五 斗式提升机主要结构设计
(一)头部罩壳的选材及连接
电动机及减速机的支座都是连接在头部罩壳上的,罩壳承受的力较大,所以要采用比较厚的钢板,罩壳四壁采用3mm的钢板,与电动机、减速机支座联结的侧板采用10mm的筋板,法兰及支撑采用63×63×6的热轧等边角钢。同样的道理,侧板与罩壳的焊接要求比较高,故采用K型坡口,且焊接时要防止出现虚焊现象。
图5.1 提升机头部示意图
(二)中部区段的设计选材
由于本设计中的提升机高度在十米以上,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,具体结构如下图所示。
图5.2 中部区段
(三)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型料斗参数尺寸,设计的畚斗的形状如下图所示,料斗容量3.75L,对比同类型的斗式提升机环链选择相关参数可知,与料斗配套使用的铸造圆环链条直径x节距18x64(mm),单条破断强度≥320KN,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,使用寿命长,符合TM36-8《矿用高强度圆环链》标准。
图5.3 料斗与环链
(四)逆止器的设计
在斗式提升机工作中动力突然中断时,反转对于斗式提升机是很危险的。斗式提升机在提升过程中,其一侧是盛满物料的上行畚斗,另一侧是卸完物料的下行空畚斗。动力中断后,斗式提升机由于重力作用必发生逆转。物料随着畚斗的反转被卸到斗式提升机的底部,直至堆满后卡住畚斗。由于反转是一个加速的运动,而后又被突然卡住,很容易扯掉畚斗,使皮带损坏,甚至断裂。另外斗式提升机底部堆满物料,也使斗式提升机无法启动。
图5.4 逆止器示意图
六 斗式提升机的问题探讨及安全操作与维护保养
(一)斗式提升机常见故障及处理方法
1、料斗带跑偏 1)头轮和底轮传动轴安装不正头轮和底轮传动轴安装不正主要体现在以下几个方面:一是头轮和底轮的传动轴在同一垂直平面内且不平行;二是两传动轴都安装在水平位置且不在同一垂直平面内;三是两传动轴平行,在同一垂直平面内且不水平。这时,料斗带跑偏,易引起料斗与机筒的撞击、料斗带的撕裂。应立即停机,排除故障。做到头轮和底轮的传动轴安装在同一垂直平面内,而且都在水平位置上,整机中心线在1000mm高度上垂直偏差不超过2mm,积累偏差不超过8mm。 2)料斗带接头不正料斗带接头不正是指料斗带结合后,料斗带边缘线不在同一直线上。工作时,料斗带一边紧一边松,使料斗带向紧边侧向移动,产生跑偏,造成料斗盛料不充分,卸料不彻底,回料增多,生产率下降,严重时造成料斗带卡边、撕裂。这时应停机,修正接头并接好。 2、回料过多 提升机回料是指物料在卸料位置没有完全卸出机外,而有部分物料回到提升机机座内的现象。在提升作业中,若提升机回料太多,势必降低生产效率,增大动力消耗和物料的破碎率。造成回料多的原因有以下几点: 1)料斗运行速度过快提升机提升不同的物料,料斗运行的速度有别:一般提升干燥的粉料和粒料时,速度约为1~2m/s;提升块状物料时,速度为0.4~0.6m/s;提升潮湿的粉料和粒料时,速度为0.6~0.8m/s。速度过大,卸料提前,造成回料。这时应根据提升的物料,适当降低料斗的速度,避免回料。 2)机头出口的卸料舌板安装不合适,舌板距料斗卸料位置太远,会造成回料。应及时的调整舌板位置,避免回料。
3、料斗脱落 料斗脱落是指在生产中,料斗从料斗带上掉落的现象。料斗掉落时,会产生异常的响声,要及时的停机检查,否则,将导致更多的料斗变形、脱落;在连接料斗的位置,料斗带撕裂。产生料斗脱落的原因主要有: 1)进料过多进料过多,造成物料在机座内的堆积,升运阻力增大,料斗运行不畅,是产生料斗脱落、变形的直接原因。此时应立即停机,抽出机座下插板,排出机座内的积存物,更换新料斗,再开车生产。这时减小喂入量,并力求均匀。 2)进料口位置太低一般,提升机在生产时,料斗自行盛取从进料口进来的物料。若进料口位置太低,将导致料斗来不及盛取物料,而物料大部分进入机座,造成料斗舀取物料。而物料为块状,就很容易引起料斗变形、脱落。这时,应将进料口位置调至底轮中心线以上。 3)料斗材质不好,强度有限料斗是提升机的承载部件,对它的材料有着较高的要求,安装时应尽量选配强度好的材料。一般,料斗用普通钢板或镀锌板材焊合或冲压而成,其边缘采用折边或卷入铅丝以增强料斗的强度。 4)开机时没有清除机座内的积存物在生产中,经常会遇到突然停电或其它原因而停机的现象,若再开机时,没有清除机座内的积存物,就易引起料斗受冲击太大而断裂脱落。 因此,在停机和开机之间,必须清除机座内的积存物料,避免料斗脱落。另外,定期检查料斗与料斗带连接是否牢固,发现螺钉松动、脱落和料斗歪斜、破损等现象时,应及时检修或更换,以防更大的事故发生。
