品種鹽包裝生產(chǎn)線（斗式提升機）設(shè)計【爬坡輸送線】【說明書+SOLIDWORKS】

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For the traditional system，select a reasonable transmission，and then all of the transmission parts design．To improve the structure section，select a reasonable design，and design． 【Key Words】 Hoist，Bucket elevator，belt drive． 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 目 錄 1 緒 論 1 1.1 選題背景和意義 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 1.3 研究目的及內(nèi)容 2 2 整體方案設(shè)計 4 2.1 斗式提升機的功能設(shè)計 4 2.2 提升方案的設(shè)計 4 2.3 傳動方案的設(shè)計 5 3 斗式提升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 3.1 斗式提升機的結(jié)構(gòu) 6 3.2斗式提升機的裝料 6 3.3 帶傳動的強度設(shè)計 7 3.4 斗式提升機的卸料 7 4 主要零部件設(shè)計 11 4.1 減速電機的選用 11 4.2 軸的設(shè)計計算 12 4.3 軸承的設(shè)計計算 14 4.4 鍵的設(shè)計計算 15 4.4.1 鍵的選擇 15 4.4.2 鍵的強度校核 15 4.5 鏈傳動的設(shè)計計算 16 4.6 調(diào)節(jié)絲桿的設(shè)計 17 4.6.1 調(diào)節(jié)絲桿的設(shè)計與選型 17 4.6.2 伺服電機的選用 18 4.7 電動機的設(shè)計 19 5 總裝圖說明 23 結(jié) 論 24 參考文獻 25 附 錄 26 致 謝 30 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖目錄 圖目錄 圖2.1 提升示意圖 4 圖3.3 離心式 8 圖3.4 重力式 8 圖3.5 混合式 8 圖4.1 電動機的結(jié)構(gòu)尺寸 11 圖4.2 軸的彎扭分析 13 圖5.1 總裝配圖 19 附圖1 料斗 22 附圖2被動輥軸 22 附圖3 主動帶輪 23 附圖4 進料口 23 附圖5 主動鏈輪 24 附圖6調(diào)節(jié)絲桿 24 附圖7被動鏈輪 25 附圖8主動輥軸 25 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 表目錄 表目錄 表2.1 原始數(shù)據(jù) 3 表3.1 膠帆布平帶規(guī)格 6 表4.1 電動機性能數(shù)據(jù)表 10 表4.2 Y132S-4電機安裝及外形尺寸 10 表4.3 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) 16 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒 論 1.1 選題背景和意義 21世紀，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平不斷提高，人們對降低勞動強度、改善工作環(huán)境日益重視起來，一些生產(chǎn)設(shè)備也應(yīng)運而生。在品種鹽包裝生產(chǎn)線中各種設(shè)備得到運用，其中斗式提升機是一種非常重要的設(shè)備。 斗式提升機是一種固接在牽引件上的一系列料斗，在垂直方向內(nèi)或在很大傾斜角時輸送粉狀、顆粒狀及塊狀物料的輸送機，在建筑材料、耐火材料、機械鑄造、礦山運輸、食品加工等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。近年來隨著高強度牽引構(gòu)件的開發(fā)應(yīng)用，在很大程度上擴展了它的應(yīng)用范圍。為保證斗式提升機具有正常的工作條件，滿足生產(chǎn)的需要，必須合理地確定其主要參數(shù)，正確地選擇結(jié)構(gòu)類型、料斗的形狀和尺寸、運動速度以及適合于物料物理性質(zhì)和提升機工作條件的裝卸載方式等[1]。