1 1 緒論 1.1 脫水斗式提升機(jī)簡介 脫水斗式提升機(jī)是指物料在提升過程中，在料斗內(nèi)能自行脫水，見圖 1 1。它是選煤廠和鈣鎂磷肥廠常用的機(jī)械設(shè)備之一，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)。通常兼有脫水和運(yùn)輸雙重作用?？勺鳛樽罱K脫水設(shè)備，也可作為初步脫水設(shè)備。 圖 1 1 脫水斗式提升機(jī) 它適用于提升洗滌后的中煤、矸石和冷卻后的鈣鎂磷肥，也適用輸送洗滌后的其他塊狀或顆粒狀的物料，物料在提升輸送過程中，可在重力作用下自行脫水。對于大塊物料及水分要求不太嚴(yán)格的產(chǎn)品，如跳汰分選作業(yè)的中煤、矸石可用脫水斗式提升機(jī)直接作為 最終脫水設(shè)備，獲得最終出廠產(chǎn)品。對粒度較細(xì)、或脫水不太容易、水分又要求比較嚴(yán)格的產(chǎn)品，脫水斗式提升機(jī)可作為初步脫水設(shè)備。如粗煤泥回收作業(yè)中，撈坑沉淀的煤泥可先經(jīng)脫水斗式提升機(jī)初步脫水，再進(jìn)一步用脫水篩和離心脫水機(jī)作最終脫水。 脫水斗式提升機(jī) 作為選煤廠常用的機(jī)械設(shè)備，其設(shè)計(jì)的自動(dòng)化先進(jìn)程度、結(jié)構(gòu)布置方式、使用安全性、可靠性、連續(xù)性和高效運(yùn)行將直接影響選煤廠生產(chǎn)成本。為此，應(yīng)對其設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行研究探討，以便選擇合理的結(jié)構(gòu)，節(jié)約生產(chǎn)成本。 1.2 選題背景 本課題以脫水斗式提升機(jī)在選煤廠應(yīng)用為例，設(shè)定與 跳汰 機(jī)配套作業(yè)，作為矸石的最終脫水設(shè)備。其設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 2 輸送能力 Q 50 t/h 料斗容量 i0 85 L 料斗間距 ao 800 mm 料斗寬度 B 1000 mm 物料類別 矸石 堆積密度 1.6t/m3 提升傾角 60 提升高度 H 15.2 m 1.3 本課題的 指 導(dǎo)思想及主要工作 由前面的論述可知，伴隨著選煤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，脫水運(yùn)輸機(jī)械也得到了很大的發(fā)展。鑒于脫水斗式提升機(jī)所起到的越來越重要的輔助作用，對脫水斗式提升機(jī)的使用要求也越來越高了。 本課題針對脫水斗式提升機(jī)，從理論上論證了 脫水斗式提升機(jī)滿足生產(chǎn)需要時(shí)整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能和力學(xué)性能，在盡可能減輕脫水斗式提升機(jī)重量的前提下，設(shè)計(jì)脫水斗式提升機(jī)的架體結(jié)構(gòu)，對脫水斗式提升機(jī)進(jìn)行剛度計(jì)算。在完成設(shè)計(jì)工作的同時(shí)，針對斗鏈的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，以便確定其合理的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)，為延長脫水斗式提升機(jī)的使用時(shí)間和節(jié)約生產(chǎn)成本提供理論依據(jù)。 2 脫水斗式提升機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的分析 2.1 脫水斗式提升機(jī)基本組成 脫水斗式提升機(jī)的構(gòu)造如圖 2 1 所示。它是由機(jī)頭、機(jī)尾、斗鏈、導(dǎo)軌、機(jī)殼、機(jī)架和捕捉器等七個(gè)部分組成。斗鏈繞過機(jī)頭的星輪和機(jī)尾的滾輪形成無極循環(huán) 的牽引機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)通過減速器經(jīng)鏈輪使裝在主軸上的星輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而拖動(dòng)斗鏈在導(dǎo)軌上運(yùn)行。 3 圖 2 1 脫水斗式提升機(jī)的基本構(gòu)造圖 1 機(jī)頭； 2 機(jī)尾； 3 斗鏈； 4 導(dǎo)軌； 5 機(jī)殼； 6 機(jī)架； 7 捕捉器 2.2 驅(qū)動(dòng)方案的確定 脫水斗式提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)部是整機(jī)組成的關(guān)鍵部件。驅(qū)動(dòng)部配置是否合適，直接影響脫水斗式提升機(jī)能否正常運(yùn)行。用作物料脫水的脫水斗式提升機(jī)要求驅(qū)動(dòng)裝置能提供平穩(wěn)、可靠的運(yùn)動(dòng)力矩，以保證斗鏈不出現(xiàn)超速、打滑現(xiàn)象。為此要求驅(qū)動(dòng)裝置具有一個(gè)張緊力 可隨時(shí)調(diào)整的緊拉裝置，以保證運(yùn)行過程的可控，極大地減小對物料的沖擊。 脫水斗式提升機(jī)由于運(yùn)行速度極慢，運(yùn)行過程中變化較小，所以其驅(qū)動(dòng)裝置比較簡單。 綜合考慮生產(chǎn)的實(shí)際情況，可確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本組成，如圖 2 2所示。它是由電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)鏈、主動(dòng)鏈輪、壓緊鏈輪、主軸、從動(dòng)鏈輪等所組成。 4 圖 2 2 脫水斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 1 電動(dòng)機(jī)； 2 減速器； 3 傳動(dòng)鏈； 4 主動(dòng)鏈輪； 5 壓緊鏈輪； 6 主軸； 7 從動(dòng)鏈輪 電動(dòng)機(jī)和減速器之間用柱銷聯(lián)軸器連接。減速器和驅(qū)動(dòng)主軸之間用節(jié)距t = 63.5mm 的套筒滾子鏈驅(qū) 動(dòng)。