4、粉尘爆炸 国外有关调查研究报告指出,经统计的250次粉尘爆炸式中中有43%的事故起因不明,有23%的事故发生在都是提升机中。对于前进料形的都是提升机,物料进入提升机壳体后,由于物料流与料斗间的相对运动速度很大而发生粉尘效应,在进料口出积聚大量粉尘。而且斗式提升机在运行中因摩擦会产生静电,当静电聚集到一定量时将可能因放电产生火花。 为了预防斗式提升机发生粉尘爆炸事故,应考虑以下防爆措施: 1)增加通风除尘装置:为了降低斗式提升机机壳内的粉尘浓度,应在进料口和出料口处设计吸尘器。 2)消除引燃源:为了消除引燃源,应选用导电性能好的链条;应具有可靠的静电接地装置;应适当加大机壳;应保持适当的牵引垃圾;应设速度监测控制器。 3)抑制粉尘 :为了防止斗式提升机内发生第二次粉尘爆炸,应在其机壳上安装泄爆口。当机壳内发生粉尘爆炸时,泄爆口自动打开,机壳内的压力迅速降低,从而避免粉尘再次发生爆炸。 粉尘爆炸是现代化工业生产伴随而来的新问题之一,它具有较大的危险性,能够破坏一个企业,给国家带来巨大的经济损失。因此,我们必须高度认识粉尘爆炸的危害性和严重性,对易产生爆炸的设备及部位从结构上和工艺参数上采取切实有效的措施,以防为主,防治结合,用现代科学综合技术使粉尘爆炸的概率降低在最小范围,以期达到安全的目的。
(二)安全操作规程
斗式提升机是连续输送物体的设备,根据被输送物料的特性选定适宜型号的提升机,并适合于工作条件。 安全操作规程: 1、操作人员应经过专门的培训,了解设备性能,熟悉操作及保养技能。 2、提升机应在空栽下起动,在卸载后停车。 3、应保证均匀给料,给料量应符合说明书规定范围,不得给料过多,以免物料堵塞下部区段。 4、在输送有害物料时,机壳要确保密封。对采用有吸尘装置时,必须设有通风口,工作时检视口要封闭。 5、由于意外而停车,需查明原因,排除故障后才能开车。 6、逆止器运行可靠,确保因事故停车时不反转。 7、检修时,要切断电源,操作箱上应挂有标牌,以免他人开机。
(三)维护保养
1、上,下部轴承要定期加油润滑,保持良好反对工作条件。 2、减速器定期检查润滑,油量适当,避免不足或过量;按时更换机油。 3、要定期对运动部件进行维护和清扫工作,检查传动带,滚筒,料斗的磨损情况。检查应在停车和切断电源后进行。 4、对张紧装置进行定期的检查和调整,对拉紧行程不足规定的1/5时,可以切除牵引构件的一段长度(通常缩短一个斗距)来恢复拉紧行程,从而消除料斗被进料口低部刮伤的可能性。对螺杆张紧装置,要保持牵引构件正常工作张力。 5、逆止器要定期检查磨损情况,对棘轮,棘爪,滚珠磨损严重时要更换,保持逆止器工作可靠。
七 未来斗式提升机制造技术发展趋势
提升机应该要继续向大型化发展,包括提高输送能力、单机长度等几个方面。在将来的设计研究中不断扩大提升机的使用范围,能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作,增加运送的物料种类和提高温度范围;还要使得输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。当今世界,能源问题已成为举世瞩目的焦点,所以输送技术领域内科研工作的一个重要方面就是降低能量消耗以节约能源。而且为了保护环境和工作人员的生命健康,要注重减少各种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。 总的来说提升机的工况决定了它必须具有高度的安全性, 在机械、电控等方面都要采取相应的技术措施,简化控制环节,更方便地互相监视、联锁、提高安全,向着扩大应用范围、高速、重载、自动化和程控方向发展。不过,斗式提升机生产成本低,生产工艺简单,运行安全可靠,在工农业生产中得到了广泛的应用,提高了机械化程度,同时也提高了生产效率,节省了大量的人力、物力,取得了良好的经济效益和社会效益,具有极大的推广价值。现在各国在斗式提升机技术上逐渐向结构简单紧凑、安装方便、便于维护与维修、节能减排的方向发展。对单机生产能力要求越来越高,以往的斗式提升机因设计问题已渐渐满足不了生产的要求。加上维修,更换等一系列的麻烦,已严重影响到其使用,因而对现有老式提升机(特别是其驱动装置、拉紧装置)进行改进已势在必行。
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