TB250型单链斗式提升机说明书

摘要

TB型单板链斗式提升机，用于输送堆积密度小于2t/m³的中、大块磨琢性物料，温度不超过250℃。

本次毕业设计设计的TB250型单板链斗提机提升的高度为20米，输送能力为35t/h。所运的物料为较大块的、有磨琢性的流动性不好的物料，物料的密度为1.5t/m³。

本斗式提升机采用流入式、掏取式、混合式中的流入式装载，离心式、重力式、混合式中的重力式卸载。张紧方式采用螺旋式、弹簧式、重锤式三种张紧方式中的弹簧式。

由电动机、减速器、逆止器或制动器及联轴器组成驱动装置。驱动主轴上装有链轮。为了使结构更加紧凑，进一步节省占地面积，采用直连式电动机，即电动机与减速器直接相联，还采用了带制动轮式联轴器，以达到代替逆止器的作用。

提升机的斗距为200mm，斗容为3md³，料斗运行速度为0.5m/s，主轴转速为24.71r/min。

为了出现故障时使拆卸更加的方便，在斗式提升机的上部设置了一块可拆的挡板。为了使轴承的定位更加的方便，选用了带座的外球面球轴承。在上部，轴承及电动机的下部均设置了支架来固定轴承及电动机。 关键词 : 斗提机；滚子链；链轮；逆止器

Abstract

This graduation designs the TB250 type plank type set tube of design to roll the son chain Bucket Elevator to lift the height that the machine promote as 15 meters, Transport the ability is a 20 t/ h. The material carry for compare the big piece of, whet carve mobility not good of material, the density of the material is 1.4 ts/ m³.

This type bucket elevator promote the machine adoption flows into the type, take type of drawing out , the admixture type of afflux type load, leave the heart type, gravity type, the gravity in the admixture type to unload. Bring to the stretch the spiral type, spring coil type, heavy hammer type of the way adoption three kinds of bring to the stretch the spring coil type in the way.

From the electric motor, decelerate the machine, negative machine or make to move the machine and join stalk machines to constitute to drive the device. Drive the principal axis to have the chain round up.Structure for make more tightly packed, further save to cover the area, the adoption keep even the type electric motor, namely electric motor and decelerate the machine directly and mutually jioned , still adopted to take to make to move a type jioning stalk machine, to attain replace negative the function of the machine.

The bucket that promotes the machine is apart from for the 200 mms, the bucket permits for the 3 md3s, anticipating the bucket movement speed as 0.5 ms/ s, the principal axis turn is a 24.71 rs/ min soon.

For appearing to break down make dismantle the convenience unload more, promoted the upper part of the machine to establish a cake of and can dismantle in the type of bucket of block the plank. The fixed position of the bearings for make more of convenience, chose to use to take outside surface of sphere ball bearings of. At the upper part, the lower part of the bearings and electric motor all establishes the support to fix the bearings and electric motors. Key Word: Bucket Elevator；Roller chain；Chain round；Backspin stop machine

目录

第一章 绪论 .............................................................. 1 1.1 方案比较 .............................................................. 2 1.1.1斗式提升机的分类 .................................................... 2 1.1.2斗式提升机的构造： .................................................. 4 第二章 斗式提升机的设计计算 .............................................. 5 2.1 输送能力的计算 ........................................................ 5 2.2 料斗的设计及装载卸载方式的选择 ....................................... 6 2.3 运行阻力和驱动功率的计算 ............................................. 8 2.4 电动机的选择与固定 ................................................... 9 2.5 轴的设计 ............................................................ 10 2.6链轮的设计 ........................................................... 16 2.7 壳体的设计 ........................................................... 18 2.8选择减速器和驱动链轮轴联接的联轴器 ................................... 19 2.9轴承轴承座的选取与固定 ............................................... 19 2.10斗式提升机弹簧式拉紧装置设计 ........................................ 20 2.11键的选取与校核 ...................................................... 21 第三章 斗式提升机的安装 ................................................. 23 3.1基础划线 ............................................................. 23 3.2机壳安装 ............................................................. 23 3.2.1吊装法 ............................................................. 23 3.2.2倒装法 ............................................................. 23 3.2.3正装法 ............................................................. 24 3.3传动链轮和改向链轮的安装 ............................................. 24 3.4链条及链斗的安装 ..................................................... 25 3.5上机壳盖子的安装 ..................................................... 25 3.6传动装置安装 ......................................................... 25 3.7固定架的安装 ......................................................... 25 3.8斗式提升机的调整试运转 ............................................... 26

