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第 頁 目 錄 1 引言 ...................................................................................................................................................................1 1.1 概論 ...............................................................................................................................................................1 1.2 斗式提升機的分類裝載和卸載 ....................................................................................................................3 2 傳動方案的確定 .................................................................................................................................................6 2.1 總體方案的選擇原則: ................................................................................................................................6 2.2 傳動方案的設(shè)計 ............................................................................................................................................6 3 TDG400 總體設(shè)計 ...........................................................................................................................................9 3.1 電動機的選擇 ................................................................................................................................................9 3.2 滾筒轉(zhuǎn)速和尺寸的確定 ..............................................................................................................................11 3.3 傳動比的確定 ..............................................................................................................................................11 3.4 膠帶的參數(shù)確定 .........................................................................................................................................12 3.5 料斗的參數(shù)確定 ..........................................................................................................................................13 4 減速器的設(shè)計 .................................................................................................................................................15 4.1 相關(guān)參數(shù)的計算 ........................................................................................................................................15 4.2 齒輪的設(shè)計計算 ..........................................................................................................................................16 4.2.1 z1,z2 齒輪的計算 ..............................................................................................................................16 4.2.2 z3,z4 齒輪計算 ..................................................................................................................................21 4.2.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...............................................................................................................................25 4.2.4 齒輪的潤滑 .......................................................................................................................................27 4.3.1 各軸的設(shè)計計算 ...............................................................................................................................28 4.3.2 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...............................................................................................................................28 4.3.3 軸的強度校核 ......................................................................................................................................31 4.4 減速器箱體的設(shè)計 ......................................................................................................................................32 4.4.1 減速器設(shè)計原則 ..................................................................................................................................32 4.4.2 減速器的箱體設(shè)計尺寸: ..................................................................................................................33 5 總結(jié) .....................................................................................................................................................................35 致謝 .........................................................................................................................................................................36 參考文獻 .................................................................................................................................................................37 1 引言 1.1 概論 的發(fā)展經(jīng)歷了幾百年的歷史,但近幾年提升機的類型很多,主要有斗式提升機, 物料提升機,高效提升機,環(huán)鏈提升機等多種,各有其特點。提升機的應(yīng)用很為廣泛, 在各行業(yè)都有所應(yīng)用,主要應(yīng)用在建筑,機械,礦山領(lǐng)域,還應(yīng)用于糧油“食品”化 工”水泥制造等行業(yè),它是一種垂直或大傾角傾斜向上輸送粉狀 "粒狀或小塊狀物料 的連續(xù)輸送機械,由牽引帶圍繞著頭和底輪做循環(huán)運動,從而將其上部固定的畚斗內(nèi) 的物料由下提升至機頭。斗式提升機提升物料的高度可達(dá) 80m(如 TDG) 。 目前,我國生產(chǎn)的通用斗式提升機,驅(qū)動鏈輪大都是槽形輪,靠摩擦帶傳動, 尤 其原斗型提升機的傳動鏈輪和拉緊鏈輪均為整體式,一旦鏈輪磨損,整只鏈輪全,部 報廢,不但維修時間長,費用高,而且造成很大浪費。著國民經(jīng)濟的發(fā)展運輸機械行 業(yè)在引進、吸收、消化了世界各國斗式提升機的最新技術(shù),并結(jié)合我國實際情況,設(shè) 計出 THG 型和 TDG 型高效斗式提升機系列,以滿足市場對大輸送量,大提升高度及 結(jié)構(gòu)緊湊的新型高效斗提機的需要。 現(xiàn)在各廠對單機生產(chǎn)能力要求越來越高,以往的斗式提升機因設(shè)計問題已漸漸滿 足不了生產(chǎn)是其驅(qū)動裝置,傳動裝置,進行改進已勢在必行。 斗式提升機最關(guān)鍵的系統(tǒng)是輸送系統(tǒng)!輸送的要求。加上維修,更換等一系列的麻煩, 已嚴(yán)重影響到其使用,因而對現(xiàn)有老式提升機,特別系統(tǒng)的改進直接決定著產(chǎn)量,生 產(chǎn)能力, 當(dāng)然罩殼的合理外形布置也有不可忽視的作用。