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原文：
Hoist the basic design of several issues
Abstract: This paper hoist and load transfer between the concrete foundation for a more detailed analysis; compared with the norms on the basis of the determination of stability factor on the basis of the stability of the hoist recommendations Coefficient value; and sets out to improve the upgrade?Resistance Capability of machine base measures for design.
Key words: local pressure; shear keys; overturning; anti-slip; stability
Preface
Surface coal mine hoist room is an important part of the production system.?Tied with Derrick important structures for the upgrading of the system.?With the increase in coal production capacity, upgrading the previous single-mode can no longer meet the needs of modern production, the progressive development of multi-round, multi-rope lifting way.?Enhance the rope's pull also increased and role of tension based on the hoist is also growing.?The past, the basis of a single Shengti lift weight alone can meet the requirements to enhance the stability of machine.?Requirements may construct the foundation made of plain concrete foundation.?Mine is a large machine used in multi rope, then part of the foundation alone hoist weight falls far short of basic stability.?Need to broaden the basis of weight or other technical measures using other anchor.?Thereby enhancing machine-based design raises new problems and new demands, more and more attention by the engineering and technical personnel.
1 Hoist-based stress analysis
1.1Determination of hoist rope tension
Wire rope at one end and raise the container skip or cage connected to the other end is connected with the hoist drum.?Derrick and hoist through the support form the basis of force balance system.?Therefore, the wire rope in the rope load derrick load can indeed?.Determined as follows:?
1) The normal work load when the hoist rope (Qk) Standard value: press "Mine headframe design" GB50385 - 2006 No. 41113 in the calculation.?
2) when the wire rope off rope load (Ak) standard values for single-Sheng Ti l, in which a rope for the break Sheng He set out, the other 2 times the normal load; for multi rope, of which the sideSheng He set all the broken rope, the other side of the 0133 times for all the rope off Sheng He set.
1.2Hoist equipment and basic load transfer between
General equipment manufacturers to provide information to enhance machine-based, and structure associated with: Equipment and size point of the force, Hole, casing, bolts and steel shear keys and so on.?Figure 1.
Known by the Figure 1: hoist by bolts in tension, shear steel shear key to the level of force transmission to the foundation.?
Hoist the basis of the whole, for the massive foundation.?Computational model of a rigid body, based on relatively little between the various parts of deformation, stress level is low, generally may from time to calculate an overall strength.?70's Red Flag Factory in the 20th century brand compressor assembly-based determination of the surface of steel stress is only 70 ~ 140N / cm2 [1].?The large volume of concrete foundation construction concrete hydration heat in order to prevent the formation of internal and external temperature, and the temperature cracks, generally require basic structural steel surface configuration.?But in the elevator equipment and the direct interaction between the concrete foundation of some of the stress concentration significantly, the need for computing and reinforcement, the designer often easy to overlook.Mainly for the following two parts: the basis of concrete local office bolt pressure plate, steel embedded in concrete shear key part.?The two sites of force transmission to the base hoist the key parts of the design should enhance the machine-based reinforcement calculation of local stress and attention.?The following detailed discussion of these two parts separately.
1.2.1Partial pressure of concrete
General bolts provided by the manufacturer, asked the location of civil engineering profession in the corresponding buried steel casing, elevator bolt and pull through the nut on the local pressure of concrete delivered to the concrete foundation.?Concrete local force model similar to the anchor plate with end.?Concrete in the base 450 along the failure surface diffusion to form a cone.?In order to avoid brittle fracture, can be extended to form a larger cone bolt failure surface, or around the bolt to configure the reinforced concrete so that the bolt pull in whole or in part by the reinforced passed on.?At this point requested by the destruction of tensile reinforcement in the cone base plane and the lower part of the length of not less than the tensile reinforcement anchorage length.
?Nut washer in concrete in the local compressive stress is concentrated, in order to prevent local crushing of concrete, this should be part of the reinforced concrete configuration indirect binding, the specific calculation and construction requirements see the "design of concrete structures" GB50010 - 2002 related to the requirements of section?.
Manufacturers to provide the embedded steel casing and internal bolt gap between the relatively large, refer to the anchor prestressing anchorage ends the construction requirements, should set the basis for concrete and steel pipe welded steel plate embedded.?Steel plate size to no more than the reserved ends bolt hole width is appropriate.?Set of steel plate has the advantage of stress can be further spread and reduce the stress level of concrete around the casing.
3. American Petroleum Institute, Spec!fication/br Wire Rope. APISpec(fication 9A (Spec 9A), 23rd edn. Washington, DC,1984.
4. Djivre, M., Mine ShaJ~ Ropes: Ontario Destructit~e Wire Testin,q Program. Ontario Ministry of Labour, Sudbury, Ontario,16 January 1991, p. 5.
