/米 3 v=1.7 米/秒 N=20 吨/时 K=1.5 Q=Nk=1.5×20=30 吨/时, Q i 30 3 . 6 v ?? a= = 3.6 ? 1.7 ? 0.75 ? 1.2 =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》 料斗间距 a i 斗提机型式 料斗宽度 料斗制发 料斗容量 (毫米) a (升/ (毫米) i(升) 米) 160 D型 250 D型 350 450 S Q S Q S Q S Q 1.10 0.65 3.20 2.60 7.80 7.00 14.50 15.00 表 3-2 300 300 400 400 500 500 640 640 3.67 2.16 8.00 8.00 15.60 14.00 22.65 23.44 10 D250 斗提机型号 输送量(m /时) 料 斗 容量(升) 间距(毫米) 每米长度料斗及胶带重量(公斤/米) 10.2 3 S 制法 21.6 3.2 400 Q 制法 11.8 2.6 9.4 输 送 胶 带 宽度(毫米) 层数 外胶层厚度(毫米) 料斗运行速度(米/秒) 传动滚筒轴转速(转/分) 300 5 1.5/1.5 1.25 47.5 表 3-3 D250 型斗式提升机的主要技术性能 根据上表中的数值核算输送能力: 3 .2 i Q=3.6 a γ ψ v=3.6× 0.4 ×1.7×1.2=58.75﹥30(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. 2?n W= 60. (n—滚筒转速) 2?n ?n D 所以 v=wr= 60. × 2. = 60. D=1.7 11 102 得 n= ?D. 实现离心方式卸载的条件是 D h< 2. 895 2 h= n . h---极距(极点到回转中心的距离称为极距) 8 9 5 由此可得 n 2 . D < 2. 将上面中的 n 代入此式有 1 1022 ? ? 2 =590(mm) D< 2 895 取 D=500mm,进行验算得到 60v 60 ? 1.7 n= D? . = 3.14 ? 0.5 =64.96r/min 895 h= 64.96 2 =0.208(m) 符合离心方式卸载的条件 h=0.208<0.225=r 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: 960 64.96 . i= =14.77(为了便于计算,取 i=15) 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 12 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 125~150mm,对于涉及的提升机取带宽 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 30 Q =4.9 公斤/米 q= ? 3.6 ? 1.7 3.6 ? v 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算所得的功率。 电动机功率的确定,主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有 13 关.对于长期连续工作的机械,可根据电动机所需的功率 P d 来选择,再校 验电动机的发热和启动力矩.选择时,应使电动机的额定功率 P e 稍大于电 动机的所需功率 P d ,即 P e ≥P d .对于间歇工作的机械,P e 可稍小于 P d . 电动机所需功率为 N0 N= ?1? 2 K 式中:N---电动机功率(千瓦) ; N0---轴功率(千瓦) ; η 1---减速器传动效率;η 1=0.90; η 2--- 皮带或开式齿轮传动效率 . 皮带取 η 2 = 0.96 ,对链传动 取η 2 =0.93; K’---功率备用系数.与提升高度有关,当: H<10 米时, K’=1.45; 10<H<20 米时, K’=1.25; H>20米时,K’=1.15. 5.47 ? 1.15 N= 0.90 ? 