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目 錄
第1章 緒論..................................1
第1.1節(jié) 斗式提升機(jī)的發(fā)展歷史...........................1
第1.2節(jié) 斗式提升機(jī)分類(lèi).................................1
第1.3節(jié) 斗式提升機(jī)的用途及特點(diǎn).........................2
第1.4節(jié) 課題的總體構(gòu)思和主要工作任務(wù)...................3
第2章 斗式提升機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案......................4
第2.1節(jié) 概述..........................................4
第2.2節(jié) 斗式提升機(jī)的工作原理..........................4
第2.3節(jié) 斗式提升機(jī)的主要部件...........................6
第2.4節(jié) 斗式提升機(jī)的裝載和卸載.........................7
第2.5節(jié) 常用斗式提機(jī)選用及相關(guān)計(jì)算.....................8
第3章 斗式提升機(jī)主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).....................11
第3.1節(jié) 提升機(jī)提升功率的確定..........................11
第3.2節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選型及安裝............................14
第3.3節(jié) 減速器的選型及安裝...........................15
第3.4節(jié) 聯(lián)軸器的選型及安裝............................16
3.4.1 聯(lián)軸器的分類(lèi)..................................16
3.4.2 聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素............................16
3.4.3 聯(lián)軸器的選擇..................................19
3.4.4 聯(lián)軸器的安裝..................................19
第3.5節(jié) 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇........................20
3.5.1 軸的材料選擇及處理............................20
3.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..................................21
3.5.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算..............................24
3.5.4 軸承類(lèi)型的選用及校核..........................26
第3.6節(jié) 帶輪與V帶的選擇..............................28
第3.7節(jié) 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)............................28
第3.8節(jié) 提升機(jī)主要參數(shù)的確定..........................29
第3.9節(jié) 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計(jì)..............................31
第3.10節(jié) 拉緊裝置的選型............................33
3.10.1 拉緊裝置的作用...............................33
3.10.2 拉緊裝置的確定...............................33
第4 章 斗式提升機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)分析及改進(jìn).......... 34
第4.1節(jié) 斗式提升機(jī)的防爆分析及改進(jìn)....................34
第4.2節(jié) 斗式提升機(jī)鏈輪的技術(shù)改造......................34
第4.3節(jié) 斗式提升機(jī)提升效率的改進(jìn)......................34
4.3.1 頭部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)................................34
4.3.2 進(jìn)料口的改進(jìn)..................................36
4.3.3 尾輪的改進(jìn)....................................36
4.3.4 尾部機(jī)座的改進(jìn)................................36
第5章 提升機(jī)的運(yùn)行控制............................. 36
第5.1節(jié) 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)..............................37
5.1.1 熱繼電器的工作原理............................37
5.1.2 熱繼電器的保護(hù)特性............................38
第5.2節(jié) 電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)..............................39
5.2.1 電動(dòng)機(jī)的斷相故障..............................39
5.2.2 斷相保護(hù)措施..................................39
第5.3節(jié) 電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)..............................39
5.3.1 電動(dòng)機(jī)的短路故障..............................39
5.3.2 短路保護(hù)措施..................................40
第5.4節(jié) 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制..............................41
5.4.1 手動(dòng)按鈕控制電機(jī)..............................41
5.4.2 PLC控制電機(jī)................................. 42
第6章 斗式提升機(jī)的安裝與使用維修.................. 46
第6.1節(jié) 斗式提升機(jī)的安裝..............................46
6.1.1 安裝順序及要求................................46
6.1.2 空運(yùn)轉(zhuǎn)........................................48
第6.2節(jié) 斗式提升機(jī)的安全使用與維修....................48