鏈條的張緊是用調(diào)壓緊輪的位置進(jìn)行。由于考慮斗鏈有可能突然被卡住而造成事故，故設(shè)置了安全銷，它裝在從動(dòng)輪上，如發(fā)生故障時(shí)，安全銷即被切斷，從而保護(hù)了其它機(jī)件不被損壞。 由于脫水斗式提升機(jī)的運(yùn)行速度極慢，所以驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)可大為減少。其頭部和尾部星輪均采用方輪結(jié)構(gòu)，用于脫水時(shí)，當(dāng) t = 320mm 及 t = 400mm時(shí)為四方輪，如圖 2 3所示 ；當(dāng) t = 500mm 時(shí)為五方輪。用于撈坑斗式提升機(jī)則均為五方輪。 圖 2 3 四方星輪 2.3 鏈條的失效分析 2.3.1 斗式提升機(jī)鏈條失效分析及提高壽命研究的理論 基礎(chǔ) （一）鏈條計(jì)算理論 5 斗式提升機(jī)鏈條 (單根，以下同 )的有關(guān)計(jì)算理論如下： 1、最大工作載荷計(jì)算 最大工作載荷是鏈條設(shè)計(jì)選用的主要依據(jù)，是指工作側(cè)渣斗滿載物料時(shí)鏈條所承受的拉力。 1212F h W C h W C f A R （ 2 1） 2、最大尖峰載荷計(jì)算 斗式提升機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行過程中，難免出現(xiàn)被物料埋死或被異物卡住，造成電機(jī)過負(fù)荷，這時(shí)鏈條所承受的拉力為最大尖峰載荷。即電機(jī)最大輸出扭矩時(shí)鏈條所受拉力。 m a x2 . 2 9 5 5 0 1 0 0 0 TTpiF dv （ 2 2） 3、極限拉伸載荷計(jì)算 極限拉伸載荷是指鏈條的最大承載能力，即破斷力。 Q F n （ 2 3） 4、銷軸、銷套摩擦副壽命計(jì)算 31 2 3 1191500 1 3 . 2prLc c c zi ppTp v i p d （ 2 4） 12A f crFK F Fp A （ 2 5） 1 1 2A d b（ 2 6） 5、磨粒磨損計(jì)算 銷套與滾輪之間的磨損是輸送鏈?zhǔn)У闹饕蛩?，是一種無潤滑條件和有時(shí)有磨粒存在的組合摩擦，其摩擦狀態(tài)可用以下兩式表達(dá)： 1 1 1r K p v（ 2 7） Na FVKH （ 2 8） 以上 各式中 F 最大工作載荷 ， N； W 單位長度鏈條重量， N/m； C 單位長度附屬品重量， N/m； 6 h1 斗式提升機(jī)頭、尾輪垂直中心距， m； h2 斗式提升機(jī)頭、尾輪水平中心距， m； R 水中抵抗系數(shù)， 1.2 1.6； f 綜合摩擦系數(shù)， 0.14 0.16； A 嚙合損失系數(shù)， 1.0 1.3； p 節(jié)距， mm； dT 斗式提升機(jī)頭部鏈輪節(jié)圓直徑， mm； iT 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總速比； S 破 鏈條極限拉伸載荷， N； Fmax 最大尖峰載荷， N； n 安全系數(shù)； n 許用安全系數(shù)，一般取 4 8； T 輸送鏈的磨損使用壽命， h； A1 鉸鏈承壓面積， mm2； d1 銷軸直徑， mm； b2 軸套長度， mm； pr 鉸鏈的壓強(qiáng)， Mpa； KA 工況系數(shù)， KA =1.1； Fc 鏈速較低可忽略； Ff 懸垂拉力，有軌道承載可忽略； 負(fù)荷率； c1 銷套銷軸摩擦系數(shù)； c2 節(jié)距系數(shù)； c3 齒數(shù)一速度系數(shù)； Lp 鏈長，以節(jié)數(shù)表示； v 鏈速 m/s； z1 齒數(shù)； i 傳動(dòng)比； pp 許用磨損伸長率； r 磨損率； 7 K1 工作條件系數(shù)，需由實(shí)驗(yàn)取得； p1 摩擦面表面壓強(qiáng) Mpa； v1 摩擦面相對線速度 m/s； V 磨粒移動(dòng)單位距離的磨損量； Ka 磨粒磨損常數(shù)； FN 磨粒承受的正壓力； H 材料硬度； （二）摩擦與磨損 磨損是兩接觸物體表面間由于摩擦機(jī)械作用使表面物質(zhì)損耗的過程，它將導(dǎo)致在垂直于摩擦表面的方向上物體尺寸逐漸減小。接觸表面在高應(yīng)力作用下形成局部機(jī)械損壞。根據(jù)損壞原因，把磨損分為粘附磨損、磨粒磨損和疲勞磨損。 在滑動(dòng)摩擦副中，一個(gè)表面明顯較另一個(gè)表面硬或兩表面間存在硬的磨粒，則磨損的主要形式是磨粒磨損。在切向運(yùn)動(dòng)下，較硬的輪廓峰或磨粒在配偶表面上象切削一樣劃出條壯細(xì)槽，造成材料脫落。 （ 三）腐蝕與防腐 腐蝕是材料在環(huán)境的作用下引起的破壞和變質(zhì)。金屬和合金的腐蝕主要是由于化學(xué)或電化學(xué)作用引起的破壞，有時(shí)還同時(shí)伴有機(jī)械、物理或生物作用。 根據(jù)腐蝕的作用原理，可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。兩者的區(qū)別是當(dāng)電化學(xué)腐蝕發(fā)生時(shí)，金屬表面存在隔離的陰極與陽極，有微小的電流存在于兩極之間，單純的化學(xué)腐蝕則不存在隔離的陰極與陽極。 金屬腐蝕的形態(tài)可分為全面 (均勻 )腐蝕和局部腐蝕兩大類。前者較均勻地發(fā)生在全部表面，后者只發(fā)生在局部。例如孔蝕，縫隙腐蝕，晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕破裂，腐蝕疲勞，氫腐蝕破裂，選擇腐蝕，磨損 腐蝕，脫層腐蝕等。一般局部腐蝕比全面腐蝕的危害嚴(yán)重的多，有一些局部腐蝕往往是突發(fā)性和災(zāi)難性的。 2.3.2 鏈條的失效 （一）脫水斗式提升機(jī)鏈條壽命終止標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)鏈條強(qiáng)度要求、節(jié)距伸長量及張緊要求，確定脫水斗式提升機(jī)鏈條壽命終止的標(biāo)準(zhǔn)如下 (達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一可認(rèn)為壽命止 ): 8 1、鏈板斷裂或危險(xiǎn)斷面磨損量達(dá) 1/2； 2、銷軸斷裂或磨損量達(dá) 2.5 mm； 3、銷套累計(jì)破裂 10 件以上或大部分銷套磨穿； 4、鏈條節(jié)距伸長達(dá) 5mm。 （ 二）脫水斗式提升機(jī)鏈條幾種主要失效形式 脫水斗式提升機(jī)鏈條的失效主要出現(xiàn)在鏈板、銷 軸、銷套上，表現(xiàn)為磨損和斷裂，嚴(yán)重時(shí)造成整鏈斷開，設(shè)備損壞。 1、鏈板磨損及斷裂 外鏈板與內(nèi)鏈板之間、滾輪與內(nèi)鏈板之間都有相對運(yùn)動(dòng)，有很大磨損，尤其是滾輪與內(nèi)鏈板之間的磨損嚴(yán)重。 為解決鏈板的耐磨性問題，常采用提高硬度的辦法，這樣會(huì)增加鏈板的脆性，加之內(nèi)鏈板與銷套之間采用過盈配合，產(chǎn)生較大應(yīng)力，這樣會(huì)造成鏈條受力后的脆斷。 2、銷軸磨損及斷裂 銷軸與銷套內(nèi)表面之間相對運(yùn)動(dòng)不大，因此磨損不太嚴(yán)重。但當(dāng)銷套被磨穿后，銷軸直接與滾輪相磨，磨損急劇增加。銷軸、銷套磨損后鏈條節(jié)距加大，會(huì)造成鏈條爬齒和松弛。 為提高耐 磨性，采用了提高硬度的辦法。有時(shí)熱處理不當(dāng)會(huì)造成銷軸脆性增加，出現(xiàn)脆性斷裂。 3、銷套磨損及破裂 銷套的磨損主要發(fā)生在銷套外表面，與滾輪內(nèi)孔相對運(yùn)動(dòng)較大，又存在大量硬顆粒，處于嚴(yán)重的磨粒磨損狀態(tài)。這是提升鏈?zhǔn)У闹饕问健?為解決銷套的磨損問題，往往采用提高硬度的辦法，這就增加了銷套的脆性。同時(shí)，為了提高銷套磨損壽命，采用了加厚磨損部位的方法，產(chǎn)生了應(yīng)力集中。這樣在運(yùn)行中會(huì)造成銷套破碎。 4、整鏈斷開 銷軸、鏈板斷裂后如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)更換將會(huì)造成整鏈的斷開。 對于提升機(jī)鏈，最主要的就是要求它不斷裂，并在長 周期運(yùn)行中能預(yù)測它的磨損壽命，盡可能地減少代價(jià)昂貴的停工檢修。 因此，該鏈條的研究思路主要是解決耐磨性與沖擊韌性的矛盾問題，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)手段確定合理的材質(zhì)、熱處理制度，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，達(dá) 9 到高可靠性 (不出現(xiàn)脆性破壞 )和長壽命的目的。 2.3.3 鏈條的失效分析與計(jì)算 （一） 輸送鏈的載荷分析 1、載荷分析 如圖 2 4 所示，如果不計(jì)及各種附加動(dòng)載荷，在考慮離心力引起的張力 Fc 的前提下，輸送鏈條的緊邊張力松邊張力 F1 和 F2。 圖 2-4 輸送鏈所受的張力 20CF q v （ 2 13） 21 0 0 0 0c o s s i nmmF q q f L a q q L a q v （ 2 12） 22 0 0 0 0s i n c o sF q a q f a L q v （ 2 13） 式中 qm 為輸送鏈及其附件單位長度重量， kgf/m； q0 為所輸送物料在單位長度上的重量， kgf/m； 因?yàn)?0f0.2 且 60o 05 0 1 0 0 01 6 . 7 1 6 . 7 0 . 1 6 6 0mm Qqqv ?所以 12FF?由此可知在輸送鏈工作過程中，組成鏈條的每個(gè)鏈節(jié)當(dāng)處在松邊位置時(shí)，其鏈節(jié)張力為 F2當(dāng)處在緊邊位置時(shí)，其鏈節(jié)張力為 F1；所以輸送鏈條承受著交變載荷，如圖 2 5 所示。 10 圖 2 5 輸送鏈工作過程中鏈節(jié)張力的變化曲線 其中 3-4 對應(yīng)緊邊位置， 1-2 對應(yīng)松邊位置， 4-1 與 2-3 對應(yīng)主從動(dòng)輪上的過渡位置 ， F= F1 F2 （ 二 ） 動(dòng)載荷 實(shí)際上由于各種附加動(dòng)載荷的存在，鏈條的張力曲線如圖 2 6 所示。這些動(dòng)載荷包括有 ： 1、 因多邊形效應(yīng)引起鏈條線速度變化而產(chǎn)生的慣性載荷 Fd1 =ma（ 式中m 為鏈條緊邊質(zhì)量 ； a 為鏈邊的加速度 ）； 2、 因從動(dòng)輪角速度變化而使從動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的附加慣性載荷 222d dF J rdt 式中 J 為從動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ； 2ddt為從動(dòng)軸的角加速度 ； r2為從動(dòng)輪的分度圓半徑 ）； 3、鏈節(jié)嚙入輪齒時(shí)的沖擊載荷 ； 4、 鏈條工作時(shí)軌跡變化以及鏈條振動(dòng)等因素產(chǎn)生的附加動(dòng)載荷。 其中后二者的影響更大些 （ 見圖 2 6 中的 Fd） 。 圖 2-6 典型的鏈節(jié)張力變化曲線 （三） 銷軸剪切強(qiáng)度計(jì)算 銷軸剪切強(qiáng)度計(jì)算公式為 11 222 / 4Qd ， N/mm2 （ 2 12） 實(shí)際上，鏈條銷軸受載時(shí)，它的剪切剖面上除了有剪切應(yīng)力外，還有彎曲應(yīng)力。但由于銷軸受彎曲時(shí)最大應(yīng)力在最外表面，而受剪時(shí)最大應(yīng)力在芯部，故二者不能疊加。從上面的分析知道二者均為交變應(yīng)力。 2.3.4 鏈條的材質(zhì)的確定 根據(jù)脫水斗式提升機(jī)的工況環(huán)境（潮濕、多塵、有一定的腐蝕性），綜合 各種參數(shù)，應(yīng)選擇不銹鋼材質(zhì)。根據(jù)資料可知， Crl3 類鋼、 Cr18 類鋼均能滿足該環(huán)境要求。 Crl3 類鋼較其它不銹鋼價(jià)格低，而且經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砟苓_(dá)到較好的綜合機(jī)械性能。但從抗腐蝕角度考慮，該鏈條應(yīng)選用 Crl3 類鋼，但各零件具體選用 Cr13 類鋼中的哪一種需進(jìn)一步分析。 參考有關(guān)資料鏈條各零件材質(zhì)及熱處理制度確定如下： （一）鏈板 鏈板是鏈條的關(guān)鍵零件，鏈板的斷裂會(huì)立即造成格鏈斷開，設(shè)備損壞。