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 在JB/T3926.1999《垂直斗式提升機》標準中,斗式提升機是按牽引件分為三類： 帶式—TD型;圓環(huán)鏈式—TH型;板鏈式—TB型,隨著斗式提升機技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了更細的分類：帶式(膠帶，TD型;鋼絲膠帶，TDG/TDS型);鏈式(圓環(huán)鏈，TH/THG型;板鏈，NE/NSE/TB型;中央鏈，TBZ/ZYL型)[5]。帶式斗提機牽引件是EP膠帶和鋼絲膠帶，斗的運行速度在1.2-2m/s。采用料斗在物料中挖取式裝載，離心式卸料。適用于輸送粉末狀、顆粒狀和小塊狀物料。圓環(huán)鏈斗提機牽引件是圓環(huán)鏈條，斗的運行速度在1.5m/s以下。采用料斗在物料中挖取式裝載，以離心——重力式卸料。適用于輸送粉末狀、顆粒狀和塊狀物料。板鏈斗提機牽引件是板式套筒輥子鏈條，安裝在料斗兩側(cè)。斗的運行速度一般在1.0m/s以下。采用物料直接流入料斗式裝載，以重力式卸料。適用于輸送粉料、顆粒狀及100毫米以下大塊狀物料[6]。 斗式提升機還可以按以下分類：按安裝方式分為垂直式、傾斜式；按卸載特性分為離心式、離心一重力式、重力式；按裝載特性分為掏取式、流入式；按料斗形式分為深斗式、淺斗式等[7]。 垂直斗式提升機是在封閉的機殼內(nèi)連續(xù)提升粉末、顆?；蛐K狀物料的輸送設(shè)備。安裝在膠帶或鏈條上的料斗，通過驅(qū)動滾筒或傳動鏈輪自提升機的下部掏取或喂人物料，提升到上部卸料處，依靠離心力或重力拋出，完成輸送目的。斗式提升機因具有占地面積小、功率低、運行平穩(wěn)可靠、密封性能好、使用壽命長等優(yōu)點而被眾多廠家所選用。現(xiàn)將常用垂直斗式提升機選型方法介紹如下。 常用垂直斗式提升機的型號及結(jié)構(gòu)型式常用垂直斗式提升機按牽引件的構(gòu)造不同分為TD型、TGD型、TH型、NE型4種。按照斗型不同分為深斗、中深斗、淺斗和鱗斗幾種形式(一般情況下，淺料斗適宜于輸送較潮濕、易結(jié)塊、較難拋出的物料；深料斗適宜于輸送干燥、松散、易拋出的物料)。按取料方式不同可分為掏取式或喂人式裝載。根據(jù)不同機型和速度分為離心式卸料、離心重力式卸料(混合式)、重力式卸料(物料自重)3種形式[8]。 斗式提升機由上部區(qū)段、中部機殼、下部區(qū)段、驅(qū)動裝置和內(nèi)牽引件組成(見圖2.2)。上部區(qū)段由上部機殼、頭罩、傳動滾筒和傳動鏈輪組組成；中部機殼與上下部連接，起支撐防護和密封作用，分為標準節(jié)、非標準節(jié)和帶檢視門的標準節(jié)，有單通道和雙通道兩種形式(其中選雙通道主要是加強整機的中間節(jié)強度)；下部區(qū)段由下部機殼和拉緊滾子組或拉緊鏈輪組組成；驅(qū)動裝置由驅(qū)動平臺、電動機、減速器傳動件和逆止器等組成；內(nèi)牽引件由料斗、橡膠輸送帶或圓環(huán)鏈、套筒滾子鏈等組成[9]。 帶式斗式提升機 TD型帶式斗式提升機，以EP帶為牽引件，適用于輸送粉狀、顆粒狀及小塊狀的物料。 （1）輸送能力：可達到200m3/h，提升高度可達40米。 （2）按斗的寬度分，常用的規(guī)格有160、250、315、400、500和630等規(guī)格。 （3）物料的溫度，對普通橡膠帶不宜超過80℃；對耐熱橡膠帶不宜超過120℃。 鋼絲膠帶斗式提升機 為滿足國內(nèi)市場塒提升高度高，輸送墾大的需求，近1年來，臥鋼∞臟帶為牽引件，提升高超過百米的斗提機得到了應(yīng)用。 TDS型帶式斗式提升機，采用抗撕裂帶鋼絲膠帶，適用于輸送粉狀廈小顆粒狀的物料。 輸送能力：可達到800m3/h提升高度可達120米。 物料的溫度，對普通橡膠帶不宜超過60℃，對耐熱橡膠帶不宜超過120℃。 圓環(huán)鏈斗式提升機 TH型斗式提升機，以圓環(huán)鏈為牽引件，適用于輸送粉狀，粒狀及小塊狀的物料 （1）輸送能力：可達到150m3／h，提升高度可達40米。 （2）按斗的寬度分，常用的規(guī)格有250、315、400、500和630等規(guī)格。 （3）被輸送物料的溫度可以達到250℃[10]。 1.3 研究目的及內(nèi)容 目前國內(nèi)常用的斗式提升機均為垂直式，斗式提升機是數(shù)粒物料在垂直輸送中的首選設(shè)備有下列優(yōu)勢： （1）輸送能力大 （2）提升高度高 （3）占地面積小 （4）能耗低，運行經(jīng)濟性好 （5）密閉性好，有利環(huán)保 斗式提什機的輸送能力是它的輸送量大，提升高度[11]。 斗式提升機的市場主要是帶式和板鏈斗式提升機。帶式包括EP帶和鋼絲膠帶。 板鏈包括NE、NSE和中央鏈。中央鏈的市場份額叁擴大．替代部分NE、NSE和帶式斗提機。