- 1 -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(shí)輸送粉狀、顆粒狀及小塊狀物料。它的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是:對(duì)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(shí)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(shí),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(shí)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)剑唬?)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(dòng)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(cuò)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)- 2 -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(dòng)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(dòng)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(dòng)軸中心線的距離為 2?2.2 米。對(duì)于 D160、D250 斗提機(jī)取 2 米;對(duì)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(diǎn)的間距不大于 8 米,最上面的支承點(diǎn)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)裝置給輸送機(jī)以動(dòng)力,一般由電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)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?,以保證輸送機(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(diǎn)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(dòng)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(dòng)扶梯、自動(dòng)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(diǎn)是:利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng),或利用介質(zhì)在管道中的流動(dòng)使物料- 3 -向前輸送。例如,輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥?zhàn)樱佔(zhàn)幼餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(dòng)以沿料槽推送物料;振動(dòng)輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽,料槽作往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)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(tái)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(diǎn),對(duì)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(diǎn),是目前用于糧食谷物類提升性價(jià)比較好的材料。塑料畚斗的應(yīng)用特點(diǎn) 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(shí)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(duì)比實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生運(yùn)行中的掉斗、硬掛及其他異常現(xiàn)象。 - 4 -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。現(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(yàn)站的檢測(cè)并出具試驗(yàn)報(bào)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(shí)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(huì)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(diǎn)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(diǎn)①延伸率低,畚斗帶不會(huì)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(dòng)負(fù)荷,能提高斗式提升機(jī)的提升高度和產(chǎn)量,不會(huì)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(huì)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(dòng)輪貼合得很好,即使在畚斗帶張得不太緊的情況下,也不會(huì)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(huì)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(dòng)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(dòng)參數(shù)(低速)和卸料方式(滑動(dòng))的改變,在某- 5 -些方面也會(huì)對(duì)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(shí)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(jì)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(diǎn),但主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路基本相同,這些機(jī)器在實(shí)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(dòng)的一個(gè)主要因素。通過對(duì)現(xiàn)機(jī)型不足處的分析,筆者提出一種新的設(shè)計(jì)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(diǎn)之間有一個(gè)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(gè)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(duì)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(shí)間占用比重太大;二是工人勞動(dòng)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(duì)移動(dòng)處如果密封不良,就會(huì)造成粉塵外泄,污染環(huán)境。且由于尾輪軸在調(diào)整時(shí)與進(jìn)料口的相對(duì)尺寸不斷變化,稍不注意,這一變量參數(shù)的變動(dòng)會(huì)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(shí)不能停機(jī)徹底清理機(jī)內(nèi)運(yùn)動(dòng)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(shí)不得不用較長的時(shí)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(xiàng)測(cè)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(jì)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(diǎn)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(xiàng)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(shí)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(jì)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(shí)將原斜插入式的活動(dòng)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(diǎn),且圓弧最低點(diǎn)離畚斗的間隙在保證以下設(shè)計(jì)要求時(shí)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(gè)很小的值。③將圓弧底最低點(diǎn)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(gè)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(jì)安裝一- 6 -個(gè)階梯形,上臺(tái)階為一平面,下臺(tái)階為一活動(dòng)抽屜的氣動(dòng)組合清料閘門機(jī)構(gòu)。正常工作時(shí)氣缸推動(dòng)閘門前移,上臺(tái)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(shí),首先斗提機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)一較短時(shí)間,然后停機(jī),此時(shí)機(jī)內(nèi)殘留物料會(huì)落入機(jī)座底部,此時(shí)啟動(dòng)氣缸后移,閘門上臺(tái)階工作平面離開落料窗而下臺(tái)階活動(dòng)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(dòng)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(dòng)運(yùn)送新的物料。④經(jīng)以上改進(jìn)設(shè)計(jì),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(shí)也減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,使斗式提升機(jī)更趨于合理化。