TH250斗式提升机设计说明书

中国矿业大学毕业（论文）第一章绪论第1.1节概述斗式提升机是利用均匀固接于无端牵引构件上的一系列料斗，竖向提升物料的连续输送机械。适用于垂直输送粉状、粒状、及小块状的磨吸性较小的散状物料，如粮食、煤、水泥、碎矿石等。中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。斗式提升机就是输送机的其中一种。国内斗式提升机的设计制造，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。在此期间,虽各行业就使用中存在的一些问也作过一些改进,如ZL型和钩头链式斗式提升机的设计等工作,但大都因为某些原因未能得到推广[19]。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引进了一定数量的斗式提升机,从而促进了国内斗式提升机技术的发展。有关斗式提升机的部颁JB3926—85及按此标准设计的TD、TH及TB系列斗式提升机的相继问世,使我国斗式提升机技术水平向前迈了一大步,但与国际先进水平相比仍存在相当大的差距,尤其是板链式斗式提升机存在的差距更大一些。随着国民经济的发展运输机械行业在引进、吸收、消化了世界各国斗式提升机的最新技术，并结合我国实际情况，设计出THG型和TDG型高效斗提机系列，以满足市场对大运输量、大提升高度及结构紧凑的新型高效斗提机的需要。THG、TDG型斗提机优点：1THG、TDG型斗提机优点输送量大、提升高度高；2斗型合理，容量大；3环链采用合金钢制造，经表面和热处理后，硬度适中，强度高，耐磨性好；4胶带采用钢丝绳编织芯胶带，韧性好，强度高；5头尾部和中部机壳全部作了密封处理，物料及粉尘不外扬，不会造成环境污染；6传动装置中采用了垂直轴减速器和液力偶合器，并配有逆止装置，使得传动装置结构紧凑，实现了柔性传动。既能使运转平稳，又能使电机减速器及牵引件得到保护，更能使物料在停机时保持稳定状态；7下部采用了重锤张紧装置，实现了自动张紧。8THG型上下轮为组装式链轮，轮缘用高强度螺栓连接在轮体上，在链轮磨损后，只需要更换轮缘，这样既方便更换，又可节约材料，降低维修费用未来提升机的将向着多型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。斗式提升机的优点是，横断面上的外形尺寸较小，可使输送系统布置紧凑；提升高度大，有良好的密封性等。缺点是：对过载的敏感性大；斗料和牵引结构件易损坏。斗式提升机提升物料高度可达80米（如TGD型），一般常用范围小于40M。输送能力在1600M3/h以下。一般情况下多才用垂直式斗式提升机，当垂直式斗式提升机不能满足特殊工艺要求时才采用倾斜式提升机。由于倾斜式斗式提升机的牵引结构在垂度过大时需要增设支承牵引构件的装置，而结构复杂，因此很少采用倾斜式斗式提升机。第1.2节斗式提升机分类斗式提升机作为一种常用的提升设备，在得到广泛的应用的同时，根据不同行业的要求不同也有着非常清楚的分类，其按照传动结构可以分为：(1).TD系列斗式提升机  TD系列斗式提升机是一种国家标准的斗式提升机，该系列斗式提升机和D系列斗式提升机都是采用的胶带传动来提升物料，两者没有本质的区别，D系列斗式提升机产品型号较老且型号规格少。TD系列斗式提升机是在D系列斗式提升机的基础上经过产品改良而来，其规格有TD100(不常用)、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、TD800、TD1000等型号,其中TD160、TD250、TD315等型号为普遍采用型号.(2).TH系列斗式提升机   TH系列斗式提升机是一种常用的提升设备，该系列斗式提升机采用锻造环链作为传动部分，具有很强的机械强度，主要用于提升机粉体和小颗粒及小块状物料，区别于TD系列斗式提升机，其提升量更大、运转效率更高。其常用于较大比重的物料的提升。如图1.0(3).NE系列斗式提升机  NE系列斗式提升机是一种新型的斗式提升机，其采用板链传动，区别于老型号TB系列板链斗式提升机，其命名方式采用提升量而命名而非斗宽。如NE150指的是提升量为150吨一小时而不是斗宽150。NE系列斗式提升机有着很高的提升机效率，根据提升速度不同还分有NSE型号及高速板链斗式提升机。(4).TB系列斗式提升机   TB系列斗式提升机是一种较老型号的斗式提升机，其传动部分采用板链传动，现已经被相应NE系列斗式提升机产品替代。(5).TG系列斗式提升机   TG系列斗式提升机是一种加强型胶带斗式提升机，其区别于TD系列斗式提升机，TG系列斗式提升机采用钢丝胶带作为传动带，其具有更强的传动能力。该系列斗式提升机多被应用于粮食输送上，又被长称呼为粮食专用斗式提升机。(6).其它型号斗式提升机  常见的斗式提升机型号还有HL系列斗式提升机、GTD系列斗式提升机、GTH系列斗式提升机等，其均为上型号的不同叫法和演变形式。（2）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，适用于提升量大的提升机，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60°C，钢绳胶带允许物料温度达80°C，耐热胶带允许物料温度达120°C，环链、板链输送物料的温度可达250°C。斗式提升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料斗。如TD型带式斗式提升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／m3的粉状、粒状物料。TH环链斗式提升机采用混合式或重力式卸料用于输送堆和密度小于1．5t／m3的粉状、粒状物料。