圓環(huán)鏈斗提機的市場份額會進一步縮小。一鋼絲膠帶q-提機和中央鏈斗提機在對各種類型的斗式提升機做了一個廣泛的介紹后，我們重點要講講這半年來發(fā)展較快的鋼絲腔帶斗提機和中央鏈提機。 未來采用小型斗式提升機對大型斗式提升機定量供料，使斗式提升機的輸送能力高達2000t/h,提升高度達到350m。；我國板鏈斗式提升機的發(fā)展相對較慢，而在國外尤其是日本、美國等國家制造的板鏈斗式提升機性能參數(shù)往往超過環(huán)鏈斗式提升機和膠帶斗式提升機，提升高度可達90m，輸送能力超過1500t/h，牽引構(gòu)件使用壽命可達10 年，應(yīng)用范圍很廣[12]。 高強度塑料畚斗是采用改性超高分子量聚合物注塑而成的，它具有高耐磨、高韌性、耐腐蝕、低溫性能好等諸多優(yōu)點，是用于糧食谷物類提升性價比較好的材料[13] 30 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 整體方案設(shè)計 2.1 斗式提升機的功能設(shè)計 品種鹽包裝生產(chǎn)線的工藝路線：叉車和懸臂吊短撥原料（噸袋包裝袋）→投料支架（噸袋投料口）→絞龍進料輸送→斗式提升（連續(xù)運行）→混合攪拌→螺旋水平輸送→刮板水平輸送→容積計量結(jié)構(gòu)計量50KG和1.8噸（同時計量）→50KG攪拌（3分鐘）和1.8噸計量→1.8噸攪拌（25分鐘）→放料進存料倉→小包裝機自動計量和包裝→出料皮帶輸出。在整條生產(chǎn)線中噸袋鹽在一樓供料，斗式提升機將食用和非食用原料鹽分別提升至13.5m層高度的臥式混料機里緩沖存料。在生產(chǎn)線中斗式提升機快速、穩(wěn)定的提升原料。 斗式提升機設(shè)計的原始數(shù)據(jù)： 表2.1 原始數(shù)據(jù) 輸送量 60噸/小時 畚斗運動速度 .2米/秒 輸送距離 8米 頭輪直徑 360毫米 頭輪轉(zhuǎn)速 60轉(zhuǎn)/分鐘 電動機轉(zhuǎn)速 1000轉(zhuǎn)/分鐘 2.2 提升方案的設(shè)計 此次設(shè)計的斗式提升機通過緊固在牽引件上的許多漏斗，并環(huán)繞在上部頭輪和下部尾輪之間，構(gòu)成閉合輪廓；驅(qū)動裝置與頭輪軸相連，是斗式提升機的動力部分，可以使頭輪軸轉(zhuǎn)動；張緊裝置和下部尾輪相連，使牽引件獲得必要的初張力，以維持牽引件正常運轉(zhuǎn)。物料從斗式提升機下部機殼的進料口進入物料，裝入料斗后，提升到頭部，在頭部沿出料口卸出，實現(xiàn)垂直方向輸送物料的目的。斗式提升機的料斗、牽引構(gòu)件及頭輪和尾輪等安裝在全封閉的機殼之內(nèi)。提升示意圖如圖2.1。 圖2.1 提升示意圖 2.3 傳動方案的設(shè)計 初步擬定的傳動方案，由減速電機驅(qū)動主動鏈輪，從動鏈輪與頭輪相連，使斗式提升機獲得動力并驅(qū)動運轉(zhuǎn)。張緊裝置與底輪相連，使牽引構(gòu)件獲得必要的初張力，以保證正常運轉(zhuǎn)。物料從提升機的底部供入，通過一系列料斗向上提升至頭部，并在該處實現(xiàn)卸載。 3 斗式提升機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 斗式提升機的結(jié)構(gòu) 此次設(shè)計的斗式提升機由上部區(qū)段、中部機殼、下部區(qū)段、驅(qū)動裝置和內(nèi)牽引件組成。上部區(qū)段由上部機殼、頭罩、主動輥軸組成；中部機殼與上下部連接，起支撐防護和密封作用；下部區(qū)段由下部機殼、從動輥軸、張緊裝置組成；驅(qū)動裝置由驅(qū)動平臺、電動機、減速器、傳動件和逆止器等組成；內(nèi)牽引件由料斗、橡膠輸送帶、套筒滾子鏈等組成。 3.2斗式提升機的裝料 提升機有很多，比如：垂直提升機、斗式提升機、液壓提升機、多功能提升機等，其中斗式提升機運用比較廣。斗式提升機主要由底座、中間殼體、頭部、驅(qū)動裝置、皮帶、畚斗組件、堵料、測速開關(guān)以及現(xiàn)場控制按鈕和遠程PLC控制等組成。中間殼體又分為檢修段(帶檢修門)、調(diào)偏段(帶寬一般大于650 mm)及中間段[2]。 斗式提升機是靠環(huán)繞在頭輪底輪上的牽引構(gòu)件連續(xù)運動通過固定在牽引構(gòu)件上的畚斗裝料提升和卸料來完成整個輸送過程牽引構(gòu)件可分為鏈式和帶式兩種本次所討論的是帶式提升機牽引構(gòu)件即為畚斗帶斗式提升機的工作過程可分為3個階段:畚斗裝料,畚斗提升和畚斗卸料無論何種斗式提升機高速或低速都要做到裝料充滿升料穩(wěn)定和卸料干凈[3]。 畚斗為降低牽引帶負荷，在輸送顆粒狀、散落性好及粉狀物料時，一般都選用高分子工程塑料畚斗，減輕自身重量，增大畚斗容積，提高輸送效率[4]。 (a) (b) (c) 圖2.1 斗式提升機工作方式示意圖 本設(shè)計中料斗的材料為品種鹽，所以采用挖取式裝載。 3.3 帶傳動的強度設(shè)計 由于帆布帶或橡膠帶運行時輕便、工作平穩(wěn)、噪音小和能采用較快的運轉(zhuǎn)速度而有較高的生產(chǎn)率。所以本機帶傳動中選用膠帆布平帶，膠帆布平帶由數(shù)層掛膠帆布粘合而成，有開邊式和包邊式。其主要特點為：抗拉強度較大，耐濕性好，價廉，耐熱，耐油性差，開邊式較柔軟。其主要應(yīng)用于V<30m/s，P<500kw，i<6（V為傳動線速度，P為傳動功率，i為傳動比）軸間距較大的傳動。膠帆布平帶的規(guī)格見表3.1。 表3.1 膠帆布平帶規(guī)格 膠帆布層數(shù) z 帶厚 δ 寬度范圍 b 最小帶輪直徑 膠帆布層數(shù) z 帶厚 δ 寬度范圍 b 最小帶輪直徑 推薦 許用 推薦 許用 3 3.6 16-20 160 112 11 13.2 355-500 560 450 4 4.8 20-315 224 160 12 14.4 630 500 5 6 63-315 280 200 寬度系列： 16 20 25 32 40 50 63 71 80 90 100 112 140 160 180 200 224 250 280 315 355 400 450 500 6 7.2 63-500 315 224 7 8.4 200-500 355 280 8 9.6 400 315 9 10.8 450 355 10 12 500 400 注：帶厚為參考尺寸。 根據(jù)要求選用膠帆布帶寬250mm、膠帆布層5。 使用時應(yīng)根據(jù)所需的長度截取，并將其端部聯(lián)接起來，其接頭形式主要分為兩種：第一種為硫化接頭，又可分為膠帆布平帶硫化接頭和錦綸片復(fù)合平帶硫化接頭。這兩中接頭特點是接頭平滑、可靠、聯(lián)接強度高，但聯(lián)接技術(shù)要求高；接頭效率80%-90%。應(yīng)用于不需經(jīng)常改接的高速大功率傳動和有張緊輪的傳動。第二種為機械接頭，又可分為帶扣接頭、鐵絲鉤接頭、螺栓接頭。其中前兩者聯(lián)接迅速、方便，其端部被削弱，運轉(zhuǎn)中有沖擊；接頭效率85%-90%，主要運用于經(jīng)常改接的小功率傳動，膠帆布平帶扣接頭V<20m/s,鐵絲鉤接頭V<25m/s。螺栓接頭聯(lián)接方便，接頭強度高，只能單面?zhèn)鲃?；接頭效率30%-65%，主要用于V<10m/s的大功率膠帆布帶傳動。 3.4 斗式提升機的卸料 物料從料斗中卸出的方式有三種：離心式、垂直式和混合式。屬于那種卸料方式，決定于驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速、半徑和料斗的尺寸。為了了解它們之間的關(guān)系，先對料斗中的物料受力進行分析。當料斗在直線區(qū)段做等速運動上升時，物料只受重力mg作用時，而當料斗繞入驅(qū)動鼓輪以后，料斗繞回轉(zhuǎn)中心（鼓輪中心）運動時，物料除受重力mg做用外，還受到離心力的作用。如圖3.2所示，重力和離心力的合力p的作用線與鼓輪的垂直中心線交于一點，稱為極點p，極點p到回轉(zhuǎn)中心的距離稱為極距h。 由于和相似可得 又因為： 所以： （3.1） 式子中， r------物料到回轉(zhuǎn)中心的距離 ------驅(qū)動鼓輪的角速度 （rad/s） ------驅(qū)動鼓輪的轉(zhuǎn)速 （r/s） -----重力加速度 （m/s2） 由上式可以知道，極距h大小只與驅(qū)動鼓輪的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與料斗的位置以及物料的位置無關(guān)。當驅(qū)動輪當轉(zhuǎn)速一定時，h為定值，極點p的位置固定不變。轉(zhuǎn)速n增大，極距h將減小，離心力與重力的比值增大；而隨著轉(zhuǎn)速n的減小，極距h將逐漸加大，重力與離心力的比值就要增大。 小判斷。當（鼓輪半徑），既極點位置在驅(qū)動輪的圓周以內(nèi)時如圖3.2，離心力遠遠大于重力，所以料斗內(nèi)的物料顆粒向料斗邊緣移動，并從外緣拋處。這種卸料方式稱為離心式卸載。 當（料斗的外接圓半徑），即極點位置在個料斗的外部邊緣的軌跡以外時如圖3.3，重力大于離心力，料斗的物料顆粒向料斗內(nèi)邊緣移動并向下卸出。這種卸料方式稱為重力式卸載。 當，即極點位置在驅(qū)動輪的圓周以外和在個料斗的外部邊緣軌跡以內(nèi)時如圖3.4，料斗內(nèi)的物料同時按著離心式和重力式的混合方式進行卸載，部分物料從料斗的外邊緣卸出，部分物料從料斗的內(nèi)邊緣卸出，也就是從料斗的整個物料表面傾卸出來，這種卸料方式稱為混合式卸載。 