鏈環(huán)斗式提升機輸送高差大, 運轉(zhuǎn)部分重量大,有的輸送物料溫度高,易出現(xiàn)事故,針對以上問題,首先對輸送系 統(tǒng)的驅(qū)動部分做了改進,將槽形輪改為膠帶。原提升機還存在很多問題。 斗提機的主要部件有:牽引構(gòu)件、料斗、驅(qū)動裝置、拉緊裝置、傳動輪、拉緊輪、 機殼等。牽引構(gòu)件有輸送帶或鏈條。用輸送帶作為牽引構(gòu)件的斗提機稱為帶斗式提升 機;用鏈條作為牽引構(gòu)件的斗提機稱為鏈斗式提升機。斗提機使用的料斗主要有淺斗、 深斗、導(dǎo)槽斗、組合斗、脫水斗等,可根據(jù)物料特性和卸載方式進行選擇。驅(qū)動裝置 包括電動機和傳動裝置等。傳動輪可以是傳動滾筒 (牽引構(gòu)件為輸送帶) ,或傳動鏈 輪 (牽引構(gòu)件為鏈條) 。驅(qū)動裝置與傳動輪相連,使斗提機獲得動力并驅(qū)使其運轉(zhuǎn)。 斗提機通常采用螺旋式或重錘式拉緊裝置,拉緊輪為拉緊滾筒或拉緊鏈輪,拉緊裝置 與拉緊輪相連,使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力,以保證斗提機正常運轉(zhuǎn)。斗提機的機 殼分頭部、中間和尾部三部分。頭部機殼與驅(qū)動裝置、傳動輪等組成斗提機頭部,頭 部機殼的形狀應(yīng)根據(jù)物料的拋出軌跡進行設(shè)計,以保證從料斗中卸出的物料能順利進 入卸料槽中。尾部機殼與拉緊裝置、拉緊輪等組成斗提機尾部,尾部機殼形狀應(yīng)與物 料裝載方式相適應(yīng)。 斗提機的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單緊湊,橫斷面外形尺寸小,可顯著節(jié)省占地面積;提 升高度較大;有良好的密封性,可避免污染環(huán)境。其缺點是:對過載較敏感;料斗和 牽引構(gòu)件易磨損;輸送物料種類受到限制。斗提機的輸送能力通常小于 600t/h,提升 高度一般在 80m 以下。近年來由于鋼繩芯輸送帶的發(fā)展,使?fàn)恳龢?gòu)件的強度大大提高。 國外采用鋼繩芯輸送帶作為牽引構(gòu)件,并采用小型斗提機對大型斗提機定量供料,使 斗提機的輸送能力高達(dá) 2000t/h,提升高度達(dá)到 350m。斗提機不僅廣泛用于堆場、倉 庫和礦井中,還可用它來卸船和裝卸車。 TDG 型為帶斗式提升機,以 EP 輸送帶或鋼繩芯輸送帶為牽引構(gòu)件,韌性好,強 度高。其輸送量為 24 一 2080 m3/h,提升高度為 5 一 80m。技術(shù)參數(shù)如表 1.1。 表 1.1 提升機的技術(shù)參數(shù) 型式 TDG 型斗提機 TDG 型斗提機 結(jié)構(gòu)特征 采用高強度圓環(huán)鏈為牽引件,該鏈條 按 GB/T2718-41《礦用高強度圓環(huán)鏈》 制造 采用 EP 輸送帶和鋼絲繩膠帶為牽引件 卸載特征 采用混合式或重力式方式卸料 采用混合式或離心式方式卸料 適用輸送 物料 配 SH 型料斗時適用于輸送干燥、松散、 流動性好的粉狀、粒狀、塊狀物料 配 ZH 型料斗時適用于輸送略有潮濕、 易結(jié)塊、流動性差的粉粒狀物料 同 THG 型 適用溫度 被輸送物料的溫度在 250℃以下 普通膠帶適用于 80℃以下物料耐熱膠帶適用于 120℃以下的物料 型號 THG160、THG200、THG250、THG315、T HG400、THG500、THG630、THG800、TH G1000、THG1250、THG1600 TDG160、TDG200、TDG250、TDG315、TDG400、T DG500、TDG630、TDG800、TDG1000、TDG1250、 TDG1600 提升高度 5∽75m 5∽80m 輸送量 16∽1800m 3/h 24∽2080m 3/h 1.斗式提升機的特點: 1)驅(qū)動功率小,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 時幾乎無回料和挖料現(xiàn)象,因此無效功率少。 2)提升范圍廣,這類提升機對物料的種類、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)運行可靠性好,先進的設(shè)計原理和加工方法,保證了整機運行的可靠性,無故障時間超 過 2 萬小時。提升高度高.提升機運行平穩(wěn),因此可達(dá)到較高的提升高度。 4)使用壽命長,提升機的喂料采取流入式,無需用斗挖料,材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞 現(xiàn)象。本機在設(shè)計時保證物料在喂料、卸料時少有撒落,減少了機械磨損。 5)采用重錘式張緊裝置,即可實現(xiàn)自動張緊又可保持恒定的張緊力,避免膠帶打滑或 脫鏈,從而保證機器正常運轉(zhuǎn)。 6)對過載的敏感程度大,料斗和牽引件易損壞。 1.2 斗式提升機的分類裝載和卸載 a 分類 1)按安裝方式不同:可分為垂直式,傾斜式,垂直傾斜式。 2)按卸載特性不同:可分為離心式,離心重力式,重力式。 3)按裝載特性不同:可分為掏去式,流入式。 4) 按牽引件不同:可分為帶式,鏈?zhǔn)健?5)按料斗形式不同:可分為深斗,淺斗,鱗斗等。 b 裝載 斗式提升機在尾部裝載,裝載的形式有兩種: 掏取式(如圖 1.1) 由料斗在物料中掏去裝載。掏去主要用于輸送粉末狀,顆粒狀。 小塊的無摸琢性的散料。由于在掏取物料時不會產(chǎn)生很大的阻力,所以允許料斗的運 行速度較高,為 0.8---2 m/s。 圖 1.1 掏取式 圖 1.2 流入式 流入式(如圖 1.2)物料直接流入料斗內(nèi)。流入式用于輸送大塊狀和磨琢性大的物料。 其料斗的布置很密,以防止物料在料斗之間散落。料斗的運行速度較低,一般不超過 (a) (b) (c) 圖 1.3 離心式(a) 離心重力式(b) 重力式(c) 1m/s。 