0.96 =7.28(千瓦) 根据动力源和工作条件,选用一般用途的 Y 系列三相交流异步电动 机,卧式封闭结构,电源的电压为 380V,选 Y160M-6 型电动机,额定功 率为 7.5 千瓦,同步转速 1000r/min,满载转速 970r/min. 4.2 传动 V 带及带轮的设计计算 计算过程中使用的资料为《新编机械设计手册》上册) 已知电动机型号为 Y 90L-6 额定功率 p=1.1KW 转速 n1 =960r/min, 设计功率 PC(kw) PC = k A ? p 试中 p —传递功率(kw) k A —工况系数 查表有 k A =1.5 选择带型 14 所以 PC =1.1*1.5=1.65(kw) 由设计功率 PC =1.65kw 和图 5—3 选择 A 型带。 图 5-3 普通 V 带截面尺寸 小带轮基准直径 d d 1 (mm) 为了提高带的寿命,参照表 4.1 —14 和表 4.1 — 15 应选取较大的直 径,所以选取有 d d 1 =75MM d d 2 (mm) 计算大带轮基准直径 根据带速比 1:2 关系,选择带轮 150 即可满足。 验算带速 v (m/s) v? ?dd 1n1 60 ? 1000 ? v max 普通 v 带 vmax ? 25 ? 30 (m/s ) , 为了充分发挥 v 带的传动能力应使 v ? 20 (m/s) v? ?dd1n1 60 ? 1000 ? ? ? 140 ? 2930 60000 15 ? 21.5 25 m/s 满足带速要求。 初定中心距 a0 (mm) 0.7(d d1 ? d d 2 ) ? a0 ? 2(d d1 ? d d 2 ) 将试中各个参数带入公式有: 0.7 ? ( 75+150 ) ? a0 ? 2 ? ( 75+150 ) 157 ? a0 ? 450 取 a0=400 计算所需基准长度 Ld 0 (mm) Ld 0 ? 2a0 ? ? 2 (d d 1 ? d d 2 ) ? (d d 2 ? d d 1 ) 2 4a0 2 Ld 0 ? 2 ? 400 ? 3.14 (150 ? 75) (75 ? 150) ? 2 4 ? 400 Ld 0 ? 870 计算小带轮上的包角 ?1 ? 1 ? 180 ? d d 2 ? d d1 ? 57 .3 a 将前面计算所得各个参数数值带入公式有 ? 1 ? 180 ? 155 ? 75 ? 57.3 ? 147 o ? 120 o 557 .6 根据设计手册的规定符合设计要求,所以合适。 单根胶带所能传递的功率 p1 根据 v=21.5 m/s 和 d d 1 =130mm,查表 4.1—12(a)~(k)得到是 B 型 带,B—2240*4GB1171—74 查表选择 p1 =2.7kw 考虑传动比的影响单根胶 带传递功率应有 v 带根数的确定 Z Z? pd ( p1 ? ?p1 ) ? k? d l 16 式中 k? —小带轮包角修正系数 查表 4.1—10 k l —带长修正系数 查表 4.1—11 经过查表得 k? =0.99, k l =0.81,将其带入计算公式得 Z? pd 1.65 ? ? 3.620 ( p1 ? ?p1 ) ? k? d l (1.84 ? 0.2) ? 0.99 ? 0.81 经过元整为标准直得 Z=4 4.3 轴的设计 1 轴扭矩计算 (1)首先计算作用于轴上的外力偶矩,再分析圆轴横截面的内力,然 后计算轴的应力和变形,最后进行轴的强度及刚度计算。 外力偶矩的计算 式中, M e 为外力偶矩 Torque ( N·mm ) ; P Power 为功率(W ) ; n 为转速 Rotational velocity ( r/min ) 。 主动轮的输入功率所产生的力偶矩转向与轴的转向相同; 从动轮的输出功率所产生的力偶矩转向与轴的转向相反。 按设计资料带入以上公式为 M e=9550*2.2/910=23Nm, (2)各圆周线的形状、大小及圆周线之间的距离均无变化;各圆周线绕 轴线转动了不同的角度。 所有纵向线仍近似地为直线,只是同时倾斜了 同一角度 g 。 扭转变形的平面假设:圆轴扭转时,横截面保持平面,并 且只在原地发生刚性转动。 在平面假设的基础上,扭转变形可以看作是 各横截面像刚性平面一样,绕轴线作相对转动,由此可以得出: 扭转变 17 形时,由于圆轴相邻横截面间的距离不变,即圆轴没有纵向变形发生,所 以横截面上没有正应力。 扭转变形时,各纵向线同时倾斜了相同的角 度;各横截面绕轴线转动了不同的角度,相邻截面产生了相对转动并相互 错动,发生了剪切变形,所以横截面上有切应力。 