圖3.3 離心式 圖3.4 重力式 圖3.5 混合式 離心式卸載，適用于運送干燥和流動性好的粉末狀物料（飼料）小顆粒物料（糧食等）主要以橡膠帶作為牽引構(gòu)件，料斗速度較高，通常為1-2米/秒，料斗在牽引橡膠帶上采用稀疏的布置形式，料斗之間的距離應(yīng)該可以使得從料斗內(nèi)拋出的物料不會落在前面的料斗上。 重力式卸載使用于在料斗作連續(xù)密集布置的提升機上，用來輸送比較沉重的物料，可以采用相對低的速度運送物料，由于料斗運動速度低，卸載的時間較長，有利于料斗卸空，可以采用異槽斗。當料斗繞上驅(qū)動鼓輪時，物料在重力的作用下，從料斗卸出時沿著前一個料斗的側(cè)壁和外壁形成的料槽引導(dǎo)到提升機的卸載導(dǎo)管中去。 混合式卸載適用于輸送潮濕的流動性較差的粉狀或較小顆粒物料，斗式提升機可為中速的帶斗提升機。 料斗口寬=230mm =180+230/2=295mm =180+230=410mm =180mm 由公式4.3可 因為 所以選用混合式卸料方式比較適合。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié)論 4 主要零部件設(shè)計 4.1 減速電機的選用 本設(shè)計采用擺線針輪減速器，其具有的特點為：傳動比范圍大，體積小、質(zhì)量輕，傳動效率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，工作可靠，壽命長。 結(jié)合以上特點，試選BWD底腳式臥裝普通電動機直聯(lián)型擺線針輪減速機。 斗式提升機的電動機可按下式計算： （4.1） 式中: N—電機功率(KW) —料斗運行總效率（根據(jù)提升機高度H選用：當H〈30時，=0.70；當H=30-40時，=0.75；當H=40-50時，=0.80） 根據(jù)驅(qū)動功率N=4.2KW，選取Y132S-4電機，其主要性能如表4.1 表4.1 電動機性能數(shù)據(jù)表 型號 額定功率KW 滿載轉(zhuǎn)速(r/min) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量kg 額定轉(zhuǎn)矩 Y132S-4 5.5 1400 2.2 2.3 68 根據(jù)電動機型號列出安裝及外形尺寸如表4.2 表4.2 Y132S-4電機安裝及外形尺寸 機座號 安裝尺寸 外形尺寸 A B C D E F G H K AB AC AD HD L 132S 216 140 89 38 80 10 32 132 112 280 270 210 315 475 圖4.1 電動機的結(jié)構(gòu)尺寸 擺線針輪一級傳動減速器的輸入軸轉(zhuǎn)速分別為1500r/min和1000r/min，試選n=1000r/min，其傳動比i=16.7，參考《機械設(shè)計手冊》[11]，選取傳動比i=17，n=1000r/min，輸入功率為0.37KW的擺線針輪減速器。 4.2 軸的設(shè)計計算 （1）初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為304不銹鋼，根據(jù)機械設(shè)計查得A0=112mm。 （4. 2） 軸的最小直徑是安裝止逆器的直徑，根據(jù)的止逆器取軸的 。 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定各段直徑和長度 為了滿足帶座外球面軸承的軸向定位要求，故在傳動軸的I—II段右端需要制造一個軸肩，所以取II—III段的直徑為 ，取 。 因為軸承主要承受徑向力的作用，同時也承受小的軸向載荷，故選取帶座外球面軸承。根據(jù)動力分配裝置的工作工作要求，選取UCP212型帶座外球面軸承，其尺寸d=60mm，取，。 由膠帆布帶寬250mm，取，。 Ⅳ-Ⅴ，Ⅴ-Ⅵ段分別于II-III，III-Ⅳ段計要求相同，取相同的參數(shù)。 Ⅵ-Ⅶ段帶軸套，由軸套取， （3）求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計算簡圖，確定軸承支點位置，作出受力圖，彎矩圖與扭矩圖。 跨度分別為，，， 1）計算支反力 水平面支反力計算： 即 即 因，所以得出， 垂直面支反力計算： 即 即 因Fr=880N。