（3）按卸载方式分类：斗式提升机可分为：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。第1.3节斗式提升机的装载和卸载1.3.1斗式提升机的装载斗式提升机的装载方式有两种：1）掏取式，（图1.1）由料斗在物料中掏取装载。掏取式主要用于输送粉状、颗粒状、小块状的无琢磨性或半琢磨性的散状物料。由于在掏取物料时不会产生很大的阻力，所以允许的料斗的运行速度较高，为0.8-2m/s；2）流入式，（图1.2）图物料直接流入料斗内。流入式用于输送大块状和琢磨性大的物料。料斗的布置很密，防止在料斗之间撒落。料斗的运行速度较低，一般不超过1m/s图1.1掏取式图1.2注入式1.3.2斗式提升机的卸载方式斗式提升机的卸载方式有离心式、重力式及混合式三种。离心式卸料料斗的运行速度较高，通常取为1—2m/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：在一定的料斗速度下驱动轮尺寸为最小；卸料位置较高，各料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：料斗的填充系数较小，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料，料斗运行速度为0.4—0.8m/s左右，需配用带导向槽的料斗。其优点是：料斗装填良好，料斗尺寸与极距的大小无关。因此允许在较大的料斗运行速度之下应用大容积的料斗；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。物料在料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。料斗的运动速度为0.6—0.8m/s范围，常用链条做牵引构件。图1.3离心式卸料图1.4重力式卸料图1.5离心—重力式卸料第1.4节斗式提升机的主要部件斗式提升机的主要部件有：驱动装置、料斗、牵引构件、底座和中间罩壳等。驱动装置由电动机、减速机、逆止器或制动器及联轴器组成，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，小提升高度时采用弹性联轴器。使用轴装式减速机可省去联轴器，简化安装工作，维修时装卸方便。料斗通常分为浅斗、深斗和有导向槽的尖棱面斗。浅斗前壁斜度大深度小，适用于运送潮湿的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，适用于运送干燥的流散性好的散粒物料。有导向侧边的夹角形料斗前面料斗的两导向侧边即为后面料斗的卸载导槽，它适用于运送沉重的块状物料及有磨损性的物料。散装水泥由于流动性好且干燥，用深斗较合适，卸载时，物料在料斗中的表面按对数螺线分布，设计离心卸料的料斗时往往在料斗底部打若干个气孔，使物料装载时有较高的填充量，并且卸料时更完全。牵引构件为一封闭的绕性构件，多为环链、板链或胶带。张紧装置有螺杆式与重锤式两种。带式斗式提升机的张紧滚筒一般制成鼠笼式壳体，以防散料粘集于滚筒上。斗式提升机可采用整体机壳，也可上升分支和下降分支分别设置机壳。后者可防止两分支上下运动时在机壳空气扰动。在机壳上部设有收尘法兰和窥视孔。在底部设有料位指示，以便物料堆积时自动报警。胶带提升机还需设置防滑防偏监控及速度监测器等电子仪器，以保证斗式提升机的正常运行第1.5节斗式提升机的选型作为常用的提升设备，斗式提升机的选用受很多方面因素的制约，选错型号会给使用方带来不尽的麻烦。一般决定斗式提升机选型取决于以下几个要素：1.物料的形态：物料是粉状还是颗粒状还是小块状。2.物料的物理性质：物料有没有吸附性或者粘稠度，是否含水。3.物料的比重：一般斗式提升机参数都是针对堆积比重在1.6以下的物料设计和计算的，太大的物料比重需要进行牵引力和传动部分抗拉强度的计算。4.单位时间内的输送量。一般来说，物料的形态直接决定物料的卸料方式，常用规律为粉状物料采用离心抛射卸料、块状物料采用重力卸料，而卸料方式的不同决定斗式提升机采用的料斗形式的不同，离心抛射卸料多采用浅斗和弧形斗，而重力卸料需采用深斗。斗式提升机所采用料斗的类型不同则单位时间内提升的物料输送量是不一样的。斗式提升机最终的输送量是取决于料斗形式、斗速、物料比重、物料性质、料斗数量的一个综合参数。选型过程如下：物料比重→传动方式（斗提型号）→物料性质→卸料方式→料斗形式→该系列斗式提升机的提升量→确定机型。目前国内常用的斗式提升机均为垂直式，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1.1 型式 TD型 TH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 御载特征 采用离心式或混合式方式卸料 采用混合式或重力式方式卸料 适用输送物料 松散密度ρ＜1.5t/m3的粉状、粒状、小块状的无磨琢、半磨琢性物料 松散密度ρ＜1.5t/m3的粉状、粒状、小块状的无磨琢、半磨琢性物料 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℃ 被输送物料温度不超过250℃ 型号 TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630 TH315、TH400、T500、TH630、（TH800、TH1000）① 提升高度 约在4～40m范围内 约在4.5～40m范围内 输送量 4～238m3/h 35～185m3/h表1.1第1.6节斗式提升机工作过程 斗式提升机利用环绕并张紧于头轮、底轮的封闭环形料斗带作为牵引构件，利用安装于料斗带上的料斗作为输送物料构件，通过料斗带的连续运转实现物料的输送，见图1.6。