据静力平衡条件,推导出截面上任一点的切应力计算公式 式中, t r 为横截面上任一点的切应力( MPa ) ; M T 为横截面上的扭 矩( N mm ) ; r 为欲求应力的点到圆心的距离( mm ) ; I r 为截面对 圆心的极惯性矩( mm 4 ) 。 圆轴扭转时,横截面边缘上各点的切应力最大( r= R ),其值为 式中,Wp 为抗扭截面系数( mm 3 ) (3)极惯性矩与抗扭截面系数表示了截面的几何性质,其大小与截面 的形状和尺寸有关。 实心轴 Solid Shaft 设直径为 D,则 对于阶梯轴,因为抗扭截面系数 W p 不是常量,最大工作应力 t max 不 一定发生在最大扭矩 M Tmax 所在的截面上。要综合考虑扭矩 M T 和抗 扭截面系数 W p ,按这两个因素来确定最大切应力 t max 。 扭角 Angle of Twist ——圆轴扭转时,任意两横截面产生的相对角位移。 扭角 f 是扭转变形的变形度量。 18 两横截面相距越远,它的扭角就越大。 等直圆轴的扭角 f 的大小与扭矩 M T 及轴的长度 L 成正比,与横截面的 极惯性矩 I p 成反比,引入比例常数 G f 为扭角(rad) ; G 为材料的切变模量(GPa)。 如果两截面之间的扭矩值 有变化,或轴径不同,则应分段计算出相应各段的扭角,然后叠加。 等直圆轴的刚度条件:最大单位长度扭角小于或等于许用单位长度扭角。 把所需要的数据带入上述公式中,但由于扭转时扭转角比较小,所以 我只考虑把扭矩经减速后的扭矩力转化为,查有关资料显示,轴的切应力 为 60MPa,即 60=23/Wn,得到 Wn=383mm3 (4)由轴的抗扭截面系数为 Wn=0.2d3 小值为 38 ,满足要求。 弯矩和剪力图 得到 d 为 13,本设计中所用轴最 19 FA q FD A B FB FC C D FQ (KN) M (KN.m) 3.1 轴承的选择及密封 考 虑 只 受 径 向 力 的 作 用 , 选 择 了 308 轴 承 , 动 载 荷 的 大 小 为 40.8KN,静载荷的大小为 24KN,与轴计算出来的扭矩相比较可以满足要 求的,而且极限转速在脂润滑的情况下可以达到转速 7000 转/分,可以满 足要求,本轴承还带有轴承座一体的,直接安装在轴上即可。 轴下轴承考虑到不仅仅需要承受径向力,而且还可以承受竖直的压 力,故选择了圆锥滚子轴承,载荷的大小为 90.8KN ,静载荷的大小为 115KN,与轴计算出来的扭矩相比较可以满足要求的,而且极限转速在脂 润滑的情况下可以达到转速 3800 转/分。既然轴承做了选择,那轴承中密 封应怎样呢,按照常用密封来说,采用工业用羊毛毡可以满足要求,它更 换比较方面,价格低廉,而且起到了非常好的作用,能有效的防止饲料进 入轴承内部,影响轴承的使用寿命,故上下部分全部采用羊毛毡进行密 封。 圆盘喂料机中轴承的选择,考虑到受到径向力作用,而轴向力比较 小,所以选用了深沟球轴承 6411,载荷的大小为 14KN,静载荷的大小为 7.88KN,与轴计算出来的扭矩相比较可以满足要求的,而且极限转速在脂 润滑的情况下可以达到转速 12000 转/分。完全可以满足要求,同样选择羊 毛毡做为密封装置。 20 3.2 键及轴承的校核 (1)轴的校核 根据前面知道轴的最小轴径为 d1 ? 40mm, P ? 3.41kw, n ? 106.7r / min. P? 1 ? T ? 9550 ? n ? 0.2d 3 ? ? 由式: T ? 9550000 ? 得 3.41 ? 1 ? ?? ? 21.96MPa 3? 106.7 ? 0.2 ? 0.04 ? 查《机械设计基础》课本表 15-2 知, ?T ? ? 30 ~ 40MPa 所以, T ?? ?T ? ,轴的扭转刚度足够。 (2)键的校核 由于键的联接是静联接,所以, ?P ? 4T ? ?? P ? dhl 式中,d-----轴的直径,单位为 mm; h-----键的高度,单位为 mm; l-----键的工作长度,单位为 mm。对于 A 型键,l=L-b;B 型 键,l=L;C 型键;l=L-b/2; 查《机械设计基础》表 10-9 知道键的系数如下: (键宽 b,键高 h,键 长 l) 键①为 C 型键 8×7×50 键④为 C 型键 12×8×80 T1=73.54N.m T2=176.58 N.m T3=305.21 N.m 键②为 10×8×60 键③为 20×12×90 ?P ? ?? P ? ? 60 ~ 90MPa 查《机械设计基础》表 10 ? 10知道, 21 4T 4 ? 