c 卸載 斗式提升機在頭部卸載,卸載的形式有三種,離心式(a),離心重力式(b),重力式(c), (如圖 1-3) 料斗繞上驅(qū)動輪并隨傳動輪一起旋轉(zhuǎn)時,斗內(nèi)物料同時受到重力 mg 和離心力 mrω 2 的作用,它們的合力 N 的作用線始終與傳動輪垂直中心線交于一點 p,稱為極 點, p 點至傳動輪中心的距離 h 稱為極距,極距 h 可按下式計算: h =895/n2 (1-1 ) 式中: h———極距,m; n———傳動輪轉(zhuǎn)速,r/min。 可見,極距 h 的大小只與傳動輪轉(zhuǎn)速 n 有關(guān),而與料斗位置及物料特性無關(guān)。 當(dāng)傳動輪轉(zhuǎn)速 n 一定時, h 為定值,隨著 n 的增大,極距 h 逐漸減小,離心力與 重力的比值增大;反之, n 減小,則 h 增大,離心力與重力的比值減小。卸載方式 可根據(jù)極距 h 的大小判別。 設(shè)料斗外緣到傳動輪中心的半徑為 r1,傳動輪半徑為 r2,則: 1)當(dāng) h > r1,即極點位于料斗外緣軌跡以外時 (見圖 1-3a) ,重力大于離心力, 物料將沿斗的內(nèi)壁移動,這種卸載方式稱為重力式卸載。輸送小塊狀的、密度較大的、 磨磋性較大的及脆性物料,常采用這種卸載方式。通常用鏈條作牽引構(gòu)件,料斗的運 行速度一般為 0.4~ 0.8m /s,可以采用深斗。 2)當(dāng) h < r2,即極點位于傳動輪圓周以內(nèi)時 (見圖 1-3b) ,離心力值遠(yuǎn)大于重力 值,料斗內(nèi)的物料將沿著斗的外緣移動并從外緣拋出,這種卸載方式稱為離心式卸載。 輸送干燥的和流動性好的粉狀、粒狀及小塊狀物料,常采用這種卸載方式。常用輸送 帶作牽引構(gòu)件,料斗的運行速度較高,一般為 1.0~ 3.5m /s,最高可達(dá) 5m /s。 3)當(dāng) r2< h < r1,即極點位于傳動輪圓周以外和料斗外緣軌跡以內(nèi)時 (見圖 1-3 c) ,離心力值與重力值相差不大,物料從料斗內(nèi)整個物料表面卸出,卸載特性介于離 心式與重力式之間,這種卸載方式稱為混合式卸載。這種卸載方式適用于輸送潮濕的、 流動性差的粉狀和粒狀物料。牽引構(gòu)件可用輸送帶,也可以用鏈條,料斗的運行速度 為 0.6~ 1.5m /s 。 2 傳動方案的確定 2.1 總體方案的選擇原則: 由于設(shè)計的多解性和復(fù)雜性,在滿足功能的要求外,還應(yīng)考慮到以下原則: 1) 機械系統(tǒng)盡可能簡單 機械運動鏈盡量簡短 在保證實現(xiàn)功能的前提下,應(yīng)采用構(gòu)件數(shù)和運動副 數(shù)少的機構(gòu),從而減輕重量,降低成本。 2)盡量縮小機構(gòu)尺寸 機械的尺寸和重量隨所選擇的機構(gòu)類型不同而有差別。在相同的 轉(zhuǎn)動比 下,有的機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較小。 3) 機構(gòu)應(yīng)有較好的動力特性 機構(gòu)在機械系統(tǒng)中不僅傳遞運動,同時還要傳遞動力,因此要選擇有較好 的動力學(xué)特性的機構(gòu)。 4) 機械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的人機性能 任何機械系統(tǒng)都是有人來設(shè)計,并用來服務(wù)于人,而大多數(shù)機械系統(tǒng)都要人 來操作和使用,因此在進行機械設(shè)計時,必須考慮人的生理特性,已求得人與機 械系統(tǒng)的和諧統(tǒng)一。 2.2 傳動方案的設(shè)計 傳動方案一般用機構(gòu)簡圖來表示,它反映運動和動力傳遞路線和各部件的組成和 連接關(guān)系。圖 2.1 為本次.設(shè)計的方案圖。 合理的傳動方案首先要滿足機械的功能要求,例如傳遞功率的大小,轉(zhuǎn)速和運動 形式。此外,還要適合工作條件(工作環(huán)境。場地。工作制度) ,滿足工作可靠,結(jié)構(gòu) 簡單,尺寸緊湊粗,傳動效率高。維護便利,工藝性和經(jīng)濟性合理等要求,同時滿足 這些要求是比較困難的,因此通過分析多種方案來選擇能保證重點要求的較好方案。 根據(jù)以上的選擇原則,有一下兩種傳動方案; 方案一: 電動機 聯(lián)軸器 減速器 ? ?? ?? ? 膠帶 滾筒 聯(lián)軸器? ??? ? 方案一圖如下: 圖 2.1 傳動方案圖 1——電動機 2,4——聯(lián)軸器 3——減速器 5——滾筒 6——膠帶 方案二: 電動機 皮帶輪 減速器 ? ?? ?? ? 膠帶 滾筒 聯(lián)軸器? ??? ? 方案二圖如下(圖 2.2): 1 2 軸 1 軸 3 軸 2 4 3 3 5 6 圖 2.2 傳動方案圖 1 電動機 2 皮帶輪 3 減速器 4 聯(lián)軸器 5 滾筒 6 膠帶 將兩種方案進行比較,選用方案一做為本次設(shè)計的方案。 2 1 3 4 5 6 3 TDG400 總體設(shè)計 3.1 電動機的選擇 電動機的選擇內(nèi)容包括電動機的類型,結(jié)構(gòu)形式,功率,額定轉(zhuǎn)矩等。主要是從 功率,轉(zhuǎn)速,適應(yīng)環(huán)境等場活考慮。具體如下: 由《機械運輸設(shè)計使用手冊》表 14—42。查得 TDG400(配 sh 料斗)技術(shù)參數(shù)如下所示: 料斗容量 16L 料斗斗距 410mma 每米長度牽引件膠帶重量 42.2kg/m 料斗的運行速度 1.5m/s v 提升高度 =80mHMAXH 本次設(shè)計取提升高度為 24.997m,查《機械運輸設(shè)計使用手冊 》311 頁得,提升 機的一系列數(shù)據(jù)(如表 3.1): 表 3.1 提升機的技術(shù)參數(shù) 斗提機的軸距(c) 料斗數(shù) 提升高度(H) 輪廓尺寸 24.997 136 23.097 26.797 輸送能力的計算: (3.1)??vaiQ6.3? 