因此，斗式提升机是连续性输送机械。理论上可将斗式提升机的工作过程分为三个阶段：装料过程、提升过程和卸料过程。装料就是料斗在通过底座下半部分时挖取物料的过程。料斗装满程度用装满系数φ(φ=)表示。根据装料方向不同，装料方式有顺向进料和逆向进料两种，工程实际中较常用的是逆向进料，此时进料方向与料斗运动方向相向，装满系数较大。提升过程料斗绕过底轮水平中心线始至头轮水平中心线止的过程，即物料随料斗垂直上升的过程称作提升过程。此时应保证畚头带有足够的张力，实现平稳提升，防止撒料现象的发生。卸料过程物料随料斗通过头轮上半部分时离开料斗从卸料口卸出的过程称为卸料过程。卸料有离心式、重力式和混合式三种。离心式适用于流动性、散落性较好的物料，含水份较多、散落性较差的物料宜采用重力式卸料，混合式卸料对物料适应性较好，工程实际中较常用。本次设计选择混合或重力方式卸料，掏取式装料，选用zh型（中深斗）料斗，牵引件为低合金高强度圆环链，经适当的热处理后，具有很高的抗拉强度和耐磨性。下部采用了重锤杠杆式张紧装置，即可实现自动张紧。图1.6斗式提升机总体图第二章斗式提升机主要结构计算第2.1节提升功率的计算本次设计TH250型斗式提升机。其主要参数有功率，提升高度,提升能力,料斗宽度,料斗盛水容积,料斗间距参照文献[1]中第十四章斗式提升机中TH型提升机设计的功率计算部分内容，计算过程如下：TH型斗式提升机功率计算TH型提升机驱动装置为YY型（即ZLY或ZSY型减速器和Y型电动机配用）。传动轴驱动功率由下式求得：P0=+PS+PL（2-1）式中P0-轴功率（KW）；Q-斗式提升机的输送量（T/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s2）；PS，PL—附加功率，KW，见表2-1表2-1 附加功率 TH200 TH250 TH315 TH400 TH500 TH630 TH800 PS,KW 2 2 3 3 4 4 5 PL,KW 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4由此次TH250斗式提升机设计的条件可以得知，Q=30T/h,t提升的高度H=35m重力加速度在此处可取10m/s2将数据代入（2-1）计算可得P0=+PS+PL=（2-2）电机功率p=EQ（2-3）式中P–电动机功率（KW）；P0-轴功率（KW）；n-总效率，大约为0.7。所以通过计算可得P=7.5Kw第2.2节电动机选型按已知工作要求和条件选用要求电机功率P＝7.5kW，转速n=1500r/min左右，参照文献[2]中电动机的类型及其应用特点，选用Y132M-4型电动机。输出轴直径Φ75，中心高280mm，工作转速1440r/min。第2.3节减速机选型根据文献[1]中的YY型驱动装置的选型原则及规范可知，TH250提升机功率为7.5Kw时，应选用Y7Y140驱动装置，在已选择Y132M-4电动机后，应选择型号为ZLY140-18-Ⅰ（S）/Ⅱ（N）的减速器表2.2。输入轴直径为28mm，输出轴直径为65mm,中心高为160mm。表2.2总传动比分配行星减速器i=12皮带i=2.5133第2.4节皮带的选择计算确定V带型号工作情况系数查表=1.2计算功率,（2.4）V带型号根据和值查图4.6A型2）确定带轮基准直径和小带轮直径查表=90mm大带轮直径==（2.5）圆整=227mm3)验算带速=（2.6）要求带速在5-5范围内4）确定V带长度和中心距初取中心距mm，初算带的基准长度=2==1904.39mm（2.7）圆整=2000（2.8）5)验算小带轮包角===169.5（2.9）6)确定带根数单根带试验条件下许用功率传递功率增量查表（）包角系数=0.98长度系数=1.03（2.10）圆整7）计算初拉力每米带质量，=0.1kg/m则=176.17（2.11）8）计算压轴力（2.12）9）带轮槽间距槽边距带轮宽（2.13）第2.5节驱动轴设计2.5.1轴各轴段尺寸分析1）初步计算轴的直径参照文献[3]中关于轴的设计部分，根据轴的承载情况，选择扭转强度计算法来计算轴的直径。式中A——系数，此处取120，P——电动机功率，Kwn——轴的转速，r/min,将相关数据代入式3-4可得因为轴端装联轴器需要开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加4%~5%，取轴的直径为70mm。2）各轴段直径的确定图2.1驱动轴如图2.1所示，轴段①与减速机空心输出轴套装配，并且在接近轴段②处装有毛毡弥封圈，故直径d1=70mm。轴段②和轴段⑧上安装轴承，现暂取轴承型号为2217，其内径d=85mm，外径D=150mm，宽度B=36mm，故轴段②的直径d2=d8=85mm。轴段③和轴段⑦的直径为轴承的安装尺寸，查有关手册，取d3=d7=95mm。轴段④和轴段⑥上安装驱动链轮，考虑到轴段④与轴段⑥中间的截面承受的弯矩最大，故在直径上有所增加，现暂定d4=d6=100mm。轴段⑤考虑滚筒便于安装拆卸，直径略比轴段④和轴段⑥的直径小，取d5=110mm。3）各轴段长度的确定轴段①与减速机空心输出轴套装配，其长度主要决定于减速机和头部壳体之间的安装尺寸，同时还要保证与减速机相配合的部分有足够的长度，从手册中查知减速机的相关安装尺寸要求，现暂取l1=140mm。轴段②与轴段⑧上安装轴承，其长度决定于轴承的安装尺寸，故取l2=l8=110mm。轴段③和轴段⑦的长度主要根据两轴承之间的距离和滚筒在轴向上的安装尺寸来定。考虑到其轴向上密封板、壳体法兰和轴承座等占据的位置，暂取两轴承轴向上的中心距离为590mm，则可以暂取l3=l7=155mm。轴段④、⑤、⑥的长度要和驱动链轮一并设计，现暂定l4=l6=120mm，l5=40，驱动轴总长为950mm。