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1、物料升降平台的设计第1章 绪 论1.1 课题背景、目的以及意义1)研究现状：项目组成员经过两年多的密切协作、勤奋努力，创新研发了JHY-45型林木球果调制间、TSJ-2500物料输送系统、LZC-50型去翅精选联合机等四台重点设备，从根本上解决了营林机械化中种子处理部分的突出难点，项目组按照计划书的要求严格执行，由于人员稳定，分工明确，各尽其责，全面完成了项目任务书中规定的各项指标和要求 ，于2010年12月底申请项目验收。2)选题目的和意义：随着种子园、母树林结实期的到来，预处理的林木球果及其种子将大量增加，而这部分种子的价值已经不容许有任何浪费和损失，对于培育多年的种子园、母树林所产出的优
2、良种子，要达到良种的储藏不变质和精良播种机械化作业对种子的严格要求，本成套设备的研制在种子加工过程中将起到工艺创新的作用。装卸球果是最繁重的体力劳动，费时费工，整个种子生产车间使用本套设备能节省工时70%以上，而且该物料输送系统的研制与开发能够实现此设备在多领域的应用。随着国家对林木良种基地的大规模建设和投入，为改变以往机械设备性能落后、集成度低、能耗大、种子调制工艺落后的弊端，开发适合现代林木种子生产的成套机械设备是当今林业种苗生产中迫切解决的问题。1.2物料升降平台简介 物料升降平台，是一种固定装置的机械输送设备，主要适用于粉状、颗粒状及小块物料的连续垂直提升，可广泛应用于各种规模的饲料厂
3、、面粉厂、米厂、油厂、淀粉厂以及粮库、港口码头等的散装物料的提升。 物料升降平台用来垂直提升经过破碎机的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等块粒状物料以及生料、水泥、煤粉等粉状物料。根据料斗运行速度的快慢不同，物料升降平台可分为：离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。离心式卸料的斗速较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速较慢，适用于输送块状的，比重较大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。物料升降平台的牵引构件有环链、板链和胶带等几种。环链的结构和制造比较简单，与料斗的连接也很牢固，输送磨琢性大的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构比较牢固，自重较轻
4、，适用于提升量大的，但铰接接头易被磨损，胶带的结构比较简单，但不适宜输送磨琢性大的物料，普通胶带物料温度不超过60C，夹钢绳胶带允许物料温度达80C，耐热胶带允许物料温度达120C，环链、板链输送物料的温度可达250C 。特点1.驱动功率小,采用流入式喂料、诱导式卸料、大容量的料斗密集型布置，在物料提升时几乎无回料和挖料现象，因此无效功率少。 2.提升范围广，这类提升机对物料的种类、特性要求少，不但能提升一般粉状、小颗粒状物料，而且可提升磨琢性较大的物料。密封性好，环境污染少。 3.运行可靠性好，先进的设计原理和加工方法，保证了整机运行的可靠性，无故障时间超过2万小时。提升高度高.提升机运行平
5、稳，因此可达到较高的提升高度。 4.使用寿命长，提升机的喂料采取流入式，无需用斗挖料，材料之间很少发生挤压和碰撞现象。本机在设计时保证物料在喂料、卸料时少有撒落，减少了机械磨损。 1.3 国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果物料升降平台是实现物料垂直输送的主要设备。由于它具有提升物料平稳，占地面积小，提升高度高，密封性良好，可输送粉状物料而不致飞扬等优点，被广泛用于粮油、饲料、酒精等加工企业。随着我国经济的发展，粮油、饲料等行业加工规模的日益扩大，对斗式提升机的要求也越来越高。为进一步提高产品质量，使提升机的设计更合理，性能更可靠，所以提出对提升机改造，并用于农业中。物料升降平台广泛用于垂