結(jié)論................................................... 51
參考文獻(xiàn).................................................52
附錄.....................................................53
翻譯部分.................................................59
英文原文..............................................59
中文譯文..............................................67
致謝.....................................................76
第1章. 緒 論
第1.1節(jié) 斗式提升機(jī)的發(fā)展歷史
斗式提升機(jī)廣泛用于垂直輸送各種散狀物料，國(guó)內(nèi)斗提機(jī)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(méi)有大的發(fā)展。自80年代以后,隨著國(guó)家改革開(kāi)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)量的斗提機(jī),從而促進(jìn)了國(guó)內(nèi)斗提機(jī)技術(shù)的發(fā)展。有關(guān)斗提機(jī)的部頒標(biāo)準(zhǔn)JB3926—85及按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的TD、TH及NE系列斗提機(jī)的相繼問(wèn)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。
第1.2節(jié) 斗式提升機(jī)的分類(lèi)
（1）按牽引件分類(lèi)：
斗式提升機(jī)的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。具體的提升機(jī)類(lèi)型有：TD、D型斗式提升機(jī)，HL型環(huán)鏈離心斗式提升機(jī)，TH系列斗式提升機(jī)，NE系列板鏈斗式提升機(jī)，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(guò)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)大多采用深型料斗。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／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／的粉狀、粒狀物料。
（2）按卸載方式分類(lèi)：
斗式提升機(jī)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。
第1.3節(jié) 斗式提升機(jī)的特點(diǎn)及用途
（1）斗式提升機(jī)的主要特點(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(lèi)提升機(jī)對(duì)物料的種類(lèi)、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(guò)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。
斗式提升機(jī)的輸送工作原理是：料斗把物料從下面的儲(chǔ)藏中舀起，隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過(guò)頂輪后向下翻轉(zhuǎn)， 斗式提升機(jī)將物料傾入接受槽內(nèi)。帶傳動(dòng)的斗式提升機(jī)的傳動(dòng)帶一般采用橡膠帶，裝在下或上面的傳動(dòng)滾筒和上下面的改向滾筒上。鏈傳動(dòng)的斗式提升機(jī)一般裝有兩條平行的傳動(dòng)鏈，上或下面有一對(duì)傳動(dòng)鏈輪，下或上面是一對(duì)改向鏈輪。斗式提升機(jī)一般都裝有機(jī)殼，以防止斗式提升機(jī)中粉塵飛揚(yáng)。
（2）斗式提升機(jī)的主要用途：
主要運(yùn)用于多物料的提升，它被廣泛的運(yùn)用到輸送粒狀，小塊狀的無(wú)磨琢性及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、石塊、砂、粘土、礦石等，由于提升機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)是環(huán)行鏈條，因此允許輸送溫度較高的材料(物料溫度不超過(guò)250 ℃)。一般輸送高度最高可達(dá)40米.TG型最高可達(dá)80米。
第1.4 節(jié) 課題的總體構(gòu)思和主要工作任務(wù)
（1）總體構(gòu)思
本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為T(mén)H315型斗式提升機(jī):
1) 機(jī)械功用:由料斗把散狀提升到一定高度.散狀物料包括:谷物,煤炭,水泥,砂石等；
2)工作情況:提升高度為35米，提升能力為40T/h,單向工作,輕微振動(dòng)；
3)運(yùn)動(dòng)要求:滾筒轉(zhuǎn)速誤差不超過(guò)7%；
4)使用壽命:八年,每年300天,每天16小時(shí)；
5)檢修周期:半年小修,二年大修；
（2）主要工作任務(wù)
本次設(shè)計(jì)完成的主要任務(wù):
①通過(guò)查閱多方面資料獨(dú)立完成本次設(shè)計(jì)；
②在總體構(gòu)思的前提下認(rèn)真分析局部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；
③通過(guò)計(jì)算準(zhǔn)確確定各部分參數(shù)選擇各部分機(jī)構(gòu)；
④綜合各本分資料完成詳細(xì)的畢業(yè)說(shuō)明書(shū)；
第2章. 斗式提升機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案
第2.1節(jié) 概述
本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是研究TH315型斗式提升機(jī)的工作原理、性能、和特點(diǎn)，采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法，研究影響斗式提升機(jī)效率的影響因素，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提出結(jié)構(gòu)的方案并實(shí)施設(shè)計(jì)。同時(shí)，進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算、總體方案設(shè)計(jì)，總體裝配以及傳動(dòng)、機(jī)體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計(jì)及繪圖。主要設(shè)計(jì)方案如下：
1.對(duì)斗式提升機(jī)的工作原理進(jìn)行深入研究，根據(jù)TH315型斗式提升機(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。
TH型斗式提升機(jī)是基于HL型斗式提升機(jī)改進(jìn)的產(chǎn)品，與其相比，具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。其主要技術(shù)性能及參數(shù)符合JB3926-85<<垂直斗式提升機(jī)>>(該標(biāo)準(zhǔn)等效，參照了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)）；牽引用園環(huán)鏈符合TM36-8<<礦用高強(qiáng)度園環(huán)鏈>>。
第2.2節(jié) 斗式提升機(jī)的工作原理
（1）TD、D型斗式提升機(jī)工作原理:
