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1、 目 录1 概述11.1 斗轮堆取料机简介21.2斗轮堆取料机分类31.3斗轮堆取料机市场需求41.4斗轮堆取料机国内发展现状51.5斗轮堆取料机的研究方向81.6设计课题及选题意义102 总体设计122.1总体设计概述122.2悬臂式斗轮取料机构成122.3悬臂式斗轮取料机的主要参数及其确定132.3.1取料的理论生产率132.3.2斗轮取料时每层深度142.3.3料堆高度142.3.4料堆长度142.4悬臂式斗轮取料机的工作性能参数及其确定142.4.1斗轮直径的确定142.4.2铲斗数目的确定152.4.3斗距的确定152.4.4铲斗容量q的确定152.4.5斗轮切割速度的确定163 部
2、件设计173.1悬臂式斗轮取料机构设计173.1.1斗轮取料机构构成173.1.2斗轮驱动电机选用193.1.3液力偶合器选用203.1.4销齿传动设计213.1.5斗轮轴的设计及校核263.2上车回转机构设计303.2.1回转机构选型303.2.2 回转机构设计333.2.3齿轮轴设计及校核363.2.4小齿轮校核393.2.5回转支承的日常维修413.3带式输送机选型设计423.3.1带式输送机特点423.3.2带式输送机的驱动装置433.3.3带速的确定463.3.4滚筒直径的确定473.3.5托辊的选型483.3.6张紧装置的选用493.3.7制动装置493.4变幅机构493.5配重的
3、安装493.6行走机构504 悬臂式斗轮取料机的控制系统设计544.1取料机的工艺流程544.2控制流程图574.3 控制工作原理584.3.1 控制过程简介584.3.2 传感器选用58总 结60参考文献61附 录62致 谢65摘 要悬臂式斗轮取料机堆取料机械中的一种，它广泛应用于港口、内陆的散料场所，主要用于取煤和矿石。悬臂式斗轮取料机主要由金属结构、臂式输送机、回转机构、行走机构、斗轮机构、润滑装置、电气系统和安全装置组成。工作时，取料机沿着轨道行进，并能改变臂架的角度。悬臂式斗轮取料机是由斗轮挖掘机发展而来，它能与堆料机和输送机一起组成自动运输系统，随着国民经济的快速发展，对取料机的需
4、求也越来越大。本文章主要是对斗轮机构和回转机构的设计，它们都是取料机的重要组成部分。斗轮机构主要是通过销齿传动来驱动斗轮的转动，这种传动方式具有结构简单、加工容易、造价低、拆修方便的优点。在回转机构中，关键是回转支承。回转机构的工作原理是小齿轮与回转支承的大齿轮啮合来带动整个回转体的转动，所以本文章将对回转支承进行选型并对小齿轮进行设计。本文还对相对于斗轮取料能力进行了输送机的选型。 因为悬臂式斗轮取料机比较容易实现自动控制，所以本文章采用PLC进行对取料过程的控制。PLC是个无触点装置，通过改变程序就可以改变生产工艺，PLC已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及及推广应用，它具有可靠
5、性高，抗干扰能力强，编程直观、简单的优点。关键词：悬臂式斗轮取料机；斗轮机构；回转机构，PLCABSTRACT The Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer is one of the Bucket-Wheel Reclaimer,and is widely used to reclaim bulk cargo such as coal and ore in inner land and dock,which was composed of mechanisms and decices of steel structure,jib belt conveyor
6、,luffing mechanism, slewing mechanism,travling bridge,bucket wheel,lubrication,electrical equipment and safety aiding devices. It can move along rails with the ability to slew jib,which can change amplitude. The Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer is evolves in the bucket-wheel excavator,and can ma
7、ke up the mechanized transport system with the Bucket-Wheel Staker and blet conveyor. With the progress of economy,the need of the Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer is more and more. This paper is main about the designing of the structure of the bucket wheel and the slewing mechanism,which are al