73.54 ? 103 ? ? 38.54MPa d1hl 24 ? 7 ? 46 所以,键①合格。 ?P ? 4T 4 ? 176.58? 103 ? ? 58.86MPa ? ?? P ? d 2 hl 30 ? 8 ? 50 , 所以,键②也合格。 ?P ? 4T 4 ? 305.21? 103 ? ? 22.36MPa ? ?? P ? d 2 hl 65? 12 ? 70 所以,键③合格 ?P ? 4T 4 ? 305.21? 103 ? ? 51.56MPa ? ?? P ? d 2 hl 40 ? 8 ? 74 所以,线上真钱扑克键④合格 (3)轴承的校核 根据《机械设计基础》教材, 以小时数表示的轴承寿命为 10 6 ? f t C ? ? ? Lh ? ? 60 n ? ? p ? ? 得 106 ? 1 ? 110? 3 ? ? ? 60 ? 650 ? 25.5 ? ? 89687 h ? 360? 16 ? 1.5 10 所以,轴承的选择合格! 3.3 联轴器的选择设计 联轴器的重要功能是连接两轴并起到传递转矩的作用,除此之外还具 有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能,以及具有缓冲, 吸振,安全保护等功能.在选择联轴器时,首先应确定其类型,其次确定其 型号. 联轴器的类型应根据其工作条件和要求来选择.对于中小型减速器是输 入轴和输出轴均可采用弹性柱销联轴器,其加工制造容易,装拆方便,成 22 本低,并能缓冲减振.当两轴的对中精度良好时,可采用凸缘联轴器,它具 有传递扭矩大,刚性好等优点.例如,在选用电动机轴与减速器高速轴之间 连接用的联轴器时,由于轴的转速较高,为减少起动载荷,缓和冲击,应 选具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器,如弹性套柱销联轴器等.在选用 减速器输出轴与工作机之间联结用的联轴器室,由于轴的转速较低,传递 转矩较大,又因减速器与工作机不在同一机座上,要求有较大的轴线偏移 补偿,因此常选用承载能力较高发刚性可移式联轴器,如鼓形齿式联轴器 等.若工作机有震动冲击,为了缓和冲击,以免震动影响减速器内传动件的 正常工作,则可选用弹性联轴器,如弹性套柱销联轴器等. 联轴器的型号按计算转矩,轴的转速和轴径来选择,要求所选联轴 器的许用转矩大雨计算转矩,还应注意联轴器毂孔直径范围是否与所联结 两轴的直径大小相适应.若不适应,则应重选联轴器的型号或改变轴径. 3.4 本章小结 本章设计查阅了有关手册、教材,并在互联网上进行文献检索,采用 了计算机辅助设计软件 CAD2007,对各个重要步骤进行了详细计算和说明, 必要处都有校核。装配图和零件图按照国家机械制图标准的习惯画法绘制, 通过本章设计,我进一步熟悉了有关标准、规范、技术文件和设计说明书 的编写,分析问题、解决问题的能力得到了提高,能够综合运用所学知识 解决一些实际生产问题 23 第4章 斗式提升机常见故障的原因及排 除办法 斗式提升机是农产品加工厂和乡镇粮管所广泛使用的一种垂直升运设 备,具有提升高度大,提升稳定,占地面积小和良好的密封性等优点。适 合升运粉状、粒状和小块状物料。 现对该设备几种常见故障的原因进行分析并提出排除办法: 1 料斗带 打滑(1)斗式提升机是利用料斗带与头轮传动轴间的摩擦力矩来进行升 运物料的,叵料斗带张力不够,将导致料斗带打滑。这时,应立即停机, 调节张紧装置以拉紧料斗带。若张紧装置不能使料斗带完全张紧,说明张 紧装置的行程太短,应重新调节。正确的调节方法是:解开料斗带接头, 使底轮上的张紧装置调至最高位置,将料斗带由提升机机头放入,穿过头 轮和底轮,并首尾连接好,使料斗带处于将张紧而未张紧的状态。然后使 张紧装置完全张紧。此时张紧装置的调节螺杆尚未利用的张紧行程不应小 于全行程的 50%。 (2)提升机超载提升机超载时,阻力矩增大,导致料斗带打滑。此时 应减小物料的喂入量,并力求喂料均匀。若减小喂入量后,仍不能改善打 滑,则可能是机坐内物料堆积太多或料斗被导师物卡住,应停机检查,排 除故障。 (3)头轮传动轴和料斗带内表面过于光滑头轮传动轴和料斗带内表面 过于光滑,使两者间的摩擦力减小,导致料斗带打滑。这时,可在传动轴 和料斗带内表面涂一层胶,以增大摩擦力。 (4)头轮和底轮轴承转动不灵头轮和底轮轴承转动不灵,阻力矩增 大,引起料斗带打滑。这时可拆洗加油或更换轴承。 