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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
物料升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)
院系名稱： 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
二○一二年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Design of Ascension Device in Wing Sorting Machine for Larch Cones
Candidate : Siqi Liu
Specialty : Mechanical Design And Manufacturing
& Automation
Class : 08-12
Supervisor : Associate Prof. Zongsheng Xin
Heilongjiang Institute of Technology
2012-06·Harbin
摘 要
本設(shè)計(jì)物料升降平臺(tái)的原理與設(shè)計(jì)上，經(jīng)過吸收改進(jìn)而設(shè)計(jì)制作的。也就是將物料升降平臺(tái)更好的運(yùn)用到球果采摘的過程中，進(jìn)一步的發(fā)揮出他的作用。
本項(xiàng)目主要針對(duì)物料輸送系統(tǒng)中物料升降平臺(tái)的升降平穩(wěn)性及安全性方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究開發(fā)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及其強(qiáng)度校核，并對(duì)提升部分進(jìn)行優(yōu)化，主要是提升方式與傳送量進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。
本課題主要設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案的擬定、牽引方式、裝卸料方式、驅(qū)動(dòng)裝置、畚斗、牽引構(gòu)件等部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。本設(shè)計(jì)在帶輪和畚斗上有創(chuàng)新和改進(jìn)，使工作機(jī)的性能得到相應(yīng)的提高。本設(shè)計(jì)滿足各項(xiàng)性能要求。
關(guān)鍵詞：物料升降平臺(tái)；設(shè)計(jì)；帶輪；畚斗帶
-Ⅰ-
ABSTRACT
This design of ascension device in wing sorting machine for larch cones is a type of hoist principle and design, absorbing improvement and design. There will be a type hoist better use to cones in the process of picking, further develop his role.
This project aimed at conveying system lift platform material in the rise and fall of stability and security to the study on the development and structure design, parts of the design calculation and intensity, to ascend and optimize the part, main is to promote the way the quantity and transmission design and analysis.
This topic's main design of transmission scheme worked, drawing method, loading and unloading methods, drive device, hopper, traction component parts such as the design and calculation. This design in a wheel and hopper on the innovation and improvement, and cause the work to the performance of the machine to get corresponding improvement. This design meet the performance requirements.
Key words：Dou pattern lift machine; Design; Belt wheel; BenDou take
-Ⅱ-
第1章 緒 論
1.1 課題背景、目的以及意義
1)研究現(xiàn)狀：
項(xiàng)目組成員經(jīng)過兩年多的密切協(xié)作、勤奮努力，創(chuàng)新研發(fā)了JHY-45型林木球果調(diào)制間、TSJ-2500物料輸送系統(tǒng)、LZC-50型去翅精選聯(lián)合機(jī)等四臺(tái)重點(diǎn)設(shè)備，從根本上解決了營(yíng)林機(jī)械化中種子處理部分的突出難點(diǎn)，項(xiàng)目組按照計(jì)劃書的要求嚴(yán)格執(zhí)行，由于人員穩(wěn)定，分工明確，各盡其責(zé)，全面完成了《項(xiàng)目任務(wù)書》中規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)和要求 ，于2010年12月底申請(qǐng)項(xiàng)目驗(yàn)收。
2)選題目的和意義：
隨著種子園、母樹林結(jié)實(shí)期的到來(lái)，預(yù)處理的林木球果及其種子將大量增加，而這部分種子的價(jià)值已經(jīng)不容許有任何浪費(fèi)和損失，對(duì)于培育多年的種子園、母樹林所產(chǎn)出的優(yōu)良種子，要達(dá)到良種的儲(chǔ)藏不變質(zhì)和精良播種機(jī)械化作業(yè)對(duì)種子的嚴(yán)格要求，本成套設(shè)備的研制在種子加工過程中將起到工藝創(chuàng)新的作用。
裝卸球果是最繁重的體力勞動(dòng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，整個(gè)種子生產(chǎn)車間使用本套設(shè)備能節(jié)省工時(shí)70%以上，而且該物料輸送系統(tǒng)的研制與開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)此設(shè)備在多領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著國(guó)家對(duì)林木良種基地的大規(guī)模建設(shè)和投入，為改變以往機(jī)械設(shè)備性能落后、集成度低、能耗大、種子調(diào)制工藝落后的弊端，開發(fā)適合現(xiàn)代林木種子生產(chǎn)的成套機(jī)械設(shè)備是當(dāng)今林業(yè)種苗生產(chǎn)中迫切解決的問題。
1.2物料升降平臺(tái)簡(jiǎn)介
物料升降平臺(tái)，是一種固定裝置的機(jī)械輸送設(shè)備，主要適用于粉狀、顆粒狀及小塊物料的連續(xù)垂直提升，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、米廠、油廠、淀粉廠以及糧庫(kù)、港口碼頭等的散裝物料的提升。
物料升降平臺(tái)用來(lái)垂直提升經(jīng)過破碎機(jī)的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等塊粒狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料。根據(jù)料斗運(yùn)行速度的快慢不同，物料升降平臺(tái)可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。物料升降平臺(tái)的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡(jiǎn)單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時(shí)，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60°C，夾鋼繩膠帶允許物料溫度達(dá)80°C，耐熱膠帶允許物料溫度達(dá)120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達(dá)250°C 。
特點(diǎn)
1.驅(qū)動(dòng)功率小,采用流入式喂料、誘導(dǎo)式卸料、大容量的料斗密集型布置，在物料提升時(shí)幾乎無(wú)回料和挖料現(xiàn)象，因此無(wú)效功率少。
2.提升范圍廣，這類提升機(jī)對(duì)物料的種類、特性要求少，不但能提升一般粉狀、小顆粒狀物料，而且可提升磨琢性較大的物料。密封性好，環(huán)境污染少。
3.運(yùn)行可靠性好，先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和加工方法，保證了整機(jī)運(yùn)行的可靠性，無(wú)故障時(shí)間超過2萬(wàn)小時(shí)。提升高度高.提升機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，因此可達(dá)到較高的提升高度。
4.使用壽命長(zhǎng)，提升機(jī)的喂料采取流入式，無(wú)需用斗挖料，材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。本機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)保證物料在喂料、卸料時(shí)少有撒落，減少了機(jī)械磨損。
1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域中已有的研究成果