3.8.1试运转前的检查 ..................................................... 26 3.8.2试运转的要求 ....................................................... 26 3.8.3钩头重力斗式提升机的安装 ........................................... 26 第四章 斗式提升机运行中的事故分析与处理 ................................. 27 4.1运转时发生异常音响 ................................................... 27 4.2电动机机座振动 ....................................................... 27 4.3漏灰 ................................................................. 27 结论 .................................................................... 28 参考文献 ................................................................ 29 致谢 .................................................................... 30 附录一 中文译文...........................................................i 附录二 外文资料原文…...................................................vii

TB250型单板链斗式提升机设计

第一章 绪论

改革开放以来，我国建筑业蓬勃发展，城市面貌日新月异。但是不可否认的是，与建筑业迅猛发展的同时，也必不可免地产生两个日趋严重的、且与“可持续发展理念”相悖的问题：一是建筑材料的用量日益增大（如混凝土、砖、砌块、砂浆等），导致地球原生资源（矿石、粘土、河砂等）逐渐减少；二是产生愈来愈多的建筑垃圾，侵占空间，造成污染，恶化人居生存环境。

我国建筑垃圾产量一般为城市垃圾总量的30%~40%,每年产生量达4000~5000万吨.。特别是近几年来，各大城市加快了城市改造步伐，每年都要进行大量的旧建筑拆迁工作，因此上述问题就显得更为严重和突出。如不尽快解决建筑垃圾的处理问题，必定后患无穷。

建筑垃圾的组分中，绝大多数是可以作为再生资源重新利用的。特别是占建筑垃圾总量70%~80%的废旧混凝土、砖块、碎石、渣土、废旧砂浆等无机物质，经过适当的技术手段，完全可以制成再生建筑材料，应用到建筑工程中。这样既可以节省地球原生资源，又可以减少建筑垃圾对人类造成的危害，改善人居环境。

国内外关于建筑垃圾再生资源利用的研究成果，主要集中在利用建筑垃圾作为骨料制作再生混凝土方面。而利用建筑垃圾直接制作墙体材料的研究成果相对较少，特别是关于建筑垃圾微粉（粒径在毫米级以下）资源化的再生利用研究，国内外均处于刚刚起步阶段。根据日本等国学者的研究结果，固体物质被粉碎成微粉状态时，会产生机械—化学效应，物质的某些物理性质（如比表面积、溶解性、溶解速度、和易性等）将会得到改善，有助于与其他物质结合与密实，可以开发出强度高和节能性好的新型建筑材料，如砌块、隔墙板等。

为实现将建筑垃圾碎块变成粉末，需要使用输送、选分、破碎、粉磨等多种机械设备。“建筑垃圾微粉资源化技术装备设计”课题组分为12个子题目，共同完成其中大部分机械设备的设计。

本人的设计题目是TB250型斗式提升机，该设备在“建筑垃圾微粉化”的工艺过程中所起的作用是物料的垂直运输方面。

1.1 方案比较

本次设计的中心题目是建筑垃圾微粉资源化，本人负责提升机的设计，可供选择的提升机及其特点如下。

斗式提升机（简称为斗提机）用于竖直或大倾角（δ>70º）线路上输送粉状、颗粒粒状物料。一般情况下多采用垂直的斗提机，当垂直的斗提机不能满足特殊工艺要求时采用倾斜的。由于倾斜式斗提机的牵引构件在垂度过大时需要增设支撑的装置，而使结构复杂，因此一般很少用。

斗式提升机用固接着一系列料斗的牵引件（胶带或链条）环绕它的上驱动滚筒或链轮，与下张紧滚筒或链轮构成具有上升分支和下降分支的闭合环路。斗式提升机的驱动装置装在上部，使牵引件获得张力；张紧装置装在底部，使牵引件获得必要的初张力。物料从底部装载，上部卸载。除驱动装置外，其余部件均装在封闭的罩壳内。