TD型斗式提升機(jī)由運(yùn)行部分(料斗與牽引膠帶),帶有,帶有拉緊滾筒的下部區(qū)段,中間機(jī)殼,驅(qū)動(dòng)裝置,逆止制動(dòng)裝置等組成,適用于向上輸送松散密度ρ＜1.5t/m3粉狀、粒狀和小塊狀的無(wú)磨琢性和半磨琢性散狀物料,如煤、砂、焦末、水泥、碎礦石等。 TD型斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)形式:傳動(dòng)裝置TD型斗提升機(jī)的傳動(dòng)裝置有兩種形式分別配有YZ型減速器ZQ(或YY)型減速器。YZ型軸減速器直接裝在主軸軸頭上,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。該減速器噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并隨主軸浮動(dòng)，可消除安裝應(yīng)力。
（2）HL型環(huán)鏈離心斗式提升機(jī)工作原理:
HL型環(huán)鏈離心斗式提升機(jī)，由運(yùn)動(dòng)部分（料斗與牽引鏈條）、帶有傳動(dòng)鏈輪的上部區(qū)段、帶有拉緊輪的下部區(qū)段、中間機(jī)殼、驅(qū)動(dòng)裝置、逆止制動(dòng)裝置等組成。本提升機(jī)的料斗為間斷式布置，利用“掏取法”進(jìn)行裝載，“離心投料法”卸料。本提升機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)是兩根環(huán)形鏈條?！。?）TH系列斗式提升機(jī)工作原理:
TH系列斗式提升機(jī)適用于輸送粉狀、粒狀及小塊狀的無(wú)磨琢及磨琢性小的物料。TH型是一種圓環(huán)鏈斗式提升機(jī)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)料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。該斗式提升機(jī)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。
（4）NE系列板鏈斗式提升機(jī)工作原理:
NE系列板鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)本機(jī)系流入式喂料，物料流入料斗內(nèi)靠板鏈提升到頂端，在物料重力作用下自行卸料。本系列提升機(jī)規(guī)格多(NE15~NE800共11種)提升量廣；且生產(chǎn)能高，能耗較低，可逐步代替其他類(lèi)型提升機(jī)，其主要參數(shù)見(jiàn)下表。該機(jī)采用全封式機(jī)殼鏈速低，幾乎無(wú)回料現(xiàn)象，因此無(wú)功功率損耗少，噪聲低，壽命長(zhǎng)。
第2.3節(jié) 斗式提升機(jī)的主要部件
斗式提升機(jī)的主要部件有：驅(qū)動(dòng)裝置、料斗、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。
料斗通常分為淺斗、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)邊的夾角形料斗前面料斗的兩導(dǎo)向側(cè)邊即為后面料斗的卸載導(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)，物料在料斗中的表面按對(duì)數(shù)螺線分布，設(shè)計(jì)離心卸料的料斗時(shí)往往在料斗底部打若干個(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。帶式斗提機(jī)的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。
斗式提升機(jī)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)器等電子儀器，以保證斗提機(jī)的正常運(yùn)行。
第2.4節(jié) 斗式提升機(jī)的裝載與卸載
斗式提升機(jī)的裝載方式有三種，即注入式裝載（見(jiàn)圖2-1）、挖取式裝載（見(jiàn)圖2-2）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料斗中，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)一般料斗布置較密；料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2-1 注入式裝載 圖2-2挖取式裝載
卸載方式有離心式、重力式及混合式三種具體形式如圖2-3所示。
圖2-3 卸載形式
（a)離心式 (b)離心 重力式 （c)重力式
離心式卸料料斗的運(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：在一定的料斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料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：料斗的填充系數(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，料斗運(yùn)行速度為0.4—0.8m/s左右，需配用帶導(dǎo)向槽的料斗。其優(yōu)點(diǎn)是：料斗裝填良好，料斗尺寸與極距的大小無(wú)關(guān)。因此允許在較大的料斗運(yùn)行速度之下應(yīng)用大容積的料斗；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。
物料在料斗的內(nèi)壁之間被拋卸出去，這種卸載方式稱(chēng)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。料斗的運(yùn)動(dòng)速度為0.6—0.8m/s范圍，常用鏈條做牽引構(gòu)件。
第2.5節(jié) 常用斗式提升機(jī)的選型及相關(guān)計(jì)算
目前國(guó)內(nèi)常用的斗提機(jī)均為垂直式，其主要技術(shù)性能及參數(shù)符合JB3926-85<<垂直斗式提升機(jī)>>(該標(biāo)準(zhǔn)等效，參照了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)）；牽引用園環(huán)鏈符合TM36-8<<礦用高強(qiáng)度園環(huán)鏈>>。它們的主要特征、用途及型號(hào)見(jiàn)表2-1
表2-1 TD、TH、TB型斗提機(jī)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(guò)60℃，如采用耐熱橡膠帶時(shí)溫度不超過(guò)200℃
被輸送物料溫度不得超過(guò)250℃
被輸送物料溫度不得超過(guò)250℃
型號(hào)
TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630
TH315、TH400、TH500、TH630、(TH800)(TH1000) ①
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
（1）TD型斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)形式：
傳動(dòng)裝置TD型斗提升機(jī)的傳動(dòng)裝置有兩種形式分別配有YZ型減速器ZQ(或YY)型減速器。YZ型軸減速器直接裝在主軸軸頭上,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。該減速器噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并隨主軸浮動(dòng)，可消除安裝應(yīng)力。
（2）TH型斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)形式：
TH型是一種圓環(huán)鏈斗式提升機(jī)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)。
（3）提升機(jī)的四種料斗：Q型（淺斗）、H型（弧底斗）、Zh型（中深斗）、Sh型（深斗）。
（4）常用斗式提升機(jī)的功率計(jì)算：
1、軸功率的近似計(jì)算：
（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(jiàn)表表2-2
表2-2 提升機(jī)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)?