因此，鏈板不允許出現(xiàn)脆性斷裂一類突發(fā)性失效，要在保證其不斷裂的前提下提高其耐磨性或采取其它辦法延長壽命。 由資料可知， 1Crl3 較 2Cr13, 3Cr13 有較高的沖擊韌性，因此，鏈板應(yīng)選用 1Crl3 類鋼 。 （二 ） 銷軸 銷軸也是鏈條的關(guān)鍵零件之一，銷軸的脆性斷裂也是很危險(xiǎn)的，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理就會(huì)造成整鏈開，因此銷軸也不允許出現(xiàn)脆性斷裂。 根據(jù)受力分析，銷軸要求較高的強(qiáng)度 :銷軸與銷套相互摩擦較嚴(yán)重，還應(yīng)有較高的硬度才能保證長壽命 。 根據(jù)資料可知，應(yīng)選擇 1Crl3 鋼。 1Crl3 鋼在 250-350低溫回火有較好的強(qiáng)度，較高的硬度和適當(dāng)?shù)臎_擊韌性 。 （三 ） 銷套 銷套是鏈條壽命的關(guān)鍵。由磨損計(jì)算可知，因?yàn)殇N套與滾輪之間存在非常嚴(yán)重的磨 粒磨損，所以要提高磨損壽命就必須提高零件硬度，同時(shí)由力學(xué)計(jì)算和失效分析可知，銷套還有較好的強(qiáng)度和韌性。但銷套破裂后不會(huì)很快造成整鏈斷開，因此其韌性要求可低于鏈板和銷軸的韌性要求。根據(jù)資料可知，應(yīng)選擇 2Crl3 鋼 （四 ） 滾輪 12 根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，滾輪失效概率小，強(qiáng)度要求較低，要求一定的耐磨性?？紤]到其對銷套、軌道、鏈輪的磨損，滾輪硬度應(yīng)與銷套相當(dāng)，硬度值為HRC4045 較合適。材質(zhì)選用 1Crl3, 2Crl3 或 3Crl3 均可，但考慮到材料價(jià)格及熱處理情況，根據(jù)資料知可選用 3Crl3 鋼 。 （五 ） 耐磨片 從前面的分 析可知，鏈板的強(qiáng)度和韌性較好，但硬度較低，原結(jié)構(gòu)鏈板與滾輪端面之間存在較大的相對運(yùn)動(dòng)，存在嚴(yán)重的磨損。為解決鏈板的磨損問題，在鏈板與滾輪之間增加了耐磨片。 由于耐磨片的作用就是耐磨，所以可取較高的硬度，可選用 3Crl3 鋼。 （六 ） T 型銷 T 型銷主要作用是防止鏈板脫出，無特殊要求，從使用經(jīng)驗(yàn)來看， 1Crl3, 2Crl3 或 3Crl3 均可 。 但為了防止在安裝彎曲時(shí)出現(xiàn)斷裂，最好選用塑性相對較好的 1Crl3 鋼。 2.4 提高脫水斗式提升機(jī)輸送量的技術(shù)分析 脫水斗式提升機(jī)是否能達(dá)到設(shè)計(jì)的輸送量，直接影響著企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益。那么如何進(jìn)一步提高脫水斗式提升機(jī)的輸送量，就要圍繞著脫水斗式提升機(jī)的工作過程而進(jìn)行。 脫水斗式提升機(jī)是一種傾斜升運(yùn)設(shè)備。它是靠環(huán)繞在頭、底輪上的斗鏈連續(xù)運(yùn)動(dòng)，通過固定在斗鏈上的料斗裝料、提升、卸料而完成輸送過程，脫水斗式提升機(jī)的工作過程可分為料斗的裝料過程、料斗的提升過程和料斗的卸料過程三個(gè)階段。料斗在裝料過程中是否能裝滿，直接影響到提升機(jī)的輸送能力；料斗在提升過程中的提升狀態(tài)決定了升運(yùn)過程的撒料程度；而料斗的卸料狀態(tài)則決定了物料的卸空程度，同時(shí)也影響功率消耗。因此對脫水斗式提升機(jī)的要求就是：裝料階 段裝得滿；提升階段升得穩(wěn)；卸料階段卸得凈。研究斗式提升機(jī)的工作就是要找出實(shí)現(xiàn)“裝滿、穩(wěn)升、卸凈”的條件，以提高提升機(jī)的生產(chǎn)能力，降低無效的能耗。 2.4.1 料斗的裝料過程 （一 )裝滿系數(shù) 料斗的裝料過程直接影響提升機(jī)的輸送能力。判別裝料工作的質(zhì)量可用裝滿系數(shù) 的大小來衡量。實(shí)踐證明：任何種類的脫水斗式提升機(jī)的任何型式的料斗，在裝料過程中都不會(huì)是完全裝滿的 ,即裝滿系數(shù) 1。 13 雖然斗式提升機(jī)的裝滿系數(shù)與提升速度、料斗容積、結(jié)構(gòu)及料斗間距等因素有關(guān)，但在輸送過程中，有些因素不能隨物料性質(zhì)的改變而改變。所以，使用 同一臺(tái)脫水斗式提升機(jī)提升各種物料，并保持較高的裝滿系數(shù)，是企業(yè)必須解決的問題之一。 1、 合理選擇料斗運(yùn)行速度和料斗結(jié)構(gòu)、間距 因單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過喂料口區(qū)域的料斗數(shù)量與料斗運(yùn)行速度成正比，所以脫水斗式提升機(jī)產(chǎn)量通常隨斗鏈速度增加而提高，但料斗運(yùn)行速度過高，料斗裝滿系數(shù)下降很快，且脫水效果不好 ,反而會(huì)使脫水斗式提升機(jī)產(chǎn)量下降。這是因?yàn)槎锋溗俣冗^高時(shí)，料斗穿越喂料區(qū)域的時(shí)間較短，即料斗舀取或充料時(shí)間顯著變短，當(dāng)進(jìn)入料斗的物料還較少時(shí)，料斗已穿過喂料區(qū)域，完成了裝料過程，使料斗裝滿系數(shù)下降很快 ,且在提升過程中物料脫水 不充分；當(dāng)斗鏈過高時(shí)，高速運(yùn)動(dòng)的料斗幾乎形成一個(gè)面，使物料幾乎不能進(jìn)入料斗，其裝滿系數(shù)接近零。 料斗的裝滿系數(shù)還與料斗的結(jié)構(gòu)、容積、間距密切相關(guān)。深型料斗，料斗較深，容積較大，用作輸送散落性較好的粒狀物料；淺型料斗容積較小，但卸料容易卸光，用作輸送散落性較差的粉狀物料。生產(chǎn)實(shí)踐表明：淺型料斗可采用較高的鏈速，而深型料斗不能采用過高的鏈速，否則，將因卸料時(shí)間縮短，料斗內(nèi)物料來不及卸完而產(chǎn)生回料。 同時(shí)合理選擇料斗間距也有利于裝滿系數(shù)的提高。當(dāng)提升容重較輕、內(nèi)摩擦角較大的物料時(shí)，可采用較小的料斗間距。以上諸參數(shù) 相互影響和制約，需綜合考慮。 