斗式提升机的突出优点是在提升高度确定后输送线路最短占地少，横断面小，结构紧凑，有罩壳封闭，不扬灰尘，有利环保。但是，斗式提升机输送物料品种受限制，对过载敏感，供料要求均匀，使用链条较使用胶带易于磨损。

斗式提升机可用于运送粒状，和块状物料，在建筑材料、耐火材料、矿山运输及粮食加工等行业获得广泛应用。斗式提升机的输送能力一般在300m³/h以；提升高度一般在40m以下，最大可达350m。由于斗式提升机的单机输送能力和提升高度大，因而常用作工业企业物流机械化系统中的重要提升机械。

1.1.1斗式提升机的分类

（1）按安装的方式不同分为垂直式、倾斜式。

（2）按卸载方式的不同分为离心式、离心重力式、重力式。 （3）按装载方式的不同可分为掏取式和流入式。 （4）按牵引件的不同可分为带式和链式。

（5）按卸载位置不同可分为外斗式斗提机和内斗式斗提机。

斗式提升机应用最广的是带式（TD）、圆环链式（TH）和板式套筒滚子链式（TB）三种型式。

TD型带式斗提机，采用离心式卸载方式或混合式卸载方式，适用于输送堆积密度小于1.5t/m³的粉状、粒状、小块状的无磨琢性物料，物料温度不超过60℃；当物料温度在60℃-200℃时，应采用耐热橡胶带。

TH型圆环链斗提机，采用混合式或重力式卸载方式，用于输送堆积密度小于1.5t/m³的粉状、粒状、小块状的无磨琢性、半磨琢性物料，温度不超过250℃。

TB型板式套筒滚子链斗提机，用于输送堆积密度小于2t/m³的中、大块磨琢性物料，温度不超过250℃。

随着工业企业物流机械化技术的发展，在总体布置中占地很小的斗式提升机具有广阔的应用前景。采用增加输送速度和加大料斗宽度的方法，可使输送能力增至1350m³/h，胶带速度可至5m/s，链条速度也可达1.4 m/s，斗宽可达1500mm，也可采用双排料斗。由于使用钢绳芯胶带和使用小斗式斗提机向主提升机供料，使斗式提升机的提升高度可达350m。为保证斗式提升机运转正常，可采用多种监控设备。

斗式提升机的装载分为注入式、挖取式及混合式三种。散状物料通过装载槽装入斗式提升机的底部。大块物料的装载常对斗产生冲击和阻塞，不宜使用斗式提升机。

注入式装载：料斗在牵引件上密集布置的斗式提升机多采用注入式装料。为减轻注入时的冲击，避免物料从料斗弹出，散料应以微小的速度均匀地落入迎面而来的料斗中，以形成比较稳定的连续物流。如不能保证均匀供料，需加装给料器，如往复式给料器。装料口的下边位置要有一定的高度。注入式装载的斗式提升机运行速度比较低，一般不超过1 m/s，适用于输送块度较大和磨琢性的物料。

挖取式装载：料斗在牵引件上布置稀疏的斗式提升机多采用挖取式装料。挖取时，斗式提升机底部阻力显著增大。采用挖取式装料的带式斗提机的底部应设置与料斗运转轨迹相配合的挖取槽底。在装料处的料斗群旁用侧挡板罩住，可防止物料跑出。完全采用挖取方式装料的只能用于输送粉状及小颗粒流动性良好的物料的场合，料斗运行速度在2 m/s以下。

混合式装载：料斗在牵引件上布置稀疏时，注入在两料斗之间的物料将跌落并集结于斗提机的底部。该部分物料将被料斗挖取，于是形成兼有注入与挖取的混合式装载方式。

斗式提升机的卸载方式有离心式、重力式和混合式三种。

重力式卸载：料斗内物料颗粒向料斗的内边移动，物料颗粒受重力影响卸出，故称重力式卸载。

重力式卸载一般用链条作牵引件，也可用橡胶带。在输送灼热物料时，应采用耐热橡胶带。在满足重力式卸载的条件下，料斗在牵引件上可密集布置或稀疏布置，用于堆积密度大、有磨琢性的物料。选用速度较低，一般取0.4—0.8m/s。