式中: :輸送能力 :料斗容量(L )i :軸距(m) :斗運行速度(m/s)a 填充系數(shù) (由表 14-1,取 0.8, 按 75%計算):? :密度 (t/m )取 1.2?3 數(shù)據(jù)代入(3.1)得: ??vaiQ6.? =3.6 75.0218.54.01?? =152(t/h) 表 3.2 提升機的功率參數(shù) 由《機械運輸設(shè)計使用手冊》14-7 式,計算斗式提升機的軸功率公式為: (3.2)ksopcgQp??360? 式中: :為軸功率(kw)o :為挖取功率(kw) 查表 3.2 得,取 1.8kwsp :為空載功率(kw) 查表 3.2 得,取 3.0kwk 其它參數(shù)如前 代入(3.2 式)得: ksopcgQp??360? = 28.197.2415? =16.21(kw) 電動機功率: = (3.3)dp?o 其中: :為電動機的計算功率(kw)d :為減速器的效率,取 0.96 代入數(shù)值: = = =16.89(kw)dp?o96.021 電動機型號為 Y180M-4,參數(shù)如下(表 3.2) 表 3.2 Y180M-4 參數(shù) 項目 功率 轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Y180M-4 18.5 1470 2.0 182 斗寬,mm 160 200 250 315 400 500 630 800 空轉(zhuǎn)功率 Pk,KW 2 2 2 3 3 4 4 5 (物料粒度) 0~1mm 0.2 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4 (物料粒度) 0~5mm 0.4 0.4 0.7 1. 1.8 2.7 4.2 6.9 挖 取 功 率 Ps, KW (物料粒度) 0~40mm 0.4 0.4 0.9 1.6 2.2 3.6 5 8.4 3.2 滾筒轉(zhuǎn)速和尺寸的確定 因提升機采用離心式卸載方式,因而輸送速度應(yīng)根據(jù)斗內(nèi)物料的重心點的離心力和 重力相等來確定. (3.4)GRgmF?2? 即: r2 204.vgD 所以 <0.204 =0.459 m25.1? 為了確定傳動裝置的總的傳動比范圍,以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案, 可先由已知條件計算其驅(qū)動滾筒的轉(zhuǎn)速 ,即:gn 由<>附錄八十七查的,取傳動滾筒直徑為 =400mm,尾筒也用同gD 樣的大小.滾筒的長度由膠帶的寬度決定. 滾筒的轉(zhuǎn)速: = =71.7r/mingDvn?60?4.135? 極距 : h= = =0.174m289g27. 因為 h < ,所以物料做離心卸載,符合要求. 3.3 傳動比的確定 總的傳動比 5.207.14?gdni 因此傳動裝置的傳動比約為 i=20.5,根據(jù)傳動比值可初步擬定以二級傳動,可將減 速器設(shè)計為二級展開式減速器。 即 21i?? 可取 =5 =4.1 此傳動比沒誤差1i =5 先取 21zi?81z9012??iz 取 .4303 8234 3.4 膠帶的參數(shù)確定 (1) 膠帶的分類 提升帶根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和帶芯材料可分為:帆布芯提升帶、EP 橡膠提升帶鋼絲繩 芯提升帶、PVC 整芯提升帶等。各種規(guī)格中還有不同等級的抗拉強度。 理論計算中安全系數(shù)的選擇要結(jié)合物料特性、裝載方式及卸載方式。對于采用挖 料式裝載時 ,主要為粉末狀、顆粒狀、小塊狀的無磨琢性的散狀物料 ,挖料時不會 產(chǎn)生很大的阻力 ,且畚斗間距較大,允許提升帶和畚斗的運行線速度較高 (一般可以 為 0. 8~3. 5 m /s) ,同時為避免超載和物料撒落 ,應(yīng)使挖取的物料面高度低于拉 緊輪軸所在的水平面 ,此時安全系數(shù)應(yīng)考慮取中間值;對于容重較大、磨琢性大的物 料 ,應(yīng)考慮采用流入式裝載方式 ,畚斗應(yīng)連續(xù)、密集地布置 ,并取較低的運行線速 度 (一般小于 1. 0m /s) ,且運動方向應(yīng)迎向物料流動方向 ,供料口下緣的位置要高 于拉緊輪軸所在的水平面,此時承受的沖擊載荷較大 ,安全系數(shù)應(yīng)考慮取高值。在提 升產(chǎn)量大 ,提升高度高 ,使用頻率高的高效提升設(shè)備上 ,應(yīng)優(yōu)先選用鋼絲繩芯提升 帶或高強度的 PVC 整芯提升帶 (2)膠帶的性能要求 提升帶作為承受負(fù)載的傳動帶 ,其性能要求與傳統(tǒng)的輸送帶在織物芯層的選擇、 橡膠的配方上有很大區(qū)別。提升帶除了應(yīng)具有足夠的經(jīng)向、緯向拉 伸強度外 ,還應(yīng)該有: ①定負(fù)荷延伸率低; ②優(yōu)異的耐磨性 ,使用壽命長; ③阻 燃、抗靜電 ,使用過程中安全性高; ④耐水、油、酸、堿性能優(yōu)異 ,防腐蝕、防霉?fàn)€ ,適 用性廣; ⑤具有優(yōu)異的螺栓栓固能力,適合畚斗的安裝; ⑥對于與食品、飼料等有衛(wèi)生 要求的物料接觸時應(yīng)符合 FDA 衛(wèi)生安全認(rèn)證。 (3)膠帶在工作過程中的常見問題及解決辦法 A. 提升帶跑偏 (1)提升機在安裝時機筒中心線的垂直度偏差過大 ,要求調(diào)整機筒聯(lián)接法蘭 ,校正 垂直度; (2)主動輪軸的水平度偏差過大 ,墊整軸承座; (3)主、從動輪不在一個垂直投影面上 ,可以將下軸承座改為外伸式軸承座 ,軸向 或徑向移動都很方便 ,便于安裝調(diào)節(jié); (4)提升帶彎曲 ,更換提升帶或?qū)澢鷩?yán)重的部分打斷重新接頭校直; (5)頭輪為直筒式 ,物料進料不均勻時出現(xiàn)跑偏 ,將頭輪換成鼓狀結(jié)構(gòu) ,同時在進 料口處增加節(jié)料擋板 (6)增加跑偏、失速監(jiān)控裝置 ,及時采集設(shè)備運行信息 ,及時檢查調(diào)整。 B.