2、設(shè)計(jì)可調(diào)式進(jìn)料斗導(dǎo)料板 為提高斗式提升機(jī)的裝滿系數(shù)，使所提升的物料順利進(jìn)入料斗，設(shè)計(jì)了可調(diào)式進(jìn)料斗導(dǎo)料板，如圖 2 7 所示。 14 圖 2 7 可調(diào)式進(jìn)料斗導(dǎo)料板示意圖 1 進(jìn)料斗； 2 鉸鏈； 3 可調(diào)式導(dǎo)料板； 4 固定螺母； 5 調(diào)節(jié)螺釘； 6 斗鏈； 7 料斗 可調(diào)式進(jìn)料斗導(dǎo)料板主要由進(jìn)料斗、鉸鏈、可調(diào)導(dǎo)料板、調(diào)節(jié)螺釘、固定螺母、料斗、料斗帶等組成?？烧{(diào)導(dǎo)料板安裝在進(jìn)料斗的排料口。當(dāng)物料進(jìn)入進(jìn)料斗時(shí)，已具有一定的初速度和慣性，物料經(jīng)進(jìn)料斗導(dǎo)料板作拋物線運(yùn)動(dòng)，并沿導(dǎo)料板切線上拋，落 入脫水斗式提升機(jī)料斗。可調(diào)導(dǎo)料板通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)其陡平程度，即調(diào)節(jié)導(dǎo)料板與水平線之間的夾角 a。當(dāng)物料初速度較大、流動(dòng)性較好時(shí)，可將導(dǎo)料板調(diào)平一些，即 a 角減小，使物料離開導(dǎo)料板時(shí)的上拋運(yùn)動(dòng)傾角加大，增加物料的上拋高度，減少物料與料斗的碰撞和沖擊，并有利于料斗內(nèi)空氣的排出，可增加料斗的裝滿系數(shù)；另外，當(dāng)物料作上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，物料的運(yùn)動(dòng)方向與料斗運(yùn)動(dòng)方向相同，從而減小了物料與料斗之間的相對速度，降低動(dòng)力消耗，特別是對于顆粒物料，還可降低破損率。反之，對于流動(dòng)性較差的物料，可將導(dǎo)料板調(diào)陡，即使 a 角增大，使物料直接進(jìn)入料 斗。當(dāng)導(dǎo)料板調(diào)陡后，物料重力分解后的下滑力增加，從而提高了下滑速度和慣性，增加物料的流量，使更多的物料有機(jī)會(huì)進(jìn)入料斗，從而提高料斗的裝滿系數(shù)。物料在導(dǎo)料板上的運(yùn)動(dòng)及受力分析見圖 2 8 所示。 15 圖 2 8 物料在導(dǎo)料板上的運(yùn)動(dòng)及受力分析 由受力分析知，物料顆粒群沿導(dǎo)料板運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)料板切向只有下滑力F1 和摩擦力 F2。將重力 G 分解，得 F1 = Gsina； F2 = Gcosa； F3 = fGsina； （ 2 13） 沿導(dǎo)料板方向，建立平衡方程 223 ( s i n c o s )4 2 6s s svk C d d f g 式中 G 物料重量， N， 36 ssG d g ； f 物料與導(dǎo)料板的摩擦系數(shù)； ds 顆粒群的當(dāng)量粒徑， mm； s 物料的密度， kg/m3； 空氣的密度， kg/m3，取 = 1.2 kg/m3； C 空氣對物料的綜合阻力系數(shù)； k 與顆粒形狀、粒徑 ds 與管徑 D 比值及顆粒群等因素有關(guān)的綜合系數(shù)。 所以，物料沿導(dǎo)料板的下滑速度為 ( s i n c o s )43 ssdfvgkC （ 2 14） 由式（ 2 14）知，物料的下滑速度與物料的粒徑、密度、形狀系數(shù)、導(dǎo)料板傾角、摩擦系數(shù)等因素有關(guān)?？梢姰?dāng)輸送物料一定時(shí)，導(dǎo)料板傾角 a與物料下滑速度 v 的關(guān)系非常明顯。當(dāng) a 較小時(shí)，裝滿系數(shù)值 也較小。隨著 a 增大，下滑速度 v 值增加，則物料的流量增加，使 值增加。但當(dāng) a 較大時(shí)，由于 v 值較大，而物料的動(dòng)能則更大。此時(shí)物料已進(jìn)入料斗的物料產(chǎn)生較強(qiáng)烈的碰撞，除造成物料破損外，還會(huì)使料斗中的物料飛濺出來，從而降低裝滿系數(shù)。而通過導(dǎo)料板調(diào)陡或調(diào)平，可使物料正好落入向上運(yùn)動(dòng)的料斗中，并使物料與料斗之間無劇烈碰撞發(fā)生，既可降低脫 水斗式提升機(jī)能耗，減少顆粒物料的破損率，又可提高料斗的裝滿系數(shù)，提高產(chǎn)量和效率，達(dá)到一機(jī)多能的目的。 2）裝料方式 料斗的裝料方式有：順向進(jìn)料和逆向進(jìn)料兩種。 16 順向進(jìn)料，加料方向與料斗運(yùn)動(dòng)方向一致。當(dāng)物料進(jìn)入機(jī)座時(shí)，碰到料斗的背面。因此，物料與料斗相遇時(shí)，不能直接進(jìn)料。只有當(dāng)料斗將物料向前推移時(shí)才開始裝料。當(dāng)料斗脫離物料時(shí)，即完成了裝料過程。 逆向進(jìn)料，加料方向與料斗運(yùn)動(dòng)方向相反。當(dāng)物料從進(jìn)料口流入機(jī)座時(shí)，即與料斗迎面相遇，這時(shí)物料就能直接流入料斗內(nèi)，因此裝滿系數(shù)較大，機(jī)座內(nèi)積余物料較少，大大減輕了料斗在機(jī) 座內(nèi)推移積余物料的阻力。 從以上兩種裝料方式可以看出，順向進(jìn)料不利于料斗的裝載，降低了裝滿系數(shù)值，增加了料斗運(yùn)動(dòng)阻力和電耗，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可以使進(jìn)料口低于張緊輪的水平軸線、縮小物料在機(jī)座內(nèi)從進(jìn)料口到被料斗推移至裝料點(diǎn)的距離。逆向進(jìn)料時(shí)，為增加料斗直接進(jìn)料的機(jī)會(huì)，進(jìn)料口應(yīng)高于張緊輪的水平軸線。 在實(shí)際生產(chǎn)中，提升機(jī)的進(jìn)料方式根據(jù)工藝而定。實(shí)踐證明：應(yīng)盡量考慮逆向進(jìn)料，可大大提高脫水斗式提升機(jī)的生產(chǎn)率。特殊情況下便于工藝安排，也有采用順向進(jìn)料或混合進(jìn)料。但實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)注意順向進(jìn)料時(shí)進(jìn)料口的位置。 