物料升降平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)物料垂直輸送的主要設(shè)備。由于它具有提升物料平穩(wěn)，占地面積小，提升高度高，密封性良好，可輸送粉狀物料而不致飛揚(yáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于糧油、飼料、酒精等加工企業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，糧油、飼料等行業(yè)加工規(guī)模的日益擴(kuò)大，對(duì)斗式提升機(jī)的要求也越來(lái)越高。為進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，使提升機(jī)的設(shè)計(jì)更合理，性能更可靠，所以提出對(duì)提升機(jī)改造，并用于農(nóng)業(yè)中。
物料升降平臺(tái)廣泛用于垂直輸送各種散狀物料，國(guó)內(nèi)物料升降平臺(tái)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是50年代由前蘇聯(lián)引進(jìn)的，直到80年代幾乎沒有大的發(fā)展。自80年代以后，隨著國(guó)家改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，一些大型及重點(diǎn)工程項(xiàng)目從國(guó)外引進(jìn)了一定數(shù)量的物料升降平臺(tái)，從而促進(jìn)了國(guó)內(nèi)斗提機(jī)技術(shù)的發(fā)展。有關(guān)物料升降平臺(tái)的部頒標(biāo)準(zhǔn)JB3926—85及按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的TD、TH及TB系列斗提機(jī)的相繼問世，使我國(guó)斗提機(jī)技術(shù)水平向前邁了一大步， 但由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原材料、加工工藝和制造水平等方面的原因，使產(chǎn)品在實(shí)際使用中技術(shù)性能、傳遞扭矩、壽命、可靠性和噪聲等與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在相當(dāng)大的差距。
物料升降平臺(tái)按牽引形式主要分為膠帶式、圓環(huán)鏈?zhǔn)胶桶彐準(zhǔn)饺N，因經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)水平及使用習(xí)慣等原因，國(guó)內(nèi)用戶對(duì)圓環(huán)鏈?zhǔn)胶湍z帶式斗提機(jī)需求量較大，這兩種斗提機(jī)的技術(shù)發(fā)展受到較多的關(guān)注，而且有較為明顯的發(fā)展。TH型是一種圓環(huán)鏈斗式物料升降平臺(tái)，采用混合式或重力卸料，挖取式裝料。牽引件用優(yōu)質(zhì)合金鋼高度圓環(huán)鏈，中部機(jī)殼分單、雙通道兩種形式為機(jī)內(nèi)重錘箱恒力自動(dòng)張緊。鏈輪采用可換輪緣組合式結(jié)構(gòu)。使用壽命長(zhǎng)，輪緣更換工作簡(jiǎn)便。下部采用重力自動(dòng)張緊裝置，能保持恒定的張緊力，避免打滑或脫鏈，同時(shí)畚斗遇到偶然因素引起的卡殼現(xiàn)象時(shí)有一定的容讓性，能夠有效地保護(hù)下部軸等部件。該物料升降平臺(tái)適用于輸送堆積密度小于1.5t/m3易于掏取的粉狀、粒狀、小塊狀的底磨琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、糧食等。TH型斗式提升機(jī)用于各種散狀物料的垂直輸送。適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀物料，物料溫度在250℃以下。
本項(xiàng)目主要針對(duì)物料輸送系統(tǒng)中物料升降平臺(tái)的升降平穩(wěn)性及安全性方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究開發(fā)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及其強(qiáng)度校核，并對(duì)提升部分進(jìn)行優(yōu)化，主要是提升方式與傳送量進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析
1）對(duì)斗式提升機(jī)的工作原理進(jìn)行深入研究，根據(jù)斗式提升機(jī)的工作能力和使用要求，設(shè)計(jì)出總體方案。
2）設(shè)計(jì)出合理的提升機(jī)結(jié)構(gòu)和零件的強(qiáng)度，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性。
3）設(shè)計(jì)出合理的驅(qū)動(dòng)裝置，保證運(yùn)行的高效性。
第2章 課題介紹以及設(shè)計(jì)理論
2.1 傳動(dòng)方案的擬定原則
方案選擇的原則：
1)經(jīng)濟(jì)高效 盡可能設(shè)計(jì)制造成本低廉，這樣可以使本產(chǎn)品應(yīng)用范圍更廣泛。在追求低成本的過程中更主要的是要保證設(shè)備的性能。高的性價(jià)比是設(shè)備在同類產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的關(guān)鍵。
2)安全可靠 本設(shè)備在設(shè)計(jì)過程中要保證在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要保證操作者及附近人的安全，保證在任何情況下不會(huì)對(duì)人造成嚴(yán)重的傷害。
3)保證穩(wěn)定性 保證在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的設(shè)備是擴(kuò)大產(chǎn)品適用范圍，增加經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。
4)操作簡(jiǎn)單 本設(shè)計(jì)中將電機(jī)軸與帶輪連接，大小帶輪進(jìn)行減速，減速之后再傳遞到輸送裝置。
2.2 牽引方式、裝卸料方式及選用
在帶或鏈等撓性牽引件上，均勻地安裝著若干畚斗用來(lái)連續(xù)運(yùn)送物料的運(yùn)輸設(shè)備稱為斗式提升機(jī)。
用途：主要用于垂直、傾斜連續(xù)輸送散狀物料。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;占地面積小;提升高度大（一般12～20m，最高可達(dá)30～60m）;密封性好，不易產(chǎn)生粉塵。
缺點(diǎn)：畚斗和牽引件易磨損，對(duì)過載的敏感性大
物料升降平臺(tái)的構(gòu)件包括：牽引件、傳動(dòng)滾筒、張緊裝置、畚斗、加料及卸料裝置和驅(qū)動(dòng)裝置等組成。整個(gè)裝置封閉在金屬外殼內(nèi)，一般傳動(dòng)滾筒和驅(qū)動(dòng)裝置放在提升機(jī)的上端，如圖2.1所示。
類型：立式，傾斜式，此項(xiàng)目中的斗式提升機(jī)采用立式。
2.2.1 物料升降平臺(tái)分類
按牽引件分類：
斗式提升機(jī)的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡(jiǎn)單，與畚斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時(shí)，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的提升機(jī)，但鉸接接頭易被磨損，膠
帶的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60°C，
鋼繩膠帶允許物料溫度達(dá)80°C，耐熱膠帶允許物料溫度達(dá)120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物
料的溫度可達(dá)250°C。斗提機(jī)最廣泛使用的是帶式(TD)，環(huán)鏈?zhǔn)?TH)兩種型式。用于輸送散裝水泥時(shí)大多采用深型畚斗。如TD型帶式斗提機(jī)采用離心式卸料或混合式卸料適用于堆積密度小于1.5t/m3的粉狀、粒狀物料。TH環(huán)鏈斗提機(jī)采用混合式或重力式卸料用于輸送堆和密度小于1.5t/m3的粉狀、粒狀物料。膠帶：中小生產(chǎn)能力，中等提升高度，較輕料；鏈帶：提升高度高，重物料。
本課題由于提升量不是很大，并且溫度也在允許范圍內(nèi)，因此，使用膠帶式牽引方式，如圖2.1所示。
圖2.1 物料升降平臺(tái)
2.2.2 物料升降平臺(tái)的裝載和卸載
按卸載方式分類：
物料升降平臺(tái)可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。
物料升降平臺(tái)的裝載方式有三種，即挖取式裝載（見圖2.2）、注入式裝載（見圖2.3）和混合式裝載。注入式裝載要求散料以微小建度均勻地落入畚斗中，形成比較穩(wěn)定的料流，裝料口下部應(yīng)有一定的高度，采用該方式裝載時(shí)一般畚斗布置較密；畚斗在牽引件上布置較稀時(shí)多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動(dòng)性良好物料的
場(chǎng)合，斗速運(yùn)行速度在2m/s以下，介于兩者之間采用混合式裝載。
圖2.2 挖取式裝載 圖2.3注入式裝載
本課題中使用挖取式裝載。
卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。
離心式卸料畚斗的運(yùn)行速度較高，通常取為1～2m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點(diǎn)是：在一定的畚斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各畚斗之間的距離可以減小，并可提高卸料管高度，當(dāng)卸料高度一定時(shí)，提升機(jī)的高度就可減??；缺點(diǎn)是：畚斗的填充系數(shù)較小，對(duì)所提升的物料有一定的要求，只適用于流動(dòng)性好的粉狀、粒狀、小塊狀物料。