6、直输送各种散状物料，国内物料升降平台的设计制造技术是50年代由前苏联引进的，直到80年代几乎没有大的发展。自80年代以后，随着国家改革开放和经济发展的需要，一些大型及重点工程项目从国外引进了一定数量的物料升降平台，从而促进了国内斗提机技术的发展。有关物料升降平台的部颁标准JB392685及按此标准设计的TD、TH及TB系列斗提机的相继问世，使我国斗提机技术水平向前迈了一大步， 但由于产品设计、原材料、加工工艺和制造水平等方面的原因，使产品在实际使用中技术性能、传递扭矩、寿命、可靠性和噪声等与国际先进水平相比仍存在相当大的差距。物料升降平台按牵引形式主要分为胶带式、圆环链式和板链式三种，因经济条
7、件、技术水平及使用习惯等原因，国内用户对圆环链式和胶带式斗提机需求量较大，这两种斗提机的技术发展受到较多的关注，而且有较为明显的发展。TH型是一种圆环链斗式物料升降平台，采用混合式或重力卸料，挖取式装料。牵引件用优质合金钢高度圆环链，中部机壳分单、双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张紧力，避免打滑或脱链，同时畚斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的容让性，能够有效地保护下部轴等部件。该物料升降平台适用于输送堆积密度小于1.5t/m易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂
8、子、化肥、粮食等。TH型斗式提升机用于各种散状物料的垂直输送。适用于输送粉状、粒状、小块状物料，物料温度在250以下。本项目主要针对物料输送系统中物料升降平台的升降平稳性及安全性方面进行了重点研究开发以及结构设计，零、部件的设计计算及其强度校核，并对提升部分进行优化，主要是提升方式与传送量进行设计与分析1）对斗式提升机的工作原理进行深入研究，根据斗式提升机的工作能力和使用要求，设计出总体方案。2）设计出合理的提升机结构和零件的强度，保证运行的稳定性。3）设计出合理的驱动装置，保证运行的高效性。第2章 课题介绍以及设计理论2.1 传动方案的拟定原则方案选择的原则：1)经济高效 尽可能设计制造成本
9、低廉，这样可以使本产品应用范围更广泛。在追求低成本的过程中更主要的是要保证设备的性能。高的性价比是设备在同类产品市场竞争中取胜的关键。2)安全可靠 本设备在设计过程中要保证在运转过程中要保证操作者及附近人的安全，保证在任何情况下不会对人造成严重的伤害。3)保证稳定性 保证在运行过程中的稳定性。稳定的设备是扩大产品适用范围，增加经济效益的关键。4)操作简单 本设计中将电机轴与带轮连接，大小带轮进行减速，减速之后再传递到输送装置。2.2 牵引方式、装卸料方式及选用在带或链等挠性牵引件上，均匀地安装着若干畚斗用来连续运送物料的运输设备称为斗式提升机。用途：主要用于垂直、倾斜连续输送散状物料。优点：结
10、构简单;占地面积小;提升高度大（一般1220m，最高可达3060m）;密封性好，不易产生粉尘。缺点：畚斗和牵引件易磨损，对过载的敏感性大物料升降平台的构件包括：牵引件、传动滚筒、张紧装置、畚斗、加料及卸料装置和驱动装置等组成。整个装置封闭在金属外壳内，一般传动滚筒和驱动装置放在提升机的上端，如图2.1所示。类型：立式，倾斜式，此项目中的斗式提升机采用立式。2.2.1 物料升降平台分类按牵引件分类：斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等几种。环链的结构和制造比较简单，与畚斗的连接也很牢固，输送磨琢性大的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构比较牢固，自重较轻，适用于提升量大的提升机，但