2 Calculated based on the stability of the hoist
Hoist by bolts and steel and concrete shear key base fused to work together.?Rope force upgrade process requirements under the direction of the horizontal angle is generally not less than 50 °.?Improve the level and the vertical component rope are relatively large, and roughly equal.?Enhance the pull rope on a diagonal basis of the stability of negative factors.?Therefore, the stability of the need for basic computing.?Stability calculation based also includes two aspects: the basis and foundation for overturning the anti-slip.
2.1Overturning the basis of calculation
2.1.1Overturning stability calculations determine the rotation axis
Hoist by bolts and steel and concrete shear key base fused to work together.?Rope force upgrade process requirements under the direction of the horizontal angle is generally not less than 50 °.?Improve the level and the vertical component rope are relatively large, and roughly equal.?Enhance the pull rope on a diagonal basis of the stability of negative factors.?Therefore, the stability of the need for basic computing.?Stability calculation based also includes two aspects: the basis and foundation for overturning the anti-slip.
2.2 Calculated based on anti-slip
There are two possibilities based on sliding, a surface-based substrate and the substrate to overcome the friction between soil and sliding along the substrate surface.?Another level of force to overcome the internal friction of soil to foundation and the bearing layer of soil with the sliding part.?The latter generally difficult to occur because the substrate to allow the general stress of a certain safety factor, which guarantees the basal soil will not produce localized plastic flow to achieve the ultimate balance.?Therefore, the only case before the anti-slide stability checking.?
??? In the slide there are two favorable factors in the calculation are not taken into account.?① room with a certain thickness of concrete made on the basis of rigid anti-slide floor effect, in fact, reasonably rigid floor structure has a good foundation to prevent sliding function; ② backfill around the solid basis of a role in stabilizing certain basic?effect.?Also based on the foundation soil before the passive earth pressure are generally not considered because of passive earth pressure often associated with the basis of full sliding occurs, and is now commonly used Coulomb theory to yield the value of passive earth pressure is too large.?Therefore, taken together, can reduce the safety factor against sliding, especially in the case of accidental loads.