提升帶的張緊故障 (1)提升帶在使用過程中隨時間增長而被拉長 ,首先調(diào)節(jié)張緊機構(gòu) ,當(dāng)超出張緊 行程時 ,提升帶未能被張緊 ,斗式提升機便會發(fā)生堵塞、產(chǎn)量降低、傳動打滑、 嚴(yán)重的會將提升帶燒斷 ,針對這些問題可采取“縮帶法 ”,去除被拉長部分 ,重 新調(diào)整; (2)選擇定負(fù)荷延伸率低的 PVC 整芯提升帶或 EP 橡膠提升帶。 C.提升帶的斷裂 (1)提升帶正常運行時發(fā)生斷裂屬于設(shè)計選型問題 ,應(yīng)重新計算更換拉伸強度符合 要求的提升帶; (2)提升帶正常運行時接頭處斷裂是由于接頭方式不合理造成的 ,應(yīng)將螺釘搭接的 形式改為皮帶聯(lián)接器的形式 ,提高接頭處聯(lián)接強度; (3)超負(fù)載異常斷裂時 ,應(yīng)檢查進料口的料量和相關(guān)配件的質(zhì)量及運行情況 ,及時 調(diào)整更換。 由<>5-31 式,芯層數(shù) (3.5)1.231502415????GDi 取 =3i 膠帶的寬度通常比斗寬 25—150 mm , 即: = —150)=425—550mm/B25(? 其中, :為斗寬(mm) :為膠帶的寬度(mm)/ 由《起重機械計算》附錄八十七,取膠帶寬度 =500mm 因此選用鋼芯膠帶/B 3.5 料斗的參數(shù)確定 料斗的提升速度不但影響生產(chǎn)率,還影響卸料,應(yīng)根據(jù)輸送物料的不同進行選用 比。事實上,料斗的提升速度是否恰當(dāng),不但影響生產(chǎn)率,同時對卸料影響也較大。 實驗證過低,斗式提升機的產(chǎn)量難以提高。并且,料斗中物料所受離心力較小,主要 受自身重力的作用間距稍大時,部分物料會從頭部散落到提升筒體內(nèi),而不能被拋向 出料口,影響斗式提升機的生重時甚至?xí)霈F(xiàn)堵塞現(xiàn)象。當(dāng)提升速度過高,有料料斗 繞上上滾筒時,料斗中物料所受離心力于流散性好的物料,部分會被過早地拋出料斗, 與頭部機殼碰撞后散落到筒體中;對于流散性料(如潮濕的粉料),部分會貼住料斗外側(cè) 不易拋出造成返料,斗式提升機生產(chǎn)率也會降低。因速度應(yīng)根據(jù)輸送物料的不同進行 選用。 實踐證明,輸送干燥、流散性好的物料易倒空,為提高生產(chǎn)率提升速度可選用大 一些,一般以 2m/s 為宜(采用離心式卸料);輸送潮濕、流散性不良的物料,一般提升 速度以 0.6 一 0.8m/s 用離心一重力式卸料)。 (2)應(yīng)依據(jù)物料特性和提升速度選擇斗型,并控制單位長度的料斗數(shù)量,來保證斗 式提升機。料斗容積的變化(即型號不同)會影響斗式提升機的生產(chǎn)率。在提升帶寬度 相同的條件下,容積較大。因此,相同型號的斗式提升機采用深料斗時,生產(chǎn)率較高。 但斗型的選擇主要依據(jù)和提升速度。一般,深料斗用于輸送干燥、流散性好的物料, 淺料斗用于提升潮濕、流散性不;提升速度較低時可用深料斗,提升速度較高時宜用淺 料斗,這樣有利于提高斗式提升機的生產(chǎn)單位長度上料斗數(shù)量的多少,也會直接影響 斗式提升機的生產(chǎn)率,同時對料斗的充填系數(shù)。從生產(chǎn)率計算公式可以看出,單位長 度上料斗數(shù)量越多生產(chǎn)率越高;但另一方面,單位長度量過多,又會降低料斗的充填系 數(shù),使生產(chǎn)率降低。目前大多數(shù)斗式提升機采用提高提升速度、位長度上的料斗數(shù)量, 來保證斗式提升機的生產(chǎn)率。通常輸送粉狀、顆粒狀物料,每米長度安裝料斗;輸送塊 狀物料,每米長度上安裝 3 一 4 個料斗,從實際使用效果來看,這樣的布置是合理的。 由于設(shè)計 TDG400,料斗寬度為 400 mm,由《運輸機械設(shè)計手冊》表 14—42???查的料斗的容量 16 ,斗距為 410mm.。?iL 4 減速器的設(shè)計 減速器的設(shè)計主要包括,傳動件的設(shè)計,齒輪,軸。支撐件的設(shè)計,包括箱座, 箱蓋,軸承的選擇等。 4.1 相關(guān)參數(shù)的計算 (1) 計算各軸轉(zhuǎn)速 min/147001rnid? =12ii/295 in/7..423rin? 式中: ———分別為各軸的轉(zhuǎn)速 (r/min)31, ———分別為各軸傳動比20i —— 為電動機的轉(zhuǎn)速(r/min)dn (2)計算各軸功率 =18.5 0.98=18.13(KW)1?dp?? = =18.13 0.97=17.59(KW)2P =17.59 0.97=17.06(KW) 3 式中: ——為各軸的功率 (kw)21,p ——為電動機功率 (kw )d — 為聯(lián)軸器的傳動效率,查〈〈機械設(shè)計手冊〉 〉取 =0.981? 1? ——均為齒輪傳動效率 ,查〈〈機械設(shè)計手冊〉 〉取 =0.9832, 32? (3)各軸的轉(zhuǎn)矩 )(19.20475.8905NmnPTdd ??? = =011?iTd?98.0.2?)(.17Nm 3572 ? )(.2.43.5233i 式中: —— 分別為各軸的轉(zhuǎn)矩(Nm) 1,T ——為電動機到軸 1 的傳動效率0? ——為軸 1 到軸 2 之間的傳動效率12 ——為軸 2 到軸 3 之間的傳動效率3 4.2 齒輪的設(shè)計計算 4.2.1 z1,z2 齒輪的計算 1.精度等級,材料和齒數(shù) 1) , 采用斜齒輪傳動,因為斜齒輪平穩(wěn),沒沖擊。z2 2)精度等級選為 7 級; 3)選小齒輪材料為 40 (調(diào)質(zhì)) ,硬度 280HBS,大齒輪的材料為 45(調(diào)rC 質(zhì))硬度 240HBS。 4)初選小齒輪齒數(shù) =18,則 =901z2z 5)選螺旋角。 初選螺旋角 ?4?? 2 按齒面接觸強度設(shè)計 由 〈〈機械設(shè)計〉 〉計算公式(10-9a)進行試算,即: })][(1{2311 HEadt ZiTk?????? (4.1) a. 確定公式中的各計算數(shù)值: 1) 試選, =1.6。