重力式卸載使用于卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料，畚斗運(yùn)行速度為0.4～0.8m/s左右，需配用帶導(dǎo)向槽的畚斗。其優(yōu)點(diǎn)是：畚斗裝填良好，畚斗尺寸與極距的大小無(wú)關(guān)。因此允許在較大的畚斗運(yùn)行速度之下應(yīng)用大容積的畚斗；主要缺點(diǎn)是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機(jī)機(jī)頭的高度。
物料在畚斗的內(nèi)壁之間被拋卸出去，這種卸載方式稱為離心—重力式卸載。常用于卸載流動(dòng)性不良的粉狀物料及含水分物料。畚斗的運(yùn)動(dòng)速度為0.6~0.8m/s范圍，常用鏈條做牽引構(gòu)件。
畚斗的形式是承載部件，按照形式分為：a：深斗，適用于流動(dòng)性好、干燥物料；b：淺斗（多用）潮濕、流動(dòng)差物料；c：三角形斗定向自流式卸料。
本項(xiàng)目中根據(jù)提升的物料的特性，初步選擇淺斗，如圖2.4所示。
2.3 常用物料升降平臺(tái)選用及相關(guān)計(jì)算
（一）目前國(guó)內(nèi)常用的物料升降平臺(tái)均為垂直式，較新型符合標(biāo)準(zhǔn)TB3926-85的有TD型、TH型，它們的主要特征、用途及型號(hào)見表2-1。
圖2.4 三種斗的形式
表2-1 TD、TH、TB型物料升降平臺(tái)特征、型號(hào)表
型式
TD型
TH型
TB型
結(jié)構(gòu)特征
采用橡膠帶作牽引構(gòu)件
采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構(gòu)件
采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)件
卸載特征
采用離心式或混合式方式卸料
采用重力式或混合式方式卸料
采用重力式卸料
適用輸送物料
松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性、半磨琢性物料
松散密度ｐ＜1.5t/m3的粉狀、粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性、半磨琢性物料
松散密度ｐ＜2t/m3的中、大塊狀的磨琢性物料
適用溫度
被輸送物料溫度不得超過60℃，如采用耐熱橡膠帶時(shí)溫度不超過200℃
被輸送物料溫度不得超過250℃
被輸送物料溫度不得超過250℃
型號(hào)
TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630
TH315、TH400、TH500、TH630、TH800、TH1000
TB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、TB1000
提升高度
約在4～40mm范圍內(nèi)
約在4.5～40mm范圍內(nèi)
約在5～50mm范圍內(nèi)
輸送量
4～238m3/h
35～185m3/h
20～563m3/h
（二）TD型物料升降平臺(tái)型式
(1) 傳動(dòng)裝置TD型斗提機(jī)的傳動(dòng)裝置有兩種形式。分別配有YZ型減速器或ZQ(YY)型減速器。YZ型軸裝減速器直接套裝在主軸軸頭上，省去了傳動(dòng)平臺(tái)、聯(lián)軸器等，使結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，而且其內(nèi)部帶有異型輥逆止器，逆止可靠。該減速器噪聲低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并隨主軸浮動(dòng)，可消除安裝應(yīng)力?！ ?
(2) TD型斗提機(jī)備有四種畚斗Q型（淺斗）、H型（弧底斗）、Zd型（中深斗）、Sd型（深斗）。
（三）常用斗提機(jī)功率計(jì)算
1、軸功率的近似計(jì)算：
P0 = （2.1）
式中：P0—— 軸功率（千瓦）；
Q—— 斗提機(jī)的輸送量（噸/小時(shí)）；
H—— 提升高度（米）；
v—— 提升速度（米/秒）；
K1、K2—— 系數(shù)。具體見表2-2
表2-2 物料升降平臺(tái)參數(shù)表
輸送能力
Q
（噸/小時(shí)）
牽引構(gòu)件型式
帶式
單鏈?zhǔn)?
雙鏈?zhǔn)?
畚斗型式
深斗和
淺斗
三角斗
深斗和
淺斗
三角斗
深斗和
淺斗
三角斗
系數(shù)K1
<10
0.6
-
1.1
-
-
-
10-25
0.5
-
0.8
1.10
1.2
-
25-50
0.45
0.6
0.6
0.83
1.0
-
50-100
0.4
0.55
0.5
0.70
0.8
1.10
>100
0.35
0.5
-
-
0.6
0.90
系數(shù)K3
2.5
2.00
1.5
1.25
1.5
1.25
系數(shù)K2
1.6
1.10
1.3
0.80
1.3
0.80
2、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：
P = （2.2）
式中：N—— 電動(dòng)機(jī)功率（千瓦）；
N0—— 軸功率（千瓦）；
η1—— 減速機(jī)傳動(dòng)效率，對(duì)ZQ型減速機(jī)η1=0.94；
η2—— 三角皮帶或開式齒輪傳動(dòng)效率，對(duì)三角皮帶η2=0.96，對(duì)開式齒輪 η2=0.93；
K'—— 功率備用系數(shù)。與高度H有關(guān)，當(dāng)：H<10米時(shí)，K'=1.45；10
20米時(shí)，K'=1.15。
2.4 物料升降平臺(tái)的主要部件
物料升降平臺(tái)的主要部件有：驅(qū)動(dòng)裝置、畚斗、牽引構(gòu)件、底座和中間罩殼等。
驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機(jī)采用液力偶合器，小提升高度時(shí)采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機(jī)可省去聯(lián)軸器，簡(jiǎn)化安裝工作，維修時(shí)裝卸方便。
畚斗通常分為淺斗、深斗和有導(dǎo)向槽的尖棱面斗。淺斗前壁斜度大深度小，適用于運(yùn)送潮濕的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，適用于運(yùn)送干燥的流散性好的散粒物料。有導(dǎo)向側(cè)邊的夾角形畚斗前面畚斗的兩導(dǎo)向側(cè)邊即為后面畚斗的卸載導(dǎo)槽，它適用于運(yùn)送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。 散裝水泥由于流動(dòng)性好且干燥，用深斗較合適，卸載時(shí)，物料在畚斗中的表面按對(duì)數(shù)螺線分布，設(shè)計(jì)離心卸料的畚斗時(shí)往往在畚斗底部打若干個(gè)氣孔，使物料裝載時(shí)有較高的填充量，并且卸料時(shí)更完全。
牽引構(gòu)件為一封閉的繞性構(gòu)件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。
張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。帶式物料升降平臺(tái)的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。
物料升降平臺(tái)可采用整體機(jī)殼，也可上升分支和下降分支分別設(shè)置機(jī)殼。后者可防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)殼空氣擾動(dòng)。在機(jī)殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時(shí)自動(dòng)報(bào)警。膠帶提升機(jī)還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測(cè)器。
2.5 物料升降平臺(tái)工作原理
物料升降平臺(tái)的原理：如圖2.3所示，固接著一系列畚斗的牽引構(gòu)件（環(huán)鏈、鏈輪）
圖2.3 物料升降平臺(tái)
環(huán)繞在物料升降平臺(tái)的頭輪與底輪之間構(gòu)成閉合輪廓。驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪相連，使斗式提升機(jī)獲得動(dòng)力并驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。張緊裝置與底輪相連，使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從升機(jī)的底部供入，通過一系列畚斗向上提升至頭部，并在該處實(shí)現(xiàn)卸載，從而實(shí)現(xiàn)在豎直方向提內(nèi)運(yùn)送物料。斗式提升機(jī)的畚斗和牽引構(gòu)件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的罩殼之內(nèi)。綜合此次設(shè)計(jì)的提升高度與臺(tái)時(shí)產(chǎn)量等要求，本提升機(jī)選用混合或重力方式卸料，掏取式裝料，選用Zd型（中深斗）畚斗，牽引件為低合金高強(qiáng)度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，具有很高的抗拉?qiáng)度和耐磨性，使用壽命長(zhǎng)，采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接而成。在鏈輪磨損到一定程度后，可擰下螺栓，拆換輪緣，更換方便，且節(jié)約拆料、降低了維修費(fèi)；下部采用了重錘杠桿式張緊裝置，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊。一次安裝后不需調(diào)整，又可以保持恒定的張緊力，從而保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了打滑或脫鏈.