所以得出， 2）計算彎矩 水平面彎矩： =-94037.4N?mm =2N?mm 垂直面彎矩 =-39596.1N?mm =-2N?mm 合成彎矩： = 102033.7N?mm =2N?mm 轉(zhuǎn)矩T=115.16 N?m （3）彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，根據(jù)以上求的的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力： （4.3） 前已選定軸的材料為不銹鋼304，查得， ，故安全。 4.3 軸承的設(shè)計計算 轉(zhuǎn)輪部分的軸承在斗式提升機運行過程中主要承受徑向載荷，軸承套圈之間只產(chǎn)生純徑向載荷。由于帶輪上安裝若干畚斗以及畚斗上裝有物料，這些載荷大部分都靠滾動軸承來支撐，因此選擇合適的滾動軸承是至關(guān)重要的，選擇軸承主要考慮：（1）軸承的負荷；（2）軸承的轉(zhuǎn)速。由于本設(shè)計中帶輪軸徑為75mm，故采用CPU212帶座的外球面軸承，帶座的外球面軸承是將滾動軸承與軸承座結(jié)合在一起的一種軸承單元。 對軸承進行校核： 由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》[16]查得，基本額定動載荷Cr=16.5KN，基本額定靜載荷C0r=10.5KN，因無軸向載荷，即Fa=0，查表得載荷系數(shù)fp=1.5，當量動載載荷P=。 驗算CPU212帶座的外球面軸承： （4.4） 所以所選軸承滿足壽命要求。 4.4 鍵的設(shè)計計算 4.4.1 鍵的選擇 鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)使用要求和工作狀況來選擇。選擇時應(yīng)考慮傳遞轉(zhuǎn)拒的大小，聯(lián)接的對中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離長短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸(鍵寬b和鍵高h)與長度L。鍵的橫截面尺寸b×h依軸的直徑d由標準中選取。鍵的長度L一般可按輪轂的長度選定，即鍵長略短于輪轂長度，并應(yīng)符合標準規(guī)定的長度系列。 故根據(jù)以上所提出的以及該機工作時的要求，故選用A型普通平鍵。 由《畫法幾何及工程制圖》[15]查得： 主動鏈輪處鍵：鍵寬b=16mm，鍵長L=60mm，鍵高h=10mm。 從動鏈輪處鍵：鍵寬b=16mm，鍵長L=45mm，鍵高h=10mm。 止逆器處鍵：鍵寬b=12mm，鍵長L=40mm，鍵高h=8mm。 4.4.2 鍵的強度校核 平鍵聯(lián)接的失效形式有：對普通平鍵聯(lián)接而言，其失效形式為鍵，軸，輪轂三者中較弱的工作表面被壓潰。 工程設(shè)計中，假定壓力沿鍵長和鍵高均勻分布，可按平均擠壓應(yīng)力進行擠壓強度或耐磨性的條件計算，式3.17，即： 式中： T——傳遞的轉(zhuǎn)矩，N?m； k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵的高度，mm； l——鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L，這里L(fēng)為鍵的公稱長度，mm；b為鍵的寬度，mm； d——軸的直徑，mm； ——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，Mpa； 主動鏈輪處鍵 鍵的工作長度l=L-b=60-16=44mm，擠壓面高度k=h/2=10/2=5mm，轉(zhuǎn)矩T=673.4N?m，許用擠壓應(yīng)力=135Mpa。 由以上數(shù)據(jù)可得， 擠壓應(yīng)力： 　（4.5） 由計算結(jié)果可以得知，此鍵安全。 從動鏈輪處鍵 鍵的工作長度l=L-b=40-16=24mm，擠壓面高度k=h/2=10/2=5mm，轉(zhuǎn)矩T=432.6N?m，許用擠壓應(yīng)力=135Mpa。 由以上數(shù)據(jù)可得， 擠壓應(yīng)力： (4.6) 由計算結(jié)果可以得知，此鍵安全。 止逆器處鍵 鍵的工作長度l=L-b=40-12=28mm，擠壓面高度k=h/2=8/2=4mm，轉(zhuǎn)矩T=312.8N?m，許用擠壓應(yīng)力=60Mpa。 由以上數(shù)據(jù)可得， 擠壓應(yīng)力： 由計算結(jié)果可以得知，此鍵安全。 4.5 鏈傳動的設(shè)計計算 （1）選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2和確定傳動比i 取鏈輪齒數(shù)z1=z2=25，即。 （2）計算當量的單排鏈的計算功率Pca （4.7） 式中：KA—工況系數(shù)，見《機械設(shè)計》表9-6； KZ—主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見《機械設(shè)計》圖9-13； KP—多排鏈系數(shù)； P—傳遞的功率，KW。 （3）確定鏈條型號和節(jié)距p 鏈條型號根據(jù)當量的單排鏈的計算功率Pca和主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1查《機械設(shè)計》圖9-11選用16A型。 16A型的單排鏈極限拉伸載荷為55.6KN，本提升機的極限拉伸載荷大概為50KN，所以選用16A的鏈鏈條，查表4.3可以得到： 表4.3 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) ISO鏈號 節(jié)距p 滾子直徑d1 max 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1 min 銷軸直徑d2 max 內(nèi)鏈板高度h2 max 排距pt 抗拉載荷 單排 min 雙排 min mm KN 12A 19.05 11.91 12.57 5.96 18.08 22.78 31.1 62.3 12B 19.05 12.07 11.68 5.72 16.13 19.46 28.9 57.8 16A 25.4 15.88 15.75 7.94 24.13 29.29 55.6 111.2 16B 25.4 15.88 17.02 8.28 21.08 31.88 60 106 鏈節(jié)距p=25.4 mm， 排距pt=29.29mm ，滾子外徑d1=15.88 mm ，內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1=15.75 mm ，銷軸直徑d2=7.94 mm，內(nèi)鏈板高度h1=12.07 mm， 單排鏈極限拉伸為55.6KN。 鏈條選用了16A，所以鏈輪也要用16A的，在《中國鏈條鏈輪》可以查的其基本參數(shù)：選用齒數(shù)Z=25 ，齒頂圓直徑=218.53mm，分度圓直徑=202.66mm，節(jié)距=12.7mm，齒側(cè)半徑=13mm，倒角寬度=1.5mm，齒寬=7.2mm，齒全寬=21mm。 4.6 調(diào)節(jié)絲桿的設(shè)計 4.6.1 調(diào)節(jié)絲桿的設(shè)計與選型 滾珠絲桿型號：R28-5B2-FSVC1-400-600-0.012-M，節(jié)圓直徑：28mm，鋼珠直徑：3.175mm，根徑：25.324mm，挫屈負荷之支撐方式：固定—支撐，臨界轉(zhuǎn)速支撐：固定—支撐，軸承剛性：，導(dǎo)程：5mm，珠卷數(shù)：，導(dǎo)程角：，摩擦角：，預(yù)壓力：，平均軸向力 ，，。計算如下： （1）挫屈負荷 （4.8） （4.9） （2）臨界轉(zhuǎn)速 （4.10） （4.11） （3）機械效率 （4.12） （4）剛性K （）（4.13） （4.14） （5）當軸向力 ，，所以總失位量。 4.6.2 伺服電機的選用 根據(jù)以選定的滾珠絲桿各個參數(shù)選擇伺服電機，已知絲桿長度237mm，絲桿直徑28mm，絲桿導(dǎo)程5mm，摩擦系數(shù)，機械效率。齒輪條件：齒輪1外徑：80mm，厚度：20mm 齒數(shù)：30，齒輪2外徑：240mm，厚度：20mm。計算電機的驅(qū)動扭矩以及選用。 （1）電機的慣性矩： （2）齒輪慣性矩： （3）滾珠螺桿的慣性矩： （4）負荷的慣性矩： （5）總慣性矩： （6）總電機扭矩： （7）驅(qū)動扭矩： （8）電機選用：選擇DC電機的額定轉(zhuǎn)矩：和最高的電機扭矩：，因此DC伺服電機可用下列的規(guī)格來選擇：額定輸出功率：420w，額定扭矩：350kgf.mm，額定回轉(zhuǎn)數(shù)：2000rpm，最高扭矩：450kgf.mm，電機慣性扭矩：。 4.7 斗式提升機傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 常用斗式提升機的功率計算 （KW） 注：式中 Q是生產(chǎn)率 （t/h）; H是提升高度 （m）； V是牽引構(gòu)件的運行速度()； 是計算系數(shù)； g是重力加速度。 代入數(shù)據(jù)計算得： =43.01kw 在選擇電機時，還應(yīng)考慮功率儲備系數(shù)K以及傳動效率。因此電機的實際功率N為： 式中 是傳動效率，取0.9； K是功率儲備系數(shù)； H<10m,K=1.45； 10m20m,K=1.15。 