8、l very important to the Reclaimer. In this paper,the driving between the pin gear and pinion is used to drive the bucket wheel run,this method have some advantage,for example,its structure is uncomplicated, so it is easy to manufacture,and the cost is lower. Also it is easy to take down and repair.I
9、n the slewing mechanism,the key is the rotor support. The theory is the action between the rotor support and the pinion,so this paper chooses the rotor support and designs the pinion. This paper also choose the type of conveyor belts,which is suit to the ability of reclaiming.Because The Cantilever
10、of Bucket Wheel Reclaimer is easy to automate,so this paper designs the method of controlling the reclaiming course with PLC. PLC is a non-contact equipment,the procedures can be changed to change production. It has became a powerful tool for factory automation, widely popular replication. It has th
11、e advantage of high reliability,anti-interference capability and programming visual,simple. Keywords： The Cantilever of Bucket Wheel Reclaimer; bucket wheel ;slewing mechanism；PLC1 概述1.1 斗轮堆取料机简介斗轮堆取料机简称斗轮机，是现代化工业中连续装卸散状物料的一种重要设备，主要用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等大宗散料如矿石、煤、焦炭、砂石等在存储料场的堆放、提取作业。如果采用“装载机
12、自卸汽车”系统作业，装载机在铲入举升旋转行走卸载空转空行程等一个作业循环中，既要完成取料任务，又要完成输送任务，辅助作业时间几乎占用2/3还多。自卸汽车载重量受到限制，往返路程多，工作效率很低，满足不了电厂发电的用煤需求。连续装卸机械的采用，大大缩短了装卸时间，提高了工作效率，减轻了工人劳动强度。在功率相同的情况下，斗轮堆取料机的生产效率为单斗装载机的1.52.5倍。斗轮堆取料机主要有悬臂式（见图1-1）与门式（见图1-2）两种构造。控制方式有手动、半自动和自动等。图1-1 悬臂式斗轮堆取料机图1-2 门式斗轮堆取料机1.2斗轮堆取料机分类堆取料机按其功能可分为:（1）堆料机 堆料作业（2）取
13、料机 取料作业（3）堆取料机 堆取料作业（4）混匀堆料机 均化堆料（5）混匀取料机 均化取料堆取料机按形式可分为:（1）门式斗轮堆取料机 大跨度双梁（2）桥式取料机 大跨度单梁（3）圆形料场堆取料机 桥式或摇臂式（4）刮板式取料机 桥式或人字式（5）普通摇臂式 具有悬臂、俯仰、回转功能按尾车功能又分为:（1） 固定单尾车 堆料、取料（2） 活动单尾车 堆料、取料、直通或折返取料、提高回转角度范围（3）固定双尾车 堆料、取料、直通（4）活动双尾车 堆料、取料、直通或折返取料（5）伸缩升降双尾车 堆料、取料、直通、提高回转角度范围降低落差按理论生产能力，斗轮堆取料机可分为以下几种:（1）轻型 生产
14、率在630m3/h以下（2）中型 生产率为6302500m3/h（3）大型 生产率为25005000m3/h（4）特大型 生产率为500010000m3/h（5）巨型 生产率在10000 m3/h以上1.3斗轮堆取料机市场需求受整个国民经济增长的影响，原材料工业、能源、石油、化工、汽车等各个行业都会有非常大的发展。在这些行业发展的同时直接会带动散料机械装备工业的发展。就钢铁工业而言，受建筑、汽车工业的影响，钢铁工业飞速发展,我国已经连续六年局世界第一产钢大国,同时又是第一钢铁消费大国。到2002年钢的产量已经达到1.8亿吨，并以每年300万吨的速度增长。近几年在股市上钢铁板块普遍看好,建筑业的
15、发展和技术的提高加大了对钢铁的需求，中国建筑业在钢铁的应用数量方面和世界发达国家相比还有很大的差距,随着建筑业的不断发展这一行业对钢铁的需求会更会加大。汽车进入百姓耐用消费品市场已经开始，汽车产业的发展也拉动钢材的需求量。机械制造业、家用电器、造船业、石油天然气、集装箱等各行业的发展都会拉动中国钢铁企业的发展，使钢铁企业加大投入，并且现在已有部分民营资本进入钢铁行业。钢铁事业的发展离不开矿石和煤炭，而煤炭和矿石的运输和储存必须使用散料机械，这些设备包括皮带运输机，装船机、卸船机，斗轮堆取料机等散料机械。在钢铁企业的发展过程中加大了钢的产量，也加大了对煤炭和矿石的需求，国产矿石和目前进口的矿石数量已经满足不了钢铁企业发展的要求，会有更多的矿石进口到中国，其中会有来自澳大利亚、巴西的铁矿石通过港口转运到各个钢铁企业。南部沿海的广西、广东各个口岸，华东地区、山东、渤海湾等各大港口会进口更多的来自国外的铁矿石，所以