d)轴上零件的固定考虑到轴段①、④、⑥处键传递较大的转矩，故轴段①与联轴器的配合选用k6；轴段④、⑥与驱动链轮的配合选用r6；轴段②、⑧与轴承内圈的配合选用r6。与减速机和驱动链轮的联结均采用A型普通平键，分别为键20×125GB1096-1996及键28×110GB1096-1996。e)轴上倒角及圆角轴端倒角2×45°，安装链轮的轴段倒角为2.5×45°，倒圆角为R1.6mm，为方便加工，其它轴肩圆角半径均取为0.6mm。第2.5.2节轴的强度校核计算轴的受力分析及弯扭矩图2.2所示图2.2轴的受力分析及扭矩图2）计算支承反力由于轴在水平面上不受力，所以FRIH=FR2H=0（2.14）在竖直面上（2.15）式中：——同一时刻提升机上行料斗中物料重量——环链预紧力（平均每米长度牵引构件重量，25kg/m）——牵引构件重量（2000N），（2.16）（2.17）（2.18）3）按弯扭合成强度条件计算如下很显然b-b截面为危险截面。由于弯曲应力为对称循环，扭转切应力为静应力，则（2.18）（2.19）所以b-b截面左侧安全，显然b-b截面右侧也是安全的。4）安全系数校核弯曲应力（2.20）应力幅平均应力Mpa（2.21）切应力（2.22）（2.23）安全系数（2.24）（2.25）（2.26）许用安全系数显然S>,故b—b剖面安全。以上计算表明，轴的弯扭合成强度和疲劳强度是足够的。第2.6节轴承的选型及分析1）轴承选型考虑驱动轴在的较大弯矩作用下会产生弯曲变形，且不易与减速机严格保证同心，故选用承载能力大并有自动调心功能的调心球轴承2217。其基本参数如表2.3 基本尺寸/mm 额定载荷/kN d D B 85 150 36 58.2 23.5表2.3轴承2217基本参数2）工作情况分析及寿命计算提升机驱动轴轴承主要承受径向载荷，轴向载荷很小并可以忽略中等冲击。其当量动载荷为：（2.27）式中：——载荷系数，中等冲击取1.2~1.8。其寿命为：（2.28）式中：——轴承的寿命指数，滚子轴承=10/3。故驱动轴轴承的工作寿命为24362小时。第2.7节联轴器的选择由于弹性柱销联轴器（如图2.2所示）具有一般补偿两轴相对偏移和减振能力，结构简单，更换弹性元件简便，允许有轴向窜动，适用的工作温度为-20°C到+70°C，所以根据提升机的工作特性，选择弹性柱销联轴器作为减速器和提升机上部主轴之间的连接设备。由文献[2]可知应选取的联轴器型号为：Y由表可知所选用连轴器的公称扭矩=3153，许用转速为3450r/min,而本次设计所需的扭矩T=1530,转速为48r/min,故所选的联轴器LX5完全满足要求。下面对联轴器与轴连接处的键进行设计和强度较核。由轴的直径d为70mm，查文献[2]，由表9-4可知，应取键的宽度b=20mm，高度h=120mm的普通平键，键的材料应选45钢，由于键所受载荷性质为轻微冲击，由表9-3可知[σc]=110MP，[τ]=90MP，键连接工作面的强度校核如下：<[σc]（2.29）<[τ]（2.30）式中：T—传递的转矩（）d—轴的直径（mm）l—键的工作长度，A型（mm），l=L-b(mm)A—键与轮毂的接触高度，平键K=h/2其中b为键的宽度图2.3联轴器第2.8节驱动链轮的结构设计TH型斗式提升机是利用链轮与圆环链间的摩擦力进行动力传递的。特别当链轮与链条摩擦副不能相互匹配，即链轮与链条产生相对滑动时，链轮磨损加剧，因此，链轮是一个易损件。对于链轮应选择合理的材料、热处理工艺以保证轮缘的硬度和耐磨性。同时考虑到链条价昂，应使链轮的硬度略低于链条的硬度。TH250的轴上的扭距通过键槽传递给两个链轮，链轮由轮缘和轮体两部分组成，结构如图2.41和2.41所示。轮体由HT200铸造而成，轮缘由QT60-2铸造而成，要求铸件不得有气孔、缩孔及裂纹等，以保正链轮工作正常工作所需要的强度。此次设计采用了组装式链轮。有轮体、轮缘用高强度螺栓联接而成。在链轮磨损到一定程度后，可拧下螺栓，拆换轮缘，更换方便，且节约拆料、降低了维修费。图2.41链轮图2.42驱动链轮装置第2.9节料斗与环链的设计根据斗式提升机的输送量及提升高度要求，参照国家关于机械行业标准中垂直斗式提升机Zh型（中深斗）料斗参数尺寸，设计的料斗的形状如图所示，料斗容量为3L，输送的物料最大块度为25mm，图2.5料斗与链环对比同类型的斗式提升机的环链选择的相关参数可知，与料斗配套使用的锻造圆环链条是SL1850，直径Φ18mm，节距为64mm，单条破断强度≥320KN，牵引件为低合金高强度园环链，经适当的热处理后，具有很高的抗拉强度和耐磨性，使用寿命长，符合TM36-8《矿用高强度园环链》标准见表2.4, 链号 直径 直径x节距 破断载荷（kN） 重量 英寸 mm 碳钢 合金钢 kg/m SL1040 3/8 10x40 45 110 1.85 SL1345 1/2 13x45 75 160 3.50 SL1450 1/2 14x50 89 190 6.30 SL1656 5/8 16x56 118 250 4.90 SL1850 23/32 18x50 150 320 6.91 SL1863 23/32 18x63 150 320 6.50 SL1864 23/32 18x64 150 320 6.60 SL2070 3/4 20x70 189 390 390表2.42.10中部区段的设计选材由于本设计中的提升机提升高度达35m，为防止两分支上下运动时在机壳产生空气扰动，故上行部分和下行部分的罩壳均采用独立式结构。连接法兰同样采用63×63×6的等边角钢，壳体采用3mm厚的钢板，并在罩壳上设有检修门，主要是用来观察、检查提升机内部的工作情况，在出现故障时可以方便检修机内部的工作情况，在出现故障时可以方便检修图2.6中部区段，第三章斗式提升机的安装、使用说明第3.1节斗式提升机安装、调整及试运行1、先安装下部区段。