tK 2)由〈〈機械設(shè)計〉 〉圖 10—30 選取區(qū)域系數(shù) =2.43HZ 3)由〈〈機械設(shè)計〉 〉圖 10—26 查得 =0.75 =0.821a?2a? 4)由〈〈機械設(shè)計〉 〉圖 10—21d 查的小齒輪的接觸疲勞強度極限 =600M 大齒輪的接觸疲勞強度極限 =5501limH?ap2limH? 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1 由式 10—12 得 =540M aHNHMPsK609.][1lim1???a [ =522.5 Ma5.2]li2 a 5)許用接觸應(yīng)力 2/)][(][1HH???? =(540+522.5 )/2 =531.25M aP 6) 軸 1 的轉(zhuǎn)矩 =117.8N m 1T 7) 由〈〈機械設(shè)計〉 〉表 10—7 選齒寬系數(shù) =1d? 8)由〈〈機械設(shè)計〉 〉表 10—6 查的材料的彈性影響系數(shù)為 M8.19?EZ2/1Pa b. 計算 1)計算小齒輪分度圓直徑 ,由計算公式得td1 3 2 251 .317. )8.94()086.2????t =60.1mm 2) 計算圓周速度 v= =106?ndt?60147..3? =4.6m/s 3)計算齒寬 b 及模數(shù) ntm =1 =60.1 1td???.60m = =nt1coszt?239.84cos.? mhnt .7.325.?? 4.9.760b 4)計算重合度 ?? ???tgzd138.0? =0.318 4? =1.43 5)計算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) =1A 根據(jù) v=4.6m/s,7 級精度。由《機械設(shè)計 》圖 10—8 查的動載荷系數(shù) =1.12;由表 10—4 查得 的計算公式如下:V ?h bKdH 3210.)6.01(8.2.1???????? =1.12+0.18 63? =1.42 由《機械設(shè)計》圖 10—13 查得 24.1??FK 由《機械設(shè)計》表 10—3 查得 3.??H HVA? =1 .142.? =2.07 6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑,由《機械設(shè)計》 公式(10 —10a )得: 3316.1072.??ttKd =65.49m 計算模數(shù) =3.53184cos9.65cos1?zmn? 3 按齒根彎曲強度設(shè)計 由《機械設(shè)計》10—17 式得: ][21 2FadSanzYCOKTm????? (4.2) a. 確定計算參數(shù) 1)計算載荷系數(shù) ??FVAK? = 3.124.1? =1.81 2)根據(jù)縱向重合度 =1.43,從圖 10—28 查得螺旋角影響系數(shù)?? 94.0??Y 3)計算當(dāng)量齒數(shù) = =19.7231coszv?483 =98.690332?zv 4)查齒形系數(shù) 由《機械設(shè)計》表 10—5.查得 ,82.1?FaY19.2?FaY 5)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機械設(shè)計》表 10—5 查得 ,54.1sa78.2sa 6) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由《機械設(shè)計》式(10-12)得,4.?s MPaSKFENF 57.30.1850][11 ??? FEF 8.24.][22? 7)計算大小齒輪的 ,加以比較][FSaY? 013.57.381?? 6..29][?FSaY 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計計算,將數(shù)值代入 4.2 式: 30.216.57.18)4(cos90.1.232203 ?????nm 對比結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),則nm 取 已可滿足彎曲強度,但為了同時滿足接觸疲勞強度,需按接觸疲勞強度可得0.?n 的分度圓直徑 。md49.651? 于是由 18.234cos.cos01 ??nz? 取 ,則21?052 幾何計算 計算中心距 78.194cos23)051(cos)(21 ??????nmza 將中心距圓整取為 195mm。 按圓整后的中心距修正螺旋角 021 25.14923)01(arcos)(arcos ??????zn? 因 值改變不多,故參數(shù) , , 等不必修正。a??KHZ , 的參數(shù)如下:1z2 分度圓直徑 dmmzn652.14cos301??? n.2? 計算齒寬: db651???? 圓整后取 ,mB65270 表 4.1 z1,z2 的參數(shù)如下 名 稱 符號 結(jié)果 螺旋角 ? ?25.14 法面模數(shù) n 3 法面壓力角 ? ?0 法面齒頂高系數(shù) *anh 1 法面頂間系數(shù) c 0.25 齒頂高 *anam? mha321? 齒根高 )(*nanf chm??mhf75.321? 分度圓直徑 ?cos/zdn d621 齒頂圓直徑 aah2?? ma3721? 齒根圓直徑 ffd? df5.721 齒寬 B mB6021? 4.2.2 z3,z4 齒輪計算 1.精度等級,材料和齒數(shù) 1) , 采用斜齒輪傳動,因為斜齒輪平穩(wěn),沒沖擊。3z4 2)精度等級選為 7 級; 3)選小齒輪材料為 40 (調(diào)質(zhì)) ,硬度 280HBS,大齒輪的材料為 45(調(diào)質(zhì))硬rC 度 240HBS。 4)初選小齒輪齒數(shù) =20,則 =821z2z 5)選螺旋角。 初選螺旋角 ?4?? 2 按齒面接觸強度設(shè)計 由 〈〈機械設(shè)計〉 〉計算公式(10-9a)進行試算,即: })][(1{2311 HEadt ZiTk?????? (4.3) a. 