? ??"Mine headframe design" GB50385 - 2006 provides that: derrick-based anti-slip stability factor of 112.?Also provides: the foundation and basis for, from time to broken rope, anti-dropping braking effect of seismic load effect and the combination of checking.?
??? Therefore, the basis for the elevator (squat-type shallow foundation) in the off Sheng He set stable under the action of anti-slip coefficient is more appropriate for the 111 ~ 112, projects can be economical.
3 Other issues needing attention
1) Sometimes, in order to increase the basis of weight, often the reducer, motor base and hoist base as a single entity.?At this point, there are center-based force together with the projection rope hoist position of greater eccentricity.?In the design basis should be adjusted to some of the ground below, so that the center of the two as close as possible.?Weight in order to fully meet the theoretical assumptions.?
2) As the elevator based on the design layout of the main structure by the surrounding layout and can not re-expand size.?Can be taken to increase the anti-slide, anchor and uplift piles.?To ensure that the foundation Sheng He set off under the stability.?
3) To improve the capacity of hoist-based sliding the option following structural measures: ① set rigid floor, foundation backfill around the filling layer compacting ram; ② for soil under the foundation underside; ③ increase Depth of Foundation;?④ headframe and hoist room based on the actual layout of the situation can be the basis derrick hoist base and set the connection between the components to form a force balance.
譯文：
提升機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計的幾個問題
摘 要: 文章對提升機(jī)與混凝土基礎(chǔ)間的傳力進(jìn)行了較詳細(xì)的分析; 比較了各規(guī)范對基礎(chǔ)穩(wěn)定系數(shù)的確定, 對提升機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定系數(shù)取值提出了建議值; 并列出了提高提升機(jī)基礎(chǔ)抗滑能力的一些措施, 可供設(shè)計參考。
關(guān)鍵詞: 局部承壓; 抗剪鍵; 抗傾覆; 抗滑移; 穩(wěn)定性
前言
提升機(jī)房是煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。與井架并列為提升系統(tǒng)的重要建筑物。隨著煤礦生產(chǎn)能力的提高, 以往單一的提升方式已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的需要,逐步發(fā)展到多輪、多繩的提升方式。提升鋼繩的拉力也隨之增大, 作用在提升機(jī)基礎(chǔ)上的拉力也越來越大。以往單繩提升機(jī)僅靠基礎(chǔ)自重即可滿足提升機(jī)的穩(wěn)定要求?；A(chǔ)也可按構(gòu)造要求做成素混凝土基礎(chǔ)。現(xiàn)在大型礦井中采用的多繩提升機(jī), 則僅憑提升機(jī)部分的基礎(chǔ)自重遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了基礎(chǔ)穩(wěn)定的要求。需要擴(kuò)大基礎(chǔ)的配重或另采用其它錨固的技術(shù)措施。從而對提升機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計提出了新的問題和新的要求, 也越來越受到工程技術(shù)人員的重視。