2.6 物料升降平臺(tái)設(shè)計(jì)方案總覽
通過本章的討論，將此項(xiàng)目中的各部分設(shè)計(jì)方案匯總成下表2-3，這些方案將在以下的章節(jié)中逐步完善。
表2-3 物料升降平臺(tái)方案設(shè)計(jì)總覽
裝載方式
掏取式
卸載方式
重力式，混合式
牽引件
橡膠帶
畚斗
Sh型深型畚斗
驅(qū)動(dòng)輪
焊接式滾筒
驅(qū)動(dòng)軸
光軸
軸承
帶座球面滾子軸承
電機(jī)
待計(jì)算
2.7 本章小結(jié)
本章主要敘述了物料升降平臺(tái)的工作原理，確定了設(shè)計(jì)的基本方案。闡述了斗式提升機(jī)的分類，初步確定了本課題中物料升降平臺(tái)的裝載和卸載方式。并且列舉了一些計(jì)算物料升降平臺(tái)功率和其它相關(guān)參數(shù)的方法。對(duì)物料升降平臺(tái)的主要部件也進(jìn)行了列舉?；敬_定了提升機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并且進(jìn)行了匯總。
第3章 物料升降平臺(tái)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 電動(dòng)機(jī)功率的確定
電機(jī)功率
（3.1）
式中:P ——電動(dòng)機(jī)功率（kW）；
P0—— 軸功率（kW）；
—— 總效率，根據(jù)文獻(xiàn)3，并且為三角帶傳動(dòng)，取大約為0.7
代入式（3.1）計(jì)算得：
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
表3-1 Y型電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)
型 號(hào)
額定
功率
額定
電流
轉(zhuǎn)速
效率
功率因數(shù)
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
堵轉(zhuǎn)
電流
最大
轉(zhuǎn)矩
重量
額定轉(zhuǎn)矩
額定
電流
額定
轉(zhuǎn)矩
kW
A
r/min
%
cos
倍
倍
倍
kg
Y90S-6
0.75
2.3
910
72.5
0.7
2.0
5.5
2.2
21
Y90L-6
1.1
3.2
910
73.5
0.7
2.0
5.5
2.2
24
Y100L-6
1.5
4
940
77.5
0.7
2.0
6.0
2.2
35
Y112M-6
2.2
5.6
940
80.5
0.7
2.0
6.0
2.2
45
Y132S-6
3
7.2
960
83.0
0.8
2.0
6.5
2.2
66
Y132M1-6
4
9.4
960
84.0
0.8
2.0
6.5
2.2
75
Y132M2-6
5.5
12.6
960
85.3
0.8
2.0
6.5
2.2
85
Y160M-6
7.5
17
970
86.0
0.8
2.0
6.5
2.0
116
Y160L-6
11
24.6
970
87.0
0.8
2.0
6.5
2.0
139
Y180M-6
15
31.4
970
89.5
0.8
1.8
6.5
2.0
182
Y型電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)見表3-1。
按已知工作要求和條件選用要求電機(jī)功率P＝0.75kW，轉(zhuǎn)速n=910r/min左右，參照文獻(xiàn)[1]中電動(dòng)機(jī)的類型及其應(yīng)用特點(diǎn)，擬選用Y90S-6型電動(dòng)機(jī)。輸出軸直徑Φ24，中心高160mm，工作轉(zhuǎn)速910 r/min。該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿足要求。
型 號(hào)：Y90S-6
額定功率: 0.75 KW
同步轉(zhuǎn)速: 910 r/min
滿載時(shí)；功率因數(shù): cosφ=0.7
額定電流: 2.3A
額定轉(zhuǎn)矩（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）：2.0 N·m
額定轉(zhuǎn)矩（最大轉(zhuǎn)矩）：5.5 N·m
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:
凈 重: 21
圖3.1 電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸
Y90S-6電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸如表3-2所示：
表3-2 Y90S-6外形尺寸及安裝尺寸
A
B
C
D
E
F
G
H
K
AB
AC
AD
HD
BB
L
140
125
56
24
50
8
20
90
10
180
175
1160
170
155
310
3.3 最大張力的計(jì)算
在單驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)中，驅(qū)動(dòng)滾筒的趨入點(diǎn)Sn的張力，通常為輸送帶的最大張力， Sn與驅(qū)動(dòng)軸功率的關(guān)系可按文獻(xiàn)3式2.5計(jì)算
（3.2）
—— 趨入點(diǎn)張力，N；
e—— 自然對(duì)數(shù)的底，e=2.718；
—— 輸送帶與滾筒的摩擦系數(shù)；
—— 輸送帶在滾筒上的包角，rad；
當(dāng)包角以度為單位時(shí)，其對(duì)應(yīng)的值見文獻(xiàn)3表3-21,當(dāng)我們采用包角=180°時(shí)，滾筒表面同時(shí)也為膠面，由于此運(yùn)輸機(jī)的工作環(huán)境比較干燥，所以=0.35，則=3.00。
所以
3.4 計(jì)算傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：
(3.2)
初定工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為
代入式(3.2)得：
根據(jù)工況，使用帶輪進(jìn)行減速，因此初步確定帶輪的傳動(dòng)比
3.5 帶輪設(shè)計(jì)
3.5.1 定V帶的型號(hào)和帶輪直徑
工作情況系數(shù):由文獻(xiàn)2表11-5取
計(jì)算功率：
選帶型號(hào)：由文獻(xiàn)2圖11.6選擇A型帶
小帶輪直徑：由文獻(xiàn)2表11.6?。?