2.4.2 料斗的提升過程 料斗在提升過程中如果不能穩(wěn)升，就會(huì)造成撒料現(xiàn)象，從而增加功耗、降低生產(chǎn)效率。理論和實(shí)踐證明，引起料斗撒料的原因有如下三種：料斗的振動(dòng)、料斗的扭轉(zhuǎn)及其它原因。 1）料斗的振動(dòng) 料斗的振動(dòng)使料斗頂部的物料落回機(jī)座。生產(chǎn)實(shí)踐證明：料斗振動(dòng)時(shí)間越長，振動(dòng)頻率越高，振動(dòng)幅度越大，則撒料越多。而引起振動(dòng)的原因有兩種：自身原因引起的振動(dòng)和環(huán)境原因引起的振動(dòng)。 料斗的自身振動(dòng)來源于機(jī)上轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重心與旋轉(zhuǎn)中心不重合，形成慣性振動(dòng)。當(dāng)機(jī)器慣性振動(dòng)頻率與其固有頻率相同時(shí)，又會(huì)引起較大振幅的共振，使?fàn)恳蠓葦[ 動(dòng)，造成大量撒料。為使上述現(xiàn)象不發(fā)生，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，應(yīng)使頭、底輪的重心與其旋轉(zhuǎn)中心重合，而不產(chǎn)生慣性振動(dòng)。 工廠有很多振動(dòng)設(shè)備，不可避免產(chǎn)生振動(dòng)而傳遞到斗式提升機(jī)。解決方法是給脫水斗式提升機(jī)加上隔振裝置 橡膠墊或彈簧。 2）料斗的扭轉(zhuǎn) 料斗以一個(gè)側(cè)面固定在斗鏈上。在料斗及斗內(nèi)物料重力作用下，對斗鏈 17 產(chǎn)生一個(gè)力矩，使料斗偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度 ，見圖 2 9。如果 角過大，將會(huì)撒料。同時(shí)在提升過程中會(huì)使料斗產(chǎn)生搖擺現(xiàn)象。如擺幅過大，則料斗有可能與機(jī)外殼相碰，造成料斗破壞，大量撒料。 圖 2 9 料斗扭轉(zhuǎn)時(shí)受力圖 要 使料斗一點(diǎn)不偏斜，不搖擺是不可能的。但是把料斗的轉(zhuǎn)扭角 和擺幅限定在一定范圍內(nèi)則是完全可以做到的。在一般情況下，把料斗的扭轉(zhuǎn)角限制在 2o以內(nèi)就可以滿足料斗穩(wěn)升的條件。于是，根據(jù)料斗裝料后受力狀態(tài)如圖 2 10所示。以 O點(diǎn)為支點(diǎn)可列出平衡方程 1 sinnS h G e 2( ) s i nnS h h r G e 2( ) s i nnm g eS h h r 式中 Sn 料斗下端斗鏈張力， N； G 料斗與斗內(nèi)料的重量， N； e 料斗與斗內(nèi)物料重量的重心到料斗上端斗鏈張力作用線的距離，也稱料斗重心偏距 11( )34eA； A 料斗的凸度，見圖 2 10； h 料斗全高， mm； h2 料斗安裝孔高度， mm； r 料斗底圓半徑， mm； h1 料斗后壁底端到安裝孔高度， mm； 料斗扭轉(zhuǎn)角度單位； 18 g 重力加速度。 圖 2 10 料斗尺寸 由上式可以看到，降低牽引件最小張力并且使 保持在 2o以內(nèi)的措施是：料斗跨度 A 不易過大；安裝孔不易過高；料斗不 易過高；應(yīng)盡量采用輕質(zhì)料斗。 3）其他原因 如斗鏈接口不平，料斗安裝不當(dāng)?shù)?。解決辦法：合理設(shè)計(jì)，合理裝配。 2.4.3 卸料過程 脫水斗式提升機(jī)的卸載是料斗由斜線上升運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍€段的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即料斗繞上驅(qū)動(dòng)鏈輪后，物料由于受到重力和離心慣性力的同時(shí)作用，物料從料斗中被拋出，在空間運(yùn)行一段距離后，落到帶式輸送機(jī)上，完成卸載。 從料斗的運(yùn)動(dòng)情況可知，料斗內(nèi)的物料表面上任意一個(gè)物料顆粒 M，同時(shí)受到重力 mg 和離心慣性力 mr2 的作用，這兩個(gè)力的合力 pur ，若延長合力pur 的作用線并與鏈輪垂直中心線相交于 P 點(diǎn)，則此點(diǎn)稱為極點(diǎn)，見圖 2 11, 圖 2 12, 圖 2 13。極點(diǎn) P到回轉(zhuǎn)軸心 O 的距離 h 稱為極距。 19 圖 2 11重力卸載 圖 2 12離心慣性力卸載 圖 2 13 混合卸載 極距 h 可從 ABM 和 PMO 的相似關(guān)系中求得 : 22h m g m g rr m r m v 22grh v 將30rnv 代入上式 2895h n 式中 m 料斗內(nèi)物料的重量， kg； g 重力加速度， m/s2； 、 v 分別為料斗內(nèi)物料重心的角速度、線速度， 1/s、 m/s； r 回轉(zhuǎn)半徑（即從料斗內(nèi)物料重心 M 到鏈輪中心 O 的距離）， mm； n 鏈輪每分鐘轉(zhuǎn)速， r/min。 由上式可知 :極距 h 的大小與鏈輪轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)，而與料斗在鏈輪上的位置無關(guān)；料斗在鏈輪圓弧區(qū)段中任意位置上， 物料顆粒 M 所受合力口的延長線都通過極點(diǎn) P；隨著轉(zhuǎn)速 n 增大、極距 h 迅速減小，此時(shí)離心慣性力 mr2 20 增大 ;反之，當(dāng)轉(zhuǎn)速 n 減小，極距 h 迅速增大，而離心慣性力 mr2減小。當(dāng)鏈輪的轉(zhuǎn)速 n 一定時(shí)，極距 h 就是確定的數(shù)值，從而也決定了卸載方式。若鏈輪半徑為 rc，料斗外緣半徑為 rc，從 圖 2 11, 圖 2 12, 圖 2 13 中可以看到，極距 h 的大小決定了不同的卸載方式 : 當(dāng)極距 h 大于料斗外緣半徑 ra 時(shí) ,見圖 2 11，極點(diǎn) P 的位置位于料斗外緣的圓周以外，重力 mg 的數(shù)值大于離心慣性力 mr2 的數(shù)值。料斗內(nèi)的物料顆粒將主要 在重力作用下沿著料斗的內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)而被卸出。