离心式卸载：料斗内物料向料斗外边移动，物料受离心力的影响而抛出，故称离心式卸载。

离心式卸载多用胶带作牵引件，料斗多为稀疏布置，也可密集布置，用于流动性良好的粉末状、小颗粒物料，速度可取1—3.5m/s。

混合式卸载：颗粒所受重力值和离心力值差异很小，料斗内物料一部分沿料斗外边卸出，一部分沿料斗内边卸出，故称混合式卸载。多用链条作牵引件，料斗稀疏布置，用于流动性不好的粉末状或含水物料。速度介于上述两种之间，可取0.6—1.6m/s。

斗式提升机上升（有载）分支和下降（无载）分支的布置可表达其卸载特点。高速斗式提升机的上升与下降分支牵引件平行，低速斗式提升机两分支可以变窄，或牵引件具有弯折段。斗式提升机分支也可以倾斜布置，此时有载分支应有支承。特殊结构型式的低速斗式提升机可在两分支中卸载（即内斗式提升机）。重力卸载时，散料由前料斗斗背的导槽间卸出。

1.1.2斗式提升机的构造：

（1）料斗：常用料斗有浅斗、深斗及带挡斗边之分。浅斗适应潮湿和流动性良好的物料；深斗适应干燥和流动性好的物料；侧面有挡边、背面有导槽的料斗适应沉重的块状和脆性物料。具体型式有浅斗、圆弧斗、中深斗、角斗及梯形斗等。

卸载时，物料在料斗中的表面按对数螺线分布。设计离心卸载的料斗时，可将料斗外边的直线线段改用所运物料的对数螺线线段，以保证物料全部卸完。

（2）主要部件：由电动机、减速器、逆止器或制动器及联轴器组成驱动装置。驱动主轴上装有滚筒或链轮。大提升高度的斗式提升机采用液力偶合器或粉末联轴器，小提升高度时采用弹性联轴器。使用轴装式减速器可省去联轴器，简化安装工作，出现故障时装拆方便。滚筒与链的外缘采用可换外罩块，检修时不需拆卸主轴即可更换。

张紧装置有螺杆式、弹簧式和重锤式三种。带式斗提机的张紧滚筒也可制成鼠笼式罩壳，以防止散料粘集于滚筒上。

斗式提升机可采用整体罩壳，也可上升分支、下降分支分别设置罩壳。后者可防止两分支上下运动时在罩壳内空气扰动，避免粉尘爆炸。在罩壳上可设置吸尘装置联接法兰和窥孔。高速斗式提升机应注意头部抛料罩壳的设计。

掏取式和混合式卸料的斗式提升机应在底部设有料位指示器，以便在物料堆积高时自动报警。胶带可设防滑、防偏监控设备及运行速度监测器，保证斗式提升机运行正常。

第二章 斗式提升机的设计计算

由于本次设计所需的提升机提升的物料是磨琢性、流动性不好的较大块物料，结合以上几点及指导老师的建议，选取TB型板式套筒滚子链斗提机作为本次设计的提升机械。

查《机械工程手册》第二版第十三卷得TB型板式套筒滚子链斗提机相关原始数据如下表所示。本次设计所需的提升机提升高度20m，输送能力35t/h，所以选TB250型板式套筒滚子链斗提机作为本次设计的提升机械。

表2-1

2.1输送能力的计算

Q=3.6i0vψγ/0.2 2-1 =3.6×3×0.5×0.7×1.5/0.2 =46.02 t/h

Q——输送能力（t/h）；

i0——料斗容积（dm³），其值见上表； v——料斗运行速度（m/s），其值见上表；

ψ——填充系数，查《运输机械手册》第二册表8-1-1得ψ=0.7； γ——物料容重（t/m³），此处为1.5t/m³。 Q实= Q/K =46.02/1.2 =38.35t/h > 35t/h