1提升機(jī)基礎(chǔ)的受力分析
1.1提升機(jī)鋼繩拉力的確定
提升機(jī)鋼繩一端與提升容器箕斗或罐籠相連, 另一端與提升機(jī)滾筒相連。通過支撐井架與提升機(jī)基礎(chǔ)形成力的平衡系統(tǒng)。因此, 提升機(jī)鋼繩荷載可按井架中鋼繩荷載確定, 具體如下:
1) 正常工作時提升機(jī)鋼繩荷載(Qk )標(biāo)準(zhǔn)值:按《礦山井架設(shè)計規(guī)范》GB50385 - 2006 中第41113條計算。
2) 斷繩時提升機(jī)鋼繩荷,對于單繩提升, 其中一根鋼繩上為斷繩荷載, 另一根為2倍正常工作荷載;對于多繩提升, 其中一側(cè)為所有鋼繩的斷繩荷載, 另一側(cè)為所有鋼繩的0133倍斷繩荷載。
1.2提升機(jī)設(shè)備與基礎(chǔ)間傳力
一般設(shè)備廠家提供提升機(jī)基礎(chǔ)的相關(guān)資料, 與結(jié)構(gòu)相關(guān)的有: 設(shè)備力的作用點及大小、預(yù)留洞、套管、螺栓及型鋼抗剪鍵等。如圖1。
由圖1知: 提升機(jī)是通過螺栓受拉, 型鋼抗剪鍵受剪將水平力傳遞到基礎(chǔ)上。
提升機(jī)基礎(chǔ)從整體上看, 為大塊式基礎(chǔ)。其計算模型為剛體, 基礎(chǔ)各部分之間基本沒有相對變形, 應(yīng)力水平低,一般可不進(jìn)行整體強(qiáng)度計算。20世紀(jì)70年代某廠紅旗牌壓縮機(jī)裝配式基礎(chǔ)表面鋼筋應(yīng)力測定僅為70～140N / cm2 [ 1 ]。對于體積大的混凝土基礎(chǔ)為了防止施工混凝土水化熱形成內(nèi)外溫差, 導(dǎo)致溫度裂縫, 一般要求基礎(chǔ)表面配置構(gòu)造鋼筋。但是在提升機(jī)設(shè)備與混凝土基礎(chǔ)間的直接作用力的部分, 應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯, 需要進(jìn)行計算和配筋, 往往設(shè)計人員容易忽略。主要為以下兩個部位: 螺栓墊板處基礎(chǔ)混凝土局部壓、型鋼抗剪鍵埋入混凝土的部分。這兩個部位為提升機(jī)傳力給基礎(chǔ)的關(guān)鍵部位, 設(shè)計中應(yīng)對提升機(jī)基礎(chǔ)的局部應(yīng)力和配筋計算引起高度重視。以下分別對這兩部分詳細(xì)討論。
1.2.1混凝土局部承壓
一般螺栓由廠家提供, 要求土建專業(yè)在相應(yīng)的位置埋設(shè)鋼套管, 提升機(jī)的螺栓上的拉力是通過螺帽對混凝土的局部承壓傳遞到混凝土基礎(chǔ)上?；炷辆植康氖芰δＪ筋愃朴趲Ф税宓腻^栓。在基礎(chǔ)混凝土中沿450擴(kuò)散形成一個錐形破壞面。為了避免發(fā)生脆性破壞, 可加長螺栓以形成更大的錐形破壞面, 或者在螺栓周邊混凝土中配置受拉鋼筋, 使的螺栓的拉力全部或部分由受拉鋼筋傳遞下去。此時要求受拉鋼筋在錐形破壞面內(nèi)和下部基礎(chǔ)中的長度都不小于鋼筋的抗拉錨固長度。
螺帽墊圈下混凝土中的局部壓應(yīng)力非常集中, 為防止混凝土局部壓碎, 應(yīng)對此部分混凝土配置間接鋼筋加以約束, 具體計算及構(gòu)造要求參見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010 - 2002中相關(guān)章節(jié)的要求。廠家提供的預(yù)埋鋼套管與內(nèi)部螺栓之間的空隙比較大,參考預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨具端頭錨固的構(gòu)造要求, 宜在基礎(chǔ)混凝土中設(shè)置與鋼套管焊接的預(yù)埋鋼墊板。鋼墊板的尺寸以不大于螺栓端頭的預(yù)留洞的寬度為宜。設(shè)置鋼墊板的好處在于可將壓應(yīng)力進(jìn)一步擴(kuò)散, 降低套管周邊混凝土的應(yīng)力水平。
2提升機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定計算
提升機(jī)通過螺栓與型鋼抗剪鍵與混凝土基礎(chǔ)連成一體,共同工作。提升鋼繩作用力的方向按工藝要求一般為與水平線的夾角不小于50°。提升鋼繩的水平和豎向分力均比較大, 且大致相等。提升鋼繩的斜向上拉力成為基礎(chǔ)的穩(wěn)定不利因素。因此需要進(jìn)行基礎(chǔ)穩(wěn)定性的計算?；A(chǔ)的穩(wěn)定性計算又包括兩方面: 基礎(chǔ)的抗傾覆和基礎(chǔ)的抗滑移。
2.1基礎(chǔ)抗傾覆計算
2.1.1抗傾覆計算中轉(zhuǎn)動軸的確定
進(jìn)行基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性驗算, 旨在保證提升機(jī)基礎(chǔ)不致向一側(cè)傾倒(繞基底的某一軸轉(zhuǎn)動) 。建在彈性地基上的基礎(chǔ), 由于最大受壓邊緣陷入土內(nèi), 此時基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)動軸將在受壓最外邊緣的內(nèi)側(cè)某一條線上?；淄劣? 基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動軸將愈接近基底中心, 基礎(chǔ)的抗傾覆的穩(wěn)定性就愈低。但在設(shè)計基礎(chǔ)時, 均要求基底邊緣最大壓應(yīng)力小于112倍的基底土承載力, 因此基底土的塑性區(qū)的擴(kuò)展范圍有限。從工程設(shè)計方便考慮, 仍取基礎(chǔ)外邊緣為轉(zhuǎn)動軸。