2 料斗带跑偏 (1)头轮和底轮传动轴安装不正头轮和底轮传动轴安装不正主要体现 在以下几个方面:一是头轮和底轮的传动轴在同一垂直平面内且不平行; 二是两传动轴都安装在水平位置且不在同一垂直平面内;三是两传动轴平 24 行,在同一垂直平面内且不水平。这时,料斗带跑偏,易引起料斗与机筒 的撞击、料斗带的撕裂。应立即停机,排除故障。做到头轮和底轮的传动 轴安装在同一垂直平面内,而且都在水平位置上,整机中心线mm 高度上垂直偏差不超过 2mm,积累偏差不超过 8mm。 (2)料斗带接头不正料斗带接头不正是指料斗带结合后,料斗带边缘 线不在同一直线上。工作时,料斗带一边紧一边松,使料斗带向紧边侧向 移动,产生跑偏,造成料斗盛料不充分,卸料不彻底,回料增多,生产率 下降,严重时造成料斗带卡边、撕裂。这时应停机,修正接头并接好。 3 回料过多 提升机回料是指物料在卸料位置没有完全卸出机外,而有部分物料回 到提升机机座内的现象。在提升作业中,若提升机回料太多,势必降低生 产效率,增大动力消耗和物料的破碎率。造成回料多的原因有以下几点: (1)料斗运行速度过快提升机提升不同的物料,料斗运行的速度有别: 一般提升干燥的粉料和粒料时,速度约为 1~2m/s;提升块状物料时,速度 为 0.4~0.6m/s;提升潮湿的粉料和粒料时,速度为 0.6~0.8m/s。速度过 大,卸料提前,造成回料。这时应根据提升的物料,适当降低料斗的速 度,避免回料。 (2)机头出口的卸料舌板安装不合适,舌板距料斗卸料位置太远,会 造成回料。应及时的调整舌板位置,避免回料。 25 致谢 为期将近三个月的毕业设计结束了。通过本次设计,使我们对大学四 年所学的知识有了更清晰的认识和深刻的理解,特别是对本专业课程的认 识更加系统化了,真正做到了学以致用。回想以前初学时,很多概念、理 论只是肤浅的掌握,现在则由抽象到具体,从理论到实践,完成了认识上 的飞跃。 不可否认,在设计过程中,我们遇到了很多困难,但是无论什么困 难,通过不懈的努力,我们都克服了。这个过程,解决了以往在学习过程 中某些疑难问题,纠正了一些认识上的错误,更主要的是增强了将理论应 用到实践中的能力,为将来献身祖国的机械事业打下了坚实的基础。 两个多月期间有苦,有累,但是看到自己的设计成果跃然纸上时,心 中有无限的喜悦和成就感。 本文是在导师的精心指导下和热情关怀下完成的。在论文的整个过程 中无不渗透着曾红老师的大量心血。几个月来,那严谨的治学态度,开拓 创新的科研作风,忘我的工作精神和对学生的关爱,无一不让我感动和钦 佩,这将使我在今后的工作和学习中受益终身。在此表示衷心的感谢,并 致以最崇高的敬意。 26 参考文献 《水泥厂工艺设计手册》编写组编.水泥厂工艺设计手册.北京:中国建 筑工业出版社. 胡建平等编.螺旋输送机、斗式提升机、振动输送机.北京:机械工业出 版社,1991. 濮良贵,纪名刚主编.机械设计(第七版) .北京:高等教育出版社, 1999. 《机械设计手册》联合编写组编.机械设计手册(第二版) .北京:化学 工[1]业出版社,1982. 《起重机运输设备选用手册》编写组.起重机运输设备选用手册.北京: 机械工业出版社,1991. 大连理工大学工程画图教研室编.机械制图(第四版) .北京:高等教育 出版社,1993. 梁庚煌主编.运输机械手册(第二册) .北京:化学工业出版社,1983. 银金光,王洪主编.机械设计课程设计.北京:中国林业出版社,2006. 成大先主编.机械设计手册.北京:化学工业出版社,2004. 朱昆泉,许林发编著.建材机械工程手册.武汉:武汉工业大学出版社, 2000. 北京机械工程学会物料搬运分会编.物料搬运设备手册.武汉:人民交通 出版社,2002. 岑军健主编,新编非标准设备设计手册(中册) .北京:国防工业出版 社,1999. 严峰,谢锡纯主编,选煤厂运输提升设备,北京:煤炭工业出版社, 1992. 田村洋太郎 实际设计研究会著.王启以 监译 周德信 阎喜仁译.机械设 计实践.北京:机械工业出版社,1998 李其祥编.炭素材料机械设备.北京:冶金工业出版社,1993. 27 清华大学华中工学院 郑州工学院主编.铸造设备.北京:机械工程出版 社,1980. 中国农业机械化科学研究院编.实用设计手册.北京:农业机械出版社, 1985. 大连理工大学工程画教研室编.机械制图(第四版) .北京:高等教育出 版社,1993. 28

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