K ——供料不均匀系数，此处K=1.2。 能满足要求。

2.2料斗的设计及装载卸载方式的选择

角斗的结构型式如下图2-2：

图2-2

a≥ma′max =2.5×40 =100 mm 取a=130 mm。

a——料斗口尺寸（毫米）。

a′max ——被输送物料的最大块度的平均尺寸（毫米）。此处a′max=40 mm。 m——系数。查《运输机械手册》第二版第十三卷表8-1-2得m=2.5。

由上表得斗宽250 mm，斗容3md³，得h2=138 mm，再由构造设计得h1=190 mm ，

j=100 mm,g=20 mm,由于根据破断载荷选M112K1型链条，所以f=110 mm。

当料斗由直线提升运动变为旋转运动（料斗刚绕入驱动轮）后，料斗内的任一质点同时受到重力和离心力的作用。这两个力的合力的大小和方向都随着料斗的回转而改变。但是，不管料斗在任何一个位置上，如果将合力的作用线延长，则始终与斗提机中心线相交于同一点P，这个点称为极点。极点到回转中心的距离h称为极距。极距h按下式计算：

h=895/n² =895/24.71² =1.47m>r1=0.323m h——极距（米）；

n——驱动轮转速（转/分）。

料斗所受重力大于离心力，所以采用重力式卸载方式卸载。

如果r2<h<r1，则料斗所受重力和离心力相差无几，采用混合式卸载方式卸载；如果则料斗所受离心力大于重力，采用离心式卸载方式卸载。 r1——料斗边缘至回转中心的距离（毫米）； r2——齿顶圆半径（毫米）。

图2-3

2.3运行阻力和驱动功率的计算

图2-4

如图所示，其计算方法按连续输送机逐点张力计算法进行计算：

S2=S1+q0L（ωˊcosɑ-sinɑ） =200-20X36 =-340公斤

S2——尾轮趋入点处张力（公斤）； S1——初张力。此处取S1=200公斤；

q0——每米长度上牵引件和料斗的重量（公斤/米）。此处q0=36公斤；L——斗提机的倾斜长度（米）；此处L=H=20米； ωˊ——阻力系数。对滚子链取ωˊ=0.2； ɑ——斗提机对水平面的倾角（度），此处ɑ=90º。

S3=S2+0.1S2+Cq =-340+0.1×（-340）+2×22 =-330公斤

S3——尾轮奔离点张力（公斤）；

C——掏取系数之阻力。查《运输机械手册》第二册表8-1-3得C=2；q——每米长度上的物料重量（公斤/米），算得q=27公斤。

S4=S3+（q0+q）L（ωˊcosɑ+sinɑ） =-320+（36+22）×20 =540公斤

2-2 2-3 2-4

S4——驱动轮趋入点张力（公斤）。 链条式提升机驱动轮处的阻力：

W4-1=2.1S4dˊf1/D1+(2.1S4+q2)d1f2/D1 2-5 =2.1×540×15×0.4/386+（2.1×540+43.12）×0.2/386 =18.23公斤。 P= S4- S1+ W4-1 =540-200+18.23 =358.23公斤 斗提机的轴功率：

N0=PV/102 2-6 =358.23×0.5/102 =1.76KW

斗提机的电动机功率N=K1 N0/η =1.2×1.76/0.85 =2.47KW

K1——功率备用系数，此处取K1=1.2； η——传动效率，此处取η=0.85。 以上公式出自《运输机械手册》第二册。

2.4电动机的选择与固定

由电动机的功率N=2.47KW，同时为了是结构更加紧凑，节省空间，减小占地面积，故选择直连式电动机，即电动机与减速器连在一起，再由原始资料表中知主轴转速为24.71r/min，查《机械设计手册》第四版第五卷选YCJ200齿轮减速器三相异步电动机，输出功率为3KW，输出转速为24 r/min，可以满足要求。

在电动机的底部放置一由热轧工字型钢和热轧钢板焊接而成的支架，具体尺寸见图纸。

2.5轴的设计

图2-5

（1）选择轴的材料

选用45#钢，渗碳处理。 （2）估算轴危险截面直径

将轴看成两端铰接的梁，则轴上的受力情况如下图：

图2-6

由上图不难看出在与链轮配合处的轴段所受弯矩最大，其值：

Mmax=FrL/2 =P1L/4 =18096×627/4 =2822976N.mm =2822N.m

P1——物料、牵引件及料斗等重力的合力（N），经计算得P1=18096N Fr——轴承的支反力（N），经分析等于P1/2=9048N； L——两受力点间的距离（mm），由构造设计得L=627mm。