基礎(chǔ)四周土的固著作用, 對抗傾覆也有一定的作用,但因力臂小, 因此一般不考慮。相對而言, 基礎(chǔ)四周的土對抗滑穩(wěn)定的作用更大一些。目前較常用的庫倫原理導(dǎo)得的被動土壓力計算值偏大, 另外基礎(chǔ)四周的回填土的質(zhì)量也不穩(wěn)定且提升機(jī)基礎(chǔ)屬于淺基礎(chǔ)。因此穩(wěn)定計算中, 被動土壓力一般都不考慮。
2.2基礎(chǔ)抗滑移計算
基礎(chǔ)的滑動有兩種可能, 一為基礎(chǔ)克服基底面與基底土之間的摩擦力而沿基底面滑動。另一種為水平力克服土體內(nèi)部的摩擦力使基礎(chǔ)與持力層土體的一部分一起滑動。后一種情況一般不易發(fā)生, 因為一般基底的容許壓應(yīng)力已有一定的安全系數(shù), 這就保證了基底土不致產(chǎn)生局部的極限平衡而達(dá)到塑性流動。因此, 只進(jìn)行前一種情況的抗滑動穩(wěn)定驗算。
在抗滑計算中有兩個有利因素未考慮進(jìn)去。①室內(nèi)用混凝土做的一定厚度剛性地坪對基礎(chǔ)的抗滑作用, 實際上構(gòu)造合理的剛性地坪具有良好的防止基礎(chǔ)滑動的功能; ②基礎(chǔ)四周回填土的固著作用對基礎(chǔ)抗滑有一定的作用。另外基礎(chǔ)前土體對基礎(chǔ)的被動土壓力作用一般也不考慮, 因為被動土壓力的充分發(fā)揮經(jīng)常伴隨基礎(chǔ)的滑動出現(xiàn), 而且目前常用的庫倫原理導(dǎo)得的被動土壓力計算值偏大。因此綜合考慮, 可以將抗滑安全系數(shù)降低, 特別是在偶然荷載作用的情況下。
《礦山井架設(shè)計規(guī)范》GB50385 - 2006中規(guī)定: 井架基礎(chǔ)的抗滑移穩(wěn)定系數(shù)為112。同時又規(guī)定: 地基和基礎(chǔ), 可不進(jìn)行斷繩、防墜制動荷載效應(yīng)及地震作用效應(yīng)組合的驗算。
因此, 針對提升機(jī)基礎(chǔ)(矮胖型淺基礎(chǔ))在斷繩荷載作用下抗滑移穩(wěn)定系數(shù)取值為111～112較為合適, 工程上可做到經(jīng)濟(jì)合理。
3其它需要注意的問題
1) 有時為了加大基礎(chǔ)的配重, 常將減速器、電動機(jī)的基礎(chǔ)與提升機(jī)基礎(chǔ)連為一體。此時, 存在基礎(chǔ)的合力中心與提升機(jī)鋼繩合力的投影位置有較大的偏心。在設(shè)計中應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)在地面以下的部分, 使二者的中心盡可能接近。以便配重充分發(fā)揮, 符合計算假定。
2) 設(shè)計中由于提升機(jī)基礎(chǔ)平面布置受周圍主體結(jié)構(gòu)布置影響, 不能再擴(kuò)大尺寸。則可采取增加抗滑板, 錨桿及抗拔樁等。來保證基礎(chǔ)在斷繩荷載下的穩(wěn)定性。
3) 為了提高提升機(jī)基礎(chǔ)的抗滑能力, 可選擇下列構(gòu)造措施: ①設(shè)置剛性地坪, 基礎(chǔ)周圍的回填土分層夯填密實;②基礎(chǔ)底面下?lián)Q土; ③加大基礎(chǔ)埋置深度; ④根據(jù)實際井架與提升機(jī)房的布置情況, 可在提升機(jī)基礎(chǔ)與井架基礎(chǔ)間設(shè)置連接構(gòu)件, 形成力的平衡。
文獻(xiàn)綜述
斗式提升機(jī),也叫斗提機(jī)，用于垂直或傾斜時輸送粉狀、顆粒狀及小塊狀物料。它的優(yōu)點是：橫斷面上的外形尺寸較小，可使輸送系統(tǒng)布置緊湊；提升高度大；有良好的密封性等。缺點是：對過載的敏感性大；料斗和牽引構(gòu)件較易損壞。
斗提機(jī)提升物料的高度可達(dá)30米，一般常用范圍為3~20米。輸送能力在300噸/時以下。一般情況下多用垂直式斗提機(jī)，當(dāng)垂直式斗提機(jī)不能滿足工藝要求時，才采用傾斜式斗提機(jī)。由于傾斜式斗提機(jī)的牽引構(gòu)件在垂度過大時需增設(shè)支承牽引構(gòu)件的裝置，而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此一般很少采用傾斜式斗提機(jī)。
斗提機(jī)的分類方法很多，一般為：（1）按安裝方式不同，可分為垂直式、傾斜式；（2）按卸載特性不同，可分為離心式、離心-重力式、重力式；（3）按裝載特性不同，可分為掏取式、流入式；（4）按牽引構(gòu)件型式不同，可分為帶式、鏈?zhǔn)?；?）按料斗形式的不同，可分為深斗式、淺斗式、鱗斗式（三角斗或梯形斗）式。
目前國內(nèi)常用的斗提機(jī)均為垂直式，有D型、HL 型、PL型及 ZL型四種型式。它們的主要特征、用途及型號如下：
D型斗提機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是采用膠帶作為牽引構(gòu)件，卸載特性是間斷布置料斗，快速離心卸料，適用輸送物料為粉狀、顆粒狀、小塊狀的無磨琢性或半磨琢性的散狀物料，如：煤、砂、焦末、水泥、碎礦石等，其適應(yīng)溫度不得超過60°C。如采用耐熱橡膠帶，允許150°C，型號有D160型、D250型、D350型、D450型。其提升高度約在4~30米范圍內(nèi)。HL型斗提機(jī)采用鍛造的環(huán)形鏈條作為牽引構(gòu)件，卸載特性為間斷布置料斗，快速離心卸載，是適用輸送粉狀、顆粒狀及小塊狀的無磨琢性的物料，如：軟煤、水泥、石塊、砂、粘土等。且允許輸送溫度較高的物料。它的型號有HL300、HL400。約在4.5~30米范圍內(nèi)提升。PL型斗提機(jī)采用板式套筒滾子鏈條作為牽引構(gòu)件，它連續(xù)布置料斗，慢速重力卸載，適用輸送塊狀、比重較大、磨琢性的物料，如：硬煤、碎石、礦石、卵石；易碎物料，如：焦炭、木炭等。被輸送物料的溫度在250°C以下，型號有PL250、PL350、PL450。提升高度約在5~30米范圍內(nèi)。ZL型斗提機(jī)采用鑄造鏈條作為牽引構(gòu)件，連續(xù)布置料斗，慢速重力卸載。適用輸送塊狀和粉狀物料，如：礦石、石灰石、水泥、碎石、卵石、白灰、煤等。被輸送物料的溫度在300°C以下，型號有ZL25、ZL35、ZL45、ZL160。提升高度約在8~29米范圍內(nèi)。