大帶輪直徑：由文獻(xiàn)二式11.5
（設(shè)）
取337.5mm
大帶輪轉(zhuǎn)速：
3.5.2 計(jì)算帶長(zhǎng)
初取中心距：
帶長(zhǎng)：
由文獻(xiàn)2圖11.4取基準(zhǔn)帶長(zhǎng)
3.5.3 求中心距和包角
中心距：由文獻(xiàn)2式11.3
小輪包角：由文獻(xiàn)2式11.4
3.5.4 求帶根數(shù)
帶速：
傳動(dòng)比
求帶根數(shù)，由文獻(xiàn)2表11.8得
由文獻(xiàn)2表11.7知
由文獻(xiàn)2表11.12知
由文獻(xiàn)2表11.10知
由文獻(xiàn)2式11.22知
取z=2
3.5.5 求軸上載荷
張緊力：
軸上載荷：
3.5.6 帶輪結(jié)構(gòu)
圖3.2 小帶輪的結(jié)構(gòu)
圖3.3 大帶輪
3.6 傳送畚斗帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
圖3.4 畚斗帶
畚斗帶是斗提機(jī)的牽引構(gòu)件，其作用是承載、傳遞動(dòng)力。要求強(qiáng)度高、撓性好、延伸率小、重量輕。常用的有帆布帶、橡膠帶兩種。帆布帶是用棉紗編織而成的，主要適用于輸送量和提升高度不大、物料和工作環(huán)境較干燥的斗提機(jī)；橡膠帶由若干層帆布帶和橡膠經(jīng)硫化膠結(jié)而成，用于輸送量和提升高度較大的提升機(jī)。
3.6.1 輸送帶的簡(jiǎn)介
輸送帶在帶式輸送機(jī)中既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件（鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)除外），它不僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強(qiáng)度。輸送帶有帶芯（骨架）和覆蓋層組成，其中覆蓋層又分為上覆蓋膠，邊條膠，下覆蓋膠。
輸送機(jī)的帶芯主要是有各種織物（棉織物，各種化纖織物以及混紡織物等）或鋼絲繩構(gòu)成。它們是輸送帶的骨干層，幾乎承載輸送帶工作時(shí)的全部負(fù)載。因此，帶芯材料必須有一定的強(qiáng)度和剛度。覆蓋膠用來(lái)保護(hù)中間帶芯不受機(jī)械損傷以及周圍有害介質(zhì)的影響。上覆蓋膠層一般較厚，這是輸送帶的承載面，直接與物料接觸并承受物料的沖擊和磨損。下覆膠層是輸送帶與支撐托輥接觸的一面，主要承受壓力，為了減少輸送帶沿托輥運(yùn)行時(shí)的壓陷阻力，下覆蓋膠的厚度一般較薄。側(cè)邊覆蓋膠的作用是當(dāng)輸送帶發(fā)生跑偏使側(cè)面與機(jī)架相碰時(shí)，保護(hù)帶芯不受機(jī)械損傷。
3.6.2 輸送帶的分類
按輸送帶帶芯結(jié)構(gòu)及材料不同，輸送帶被分成織物層芯和鋼絲繩芯兩大類。織物層芯又分為分層織物芯和整體織物層層芯兩類，且織物層芯的材質(zhì)有棉，尼龍和維綸等。整體編織織物層芯輸送帶與分層織物層芯輸送帶相比，在帶強(qiáng)度相同的情況下，整體輸送帶的厚度小，柔性好，耐沖擊性好，使用中不會(huì)發(fā)生層間剝裂，但伸長(zhǎng)率較高，在使用過程中，需要較大的拉緊行程。
鋼絲繩芯輸送帶是有許多柔軟的細(xì)鋼絲繩相隔一定的間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的縱向拉伸強(qiáng)度高，抗彎曲性能好；伸長(zhǎng)率小，需要拉緊行程小。同其它輸送帶相比，在帶強(qiáng)度相同的前提下，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小。
3.6.3 輸送帶的連接
為了方便制造和搬運(yùn)，輸送帶的長(zhǎng)度一般制成100～200米，因此使用時(shí)必須根據(jù)需要進(jìn)行連接。橡膠輸送帶的連接方法有機(jī)械接法與硫化膠接法兩種。硫化膠接法又分為熱硫化和冷硫化膠接法兩種。塑料輸送帶則有機(jī)械接法和塑化接法兩種。
(1)機(jī)械接頭
機(jī)械接頭是一種可拆卸的接頭。它對(duì)帶芯有損傷，接頭強(qiáng)度效率低，只有25%～60%，使用壽命短，并且接頭通過滾筒表面時(shí)，對(duì)滾筒表面有損害，常用于短距或移動(dòng)式帶式輸送機(jī)上?？椢飳有据斔蛶С２捎玫臋C(jī)械接頭形式有膠接活頁(yè)式，鉚釘固定的夾板式和鉤狀卡子式，但鋼絲繩芯輸送帶一般不采用機(jī)械接頭方式。
(2)硫化（塑化）接頭
硫化（塑化）接頭是一種不可拆卸的接頭形式。它具有承受拉力大，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)滾筒表面不產(chǎn)生損害，接頭效率高達(dá)60%～95%的優(yōu)點(diǎn)，但存在接頭工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。
對(duì)于分層織物層芯輸送帶在硫化前，將其端部按帆布層數(shù)切成階梯狀， 然后將兩個(gè)端頭相互很好的粘合，用專用的硫化設(shè)備加壓加熱并保持一定的時(shí)間即可完成。其強(qiáng)度為原來(lái)強(qiáng)度的(i-1)/i×100%。其中i為帆布層數(shù)。
此帶式輸送機(jī)選用了較小直徑的滾筒和較大的托輥槽角（35°），為此，我們選用了帶芯薄、重量輕、強(qiáng)度高、成槽性好的薄型橡膠輸送帶與之配套。
3.6.4 輸送帶層數(shù)的計(jì)算
輸送帶層數(shù)按文獻(xiàn)3式2.6計(jì)算
（3.3）
式中：
—— 輸送帶帶芯層數(shù)；
—— 最大工作張力，N =2000N；
—— 安全系數(shù)，一般多層帶取n=8~10，減層帶取n=9~11，在此，我們?nèi)=10；
—— 輸送帶寬度(mm),B=400mm；
—— 帶芯徑向扯斷強(qiáng)力，N/(mm×層)，見[運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)]表3-3；
此時(shí)我們選用因價(jià)格低、質(zhì)量好而被業(yè)內(nèi)人士普遍使用的維綸帆布芯，每層厚度為0.6mm，則徑向扯斷強(qiáng)度 =70 N/(mm×層)。
代入數(shù)據(jù)
輸送帶層數(shù)
即輸送帶層數(shù)為1層即可。
3.7 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
3.7.1 各軸轉(zhuǎn)速
電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速：
驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為：
從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為：
3.7.2 各軸功率
驅(qū)動(dòng)軸的功率：
從動(dòng)軸的功率：
3.7.3 各軸轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)和各軸的分配參數(shù)如表3.3
電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩：
驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩：
從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩：
表3-3 電動(dòng)機(jī)和各軸分配參數(shù)
編號(hào)
電動(dòng)機(jī)軸
驅(qū)動(dòng)軸
從動(dòng)軸
功率P/(Kw)
0.75
0.72
0.525
轉(zhuǎn)速n/(r﹒min)
910
202.2
202.2
轉(zhuǎn)矩T/(N﹒M)
7.871
34.006
24.796
傳動(dòng)比（i）
4.5
1
效率（）
0.96
0.729
3.8 本章小結(jié)
本章主要介紹了確定設(shè)備的傳動(dòng)方案，電動(dòng)機(jī)的選擇以及各軸個(gè)參數(shù)的計(jì)算、設(shè)備整體的傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配。為下文的設(shè)計(jì)提供了良好的設(shè)計(jì)方案及步驟，根據(jù)這個(gè)總體的思路完成以下的設(shè)計(jì)。
第4章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核
4.1 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)
4.1.1 軸的材料及熱處理
斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機(jī)中最重要的零件之一，故軸的材料選用Q235。
4.1.2 軸的基本尺寸設(shè)計(jì)
1、初步計(jì)算軸的直徑
參照文獻(xiàn)[2]中關(guān)于軸的設(shè)計(jì)部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算法來(lái)計(jì)算軸的直徑。
（4.1）
式中 A—— 系數(shù)，此處取140，
P—— 軸上的功率，kW
n—— 軸的轉(zhuǎn)速，r/min，
將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式4-1可得
（4.2）
因?yàn)檩S端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故將軸徑增加4%~5%，取軸的直徑為30mm。
2、驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖4.1）
圖4.1 驅(qū)動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)
3、各軸段的直徑
①段安裝帶輪，傳遞扭矩，取其直徑為30mm； ②安裝軸承，結(jié)合軸承的選擇，取其直徑為30mm；③段是為滿足安裝帶輪，起到軸向固定帶輪的作用，取其直徑為34mm；④段是加工滾筒的地方，取其直徑為32mm；⑤段和③段對(duì)稱，取直徑為34mm；⑥段也是安裝軸承的位置，因此，直徑為30mm。
4、確定各軸段的長(zhǎng)度
①段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于大帶輪的寬度，長(zhǎng)度為47；②段根據(jù)軸承寬度去長(zhǎng)度44mm；③考慮整個(gè)軸的結(jié)構(gòu)，以及軸的安裝取52mm；④長(zhǎng)度96mm；⑤段長(zhǎng)度56mm；⑥段長(zhǎng)度45mm。所以軸一的總47+44+52+96+56+45=340mm
5、傳動(dòng)零件的周向固定
帶輪處采用A型普遍平鍵固定以帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其中帶輪處的鍵為：鍵7×47/GB1096-79。
軸承使用帶座軸承UCP206。
6、上倒角及圓角
軸端倒角2×45°，安裝鏈輪的軸段倒角為2.5×45°，倒圓角為R1.6mm，為方便加工，其它軸肩圓角半徑均取為0.6mm。
4.1.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
1、軸的受力分析及彎矩圖如圖4.2所示。
2、計(jì)算支承反力
由于軸在水平面上不受力，所以
（4.3）
在豎直面上
（4.4）
式中：—— 同一時(shí)刻提升機(jī)上行畚斗中物料重量
—— 預(yù)緊力（平均每米長(zhǎng)度牽引構(gòu)件重量，25kg/m）
（4.5）
（4.6）
（4.7）
3、按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算如下
很顯然滾筒中間截面為危險(xiǎn)截面。
由于彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則
（4.8）
所以截面左側(cè)安全，顯然截面右側(cè)也是安全的。
圖4.2 驅(qū)動(dòng)軸的受力分析
（4.9）
4、安全系數(shù)校核
彎曲應(yīng)力
（4.10）
應(yīng)力幅
平均應(yīng)力 MPa
切應(yīng)力
（4.11）
（4.12）
安全系數(shù)
（4.13）
（4.14）
（4.15）
許用安全系數(shù)顯然S>， 故b—b剖面安全。
以上計(jì)算表明，軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度是足夠的。
4.1.4 軸承選擇以及校核
1 軸承選型
考慮驅(qū)動(dòng)軸在的較大彎矩作用下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，故選用承載能力大并有自動(dòng)調(diào)心功能的調(diào)心球軸承軸承UCP206。其基本參數(shù)如表4-1。
表4-1 軸承UCP206基本參數(shù)
基本尺寸 /mm
額定載荷 /kN
d
D
B
30
38.1
167
15
11.2
2 工作情況分析及壽命計(jì)算
提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷很小并可以忽略中等沖擊。其當(dāng)量動(dòng)載荷為：
（4.16）
式中：——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2~1.8。
其壽命為：
（4.17）
式中：——軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承=10/3。
故驅(qū)動(dòng)軸軸承的工作壽命為73034小時(shí)。
4.1.5 驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的設(shè)計(jì)校核
由驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的直徑d為100mm，文獻(xiàn) [2]，由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬b=28mm，高度 h=16 mm的普通平鍵，鍵的材料應(yīng)選45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由表9-3可知[σc]=110 MP，[τ]=90 MP，鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下：
<[σc] （4.18）
<[τ] （4.19）
式中：
T—— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 （）
d—— 軸的直徑 （mm）
l—— 鍵的工作長(zhǎng)度，A型（mm），l=L-b(mm)，b為鍵的寬度。
4.1.6 驅(qū)動(dòng)帶輪鍵的設(shè)計(jì)校核
由驅(qū)動(dòng)帶輪軸的直徑d為30mm，文獻(xiàn) [1]，由表9-4可知，應(yīng)取鍵的寬b=8mm，高度 h=7 mm的普通平鍵，鍵長(zhǎng)L=45mm，鍵的材料應(yīng)選45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由表9-3可知[σc]=110 MP，[τ]=90 MP，鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下：
<[σc] （4.20）
<[τ] （4.21）
式中：
T—— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 （）
d—— 軸的直徑 （mm）
l——鍵的工作長(zhǎng)度，A型（mm），l=L-b(mm)，b為鍵的寬度。
4.2 從動(dòng)軸設(shè)計(jì)
4.2.1 從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)
如圖4.3所示。
圖4.3 從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)
4.2.2 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
1 軸的受力分析及彎矩圖如圖4.4所示。
圖4.4 從動(dòng)軸受力
2 計(jì)算支承反力
由于軸在水平面上不受力，所以
（4.22）
在豎直面上
（4.23）
式中
——預(yù)緊力（平均每米長(zhǎng)度牽引構(gòu)件重量，25kg/m）
（4.24）
（4.25）
（4.26）
3 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算如下
很顯然滾筒中間截面為危險(xiǎn)截面。
由于彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則
（4.27）
所以截面左側(cè)安全，顯然截面右側(cè)也是安全的。
4.3 本章小結(jié)
本章主要對(duì)物料升降平臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了各傳動(dòng)件的基本尺寸，并對(duì)軸進(jìn)行了校核。確定了鍵的尺寸，并對(duì)鍵進(jìn)行了校核。選擇了軸承，并估計(jì)了軸承的壽命。從而整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。