料斗型式
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
（5）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：
（2-2）
式中： P—電動(dòng)機(jī)功率（千瓦）；
P0—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(kāi)式齒輪傳動(dòng)效率，對(duì)三角皮帶η2=0.96，對(duì)開(kāi)式齒輪η2=0.93；
—功率備用系數(shù)。與高度H有關(guān)，當(dāng)：H<10米時(shí)，=1.45；10
20米時(shí)，=1.15。
第3章. 斗式提升機(jī)主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
第3.1節(jié) 提升機(jī)提升功率的確定
根據(jù)本次設(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，挖取式裝料，選用Sh型（深斗）料斗，牽引件為低合金高強(qiáng)度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗螅哂泻芨叩目估瓘?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。其粗略的結(jié)構(gòu)構(gòu)思示意圖如下：
通過(guò)查閱大量關(guān)于斗式提升機(jī)的資料以及大量關(guān)于運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)方面的手冊(cè)，根據(jù)實(shí)際需求，本人這次選擇用TH315型斗式提升機(jī)作為參考，綜合各種資料數(shù)據(jù)，現(xiàn)參照文獻(xiàn)[1]中第十四章斗式提升機(jī)中TH型斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)的功率計(jì)算部分內(nèi)容，計(jì)算過(guò)程如下：
TH型提升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為YY型（即ZLY或ZSY型減速器和Y型電動(dòng)機(jī)配用）。傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)功率由下式求得：
（3-1）
式中 P0-軸功率（KW）；
Q-斗提機(jī)的輸送量（T/h）；
H-提升高度（m）；
g-重力加速度（m/s2）；
PS，PL—附加功率，KW，見(jiàn)表3-1
表3-1
附加功率
TH160
TH200
TH250
TH315
TH400
TH500
TH630
TH800
TH1000
TH1250
PS,KW
2
2
2
3
3
4
4
5
5
6
PL,KW
0.2
0.2
0.3
0.5
0.8
1.2
2.2
3.4
6
8.4
由此次TH315斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)的條件可以得知，Q=40T/h,t提升的高度H=35m重力加速度在此處可取10 m/s2
將數(shù)據(jù)代入（3-1）計(jì)算可得
（3-2）
則電機(jī)功率:
（3-3）
式中: P –電動(dòng)機(jī)功率（KW）；
P0- 軸功率（KW）
- 總效率；
由參考文獻(xiàn)[2]中關(guān)于電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的傳動(dòng)裝置的總效率的計(jì)算過(guò)程
由文獻(xiàn)[2]表12-8分別可得：
帶傳動(dòng)效率：
雙極圓柱齒輪減速器效率：
彈性聯(lián)軸器效率：
滾動(dòng)軸承（每對(duì)）效率：
則根據(jù)題意和公式可得：
所以通過(guò)計(jì)算可得： P=9.25Kw
第3.2節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選型及安裝
根據(jù)表3-3可得為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求需要本次設(shè)計(jì)選用TH315斗式提升機(jī)將選用的傳動(dòng)裝置為： ，所選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y160M-4 的三相異步電動(dòng)機(jī) 按照J(rèn)B/T9616-1999標(biāo)準(zhǔn)，防護(hù)等級(jí)為IP44，它具有耗電省，效率高，噪音低等
是理想的節(jié)能新產(chǎn)品，它廣泛用于有三相電源的場(chǎng)所。
1、電機(jī)的安裝前的準(zhǔn)備工作：
（1）電動(dòng)機(jī)開(kāi)箱后應(yīng)清除灰塵及軸伸出部位的防銹涂層，在開(kāi)箱時(shí)應(yīng)避免碰傷電機(jī)。
（2）詳細(xì)核對(duì)電機(jī)名牌上所載和項(xiàng)數(shù)據(jù)，核對(duì)其是否與實(shí)際需要相符。
（3）仔細(xì)檢查各零件是否裝配良好，緊固件有否松動(dòng)現(xiàn)象，傳動(dòng)軸是否有碰撞摩擦現(xiàn)象。
（4）以500伏搖表測(cè)量絕緣電阻，其阻值不應(yīng)低于0.5m，否則應(yīng)經(jīng)干燥處理后
2、安裝
A、電動(dòng)機(jī)允許用聯(lián)軸器或齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以用皮帶傳動(dòng)。
B、機(jī)殼設(shè)有接地標(biāo)志，電動(dòng)機(jī)應(yīng)妥善接地。
C、電動(dòng)機(jī)安裝完畢后，應(yīng)檢查各緊固件聯(lián)結(jié)件，是否可靠，并用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，是否靈敏，有無(wú)碰撞現(xiàn)象。才能按裝使用。
3、電機(jī)的維護(hù)
1、電機(jī)應(yīng)按名牌的規(guī)定值使用，不得過(guò)載使用，在使用過(guò)程中應(yīng)注意電機(jī)表面的清潔。
2、應(yīng)定時(shí)檢查底腳螺絲釘無(wú)端蓋螺絲釘?shù)木o固情況。
3、在電機(jī)運(yùn)行進(jìn)如發(fā)現(xiàn)溫升過(guò)高，聲音異?；蛴谐粑叮踔敛裏煏r(shí)，應(yīng)立即切斷電流，查明并消除故障后才能繼續(xù)工作。
4、電機(jī)軸承潤(rùn)滑脂，每運(yùn)行4000小時(shí)應(yīng)更換一次，每年不得少于換油一次，在下列情況應(yīng)立即換油。
第3.3節(jié) 減速器的選型及安裝
根據(jù)文獻(xiàn)[1]中的YY型驅(qū)動(dòng)裝置的選型原則及規(guī)范可知，TH315提升機(jī)功率為9.25Kw時(shí)，應(yīng)選用Y11Y160驅(qū)動(dòng)裝置，在已選擇Y160M-4電動(dòng)機(jī)后，應(yīng)選擇型號(hào)為ZQ500-VI-6Z型的減速器見(jiàn)附表六。傳動(dòng)比為18，輸入軸直徑為50mm，輸出軸直徑為70mm,中心高為160mm。
ZQ型減速機(jī)主要用于起重、礦山、通用化工、紡織、輕工等行業(yè)，其適用條件如下：