因此，這種卸載方式稱為重力卸載。 當(dāng)極距 h 小于鏈輪半徑 rc 時(shí) ,見圖 2 12,極點(diǎn) P 的位置位于鏈輪的圓周以內(nèi)，離心慣性力的數(shù)值遠(yuǎn)大于重力 mg 的數(shù)值。料斗內(nèi)的物料都沿著料斗的外緣運(yùn)動(dòng)和拋出。因此，這種卸載方式稱為離心慣性力卸載。 當(dāng)極距 h 小于料斗外緣半徑 ra 而大于鏈輪半徑 rc 時(shí)見 圖 2 13，此時(shí)極點(diǎn) P 的位置位于鏈輪的圓周和料斗外緣的圓周之間。在這種情況下，料斗中處于 ra h 部分的物料顆粒將沿著料斗的外緣被拋出，屬于離心慣性力卸載 ;處于 h rc 部分的物料顆粒 將沿著料斗的內(nèi)緣被卸出，屬于重力卸載。此種卸載方式中既有離心慣性力卸載也有重力卸載，所以稱之為混合卸載。 從以上分析的情況來看，為防止灰塵飛揚(yáng)，到處散灑，采用離心慣性力卸載方式顯然是不合理的。采用重力卸載方式還是采用混合卸載方式，還要進(jìn)一步分析后才能確定。一般情況下脫水斗式提升機(jī)采用重力卸載方式。 3 脫水斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 3.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件 脫水斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，須有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料。 （ 1）物料名稱及輸送能力； （ 2）物料性質(zhì)：包括粒度及粒度組成、堆積密度、溫度、粘度、磨 琢性、腐蝕性等； （ 3） 工作環(huán)境：露天、室內(nèi)、干燥、潮濕、環(huán)境溫度和空氣含塵量大小等； （ 4）裝料和卸料方式； （ 5）脫水斗式提升機(jī)布置形式及相關(guān)尺寸，包括輸送機(jī)長度、提升高度和最大傾角等； 21 3.2 脫水斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 輸送能力的計(jì)算 脫水斗式提升機(jī)的物料裝在料斗內(nèi)，并連續(xù)地由機(jī)尾提運(yùn)到機(jī)頭，由于料斗在鏈板上的間距是均勻的，則物料可以認(rèn)為是均勻地分布在整個(gè)料斗的重段上。 脫水斗式提升機(jī)輸送干物料時(shí)，輸送能力為 003 .6 iQva ， t/h （ 3 1） 式中 0i 每一個(gè)料斗的體積， L； 0a 相鄰兩個(gè)料斗的距離， m； 物料的堆積密度， t/m； v 斗鏈速度， m/s； 料斗的裝滿系數(shù) 計(jì)算輸送能力時(shí)，按 = 0.50.75 選取，計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，考慮到脫水斗式提升機(jī)挖料、裝載和洗選機(jī)排料的不均勻性，一律按 = 0.9 計(jì)算。 輸送濕物料時(shí)，輸送量為 1 pQQW j， t/h （ 3 2） 式中 Q 輸送干物料的能力， t/h； pW 物料中含水的百分?jǐn)?shù)（對中煤平均值取pW= 20%；對矸石平均值取pW= 22%）。 3.2.2 張力 及功率 計(jì)算 脫水斗式提升機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)裝置功率，取決于提升過程中需要克服的一系列的阻力，其中主要有： 1）提升物料沿斗鏈運(yùn)行方向的重力分量； 2）斗鏈與導(dǎo)軌之間的摩擦阻力； 3）當(dāng)斗鏈繞過星輪或滾輪時(shí)，鏈條關(guān)節(jié)處及軸頸處的摩擦阻力； 4）斗子挖取物料時(shí)的阻力。 以上各項(xiàng)阻力用逐點(diǎn)計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。 （一）阻力計(jì)算 ，脫水斗式提升機(jī)布置如圖 3 1 所示 ， 1、 2、 3、 4 各點(diǎn)拉力分別 用1F、 22 2F、3F、4F表示。 4321HL圖 3 1 脫水斗式提升機(jī)計(jì)算簡圖 1、 回 空段阻力 W1-2= q0 L(cos sin )= q0(Lh H) （ 3 3） 2、 承載 重 段阻力 3 4 0 1 0 1c o s s i n hW q q L q q L H （ 3 4） 3、 斗子 挖取物料阻力 13WqA（ 3 5） 4、 斗鏈繞過尾 部滾輪時(shí)，軸頸及鏈條關(guān)節(jié)處摩擦阻力 2 3 20.1WF （ 3 6） 5、斗鏈繞過頭部方輪的阻力 4 1 0 1 4W K F F （ 3 7） 以上各式中 W1-2、 W2-3、 W3-4、 W4-1 分別為各特征點(diǎn)間的運(yùn)行阻力， N； WA 料斗挖取物料時(shí)的阻力， N； q0 斗鏈每米自重 0 mq q gN； qm 斗鏈每米質(zhì)量 （ kg/m） ； q1 每米 長度 上 輸送 物料 計(jì)算重量 ； 1 3.6jQgqv， N （ 3 8） g 重力加速度 （ m/s2）； L 脫水斗式 提升機(jī)傾斜長度 （ m） ； 脫水斗式 提升機(jī)傾斜角度 （度） ； 23 Lh 脫水斗式 提升機(jī)水平投影長度 （ m） ； H 脫水斗式 提升機(jī)垂直提升高度 （ m）； 斗鏈與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)或阻力系數(shù)。 對于帶滾輪的斗鏈，其阻力系數(shù)按下式計(jì)算 2 kdD （ 3 9） 式中 k 滾輪在導(dǎo)軌上的滾動(dòng)摩擦系數(shù) （取 0.05）； D 滾輪外徑 （ mm） ； d 銷軸直徑 （ mm） ； 銷軸與滾輪內(nèi)孔間的摩擦系數(shù)（取 0.4）； 考慮部分滾輪不轉(zhuǎn)的系數(shù)（取 1.2）。 斗鏈繞過頭部方輪時(shí)，軸承處斗鏈銷軸與銷套之間摩擦所產(chǎn)生的阻力系數(shù)，以 K0 表示。 