第5章 其他參數(shù)的設(shè)計(jì)
5.1 物料升降平臺(tái)主要參數(shù)的計(jì)算
通過前幾節(jié)的功率計(jì)算、設(shè)備選型等，物料升降平臺(tái)的主要參數(shù)現(xiàn)在可以計(jì)算如下：
1 提升速度：
（5.1）
式中：——驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，r/min；
d——驅(qū)動(dòng)滾筒直徑，mm
2 畚斗的計(jì)算：
已知提升量為： 設(shè)球果的密度為100
由文獻(xiàn)3式14.1
（5.2）
式中：Q—— 輸送能力（t/h）
—— 畚斗容積，L
a—— 畚斗間距，m
v—— 提升速度，m/s
—— 填充系數(shù)，由文獻(xiàn)3表14-1取0.75
—— 物料松散密度，
由式5-2得：
根據(jù)的值，初定畚斗間距為190mm，則
已知提升高度為H=3.26m，因此需要的平帶長(zhǎng)度為
取L=6.84m
所需的畚斗數(shù)為：
畚斗是盛裝輸送物料構(gòu)件。根據(jù)材料不同有金屬畚斗和塑料畚斗。金屬畚斗是用1～2mm厚的薄鋼板經(jīng)焊接、鉚接或沖壓而成；塑料畚斗用聚丙稀塑料制成，它具有結(jié)構(gòu)輕巧、造價(jià)低、耐磨、與機(jī)筒碰撞不產(chǎn)生火花等優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的畚斗。常用的畚斗按外形結(jié)構(gòu)可分為深斗、淺斗和無(wú)底畚斗，它適用于不同的物料。畚斗用特定的螺栓固定安按安裝在畚斗帶上。
圖5.1 畚斗
5.2 頭部罩殼的選材及連接
電動(dòng)機(jī)座都是連接在頭部罩殼上的，罩殼承受的力較大，所以要采用比較厚的鋼板，罩殼四壁采用3mm的鋼板，與電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)支座聯(lián)結(jié)的側(cè)板采用10mm的筋板。同樣的道理，側(cè)板與罩殼的焊接要求也較高，故采用K形坡口，且焊接時(shí)要防止出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象。
5.3 筒體的設(shè)計(jì)
由于本設(shè)計(jì)中的物料升降平臺(tái)提升高度達(dá)3m，因此這個(gè)提升機(jī)的筒體分成三部分，上筒體，下筒體和中間筒體。并在罩殼上設(shè)有檢修門，主要是用來(lái)觀察、檢查提升機(jī)內(nèi)部的工作情況，在出現(xiàn)故障時(shí)可以方便檢修，中間具體結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。上下筒體與中間筒體配做。
5.4 物料升降平臺(tái)的工作過程
物料升降平臺(tái)利用環(huán)繞并張緊于頭輪、底輪的封閉環(huán)形畚斗帶作為牽引構(gòu)件，利用安裝于畚斗帶上的畚斗作為輸送物料構(gòu)件，通過畚斗帶的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)物料的輸送。因此，斗提機(jī)是連續(xù)性輸送機(jī)械。理論上可將物料升降平臺(tái)的工作過程分為三個(gè)階段：裝料過程、提升過程和卸料過程。
圖5.2 中間筒體
（1）裝料過程
裝料就是畚斗在通過底座下半部分時(shí)挖取物料的過程。畚斗裝滿程度用裝滿系數(shù)φ表示。根據(jù)裝料方向不同，裝料方式有順向進(jìn)料和逆向進(jìn)料兩種，工程實(shí)際中較常用的是逆向進(jìn)料，此時(shí)進(jìn)料方向與畚斗運(yùn)動(dòng)方向相向，裝滿系數(shù)較大。
（2）提升過程
畚斗繞過底輪水平中心線始至頭輪水平中心線止的過程，即物料隨畚斗垂直上升的過程稱作提升過程。此時(shí)應(yīng)保證畚頭帶有足夠的張力，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)提升，防止撒料現(xiàn)象的發(fā)生。
（3）卸料過程
物料隨畚斗通過頭輪上半部分時(shí)離開畚斗從卸料口卸出的過程稱為卸料過程。卸料方法有離心式、重力式和混合式三種。離心式適用于流動(dòng)性、散落性較好的物料，含水份較多、散落性較差的物料宜采用重力式卸料，混合式卸料對(duì)物料適應(yīng)性較好，工程實(shí)際中較常用。
5.5 物料升降平臺(tái)的選用
物料升降平臺(tái)的選用，除了應(yīng)遵循輸送設(shè)備選用的一般原則，具體選用時(shí)還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
（1）據(jù)工藝的要求及有關(guān)條件，確定斗提機(jī)的機(jī)型。糧油、飼料加工一般均可選用固定式帶式物料升降平臺(tái)，但載荷特別大，工作條件非常差的情況，還有油廠半成品的輸送可考慮采用固定式鏈?zhǔn)轿锪仙灯脚_(tái)。
（2）據(jù)工藝設(shè)備安裝的要求，確定進(jìn)料方式；根據(jù)物料種類及有關(guān)條件，確定畚斗形式。一般情況應(yīng)選用逆向進(jìn)料，但由于工藝設(shè)備擺放的需要，也可以選用順向進(jìn)料；輸送流動(dòng)性、散落性較好的物料，可選用深型或無(wú)底畚斗，采用離心卸料，輸送含水份較多、粘性較大、流動(dòng)性、散落性較差的物料，則應(yīng)選用淺型畚斗，采用重力式卸料，對(duì)于一般物料均可考慮采用混合式卸料。
（3）據(jù)輸送高度，確定中間機(jī)筒的節(jié)數(shù)。
（4）據(jù)工藝所需的輸送量，確定斗提機(jī)的規(guī)格型號(hào)。
[例題1] 用一臺(tái)物料升降平臺(tái)輸送小麥，輸送兩為20t/h。試計(jì)算確定斗提機(jī)規(guī)格。
解：物料升降平臺(tái)用于輸送顆粒物料小麥，可取φ=0.75，ν=1.6m/s，查得r=0.75t/m3，取K=1.2。
選用深型畚斗，查表應(yīng)選用DS280×140畚斗，再根據(jù)表應(yīng)選用DTG48/28型物料升降平臺(tái)。
5.6 使用注意事項(xiàng)
（1）物料升降平臺(tái)應(yīng)空負(fù)荷開車：所以每次停機(jī)前應(yīng)排盡所有畚斗內(nèi)的物料，然后再停車。
（2）不能倒轉(zhuǎn)：倒轉(zhuǎn)即可能發(fā)生鏈條脫軌現(xiàn)象，排除脫軌故障很麻煩。
（3）均勻喂料：禁止突然增大喂料量。喂料量不能超過提升機(jī)的輸送能力。否則容易造成底部的物料堆積嚴(yán)重時(shí)發(fā)生“悶車”事故。
（4）及時(shí)適量補(bǔ)充潤(rùn)滑油。
（5）鏈條和畚斗嚴(yán)重磨損或損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。
5.7 物料升降平臺(tái)的安裝維護(hù)及常見故障排除
5.7.1安裝
物料升降平臺(tái)安裝的總原則是：先外后內(nèi)、由下至上。具體的安裝步驟為：
（1）先將機(jī)座固定安裝于基礎(chǔ)預(yù)埋的地腳螺栓上。此時(shí)可在機(jī)座與地基間墊上30~50mm厚的木塊，以調(diào)整校正機(jī)座的水平度、擴(kuò)大承重面積。
（2）由下至上逐節(jié)安裝機(jī)筒。機(jī)筒安裝后內(nèi)臂不能出現(xiàn)錯(cuò)為現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)保證其垂直度和扭曲度偏差不超過允許值。
（3）在機(jī)筒的基礎(chǔ)上安裝機(jī)頭。到此為止，整個(gè)斗提機(jī)的外殼安裝完畢，應(yīng)檢查頭輪和底輪軸的水平度，同時(shí)必須保持頭輪軸和底輪軸在同一垂直面內(nèi)。
其他要注意的還有，斗式提升機(jī)必須牢固地安裝在堅(jiān)固的砼基礎(chǔ)上。砼基礎(chǔ)的表面應(yīng)平整，并呈水平狀態(tài)，保證斗式提升機(jī)安裝后達(dá)到垂直要求。
安裝提升機(jī)按下列順序進(jìn)行:在基礎(chǔ)上根據(jù)圖紙安設(shè)地角螺栓，然后將下部區(qū)段牢固地裝于基礎(chǔ)上，再在下部區(qū)段上連接中間機(jī)殼，連接完畢再連接上部區(qū)段;然后安設(shè)傳動(dòng)平臺(tái)，在傳動(dòng)平臺(tái)上安裝、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和保護(hù)罩等部件;并用手轉(zhuǎn)動(dòng)軸，以檢查各機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)是否圓滑輕松。