11、铰接接头易被磨损，胶带的结构比较简单，但不适宜输送磨琢性大的物料，普通胶带物料温度不超过60C，钢绳胶带允许物料温度达80C，耐热胶带允许物料温度达120C，环链、板链输送物料的温度可达250C。斗提机最广泛使用的是带式(TD)，环链式(TH)两种型式。用于输送散装水泥时大多采用深型畚斗。如TD型带式斗提机采用离心式卸料或混合式卸料适用于堆积密度小于1.5t/m的粉状、粒状物料。TH环链斗提机采用混合式或重力式卸料用于输送堆和密度小于1.5t/m的粉状、粒状物料。胶带：中小生产能力，中等提升高度，较轻料；链带：提升高度高，重物料。 本课题由于提升量不是很大，并且温度也在允许范围内，因此，使用胶
12、带式牵引方式，如图2.1所示。图2.1 物料升降平台2.2.2 物料升降平台的装载和卸载按卸载方式分类：物料升降平台可分为：离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。离心式卸料的斗速较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速较慢，适用于输送块状的，比重较大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。物料升降平台的装载方式有三种，即挖取式装载（见图2.2）、注入式装载（见图2.3）和混合式装载。注入式装载要求散料以微小建度均匀地落入畚斗中，形成比较稳定的料流，装料口下部应有一定的高度，采用该方式装载时一般畚斗布置较密；畚斗在牵引件上布置较稀时多采用挖取式装载，只能用于输送
13、粉状或小颗粒流动性良好物料的场合，斗速运行速度在2m/s以下，介于两者之间采用混合式装载。图2.2 挖取式装载 图2.3注入式装载本课题中使用挖取式装载。卸载方式有离心式、重力式及混合式三种。离心式卸料畚斗的运行速度较高，通常取为12m/s。如欲保持这种卸载必须正确选择驱动轮的转速和直径，以及卸料口的位置。其优点是：在一定的畚斗速度下驱动轮尺寸为最小；卸料位置较高，各畚斗之间的距离可以减小，并可提高卸料管高度，当卸料高度一定时，提升机的高度就可减小；缺点是：畚斗的填充系数较小，对所提升的物料有一定的要求，只适用于流动性好的粉状、粒状、小块状物料。重力式卸载使用于卸载块状、半磨琢性或磨琢性大的物
14、料，畚斗运行速度为0.40.8m/s左右，需配用带导向槽的畚斗。其优点是：畚斗装填良好，畚斗尺寸与极距的大小无关。因此允许在较大的畚斗运行速度之下应用大容积的畚斗；主要缺点是：物料抛出位置较低，故必须增加提升机机头的高度。物料在畚斗的内壁之间被抛卸出去，这种卸载方式称为离心重力式卸载。常用于卸载流动性不良的粉状物料及含水分物料。畚斗的运动速度为0.60.8m/s范围，常用链条做牵引构件。畚斗的形式是承载部件，按照形式分为：a：深斗，适用于流动性好、干燥物料；b：浅斗（多用）潮湿、流动差物料；c：三角形斗定向自流式卸料。本项目中根据提升的物料的特性，初步选择浅斗，如图2.4所示。2.3 常用物料
15、升降平台选用及相关计算（一）目前国内常用的物料升降平台均为垂直式，较新型符合标准TB3926-85的有TD型、TH型，它们的主要特征、用途及型号见表2-1。 图2.4 三种斗的形式 表2-1 TD、TH、TB型物料升降平台特征、型号表型式TD型TH型TB型结构特征采用橡胶带作牵引构件采用锻造的环形链条作为牵引构件采用板式套筒滚子链条作为牵引构件卸载特征采用离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适用输送物料松散密度1.5t/m的粉状、粒状、小块状的无磨琢性、半磨琢性物料松散密度1.5t/m的粉状、粒状、小块状的无磨琢性、半磨琢性物料松散密度2t/m的中、大块状的磨琢性物料适用温度被输送物料温度不得超过60，如采用耐热橡胶带时温度不超过200被输送物料温度不得超过250被输送物料温度不得超过250型号TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630TH315、TH400、TH500、TH630、TH800、TH1000TB250、TB315、TB400、TB500、TB630、TB800、TB1000提升高度约在440mm范围内约在4.