斗式提升機(jī)的安裝要求是：1、斗提機(jī)下部區(qū)段的支承面，必須保證座落在基礎(chǔ)的水平面上。2、斗提機(jī)的上部驅(qū)動軸和下部張緊軸應(yīng)在同一垂直平面內(nèi)，并且兩軸心線均應(yīng)與水平面平行。3、中間機(jī)殼的法蘭連接處，不得有顯著的錯位。法蘭間可墊入石棉墊或防水粗帆布，以保證密封。4、斗提機(jī)的下部區(qū)段、中間機(jī)殼和上部區(qū)段的中心線應(yīng)在同一垂直線上，在垂直度偏差在1米長度上不允許超過1毫米，總高的累積偏差不允許超過8毫米。5、料斗在牽引構(gòu)件上的位置應(yīng)正確，并緊固可靠。在運(yùn)行中，不應(yīng)有偏斜和碰撞機(jī)殼的現(xiàn)象發(fā)生。6、斗提機(jī)偏向半的安裝裝置，必須符合圖紙要求。7、螺旋拉緊裝置調(diào)整好后，應(yīng)使?fàn)恳龢?gòu)件具有均勻的、正常運(yùn)行所必需的張緊力。為了使在運(yùn)行中有足夠的拉緊行程，余下的拉緊行程應(yīng)不少于全行程的50%。8、減速器高速軸的軸線與電動機(jī)的軸線，應(yīng)相互平行并在同一水平線內(nèi)；低速軸的軸線與斗提機(jī)驅(qū)動軸的軸線，應(yīng)在同一水平線上，其最大平行偏移量不得超過0.2毫米，最大軸線交角不得超過40￠。9、斗提機(jī)應(yīng)安裝起吊設(shè)備，起重量不小于2噸。起重機(jī)的軌底與驅(qū)動軸中心線的距離為2~2.2米。對于D160、D250斗提機(jī)取2米；對于D350、D450、HL300、HL400斗提機(jī)取2.2米。10、斗提機(jī)的中部應(yīng)有防止偏移的中間支承裝置。支承點的間距不大于8米，最上面的支承點應(yīng)盡量靠近頭部。
斗提機(jī)作為輸送機(jī)的一種，有其較早的根源。輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。
中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。
1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化不可缺少的組成部分。
輸送機(jī)一般按有無牽引件來進(jìn)行分類。
具有牽引件的輸送機(jī)一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機(jī)以動力，一般由電動機(jī)、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟龋员ＷC輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。
具有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點是：被運(yùn)送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動輸送物料。
這類的輸送機(jī)種類繁多，主要有帶式輸送機(jī)、板式輸送機(jī)、小車式輸送機(jī)、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、懸掛輸送機(jī)和架空索道等。
沒有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成各不相同，用來輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或往復(fù)運(yùn)動，或利用介質(zhì)在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥子輸送機(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥子，輥子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以輸送物料；螺旋輸送機(jī)的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以沿料槽推送物料；振動輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運(yùn)動以輸送置于其中的物料等。
未來輸送機(jī)的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。
大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達(dá)440公里以上，帶式輸送機(jī)的單機(jī)長度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。
擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的輸送機(jī)。
斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能大家都很熟悉,雖然各生產(chǎn)廠家和使用單位根據(jù)各自的特點,對其結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)進(jìn)行了一些調(diào)整,但工作原理依然是通過輸送帶連接的畚斗將物料提升后,利用重力或離心力將其拋出,來實現(xiàn)提升物料的目的。因此,斗式提升機(jī)性能的好壞,除了與其運(yùn)動參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式有關(guān)外,還與提升帶和畚斗的特性有關(guān)。
畚斗磨損,物料回流及提升帶延伸,打滑,跑偏及受潮腐壞等現(xiàn)象,都嚴(yán)重地影響著提升機(jī)的正常工作。我國傳統(tǒng)的斗式提升機(jī)大多采用的是全棉帆布膠帶和鋼制畚斗,這些材料的理化性能和制作方式,限制了其很難改變提升機(jī)的上述弊病。因此,多年來,我們的設(shè)備制造者都僅在提升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)動參數(shù)和拋料方式上進(jìn)行著完善和改進(jìn)。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種新材料、新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,早在20世紀(jì)80年代中期,我國就開始研制新型塑料畚斗和增強(qiáng)型提升帶?，F(xiàn)在該技術(shù)已經(jīng)成熟并被廣泛應(yīng)用。這些新材料、新技術(shù)應(yīng)用于斗式提升機(jī)中,極大地改善了提升機(jī)的工作性能,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
1塑料畚斗的理化性能和應(yīng)用特點
塑料畚斗的理化性能
高強(qiáng)度塑料畚斗是采用改性超高分子量聚合物注塑而成的,它具有高耐磨、高韌性、耐腐蝕、低溫性能好等諸多優(yōu)點,是目前用于糧食谷物類提升性價比較好的材料。
塑料畚斗的應(yīng)用特點
①自重輕,降低了提升機(jī)的能耗塑料畚斗的重量僅是同類鋼質(zhì)畚斗的1/5,因此,能大大降低提升機(jī)的能耗,同時可延長畚斗帶的使用壽命。據(jù)江蘇揚(yáng)州麥粉廠進(jìn)行的塑料畚斗與鋼畚斗的對比實驗反映,塑料畚斗可降低提升機(jī)電耗30%左右。
②模塑成型,避免了因筒內(nèi)零件損壞造成的故障鋼制畚斗都是數(shù)片材料焊制而成,偶然出現(xiàn)的脫焊,掉片和棱角凸出都將產(chǎn)生掛壞筒內(nèi)零件的故障。而塑料畚斗是模注成型,且各棱邊都有很好的韌性,不會產(chǎn)生運(yùn)行中的掉斗、硬掛及其他異常現(xiàn)象。
③耐磨性好,使用壽命高于鋼制畚斗磨損是畚斗的主要失效形式之一?，F(xiàn)在的塑料畚斗都很重視這一問題,在其原料的配方中,有獨(dú)特的耐磨配料,專業(yè)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品,還要經(jīng)過當(dāng)?shù)刭|(zhì)量監(jiān)督檢驗站的檢測并出具試驗報告。好的塑料畚斗的耐磨性能能夠達(dá)到Ａ3鋼的75%,由于塑料畚斗的厚度一般是鋼質(zhì)畚斗的3倍,因此理論上,塑料畚斗的使用壽命應(yīng)是鋼質(zhì)畚斗的2倍以上。通過我們多年的使用證明:好的塑料畚斗的耐磨性能確實要強(qiáng)于鋼質(zhì)畚斗。
④柔韌性好,不損傷顆粒物料塑料畚斗因其獨(dú)特的柔韌性,可大大降低被提升物料的破損率。特別是在大米加工廠中,往往需要多道提升,因此,由提升機(jī)產(chǎn)生的碎米,在全部碾米工藝中占有相當(dāng)大的比例。在原糧增碎方面,采用塑料畚斗的提升機(jī),要比鋼質(zhì)畚斗降低80%。
⑤耐腐蝕,低溫性好,尤其適用于潮濕、高寒溫環(huán)境和間斷使用由于塑料畚斗是非金屬材料,耐腐蝕能力強(qiáng),低溫性能好,特別適合在高水分、高寒溫的環(huán)境下工作,克服了鋼質(zhì)畚斗在高水分、高糠粉、高溫差的環(huán)境中,極易產(chǎn)生的結(jié)疤、生銹、水汽和腐爛的現(xiàn)象。且在運(yùn)行過程中,不會因摩擦碰撞產(chǎn)生火花,起到了防止粉塵爆炸的作用。
2聚酯增強(qiáng)提升帶的理化性能和特點
聚酯增強(qiáng)提升帶的理化性能聚酯增強(qiáng)提升帶是采用ＰＰ200型聚酯浸膠帆布作骨架,表面貼合高耐磨橡膠材料硫化而成。
聚酯增強(qiáng)提升帶的特點
①延伸率低,畚斗帶不會伸長傳統(tǒng)的平膠帶由于其延伸率太高,整條畚斗帶極易變形伸長,需要經(jīng)常緊帶或調(diào)整,工作穩(wěn)定性很差。采用聚酯增強(qiáng)提升帶后,帶長基本不需調(diào)整,使皮帶跑偏,打滑的現(xiàn)象大為減少,提高了提升機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的能力。
②拉伸強(qiáng)度高由于聚酯增強(qiáng)提升帶的拉伸強(qiáng)度是普通平膠帶的3倍,因此,它能承受較大的動負(fù)荷,能提高斗式提升機(jī)的提升高度和產(chǎn)量,不會產(chǎn)生因過載變形太大而拉壞膠帶的現(xiàn)象。
③摩擦系數(shù)大,不會失速打滑聚酯增強(qiáng)提升帶的表面,做成了2種狀態(tài),其中一面是帶布紋的毛面,有極大的摩擦系數(shù),與傳動輪貼合得很好,即使在畚斗帶張得不太緊的情況下,也不會打滑,造成畚斗失速而影響產(chǎn)量。
④適應(yīng)潮潮濕的性能好,帶子不會腐壞各種提升帶表面的橡膠層都比較薄,普通平膠帶經(jīng)多次彎曲和磨損后,里面的棉布層極易吸收水分,再加上提升機(jī)內(nèi)的通風(fēng)狀況不好,使棉布膠帶易腐爛損壞。而聚酯增強(qiáng)提升帶的濕強(qiáng)力高,適合提升高水分糧食和在溫差很大極易產(chǎn)生潮氣的環(huán)境中使用。