斗式提升机下部支承面要保证座落在基础的水平面上，校正后将地脚螺栓紧固。上端面与水平面的平行度允差1/1000。2、按标记依次安装中间机壳，机壳的联接允许垫入防水粗帆布或石棉带以保证密封和调整。要求下部和中部机壳的中心线力求在同一铅垂线上，其垂直度偏差在1000mm长度上不应超过1mm，总高度的累积偏差不应超过8mm。双通道机壳还要注意使两个通道的机壳相平齐。3、为防止提升机的摇动，中部必须有防止偏移的支承装置，支承点间距不要大于8m，最上面的支承点要尽量靠近头部。支承装置不要限制提升机在垂直方向的伸缩。双通道中间机壳每隔4m要用连板把两个通道联接起来以加强稳定性。4、安装上部区段和驱动装置，安装减速器前要先认真阅读减速器说明书。减速器要加足工业齿轮油（详见减速器说明书）5、主轴与下部轴应在同一垂直平面内，两轴心线均应与水平面平行。YY型驱动装置低速轴与主轴力求在同一轴心线上，其最大平行偏移不得超过0.1mm，最大轴线交角不得超过6、最后安装运行部分。链式斗提机的链条应选配，使平行的两条链长度相等。运行部分装好后拉近装置剩余的行程要大于全行程的一半。7、HL型双通道提升机安装或调整链条，需要提起拉近链轮组时，可以利用中部机壳上的吊重钢槽。方法是：打开下部区、区段上盖板，在钢槽上挂一小型起重葫芦，即可进行提起链轮组的工作。8、链条式提升机拉近装置采用重锤张紧方式，重锤箱内应放有足够的重物。9、提升机滑板调节得好可以减少回料，我厂提升机滑板上有橡胶板，调节时以橡胶板离料斗外缘10mm左右为宜。10、提升机安装完毕后，检查所有紧固处是否紧固。向各润滑系统加注必要的润滑剂，用手转动传动部分应轻便灵活，并最少使工作链转一周，确认安装无误后，可以空车试运转，先运行两次以上瞬时试转，再开机空转2小时空载试车无问题后，应进行16小时负荷试车。试车开始时，物料要分三次加到要求的输送量。喂料要均匀，负荷试车2小时后开始检查轴承温度，一般不应超过60℃。表3.1安装尺寸第3.2节斗式提升机操作规章一、洗煤系统集中控制时,应按先后顺序启动,停止；二、起动前应检查设备各部件有无异常,减速速机及润滑系统加油是否适量等，检查无异常时,与控制室联系,发出洗煤信号三、要随时注意斗子提升机在运转时,链板,销子及挡圈等工作情况,发现异常及时停车,通知维修人员处理；四、做好岗位记录,发现问题及时汇报；五、交接班时,必须在本岗位进行,不许离岗交班；六、交接班人员应共同检查滑道,斗子,链板,销子,挡圈及其它部件是否正常，共同检查安全装置,信号,照明等工作情况；七、检查完毕后,经试车无异常时,双方共同在交接班日志上签字,交班者方可离开岗位；八、斗子被压或被卡时必须立即停车处理,处理时,斗子正面不得站人,以防物料坠落以及斗子脱链；九、斗子提升机检修时,必须切断电源,进入机壳,上下必须有完善的联系电铃信号设备,照明等处电压不得超过十二伏,工作时必须有专人负责安全监督工作,机壳内进行电焊时,下面禁止有人工作；十、检修完毕后,必须清点人员及工具,确实证明内部无人及工具时,才能试车灌水；十一、严禁攀登斗子机。第3.3节斗式提升机故障处理 故障 可能原因 解决措施 斗提在操作中不能开关自如 1、卸料系统不起作用；2、轨道脱离开关失灵；3、联轴器接线头开关装置失灵；4、皮带夹紧连接的安全装置失灵；5、输送路线中无障但皮带和/或料斗不能移动；6、三相电机、齿轮单元、联轴器或传动轴失灵； 1、检查其功能，打开卸料系统；2、检查皮带运行并重新调整；3、参照说明4、检查皮带夹紧连接，重新高速锤子；5、检查并确保皮带和/或料斗的清理；6、修理或更换损坏部件； 斗提不能运送足够的物料 1、料斗没有正确填充；2、卸料板没有正确调节；3、卸料板上的料斗没有完全清空；4、入口斜槽处有不正常的积料； 1、检查喂料；2、调节卸料板；3、检查物料输送情况；4、检查物料输送情况，若有必要，清空斗提罩； 料斗内物料过满 1、料位指示器不起作用；2、斗提出口堵塞；3、卸料系统不起作用；4、喂料系统过度喂料； 1、检查并确定其作用；2、找正原因并清空斗提；3、检查其功能；4、检查喂料规律并进行调整； 速度监控器不起作用 1、近似开关或控制装置失灵；2、拉紧站不起作用； 1、确保其功能；2、控制流动性和拉紧距离。 速度监控器一段时间不起作用 斗提内有大块 清理斗提罩 皮带在底部失调 1、张紧装置磨损或开裂；2、斗提内有大块； 1、更换拉紧滑轮；2、清理斗提； 传动系统故障 1、传动链拉长；2、减速机故障；3、主、从动链轮磨损； 1、张紧传动链；2、减速机检查保养；3、磨损件视情况更换； 壳体磨穿 壳体更换 落料 出料口磨损； 1、链板断裂，链销磨损；2、斗子磨损，斗子螺栓松动，脱落； 1、链板更换，磨损件更换；2、磨损斗子更换，螺栓紧固；第四章结论本次毕业设计完整的完成了TH250型斗式提升机的整体设计，设计的计算依据符合斗式提升机通用计算标准，零件的强度校核计算符合机械设计要求，本设计主要形成了以下几方面的成果1参考国内外斗式提升机相关资料文献，将当前TH250型斗式提升机中所采用的电机减速器传动装置正确运用到本设计中2设计严格按照原始工作参数，参照现有输送设备斗式提升机的相关计算资料，及零件的常规计算校核方法，对提升机的链条、料斗、链轮等零部件进行了正确的选取与计算。最终形成的TH250#设计#及计算结果，满足原始工作条件的各项参数其中主要参数如下功率：7.5kW；提升高度：35m；提升能力：30（t/h）；料斗宽度：250mm；料斗盛水容积：3L；参考文献[1]梁庚煌.运输机械设计选用手册[M].北京:化学工业出版社，1999.[2]毛谦德，李振清.袖珍机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2007.