1、減速機(jī)齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于10米/秒；
2、減速機(jī)高速軸的轉(zhuǎn)速不大于1500轉(zhuǎn)/分；
3、減速機(jī)用于正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)；
4、減速機(jī)工作環(huán)境溫度為-40℃到+40℃
4、減速機(jī)有九種傳動(dòng)比、九種配置型式和三種低速軸軸端型式；
5、此類(lèi)減速機(jī)傳動(dòng)比有： 48.57、40.17、31.5、23.34、20.49、15.75、12.64、10.35、8.23
第3.4節(jié) 聯(lián)軸器的選擇及連接安裝
3.4.1 聯(lián)軸器的分類(lèi)
聯(lián)軸器品種、型式、規(guī)格很多，在正確理解品種、型式、規(guī)格各自概念的基礎(chǔ)上，根據(jù)傳動(dòng)的需要來(lái)選擇聯(lián)軸器，首先從已經(jīng)制訂為標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)軸器中選擇，目前我過(guò)制訂為國(guó)際和行標(biāo)的聯(lián)軸器有數(shù)十種，這些標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器絕大多數(shù)是通用聯(lián)軸器， 萬(wàn)向聯(lián)軸器 ,每一種聯(lián)軸器都有各自的特點(diǎn)和適合范圍，主要分為：無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器、有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩類(lèi)。
3.4.2 選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮因素
1.動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性
動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)之間，通過(guò)一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端聯(lián)接起來(lái)，形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和機(jī)構(gòu)不同，其機(jī)械特性差別較大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性，將動(dòng)力機(jī)分為四類(lèi)。 萬(wàn)向聯(lián)軸器 ,見(jiàn)表 3-3。
動(dòng)力機(jī)類(lèi)別代號(hào)
動(dòng)力機(jī)名稱(chēng)
動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw
動(dòng)力機(jī)類(lèi)別代號(hào)
動(dòng)力機(jī)名
動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw
Ⅰ
電動(dòng)機(jī)、透平
1.0
Ⅲ
二缸內(nèi)燃機(jī)
1.4
Ⅱ
四缸及四缸以上內(nèi)燃機(jī)
1.2
Ⅳ
單缸內(nèi)燃機(jī)
1.6
表 3-3 動(dòng)力機(jī)系數(shù)Kw
動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響，不同類(lèi)別的動(dòng)力機(jī)，由于其機(jī)械特性不同，應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw ，選擇適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。
2.載荷類(lèi)別
由于結(jié)構(gòu)和材料不同，用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器，其載荷能力差異很大。載荷類(lèi)別主要是針對(duì)工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng)等原因而形成不同類(lèi)別的載荷。為便于選用計(jì)算，將傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分為四類(lèi)，見(jiàn)表 3-4。
表 3-4 載荷類(lèi)別
載荷類(lèi)別
載荷狀況
工況系數(shù) K
載荷類(lèi)別
載荷狀況
工況系數(shù) K
Ⅰ
載荷均勻，工作平穩(wěn)
1-1.5
Ⅲ
重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn)
2.5-2.75
Ⅱ
中等沖擊載荷
1.5-2.5
Ⅳ
特重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn)
>2.75
傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類(lèi)別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩變化較大的工作載荷，應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移，改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命，聯(lián)軸器只允許短時(shí)超載，一般短時(shí)超載不得超過(guò)公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的 2-3 倍，即 [Tmax] ≥ 2-3Tn 。
3.聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速
聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸，經(jīng)過(guò)計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速的范圍不相同，改變聯(lián)軸器的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍，材料鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn)速。用于 n>5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器，應(yīng)考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變形等影響因素，并應(yīng)作動(dòng)平衡。
4.聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對(duì)位移
聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形、基座變形、軸承受損、溫度變化（熱脹、冷縮）、部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生相對(duì)位移。一般情況下，兩軸相對(duì)位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動(dòng)所產(chǎn)生的位移方向，即軸向（x）、徑向（y）、角向（α）以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的性能，因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇撓性聯(lián)軸器。
3.4.3 聯(lián)軸器的選擇
綜上所述本次設(shè)計(jì)選擇了HL7型的彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器如圖3-2所示：
圖3-1
這種聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷(xiāo)代替了聯(lián)接螺栓。因?yàn)橥ㄟ^(guò)蛹狀常用耐油橡膠，以提高其彈性。半聯(lián)軸器與軸的配合孔可作成圓柱形或圓錐形,具體設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)參考文獻(xiàn)[4]表6-2-15所示。
3.4.4 聯(lián)軸器的安裝
聯(lián)軸器安裝前先把零部件清洗干凈，清洗后的零部件，需把沾在上面的油擦干。在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備運(yùn)行的聯(lián)軸器， 擦干后可在零部件表面涂些透平油或機(jī)油，防止生銹。對(duì)于需要過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間投用的聯(lián)軸器，應(yīng)涂以防銹油保養(yǎng)。
對(duì)于應(yīng)用在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的聯(lián)軸器，一般在制造廠都做過(guò)動(dòng)平衡試驗(yàn)，動(dòng)平衡試驗(yàn)合格后畫(huà)上各部件之間互相配合方位的標(biāo)記。在裝配時(shí)必須按制造廠給定的標(biāo)記組裝，這一點(diǎn)是很重要的。如果不按標(biāo)記任意組裝，很可能發(fā)生由于聯(lián)軸器的動(dòng)平衡不好引起機(jī)組振動(dòng)的現(xiàn)象。另外，這類(lèi)聯(lián)軸器法蘭盤(pán)上的聯(lián)接螺栓時(shí)經(jīng)過(guò)承重的，使每一聯(lián)軸器上的聯(lián)接螺栓能做到重量基本一致。如大型離心式壓縮機(jī)上用的齒式聯(lián)軸器，其所用的聯(lián)接螺栓互相之間的重差一般小于0.05g。因此，各聯(lián)軸器之間的螺栓不能任意互換，如果要更換聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓的某一個(gè)，必須使它的重量與原有的聯(lián)接螺栓重量一致。此外，在擰緊聯(lián)軸器的聯(lián)接螺栓時(shí)，應(yīng)對(duì)稱(chēng)、逐步擰緊，使每一聯(lián)接螺栓上的鎖緊力基本一致，不至于因?yàn)楦髀菟ㄊ芰Σ痪孤?lián)軸器在裝配后產(chǎn)生歪斜現(xiàn)象，有條件的可采用力矩扳手。
對(duì)于剛性可移式聯(lián)軸器，在裝配完后應(yīng)檢查聯(lián)軸器的剛性可移件能否進(jìn)行少量的移動(dòng)，有無(wú)卡澀的現(xiàn)象。
各種聯(lián)軸器在裝配后，均應(yīng)盤(pán)車(chē)，看看轉(zhuǎn)動(dòng)是否良好。總之，聯(lián)軸器的正確安裝能改善設(shè)備的運(yùn)行情況，減少設(shè)備的振動(dòng)，延長(zhǎng)聯(lián)軸器的使用壽命。
第3.5節(jié) 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇
3.5.1 軸的材料選擇及處理
軸類(lèi)零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。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45鋼，45鋼是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45-52HRC。
3.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）驅(qū)動(dòng)軸直徑的初計(jì)算
參考文獻(xiàn)[2]以及文獻(xiàn)[3]中關(guān)于軸的設(shè)計(jì)部分，根據(jù)軸的實(shí)際承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸的直徑,計(jì)算式為:
mm
式中: —— 軸截面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa
P —— 所傳遞的功率(KW);
N —— 的轉(zhuǎn)速；
C —— 軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)見(jiàn)表3-6
—— 抗扭截面模量
D —— 軸的直徑
軸的材料
Q235
45
40Cr 35SiMn 35CrMo
12-20
30-40
40-52
C
158-135
118-106
106-97
表3-5 軸的常用材料的許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和C值
當(dāng)軸的材料選用45鋼時(shí)C=118-106對(duì)外伸軸，一般是初步估算軸的外伸端的直徑，此時(shí)C=113-106，并且根據(jù)受彎矩大小決定C值的大小。如果外伸軸的軸端安裝聯(lián)軸器時(shí)C取小值，如果安裝帶輪或者鏈輪時(shí)C取大值。對(duì)非外伸軸，初步估算軸徑為安裝傳動(dòng)件處的直徑，此時(shí)取C=118-113。初算軸徑還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響，當(dāng)初算軸徑處有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大3%-5%，然后圓整。若外伸軸用聯(lián)軸器與電機(jī)軸相聯(lián)，則綜合考慮電機(jī)軸及聯(lián)軸器孔徑尺寸，適當(dāng)調(diào)整初軸的軸徑尺寸。由上述資料可得本次設(shè)計(jì)所用驅(qū)動(dòng)軸的初步估算軸直徑為：
因?yàn)檩S端裝聯(lián)軸器將需要開(kāi)鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故直徑將增加3%—5%，因此可得驅(qū)動(dòng)軸的直徑d=71mm。
（2）各軸段直徑的確定