為防止物料升降平臺(tái)向側(cè)面偏移，必須在上部區(qū)段安設(shè)支持裝置。該裝置應(yīng)牢靠地固定于本機(jī)附件的建筑物上，而不應(yīng)限制本機(jī)在垂直方向上自由伸縮。高度較高的物料升降平臺(tái)在其中部機(jī)殼和上部機(jī)殼的適當(dāng)位置應(yīng)與其相臨的建筑物（如料倉(cāng)、車間等）連在一起以增加其穩(wěn)定性。安裝時(shí)先安裝下部部件，固定地腳螺栓，然后安裝中部機(jī)殼，后安上部機(jī)殼。機(jī)殼安裝成功，校正垂直度。在全高上下用鉛直線測(cè)量，誤差應(yīng)小于10mm。上下軸應(yīng)平行，其軸心線應(yīng)在同一平面內(nèi)。
當(dāng)設(shè)備的基礎(chǔ)構(gòu)件安裝好后，安裝環(huán)帶及畚斗。鏈條及畚斗安裝好以后，進(jìn)行適當(dāng)張緊，軸承座內(nèi)用鈣基或鈉基黃油均可以。
安裝完成后即應(yīng)進(jìn)行空車試運(yùn)轉(zhuǎn)?？者\(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)注意：不能倒轉(zhuǎn)，不能有磕碰現(xiàn)象?？者\(yùn)轉(zhuǎn)不小于2小時(shí)，不應(yīng)有過熱現(xiàn)象，軸承溫升不超過250℃，減速機(jī)溫升不超過300℃?？者\(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)后，一切正常即可進(jìn)行到負(fù)荷試車。帶負(fù)荷試車時(shí)喂料應(yīng)均勻，防止喂料過多，堵塞下部造成“悶車”。
試運(yùn)轉(zhuǎn)通過后即可將頭殼的左右半罩安裝到機(jī)殼上，完成整個(gè)提升機(jī)的安裝。
5.7.2 操作與維護(hù)
膠帶輸送機(jī)在操作時(shí)同樣應(yīng)遵循“無(wú)載起動(dòng)，空載停車” 的原則。同時(shí)應(yīng)注意以下問題：
（1）開機(jī)前應(yīng)檢查輸送帶的松緊程度，以免出現(xiàn)輸送帶下垂、打滑空轉(zhuǎn)或拉斷等現(xiàn)象?？赏ㄟ^張緊裝置調(diào)節(jié)輸送機(jī)的松緊。
（2）工作時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查托輥的工作情況，如托輥有不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，將導(dǎo)致運(yùn)行阻力增大，膠帶嚴(yán)重磨損。
（3）注意輸送帶的保養(yǎng)，嚴(yán)禁其與汽油、柴油、機(jī)油等腐蝕性物質(zhì)接觸，經(jīng)常檢查清除表面粘附物。
（4）注意定期對(duì)驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪等轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件加注潤(rùn)滑油。
（5）應(yīng)定期對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，以保證其使用壽命。
（6）輸送機(jī)應(yīng)注意保管，避免日曬、夜露和雨淋，防止腐蝕和生銹。如長(zhǎng)期不使用，應(yīng)放松輸送機(jī)，入庫(kù)保存。
5.7.3 常見故障排除
1 畚斗帶打滑
（1）物料升降平臺(tái)是利用畚斗帶與頭輪傳動(dòng)軸間的摩擦力矩來(lái)進(jìn)行升運(yùn)物料的，叵畚斗帶張力不夠，將導(dǎo)致畚斗帶打滑。這時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)，調(diào)節(jié)張緊裝置以拉緊畚斗帶。若張緊裝置不能使畚斗帶完全張緊，說明張緊裝置的行程太短，應(yīng)重新調(diào)節(jié)。正確的調(diào)節(jié)方法是：解開畚斗帶接頭，使底輪上的張緊裝置調(diào)至最高位置，將畚斗帶由提升機(jī)機(jī)頭放入，穿過頭輪和底輪，并首尾連接好，使畚斗帶處于將張緊而未張緊的狀態(tài)。然后使張緊裝置完全張緊。此時(shí)張緊裝置的調(diào)節(jié)螺桿尚未利用的張緊行程不應(yīng)小于全行程的50%。
（2）物料升降平臺(tái)超載時(shí)，阻力矩增大，導(dǎo)致畚斗帶打滑。此時(shí)應(yīng)減小物料的喂入量，并力求喂料均勻。若減小喂入量后，仍不能改善打滑，則可能是機(jī)坐內(nèi)物料堆積太多或畚斗被導(dǎo)師物卡住，應(yīng)停機(jī)檢查，排除故障。
（3）頭輪傳動(dòng)軸和畚斗帶內(nèi)表面過于光滑頭輪傳動(dòng)軸和畚斗帶內(nèi)表面過于光滑，使兩者間的摩擦力減小，導(dǎo)致畚斗帶打滑。這時(shí)，可在傳動(dòng)軸和畚斗帶內(nèi)表面涂一層膠，以增大摩擦力。
（4）頭輪和底輪軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈頭輪和底輪軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不靈，阻力矩增大，引起畚斗帶打滑。這時(shí)可拆洗加油或更換軸承。
2 畚斗帶跑偏
（1）頭輪和底輪傳動(dòng)軸安裝不正頭輪和底輪傳動(dòng)軸安裝不正主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是頭輪和底輪的傳動(dòng)軸在同一垂直平面內(nèi)且不平行；二是兩傳動(dòng)軸都安裝在水平位置且不在同一垂直平面內(nèi)；三是兩傳動(dòng)軸平行，在同一垂直平面內(nèi)且不水平。這時(shí)，畚斗帶跑偏，易引起畚斗與機(jī)筒的撞擊、畚斗帶的撕裂。應(yīng)立即停機(jī)，排除故障。做到頭輪和底輪的傳動(dòng)軸安裝在同一垂直平面內(nèi)，而且都在水平位置上，整機(jī)中心線在1000mm高度上垂直偏差不超過2mm，積累偏差不超過8mm。
（2）畚斗帶接頭不正畚斗帶接頭不正是指畚斗帶結(jié)合后，畚斗帶邊緣線不在同一直線上。工作時(shí)，畚斗帶一邊緊一邊松，使畚斗帶向緊邊側(cè)向移動(dòng)，產(chǎn)生跑偏，造成畚斗盛料不充分，卸料不徹底，回料增多，生產(chǎn)率下降，嚴(yán)重時(shí)造成畚斗帶卡邊、撕裂。這時(shí)應(yīng)停機(jī)，修正接頭并接好。
3回料過多
物料升降平臺(tái)回料是指物料在卸料位置沒有完全卸出機(jī)外，而有部分物料回到提升機(jī)機(jī)座內(nèi)的現(xiàn)象。在提升作業(yè)中，若提升機(jī)回料太多，勢(shì)必降低生產(chǎn)效率，增大動(dòng)力消耗和物料的破碎率。造成回料多的原因有以下幾點(diǎn)：
（1）畚斗運(yùn)行速度過快提升機(jī)提升不同的物料，畚斗運(yùn)行的速度有別：一般提升干燥的粉料和粒料時(shí)，速度約為1~2m/s；提升塊狀物料時(shí)，速度為0.4~0.6m/s；提升潮濕的粉料和粒料時(shí)，速度為0.6~0.8m/s。速度過大，卸料提前，造成回料。這時(shí)應(yīng)根據(jù)提升的物料，適當(dāng)降低畚斗的速度，避免回料。
（2）機(jī)頭出口的卸料舌板安裝不合適，舌板距畚斗卸料位置太遠(yuǎn)，會(huì)造成回料。應(yīng)及時(shí)的調(diào)整舌板位置，避免回料。
4畚斗脫落
畚斗脫落是指在生產(chǎn)中，畚斗從畚斗帶上掉落的現(xiàn)象。畚斗掉落時(shí)，會(huì)產(chǎn)生異常的響聲，要及時(shí)的停機(jī)檢查，否則，將導(dǎo)致更多的畚斗變形、脫落；在連接畚斗的位置，畚斗帶撕裂。產(chǎn)生畚斗脫落的原因主要有：
（1）進(jìn)料過多進(jìn)料過多，造成物料在機(jī)座內(nèi)的堆積，升運(yùn)阻力增大，畚斗運(yùn)行不暢，是產(chǎn)生畚斗脫落、變形的直接原因。此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，抽出機(jī)座下插板，排出機(jī)座內(nèi)的積存物，更換新畚斗，再開車生產(chǎn)。這時(shí)減小喂入量，并力求均勻。
（2）進(jìn)料口位置太低一般，提升機(jī)在生產(chǎn)時(shí)，畚斗自行盛取從進(jìn)料口進(jìn)來(lái)的物料。若進(jìn)料口位置太低，將導(dǎo)致畚斗來(lái)不及盛取物料，而物料大部分進(jìn)入機(jī)座，造成畚斗舀取物料。而物料為塊狀，就很容易引起畚斗變形、脫落。這時(shí)，應(yīng)將進(jìn)料口位置調(diào)至底輪中心線以上。
（3）畚斗材質(zhì)不好，強(qiáng)度有限畚斗是提升機(jī)的承載部件，對(duì)它的材料有著較高的要求，安裝時(shí)應(yīng)盡量選配強(qiáng)度好的材料。一般，畚斗用普通鋼板或鍍鋅板材焊合或沖壓而成，其邊緣采用折邊或卷入鉛絲以增強(qiáng)畚斗的強(qiáng)度。
（4）開機(jī)時(shí)沒有