扭矩按毂的中点计算，所以

T=P（d2/2+t1/2） 2-8

2-7

=3582.3×（75/2+4.3/2） =142038.8N.mm =142N.m

P——斗提机的圆周力（N）；

t1——毂深，查《机械设计课程设计》表4.5-1得t1=4.3mm

剪力图、弯矩图及扭矩图如下：

图2-7

此轴为转轴，按弯扭合成计算与联轴器配合段轴径： 因为此轴既受弯矩又受扭矩 由公式知：

d 21.68M

2

( T)

2

1P

M─弯矩（计算得2822N.m） T─扭矩（计算得142N.m）

2-9

─校正系数（扭应力不变时取0.65）

1P

─轴的许用弯曲应力（查表得170MPa）

∴d =67.55 mm

此处开有键槽，轴径增大5﹪

d

,

=67.55×(1+0.05)=70.92mm

（3）精确强度校核计算

轴强度的精确校核是在轴的结构及其尺寸确定后进行的，通常采用安全系数校核法。轴的安全系数校核计算包括两个方面：疲劳强度安全系数和静强度安全系数校核。

①疲劳强度安全系数校核

疲劳强度安全系数校核的目的是校核轴对疲劳破坏的抵抗能力，它是在经过轴的初步计算和结构设计后，根据其实际尺寸，承受的弯矩、转矩图，考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素及轴材料的疲劳极限，计算轴的危险截面处的安全系数值是否满足许用安全系数值。

S=

S S S

2

S

2

SP

许用安全系数Sp

表2-8

a） S -只考虑弯矩作用时的安全系数

S =

k

1

2-10

m

a

1

—对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限， 1=210MPa； K

—弯曲时的有效应力集中系数，K =1.76；

—表面质量系数（ =1.9，渗碳处理）

； —弯曲时的尺寸影响系数， =0.81；

—-材料拉伸的平均应力折算系数； Ma—弯曲应力的应力幅， a=14.23 cm3 （

a

max

Z

Zd3

d t 2

p=

16

-

bt 2d

, b=20,t=12,）

m—弯曲应力的平均应力，0MPa（对称循环 ）

所以： S =

1

k=1.54

a

m

b）S -只考虑扭矩作用时的安全系数 S1

=

K

a m

1—对称循环应力下的材料扭转疲劳极限， 1=140MPa

K —扭转时的有效应力集中系数,K =1.54

—扭转时的尺寸影响系数, =0.76 —-扭转的平均应力折算系数

2-11

，

a—扭转应力的应力幅， a=51.44MPa（ a

bt d t 2d

2

max2

T2ZP

，

Zp=

d16

3

- , b=20,t=12,）；

m—扭转应力的平均应力，0MPa（对称循环 ）

所以：S =

1

K

=2.55

a m

S S S

2

综合2-10、2-11得：S=

S

2

=1.33

S SP(载荷确定精确，应力计算准确SP-按疲劳强度计算的许 用安全系数，见上表)； 所以疲劳强度满足条件 ②静强度安全系数校核

本方法的目的是校验轴对塑性变形的抵抗能力，即校核危险截面安全系数。 SS=

SS SS SS

2

2

SSP

SS

静强度的许用安全系数SSP

表2-9

a） 只考虑弯曲时的安全系数 SS =

M

Smax

2-12

Z

s ——材料的拉伸屈服点 s

=300 MPa

Z——轴危险截面的抗弯截面系数，14.23cm3 Mmax——轴危险截面上的最大弯矩2822N m 所以：S

SS =

M

=2.2

max

Z

b）只考虑扭转时的安全系数 S S

S =

T maxZ

p

s-材料的扭转屈服点，一般 s=0.60 s

ZP-轴危险截面的抗扭截面模数，ZP=6.065 Tmax-轴危险截面上的最大扭矩，142N m 所以： SS

S =

T=3.

maxZ

p

综合2-11、2-12得：SSS SS S=

1.7~2.2）S2

2

=3.5 SSP=（S

SS

所以满足静强度条件 ③轴的刚度校核

由于轴短，所以无须进行刚度校核

（4）轴伸处外伸轴径d （轴在此处仅受扭矩的作用）

d =17.2TI P

2-13

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mmni.html