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]以及實(shí)際工作環(huán)境可初步設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)軸的各段直徑，軸頭1與聯(lián)軸器相裝配，由參考文獻(xiàn)[4] 彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（GB5014-85)與前面計(jì)算，可得知直徑=71符合設(shè)計(jì)需求。軸頸3和軸頸8上安裝軸承，根據(jù)資料文獻(xiàn)[4]現(xiàn)暫取軸承型號(hào)為1517，其內(nèi)徑d=85mm，外徑D=150mm，寬度B=36mm，故軸頸段2和8的直徑= =85mm。軸身段3和軸身段7的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關(guān)手冊(cè)，取= =95mm。軸頭段4和軸頭段6上將安裝驅(qū)動(dòng)鏈輪，考慮到頭段4與6中間的截面即承受較大的彎矩，有承受較大的轉(zhuǎn)矩，故在直徑上有所增加，與前面聯(lián)系分析現(xiàn)暫取 = =100mm。軸環(huán)段5考慮滾筒便于安裝拆卸，直徑略比軸頭段4和軸頭段6的直徑大，取=110mm。具體示意圖如圖3-2所示
圖3-2 驅(qū)動(dòng)軸
（3）各軸段長(zhǎng)度的確定
軸頭段1與減速器輸出軸套裝配，其長(zhǎng)度主要決定于減速器和頭部殼體
之間的安裝尺寸，同時(shí)還要保證與減速器相配合的部分有足夠的長(zhǎng)度，從參考文獻(xiàn)[4]中查得的相關(guān)安裝尺寸要求，現(xiàn)暫取=145mm。軸頸段2與軸頸段8上安裝
軸承，其長(zhǎng)度決定于軸承的安裝尺寸，故取==110mm。軸身段③和軸身段7的長(zhǎng)度主要根據(jù)兩軸承之間的距離和滾筒在軸向上的安裝尺寸來(lái)定?？紤]到其軸向上密封板、殼體法蘭和軸承座等占據(jù)的位置，暫取兩軸承軸向上的中心距離為590mm，則可以暫取==155mm。軸頭段4、6和軸環(huán)段5的長(zhǎng)度要和驅(qū)動(dòng)鏈輪一并設(shè)計(jì)，現(xiàn)暫定==120mm，=40，驅(qū)動(dòng)軸總長(zhǎng)為955mm。
（4）軸上零件的固定
考慮到軸段1、4、6處鍵傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故軸段1與聯(lián)軸器的配合選用k6；軸段4、6與驅(qū)動(dòng)鏈輪的配合選用r6；軸段2、8與軸承內(nèi)圈的配合選用r6。與減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)鏈輪的聯(lián)結(jié)均采用A型普通平鍵，由參考文獻(xiàn)[4]表5-3-18所示分別選擇鍵20×12×128, GB1096-1979及鍵28×16×112，GB1096-1979并且鍵的深度分別為7.5mm和10.0mm。
（5）軸上倒角及圓角
軸端倒角2×45°，安裝鏈輪的軸段倒角為2×45°，倒圓角為R1.6mm，為方便加工，其它軸肩圓角半徑均取為0.6mm。
3.5.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
圖3-3
(1) 軸的受力分析以及力矩分析圖見(jiàn)圖3-3所示。
(2) 軸的受力計(jì)算
由分析可知軸在水平面上不受力。所以 F1=F5=0N
在軸的豎直平面上所受力為：
式中： — 同一時(shí)刻提升機(jī)上行料斗中物料重力
— 兩鏈輪的重力
— 環(huán)鏈的預(yù)緊力（平均每米牽引構(gòu)件重量，)
根據(jù)前面章節(jié)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)可得知：
本次設(shè)計(jì)取鏈輪的重力
取環(huán)鏈的預(yù)緊力
則可得豎直面受力
兩軸承所受力
有以上已知條件可得出軸在垂直面所受的力矩M
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]扭矩T
(3) 根據(jù)彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行軸的校核
由分析可得在軸M最大的截面是軸的危險(xiǎn)面，通過(guò)校核安全系數(shù)則可得出軸的合格性。由于彎矩應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，則有公式可得
彎曲應(yīng)力：
平均應(yīng)力：
切應(yīng)力：
則
安全系數(shù)
許用安全系數(shù)顯然S>, 故M最截面安全。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。
3.5.4 軸承類(lèi)型的選用及校核
（1）軸承類(lèi)型的選用
滾動(dòng)軸承類(lèi)型的選擇與軸承承受載荷的大小、方向、性質(zhì)及軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí)選用深溝球軸承，當(dāng)載荷不平穩(wěn)或者載荷較大，如軸伸出端裝有帶輪，鏈輪或齒輪時(shí)，宜選用圓錐滾子軸承，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，且不易與減速機(jī)嚴(yán)格保證同心，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,根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]本次選擇軸承型號(hào)為1517。其基本參數(shù)如表3-6。
表3-6 軸承1517基本參數(shù)
基本尺寸 /mm
額定載荷 /kN
d
D
B
85
150
36
44.8
31.5
（2）軸承的校核
提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷很小可以忽略起影響，其軸承的實(shí)際當(dāng)量載荷為：
(3-4)
式中： ——為載荷系數(shù)，查表可知中等沖擊取1.2-1.8
——為軸承所受的徑向力，由前節(jié)軸校核得
由此可得出本次所選軸承的當(dāng)量載荷為：
其理論使用壽命由公式：
式中：——軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承的
由此可以確定驅(qū)動(dòng)軸承的理論使用壽命為12678小時(shí)。
第3.6節(jié) 帶輪與V帶的選擇
本次設(shè)計(jì)根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]選擇了通過(guò)帶傳動(dòng)，使電機(jī)的動(dòng)力順利進(jìn)入減速器中，從而驅(qū)動(dòng)提升機(jī)工作。此次選擇的電機(jī)帶輪直徑=250mm,輸出端軸的直徑=50mm,減速器大帶輪直徑=360mm。本次選擇的皮帶為V形帶，因?yàn)閂帶傳動(dòng)時(shí)利用具有撓性的傳動(dòng)帶作為中間物，并通過(guò)摩擦力來(lái)傳動(dòng)，且V帶傳動(dòng)能緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪音，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，制造和安裝容易方便，并能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，所以本次選擇了V形帶作為傳動(dòng)裝置。
第3.7節(jié) 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核
（1）驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