確定公式中的各計算數(shù)值: 1) 試選, =1.6。tK 2)由〈〈機械設(shè)計〉 〉圖 10—30 選取區(qū)域系數(shù) =2.43HZ 3)由〈〈機械設(shè)計〉 〉圖 10—26 查得 =0.78 , =0.841a?2a? 62.?? 4)由〈〈機械設(shè)計〉 〉圖 10—21d 查的小齒輪的接觸疲勞強度極限 =600M1limH? ,大齒輪的接觸疲勞強度極限 =550ap 2limH? 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1 由式 10—12 得 =540MaHNHMPsK609.][1lim1???a [ =522.5 Ma5.2]li2 aP 5)許用接觸應(yīng)力 2/)][(][1HH???? =(540+522.5)/2 =531.25M aP 6) 軸 2 的轉(zhuǎn)矩 =571.3N m 2T 7) 由〈〈機械設(shè)計〉 〉表 10—7 選齒寬系數(shù) =1d? 8)由〈〈機械設(shè)計〉 〉表 10—6 查的材料的彈性影響系數(shù)為 M8.19?EZ2/1Pa b. 計算 1)計算小齒輪分度圓直徑 ,由計算公式 4.3 得td1 3 2 251 5.31.47)8.9()(03.62????t =101.9mm 2) 計算圓周速度 v= =1062?ndt?60294.1.3? =1.57m/s 3)計算齒寬 b 及模數(shù) ntm =1 =101.9 td1???9.0m = =nt3coszt?9.421cos? mhnt 05..52.?? .90.1b 4)計算縱向重合度 ?? ????tgzd138.0? =0.318 =1.8942? 5)計算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) =1A 根據(jù) v=1.57 m/s,7 級精度。由《機械設(shè)計 》圖 10—8 查的動載荷系數(shù) =1.08;由表 10—4 查得 的計算公式如下:V ?h bKdH 3210.)6.01(8.2.1???????? =1.12+0.18 93? = 1.43 由《機械設(shè)計》圖 10—13 查得 24.1??FK 由《機械設(shè)計》表 10—3 查得 3.??H HVA? =1 4.108.? =2.21 6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑,由《機械設(shè)計》 公式(10 —10a )得: 3316.129.0??ttKd =113.48m 計算模數(shù) =5.5204cos8.cos3?zmn? 3 按齒根彎曲強度設(shè)計 由《機械設(shè)計》10—17 式得: ][23 2FadSanzYCOKTm????? (4.4) a. 確定計算參數(shù) 1)計算載荷系數(shù) ??FVAK? = =1.81 3.12408.1? 2)根據(jù)縱向重合度 =1.89,從圖 10—28 查得螺旋角影響系數(shù)?? 84.0??Y 3)計算當(dāng)量齒數(shù) = =21.89?31coszv?14203 =89.783342zv 4)查齒形系數(shù) 由《機械設(shè)計》表 10—5.查得 ,72.1?FaY2.?FaY 5)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機械設(shè)計》表 10—5 查得 ,5.1sa78.12sa 6) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由《機械設(shè)計》式(10-12)得,4.?s MPaSKFENF 8.23.108][22??? 7)計算大小齒輪的 ,加以比較][FaY 014.57.32][1??FSa? 6.8.][2FSaY 齒輪的數(shù)值大。4z 按 設(shè)計計算,代入公式 4.4 得: 45.3016.62.10)4(cos83.5781.23 2?????nm 對比結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),則nm 取 已可滿足彎曲強度,但為了同時滿足接觸疲勞強度,需按接觸疲勞強度可0.4?n 得的分度圓直徑 。d48.13 于是由 2.741cos8.3cos031 ???nmdz? 圓整后取 ,則273z 幾何計算 計算中心距 man 4.281cos2)07(cos)(43 ??????? 將中心距圓整取為 。m28 按圓整后的中心距修正螺旋角 043 9.14285)7(arcos)(arcos ??????zn? 因 值改變不多,故參數(shù) , , 等不必修正。a??KHZ , 的參數(shù)如下:3z4 分度圓直徑 dmmzn129.4cos703??? n56.4? 計算齒寬: db7163???? 圓整后取 ,mB15420 表 4.2 斜齒輪 , 的參數(shù)如下3z4 名 稱 符號 結(jié)果 螺旋角 ? ?9.14 法面模數(shù) n 4 法面壓力角 ? ?20 法面齒頂高系數(shù) *anh 1 法面頂間系數(shù) c 0.25 齒頂高 *anam? mha43? 齒根高 )(*nanf ch?f543 分度圓直徑 ?cos/zmdn? md456 123? 齒頂圓直徑 aah2? a043 齒根圓直徑 ffd??mdf61243? 齒寬 B B15043 4.2.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 通過齒輪傳動的強度設(shè)計計算后,只要確定出齒輪的主要尺寸后,如尺寸,模數(shù), 齒寬,螺旋角,分度圓直徑就可以對齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與幾何尺寸有關(guān),進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須考慮各方面