⑤自重輕,柔軟性好,適合頻繁彎折,壽命長聚酯增強(qiáng)提升帶因拉伸強(qiáng)度高,延伸率小,故能使畚斗帶做得很薄,獲得了極好的柔軟性,能在較小直徑的傳動輪上頻繁彎折,耐疲勞,耐沖擊,剝離強(qiáng)度大,壽命比普通膠帶長得多。由于斗式提升機(jī)采用了這些新技術(shù)、新材料,使得提升機(jī)的性能得到了巨大的改善。當(dāng)然,運(yùn)動參數(shù)(低速)和卸料方式(滑動)的改變,在某些方面也會對特定條件下的物料輸送產(chǎn)生影響。但塑料畚斗和聚酯增強(qiáng)提升帶的應(yīng)用,確實是當(dāng)今畚斗和提升帶的發(fā)展方向。
3斗式提升機(jī)現(xiàn)存不足及改進(jìn)設(shè)計方案
目前多數(shù)廠家生產(chǎn)的斗式提升機(jī)雖然各有特點，但主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計思路基本相同，這些機(jī)器在實際使用中，機(jī)座存料和機(jī)內(nèi)殘留料一直是影響產(chǎn)品質(zhì)量波動的一個主要因素。通過對現(xiàn)機(jī)型不足處的分析，筆者提出一種新的設(shè)計方案，以求新機(jī)型功能更加完善。
現(xiàn)機(jī)型存在的不足
①目前機(jī)座底至提升機(jī)畚斗最低進(jìn)料點之間有一個較大的空間，工作中，這一空間必須由最先進(jìn)入的物料充填，這個充填量并不小，以+"/#&機(jī)型為例，充填物料大約需%"012&"01，這一部分物料如果不定期給予清理更換，則必然造成結(jié)塊變質(zhì)。
②對于頻繁更換物料品種的斗提機(jī)，一般企業(yè)都不可能每天數(shù)次的不間斷的人工清理機(jī)內(nèi)殘留物料，一是非生產(chǎn)時間占用比重太大；二是工人勞動強(qiáng)度太大，再則大量清理出來的物料處理起來也不太方便。
③由于機(jī)座有皮帶張緊機(jī)構(gòu)，所以部件相對移動處如果密封不良，就會造成粉塵外泄，污染環(huán)境。且由于尾輪軸在調(diào)整時與進(jìn)料口的相對尺寸不斷變化，稍不注意，這一變量參數(shù)的變動會造成進(jìn)料不暢的現(xiàn)象，引起前端輸送設(shè)備堵機(jī)故障。
④如果品種更換時不能停機(jī)徹底清理機(jī)內(nèi)運(yùn)動中的殘留物，那么交叉污染是不可避免的。為了盡可能減少殘留物有時不得不用較長的時間進(jìn)行空機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣除了能耗損失外，也使得生產(chǎn)效率低下。筆者曾做過一項測試，即在提升機(jī)停止進(jìn)料并提完后，空機(jī)運(yùn)行5min，在出料口接料15mm，則還可接出殘留物料10kg-----15kg。
改進(jìn)設(shè)計方案
①隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，斗提機(jī)皮帶已逐步由原來的棉織物基材改進(jìn)為聚酯纖維基材和尼龍片基皮帶，這兩種基材的優(yōu)點除了壽命長外，其長度方向的伸長變形量也相當(dāng)?shù)男?，這就使過去斗提機(jī)日常保養(yǎng)的一項主要工作———檢查調(diào)整皮帶張緊力，顯得不適用了。從近幾年實際使用的情況看，斗提機(jī)在頭尾輪復(fù)膠且正常使用的情況下，一年調(diào)整一次皮帶張力就足夠了，因此為了一年一次的調(diào)整而設(shè)計皮帶張緊機(jī)構(gòu)就顯得費(fèi)用支出不太合理'一年一次的調(diào)整，人工收緊剪短皮帶即可)。如取消張緊機(jī)構(gòu)，可簡化機(jī)座，減少粉塵污染源。
②在機(jī)座取消張緊機(jī)構(gòu)后，尾輪軸線與機(jī)座底面的尺寸就固定下來，這時將原斜插入式的活動底殼拆去而改為一固定的圓弧底殼，該圓弧半徑約大于尾輪軸心到畚斗距軸心距離最大點，且圓弧最低點離畚斗的間隙在保證以下設(shè)計要求時應(yīng)盡可能小。通過這一改進(jìn)，可將空間充填物的量減至一個很小的值。
③將圓弧底最低點向上切去一段弦高，需保證切面距畚斗一安全距離，使底部出現(xiàn)一個長方形的下料窗口，長度等于機(jī)座內(nèi)腔寬度，寬度約為120mm，在此窗口下設(shè)計安裝一個階梯形，上臺階為一平面，下臺階為一活動抽屜的氣動組合清料閘門機(jī)構(gòu)。正常工作時氣缸推動閘門前移，上臺階閘門平面緊貼長方形窗口，工藝上要求保證密封良好，當(dāng)斗提機(jī)需換提新的物料時，首先斗提機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)一較短時間，然后停機(jī)，此時機(jī)內(nèi)殘留物料會落入機(jī)座底部，此時啟動氣缸后移，閘門上臺階工作平面離開落料窗而下臺階活動抽屜部分進(jìn)入落料窗下，機(jī)座內(nèi)殘留物落入抽屜內(nèi)，氣缸再次前移，重新關(guān)閉落料窗而活動抽屜移出機(jī)座外，由人工分類倒出內(nèi)存物。至此，完成一次物料清理工作，斗提機(jī)重新啟動運(yùn)送新的物料。
④經(jīng)以上改進(jìn)設(shè)計，與原機(jī)座相比費(fèi)用增加不大，取消張緊機(jī)構(gòu)可節(jié)約一部分費(fèi)用，但卻明顯減少了影響質(zhì)量的因素，同時也減少了工人的勞動強(qiáng)度，使斗式提升機(jī)更趨于合理化。
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