板鏈斗式提升機改型及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

板鏈斗式提升機改型及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

劉少偉,李曉光，邵君

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

介紹了板鏈斗式提升機的結(jié)構(gòu)和性能特點，并對石灰工序中該設(shè)備存在的問題進行了客觀分析，針對其運載能力不足的問題，提出了改型方案，進行了設(shè)計計算，同時對其相關(guān)部件進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，更加符合現(xiàn)場實際，通過設(shè)備改型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，運載能力明顯提高，運行工況更加平穩(wěn)。

石灰工序；斗式提升機；唇形密封；碳化鎢鍍層

斗式提升機是一種固接在牽引件上的一系列料斗，在垂直方向內(nèi)或在很大傾斜角時輸送粉狀、顆粒狀及塊狀物料的輸送機，廣泛用于建材、化工、糧食、冶金、煤炭、電力等行業(yè)，用來垂直提升各種散裝物[1]，我公司石灰工序9#石灰窯使用板鏈斗式提升機輸運生石灰，檢修維護頻繁，經(jīng)過與同時期投入使用的類似設(shè)備對比和現(xiàn)場勘查分析，根本原因在于設(shè)計功率不能有效滿足生產(chǎn)工況所致，因此設(shè)備需要改型，利用現(xiàn)場相關(guān)設(shè)施，需要合理地確定其主要參數(shù)，正確地選擇料斗形狀和尺寸、運動速度等。

1 板鏈斗式提升機存在問題

板鏈斗式提升機是利用套筒滾子鏈作為牽引構(gòu)件的垂直運輸設(shè)施，具有驅(qū)動功率小、使用壽命長、維護方便、運行可靠性高、提升能力大等諸多優(yōu)點[2]，主要由驅(qū)動頭輪、從動尾輪、殼體、牽引鏈條、料斗、驅(qū)動裝置、止逆裝置等組成，我車間使用的斗提機規(guī)格為：TBM450×13(左)，是中速型板鏈式提升機，驅(qū)動功率P=5.5 kW，線速度v=0.3 m/s，運載能力為Q=40 t/h，提升高度H=19.2 m，料斗容積規(guī)格B=450 mm，容積V=40 L，配套牽引鏈條為M160×150T，運行過程中主要存在以下問題：

1)料斗容量滿負荷，結(jié)構(gòu)變形嚴重，運灰能力不均衡化程度較高，同時與殼體接觸碰撞摩擦，導(dǎo)致設(shè)備故障概率較高，需定期更換；

2)牽引鏈條部分內(nèi)外鏈板拉伸變形開裂嚴重，設(shè)備存有較大安全隱患；

3)牽引鏈條鏈板銷軸磨損嚴重，平均每次維護需更換100根，工作量大；

4)頭輪傳動軸局部磨損量較大。

通過對現(xiàn)場同時期的類似設(shè)備提升高度、驅(qū)動功率、運載能力進行了比對后，發(fā)現(xiàn)在運載能力、牽引構(gòu)件承重近似的情況下，提升高度的比例大于驅(qū)動功率的比例且提升速度小于同類設(shè)備，因此驅(qū)動功率不足、提升速度有限是造成設(shè)備檢修維護的根本原因，設(shè)備亟需改型。

2 設(shè)備改型設(shè)計計算

為充分利用現(xiàn)場設(shè)施，設(shè)備改型基于以下兩點：設(shè)備原有零部件修舊再使用；增大驅(qū)動功率、提升速度，提高設(shè)備負載能力。

為統(tǒng)一設(shè)備結(jié)構(gòu)形式，方便備件管理與減少閑置資金，參考工序中同類設(shè)備，結(jié)合相關(guān)文獻[3,4]，可以進行斗提機改型設(shè)計。

由以上初步確定的參數(shù)可以逆向計算其他設(shè)備參數(shù)，需要電機選型、料斗數(shù)量、牽引鏈條數(shù)量、傳動鏈條選型、減速機輸出鏈輪選型、頭輪輸入鏈輪選型等。

2.1 電機選型

斗提機提升功率計算:

P=(P0+Ps+Pt)·K

式中：P0——斗提機軸功率，kW；Ps——挖取功率，kW，流入式喂料取0；Pt——空載功率，依據(jù)料斗寬度取3 kW。K——功率系數(shù)，取1.1～1.2。

軸功率P0參照以下公式計算：

式中:Q——能力，t/h；c——軸距，m；g——重力加速度，m/s2。

經(jīng)過理論計算可知，斗提機提升功率P=5.61～6.12 kW，因此電機功率取7.5 kW即可，根據(jù)電動機特性，選用Y132M-4電機，轉(zhuǎn)速n=1 440 r/min。

2.2 牽引鏈條數(shù)量

2.3 料斗數(shù)量

2.4 傳動鏈輪、鏈條選型

2.5 頭輪參數(shù)

由電機轉(zhuǎn)速n、總減速比i、提升速度v、傳動鏈條節(jié)距P可以計算出頭輪齒數(shù)Z=60i·v1/1 440P=24.12，取整Z=24。

3 設(shè)備結(jié)構(gòu)改型

此次改型設(shè)計中，對板鏈式斗提機局部結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，牽引鏈條選用了加厚型，銷軸材質(zhì)更換為316L不銹鋼，耐磨性、抗疲勞斷裂均可提高；頭輪、鏈輪均采用組合式結(jié)構(gòu)，輪體、輪緣用高強度螺栓聯(lián)接而成，在輪齒磨損到一定程度后，可方便拆換輪緣，節(jié)省材料與檢修時間；頭輪、尾輪總成中軸承密封采用了雙唇型油封，既能防塵，又可封存潤滑脂；料斗背板表面堆焊2 mm碳化鎢，耐沖擊性、耐磨性更好，導(dǎo)向邊背面貼316L扁鋼補強；頭輪、尾輪轉(zhuǎn)軸與殼體相對轉(zhuǎn)動部分毛氈密封改為填料盒密封，使用盤根和油封組合密封，密封效果更好，有效防止灰粉外泄，同時盤根易于更換。

4 總 結(jié)

根據(jù)選定的設(shè)備部件相關(guān)參數(shù)，并對相關(guān)部件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，使之更加符合現(xiàn)場工況，延長設(shè)備部件使用壽命，減少設(shè)備故障，在一定程度上減輕了檢修工作量，穩(wěn)定生產(chǎn)，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。

[1] 許祤鳴.斗提機的選型及主要參數(shù)確定[J]. 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004,4(3): 201-202

[2] 孫守玉,劉善學(xué). 垂直斗式提升機的選型[J]. 磷肥與復(fù)肥,2006,21(4): 68-69

[3] 梁庚煌.運輸機械手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1983

[4] 王鷹.連續(xù)運輸機械手冊[M]. 北京:中國鐵道出版社,2001

TQ051.23

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1005-8370(2017)05-31-02

2017-02-21

劉少偉(1988—)，男，就職于唐山三友化工股份公司純堿分公司石灰車間，目前主要從事純堿設(shè)備方面工作。