0000ddK D （ 3 10） 式中 d0 雙列向心球面滾子軸承內(nèi)外圈的平均中徑， mm； 0 雙列向心球面滾子軸承摩擦系數(shù)（ 取 0.004）； d 斗鏈銷軸直徑， mm； 斗鏈銷軸與銷孔或套之間的摩擦系數(shù)（取 0.4）； D0 方輪節(jié)圓直徑， mm 各種阻力計(jì)算出厚；就可計(jì)算斗鏈的張力。由于脫水斗式提升機(jī)安裝傾角大，最小張力發(fā)生在點(diǎn) 2 的斗鏈上，從最小張力點(diǎn)（點(diǎn) 2）開始逐點(diǎn)計(jì)算。最小張力 F2（初張力）起張緊鏈條的作用，按經(jīng)驗(yàn)以 3m 長度斗鏈的重作為處張力計(jì)算依據(jù)，或選取初張力。 （二）各點(diǎn)張力的計(jì)算 F2 =3m 斗鏈自重 初張力 （ 3 11） 3 2 2 3F F W W A（ 3 12） 4 3 3 4F F W （ 3 13） 1 2 1 2F F W （ 3 14） 3.2.3 斗鏈強(qiáng)度的驗(yàn)算 強(qiáng)度驗(yàn)算只需驗(yàn)算單條斗鏈即可。單條斗鏈上的拉力 S 為 24 4 2FFSc（ 3 15） 式中 4F 斗鏈上最大靜拉力， N； c 雙鏈牽引時(shí)，負(fù)荷不均勻系數(shù)（一般取 c =1.2）； F 斗鏈的動(dòng)拉力。 10m a x3 q c qF L ag （ 3 16） 式中 1q 每米物料重 （ N/m） ； 0q 每米斗鏈自重 （ N/m） ； c 斗式提升機(jī)長度系數(shù)（取 c =2）； L 斗式提升機(jī)長度 （ m） ； g 重力加速度 （ m/ 2s ） ； maxa 斗鏈最大加速度。 22m ax 22 va zt （ 3 17） 式中 z 斗式提升機(jī)頭部星輪的方數(shù)； t 斗鏈節(jié)距， m； v 斗鏈速度， m/s。 由于式 （ 2 15） 計(jì)算所的單條鏈上的拉力 S 若小于斗鏈最大拉力的允許值則安全，即 SS破 式中 S破 單邊斗鏈允許最大工作拉力。 3.2.4 功率計(jì)算 脫水斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)輪上的圓周力 0 4 1 4 1P F F W ， N； （ 3 18） 脫水斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸功率為 00 1000PvN ， kW； （ 3 19） 電動(dòng)機(jī)功率 00 0121 . 0 1 . 1 10 . 9 4 0 . 9 6NNN K N ， kW； （ 3 20） 25 式中 K 功率儲(chǔ)備系數(shù)（2JO電機(jī)， K =1.4； Y 型電機(jī)， K =1.0）； 1 NGW-J 減速器傳動(dòng)效率（取 0.94）； 2 套筒滾子鏈傳動(dòng)效率（取 0.96）。 3.2.5 驅(qū)動(dòng)裝置選擇 驅(qū)動(dòng)裝置系統(tǒng)是電動(dòng)機(jī)通過柱銷聯(lián)軸器與 NGW-J 型行星齒輪減速器連結(jié)，再通過套筒滾子鏈和大鏈輪驅(qū)動(dòng)斗鏈工作。 為了達(dá)到斗鏈平均速度為 0.16m/s 或 0.27m/s，驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速為 0 60vn zt（ 3 21） 式中 0n 斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速， r/min； v 斗鏈平均速度， m/s； z 驅(qū)動(dòng)輪的方數(shù)； 圖 3 2 驅(qū)動(dòng)裝置簡圖 t 斗鏈節(jié)距， m。 根據(jù)上式取可求得各規(guī)格提升機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。 若選取電機(jī)轉(zhuǎn)速為 n ，則所需要的總減速比為 0ni i in減 鏈（ 3 22） 式中 i 總減速比； i減 減速器的速比； i鏈 鏈傳動(dòng)減速比。 根據(jù)前面計(jì)算確定的斗子寬度 B，斗鏈速度 v 和電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率 N，選擇驅(qū)動(dòng)裝置。計(jì)算功率 N 應(yīng)小于表中所選的電機(jī)額定功率值。 減速器選用 NGW-J 型，其高速軸的許用輸入功率 按下面條件選取。 112NKK 電動(dòng)機(jī)額定功率 式中 1N 按（ JB1799-76）規(guī)定的 NGW 減速器高速軸許用輸入功率； 1K 備用系數(shù)，選用 Y 型電機(jī)時(shí)，取1K=1.0； 2K 采用油池潤滑時(shí)的系數(shù)（取 11.05）。 根據(jù)上述計(jì)算 斗鏈速度 v ，電機(jī)功率 N ，斗式提升機(jī)主軸轉(zhuǎn)速0n和減速比 i 的結(jié)果即可選擇驅(qū)動(dòng)裝置。 noZ2 Z1 26 3.2.6 負(fù)荷計(jì)算 由于脫水斗式提升機(jī)呈大傾斜安裝，提升機(jī)的負(fù)荷除受尾部基礎(chǔ)支承外，各樓層均需設(shè)支承架。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，其負(fù)荷計(jì)算可分為尾部負(fù)荷，頭部負(fù)荷和中間支架的負(fù)荷三部分。 （一）尾部負(fù)荷計(jì)算 承受斗式提升機(jī)基礎(chǔ)的樓板 ，受到傾斜分為0S作用，這個(gè)分力來自于斗式提升機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的垂直負(fù)荷0A（脫水斗式提升機(jī)的自重，輸送物料和水重）。該傾斜分力沿斗式提升機(jī)中心線傳至基礎(chǔ)，并由基礎(chǔ)承受。該力又分成垂直的支承壓力0W和水平分力0X。 全部垂直負(fù)荷為 0A W T G （ 3 23） 式中 0A 垂直負(fù)荷， N； W 斗式提升機(jī)總重（包括鑄石，驅(qū)動(dòng)裝置落地時(shí)，須減去其重量） N； T 封閉節(jié)段內(nèi)的水重 （ N） ； G 提 升物料重量， N； 3 . 6 1 pQgG L q LvW j（ 3 24） 式中 L 提升機(jī)頭尾輪中心距離 （ m） ； 圖 3 3 尾部負(fù)荷計(jì)算簡圖 qj 每米長度上濕物料的自重， N/m。 傾斜分力為 00si