代入數(shù)據(jù)得： =54.96kw 由上表可知，應(yīng)選用驅(qū)動功率為55kw，此時的最大提升高度是34.7m＞30m，所以驅(qū)動功率為55kw，減速器的減速比選為29。 由此表可查的應(yīng)選用的減速器為ZSY315-28，變速器減速比為28，它是硬齒面齒輪，聯(lián)軸器和電機的驅(qū)動組合。 5 總裝圖說明 圖5.1 總裝配圖 圖5.1是斗式提升機的裝配圖。斗式提升機是通過緊固在牽引件上的許多漏斗，并環(huán)繞在上部頭輪和下部尾輪之間，構(gòu)成了閉合輪廓；驅(qū)動裝置與頭輪軸相連，是斗式提升機的動力部分，由一臺裝有電動機的擺線針輪減速機通過皮帶使頭輪軸轉(zhuǎn)動；張緊裝置一般和下部尾輪相連，使牽引件獲得必要的初張力，以維持牽引件正常運轉(zhuǎn)。物料從斗式提升機下部機殼的進料口進入物料，通過掏取式裝入料斗后，提升到頭部，在頭部沿出料口卸出，實現(xiàn)垂直方向輸送物料的目的。斗式提升機的料斗、牽引構(gòu)件及頭輪和尾輪等安裝在全封閉的機殼之內(nèi)。 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計基本上已經(jīng)完成了，包括總體方案的設(shè)計以及相關(guān)的數(shù)據(jù)計算，還有二維總裝圖以及二維零件圖的繪制。 本次設(shè)計，首先分析了品種鹽包裝生產(chǎn)線的工藝。接著合理選擇斗式提升機的進料、出料方式以及其卸料方式。接著合理確定其傳動方案，同時初步對電機功率、傳動比經(jīng)行進行計算。同時也注意各零部件安放位置的合理性，以避免它們相撞和干涉，以及各部件的運動是否協(xié)調(diào)配合這些是此次設(shè)計中的關(guān)鍵點和難重點，在解決這幾個問題之后，再確定全套設(shè)計方案，之后進行傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算，然后確定各個零部件的尺寸以及材料，再使用AUTOCAD完成零件圖的繪制。 此次設(shè)計的斗式提升機，符合設(shè)計要求，能夠精確的完成其所需的工作要求，通過動力系統(tǒng)帶動頭輪轉(zhuǎn)動，帶動料斗中物料的提升。但是本人設(shè)計經(jīng)驗有限，在斗式提升機的傳動鏈調(diào)整方面沒有得到更優(yōu)化的解決，以后須在其方面進行進一步的優(yōu)化設(shè)計和改進。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻 [1] 樂綜勝，郭愛華，萬雄武等．多品種鹽生產(chǎn)線方案設(shè)計及自動配料控制[J]．鹽業(yè)與化工，2012，41(1)：29-35． [2] 馮偉元．斗式提升機的安裝使用及維護保養(yǎng)[J]．中國油脂，2007，32(10)：87-89． [3] 李晶,姜玉東,魏永立等．斗式提升機的不同工作階段設(shè)計[J]．農(nóng)機化研究，2002，(3)：92-93． [4] 趙軍．斗式提升機的改進設(shè)計[J]．中國油脂，2007，32(12)：65-67． [5] 沈茜．我國斗式提升機現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢[D]．蕪湖起重運輸機器有限公司，2009． [6] 許翊鳴．通用斗式提升機[D]．上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機械與自動化工程學(xué)院，2008． [7] 董濤，劉紅．斗式提升機的設(shè)計與應(yīng)用[J]．裝備制造技術(shù)，2011(3)：166-175． [8] 黃立志，滕曉強，張付軍．斗式提升機設(shè)計工作中的幾個問題[D]．河南金谷實業(yè)發(fā)展有限公司, 2005． [9] 孫守玉，劉善學(xué)．垂直斗式提升機的選型[J]．磷肥與復(fù)肥，2006(4)：68-69． [10] 王明恒,王劍,崔杰．T50200大型斗式提升機的研究[J]．選煤技術(shù)，2008(3)：20-22． [11] 李丙才，楊青年．斗式提升機的設(shè)計[J]．甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000（2）：24-27． [12] 許翊鳴．斗式提升機的選型及主要參數(shù)確定[J]．上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2004，4（3）： 201-205． 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