TH 型斗式提升機(jī)是利用鏈輪與圓環(huán)鏈間的摩擦力進(jìn)行動(dòng)力傳遞的。特別當(dāng)鏈輪與鏈條摩擦副不能相互匹配，即鏈輪與鏈條產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，鏈輪磨損加劇，因此，鏈輪是一個(gè)易損件。對(duì)于鏈輪應(yīng)選擇合理的材料、熱處理工藝以保證輪緣的硬度和耐磨性。同時(shí)考慮到鏈條價(jià)昂，應(yīng)使鏈輪的硬度略低于鏈條的硬度。
TH315的軸上的扭距通過(guò)鍵槽傳遞給兩個(gè)鏈輪，鏈輪由輪緣和輪體兩部分組成，結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。輪體由HT200鑄造而成，輪緣由QT60-2鑄造而成，要求鑄件不得有氣孔、縮孔及裂紋等，以保正鏈輪工作正常工作所需要的強(qiáng)度。此次設(shè)計(jì)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)。（2）驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的選擇及校核
由驅(qū)動(dòng)鏈輪軸的直徑d為100mm，文獻(xiàn) [1]，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] （3-5）
<[τ] （3-6）
式中： T— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 （）
D— 軸的直徑 （mm）
B—鍵的寬度(mm）
—鍵的工作長(zhǎng)度，A型（mm），=L-b(mm)，
第3.8節(jié) 提升機(jī)主要參數(shù)的確定
通過(guò)前面的電機(jī)功率計(jì)算，設(shè)備選型，從而可以確定以下主要參數(shù)：
1.提升機(jī)的速度：
（3-7）
式中： ——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；
——驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速，r/min；
d——驅(qū)動(dòng)滾筒直徑，mm
i——減速機(jī)速比,
I——減速器帶輪與電動(dòng)機(jī)的帶輪直徑比(見(jiàn)第3.6節(jié)）
由表3-2可得：
取為1450 r/min
d 取為 470 mm
i 取為18
I 取為1.44
則代入公式（3-7）可得：
提升機(jī)的提升速度:
2. 料斗的計(jì)算：
由參考文獻(xiàn)[1]可知在斗式提升機(jī)的選型設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)不同規(guī)格、型號(hào)斗提機(jī)的特性表，查到斗提機(jī)的輸送量、料斗容量及料斗間距，所以不需要進(jìn)行料斗的計(jì)算。
當(dāng)進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)斗提機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，如需要進(jìn)行料斗的計(jì)算，可由式（3-8）求得斗的容積和料斗間距的比值。
(3-8)
根據(jù)計(jì)算所得的比值，先設(shè)定料斗間距，算出料斗容積，再按物料特
性，查得料斗的型式。在選擇輸送塊狀物料的料斗時(shí)，必須根據(jù)被輸送物料的最大粒度對(duì)斗口的尺寸A按下式進(jìn)行驗(yàn)算：
式中: A——斗口尺寸
——被輸送物料的最大粒度
m——粒度系數(shù)，見(jiàn)表3-7：
表3-7 粒度系數(shù)
物料的最大粒度所占百分比
10
25
50
75
100
m
2
2.5
3.25
4
4.25
根據(jù)資料所述本次設(shè)計(jì)所選用的料斗為：Sh型（深斗），同一時(shí)刻內(nèi)上行料斗中物料總量約為 0.403t，考慮到物料裝填時(shí)有一定的松散性，故取生料裝填后的密度，由于斗速較快時(shí)裝填率較低故取裝填率=0.8，已知Sh型深斗容積為6L，則同一時(shí)刻所需上行料斗的數(shù)量為：
則料斗間距為：
則可得料斗間距為500mm。
第3.9節(jié) 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計(jì)
根據(jù)TH315型斗式提升機(jī)的輸送量及提升高度要求，參照國(guó)家關(guān)于機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中垂直斗式提升機(jī) Sh 型（深斗）料斗參數(shù)尺寸，設(shè)計(jì)的料斗的形狀如圖1所示，料斗容量為6L，輸送的物料最大塊度為35mm，對(duì)比同類(lèi)型的斗式提升機(jī)的環(huán)鏈選擇的相關(guān)參數(shù)可知，與料斗配套使用的鍛造圓環(huán)鏈條是直徑Φ18mm，節(jié)距為64mm，單條破斷強(qiáng)度≥320KN，牽引件為低合金高強(qiáng)度園環(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)，符合TM36-8《礦用高強(qiáng)度園環(huán)鏈》標(biāo)準(zhǔn)（具體參數(shù)下圖及附表一）
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Sh型斗鏈（深型）使用于JB/T 3926.1-1999《垂直斗式提升機(jī) 型式與基本參數(shù)》中的TH型斗式提升機(jī)。參數(shù)尺寸應(yīng)符合圖3-2和表3-7的規(guī)定。
圖3-2 料斗
表3-7
第3.10節(jié) 拉緊裝置的選型
3.10.1 拉緊裝置的作用
拉緊裝置是斗式提升機(jī)必不可少的部分，具體有以下四個(gè)主要作用：
（1） 保證斗鏈有足夠的張力，防止打滑；
（2） 保證斗鏈各點(diǎn)的張力不低于一定值，以防止斗鏈在提升過(guò)程中因過(guò)分的松弛而引起撒料以及增加運(yùn)動(dòng)阻力；
（3） 補(bǔ)償斗鏈的塑性伸長(zhǎng)和過(guò)渡工況下彈性伸長(zhǎng)和變化；
（4） 為斗鏈重新接頭提供必要的行程。
3.10.2 拉緊裝置的確定
經(jīng)過(guò)分析中可以得出，拉緊裝置應(yīng)設(shè)于機(jī)體下部。在提升機(jī)的壓緊裝置中有很多種，本次根據(jù)資料所知，采取的是杠桿原理的重力壓緊裝置。該裝置不僅簡(jiǎn)潔、方便，而且更加容易調(diào)節(jié)，可根據(jù)不同使用環(huán)境，用戶(hù)可以增加重量從而調(diào)節(jié)鏈條的松緊狀況。使提升機(jī)在工作過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)打滑、松弛的情況。
第4章. 斗式提升機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)分析與改進(jìn)
第4.1節(jié) 斗式提升機(jī)的防爆分析及改進(jìn)
提升機(jī)在工作過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵較多，當(dāng)提升機(jī)內(nèi)粉濃塵度達(dá)到爆炸下限濃度時(shí)，皮帶打滑也可能會(huì)產(chǎn)生火花引起爆炸。所以，在設(shè)計(jì)提升機(jī)時(shí)必須考慮防粉塵爆炸。
目前，提升機(jī)的提升高度高，牽引帶的線速度快，若采用單筒式