[3]吴克坚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2003[4]朱昆泉，许林发.建材机械工程手册[M].武汉:武汉工业大学出版社，2000.[5]周建方.材料力学[M].北京:机械工业出版社，2004.[6]褚瑞卿.建材通用机械与设备[M].武汉:武汉工业大学出版社，1996.[7]梁庚煌.运输机械手册[M].北京：化学工业出版社，1983.[8]北京建材学校.建材机械与设备[M].北京：中国建筑工业出版社，1981.[9]王旭，王积森.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2005.[10]张文明，焦万才.焊工实用技术[M].辽宁：辽宁科学技术出版社，2004.[11]沈世德.机械原理[M].北京：机械工业出版社，2001.[12]王章忠.机械工程材料[M].北京：机械工业出版社，2001.[13]张庆进.硅酸盐工业机械设备[M].广州：华南理工大学出版社，1992[14]许林发.建筑材料机械设计（一）[M].武汉：武汉工业大学出版社，1990[15]成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004.[16]王伯平.互换性与测量技术[M].北京：机械工业出版社，2002.[17]钱志峰刘苏.工程图学[M].北京：科学出版社，2004[18]于骏一.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2007.[19]张家宁　李飞.我国斗式提升机的技术现状及发展趋势[J].起重运输机械1997(9),31-32[20]成大先.新版机械设计手册第三卷[M].北京机械工程出版社2008[21]JB/T3926.13－1999圆环链链轮参数尺寸[S][22]JB/T3926.1－1999垂直斗式提升机型式与基本参数[S][23]JB/T3926.2－1999垂直斗式提升机技术条件[S][24]JB/T3926.4－1999垂直斗式提升机H型料斗参数尺寸[S]英文原文SPEEDANDPOSITIONSENSORSFORMINEHOISTSANDELEVATORSPETERG.KOVALCHIKFRANKT.DUDAU.S.BureauofMinesPittsburghResearchCenterP.O.Box18070Pittsburgh,PA15236USAAbstract-Minehoistandelevatorsafetydevicesaretestedperiodically.However,periodictestingcannotensurethatarecentlytestedsafetydevicewillfunctionproperlywhencalledupon.Ideally,theconditionofcriticalsafetydevicesshouldbecontinuouslymonitoredbutthisiseitherimpracticalorimpossible.TheU.S.BureauofMinesisconductingresearchonthemorepracticalapproachofcontinuouslymonitoringthespeedandpositionoftheshaftconveyance.Bymonitoringthedepthandspeedofaconveyanceandcomparingtheresultwiththeappropriatespeedcurve,anoperatorcanbewarnedbeforethecurveisexceededandmaythentakeappropriateaction.Thisinformationwillalsodetectotherhoistingmalfunctionssuchasmotororbrakeproblems.Monitoringtheactualcagepositionduringoperationandcomparingthiswiththepositionindicatedbythewindingdrumwillindirectlyenablethedetectionofropeslipforfrictionhoistsandslackropeindrumhoists.Hoistsystemspresentlyinusearetypicallynotequippedwithappropriatedevicesfordirectlymonitoringactualcagespeedandposition.Conventionaloverspeedprotectionforamineelevatoriscurrentlydonebyacentrifugalgovernor.However,amechanicalgovernorisnotcapableofdeterminingifthespeedcurveischangingwithrespecttothecagepositioninthehoistingcycle.Therefore,anothermeansofsensingcagespeedisneeded.Thispaperdiscussesseveraltypesofspeedandpositionsensors,andadvantagesanddisadvantagesofeach.Theresearchsuggestsmethodstomonitoractualspeedandpositionofthecage,whichcanbeverysignificantinpreventingoverspeedaccidentsresultingfromsafetydevicefailuresinminehoistsandelevators.I.BACKGROUNDIntheUnitedStates,MineSafetyandHealthAdministration(MSHA)regulationsrequirehoist/elevatorsystemsforundergroundmetal/nonmetal(MNM)andcoalminestobeequippedwithmechanicalandelectricalsafetydevices.Thesesafetydevicesincludeoverwind,underwind,slackhoistrope,treadwear,brake-clutchinterlock,jammedconveyancedetectors,tracklimitswitches,over-temperatureswitchesonbearings,ventilationswitches,safetygate,safetychain,catches,andoverspeeddevices.TheMSHAregulationsspecifydaily,weekly,monthly,andannualinspectionsbytheowneroftheconveyance.Theresultsfromtheseinspectionsaredocumentedinrecordsandequipmentlogs.Inadditiontothetestingdonebytheoperator,MSHAalsoexaminesthesafetydevicesandoperationalequipmentperiodically.However,periodictestingcannotensurethatarecentlytestedsafetydevicewillfunctionproperlywhencalledupon.Despitethistesting,documentedminehoist/elevatoraccidents[l]haveoccurredresultingfromelectrical,mechanical,andstructuralfailures.Forexample,shaftaccidentsassociatedwiththehoistingcycleoftenoccurwhentheconveyanceisemptyorlightlyloaded.Surveydataindicatethatthecarisemptyorlightlyloadedin90%ofthehoistingcycles[2].Thiscreatesasituationwherethecounterweightisheavierthanthecar.Ifthebrakefails,thecaracceleratesintheupwarddirectionandcrashesintotheheadframeresultinginan“overspeed”and/or“overwind”condition.TwowelldocumentedaccidentsthatoccurredintheUnitedStates[3,4],fittheabovecriteria;fortunately,thecagewasemptyinbothaccidents.ThesenearmissescouldhaveeasilybeenasdisastrousastheaccidentattheMarkhamCollieryintheUnitedKingdomonJuly30,1973[5].Amechanicalbrakedidnotengageonahoist,resultingin18menkilledand11othersseriouslyinjured.Becauseofthisaccident,theUnitedKingdomadoptedregulationsgoverningcagepositionandoverwindandoverspeedmonitoringforminehoists.TheUnitedStateshas285coalminesthatutilize218hoistsand204elevators.Ofthese285mines,4%reportedatotalof103hoistandelevatoraccidentsin1992.Ananalysisoftheseaccidentsshows77%werecausedbyfaultyequipmentand/orpoormaintenance,and43%ofthosewereduetoelectricalproblemssuchasdefectiverelays,switches,fuses,andrectifierandmotorfailures.ThiscontinuestobethetrendforhoistandelevatoraccidentsoverthepastseveralyearsforbothMNMandcoalmines.TheUnitedStatesalsohas116MNMmineswith310hoistsinservice.Fromthese116mines,13%reportedatotalof80hoistingaccidentsin1992.Ananalysisoftheseaccidentsshows62.5%werecausedbyfaultyequipmentorpoormaintenance,and72%ofthosewereduetoelectricalproblemssuchasovertravelandoverspeedswitchfailures,andfailingmotors,relays,andwiring.Furtherassessmentofaccidentstatisticsshowsthatabout10%ofallinjuriesinMNMminesintheperiod1985-1992wererelatedtomineshafts,andthatin1992,almostone-halfofallshaftaccidentswereinMNMmines.Morethan90%ofthesewererelatedtoerrorsbyoperatingandmaintenancepersonnel.Therefore,researchtoimproveandincreaseinformationalflowaboutoperationalstatusandrelocatingpersonnelfromthehoistingfunction,arecrucial.ThesedataindicatethatmuchoftheNation'sexistingminehoistinginfrastructureisnotcapableofcontinuingtofunctioninasafeandeconomicalmannerwithoutsupplementingitwithnewtechnology.II.APPROACHSincecontinuouslymonitoringtheconditionofsafetydevicesisimpracticaland/orimpossible,amorepracticalapproachofcontinuouslymonitoringthespeedandpositionofthecageisbeingresearchedbytheUSBM.Bycomparingtheresultofmonitoringthedepthandspeedofthehoistwiththeappropriatespeedcurve,theoperatorcanbewarnedofexcessivespeedbeforethecurveisexceeded,andappropriatecorrectiveactioncanbetaken.Inaddition,theinformationcanbeusefulindetectingmotororbrakeproblemsandropeslipforfrictionhoistsandslackropeindrumhoistscanalsobedetectedbycomparingtheactualcagepositionduringoperationwiththepositionindicatedbythehoistsheaveordrumCurrenthoistsystemsarenotequippedwithappropriatedevicesformonitoringactualcagespeedandposition.Overspeedprotectionforamineelevatorisdonebyacentrigualgovernor,butamechanicalgovernorisnotcapableofdeterminingwhenthespeedcurveischangingwithrespecttothecagepositioninthehoistingcycle.Therefore,someothermeansofsensingcagespeedisneeded.III.EVALUATIONOFSENSORSEightpracticalsensingtechniquesformonitoringthecagepositionorvelocitywereevaluated.Theseeightsensortechniquesare:DCtachometer,opticalencoder,toothedwheeldetector,photoelectricpositionsensor,accelerometer,ultrasonic,microwave,andmagneticstriping.A.DCTachometerThissensorconsistsofawoundarmatureandapermanentmagneticstatorwithasetofcommutatorbrushes.Rotationofthearmatureinducesavoltageinthearmaturewindingsastheymovethroughthefieldcreatedbythepermanentmagnets.Anoutputvoltageisproducedatthebrusheswhichisdirectlyproportionaltotherotationalspeedofthearmature.BecausetheDCtachometerhastobephysicallyattachedtoarotatingpartinthewindingsystem,thesystemwouldhavetobepermanentlymodifiedtodocontinuousspeedmonitoring.Thismodificationwouldbelocatedeitheratthedrumorsheave.Therefore,thiswouldnotgiveactualcagespeed,buttherotationspeedofthewindingdrumorhoistmotor.B.Opt