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1、第二章斗式提升机 第二章 斗式提升机 第一节 概 述 斗式提升机(图21)是粮食工业中最常见的一种垂直输送设备，用来把原料和粮油加工产品提升到所需要的高度。斗式提升机输送物料的高度可达3060米，在粮食工业中一般为530米。输送量的范围也很大，每小时可达5100吨。 斗式提升机的优点是结构简单，占用生产面积小，提升高度和输送量大；缺点是过载反应较灵敏，容易堵塞，因此供料必须均匀。斗式提升机的一般构造见图22所示。牵引构件环绕在上端的驱动滚筒和下端的张紧滚筒进行运转。在牵引构件上每隔一定距离用螺钉连接着许多用来装盛物料的畚斗。提升机的外壳分三个部分，上端称为机头，下端称为机座，中间称为提升管，提

2、升管可根据提升高度由若干节组成。提升机的传动由传动轴通过皮带轮或传动装置直接传动。为了使牵引构件保持张紧状态，在机座上装有张紧装置。提升机在工作时，物料由进料口均匀地进入机座的畚斗中，然后被提升到机头。当畚斗绕过驱动滚筒时，物料即被倾倒出来，从出料口流出机外。 图21 斗式提升机 图2一2斗式提升机结构图斗式提升机根据牵引构件的不同，又可分为链式和带式两种。链斗提升机常用于油脂厂中，在粮食加工厂中，因链条要经常加油，容易污染粮食，因此，常用带斗提升机。橡胶传动带不需要润滑，能保持粮食清洁，又具有速度大、噪声小和功率消耗低等优点。 第二节 斗式提升机的工作过程 斗式提升机的工作过程，可分为三个过

3、程：物料装入畚斗的装料过程；物料从机座提升到机头的过程；物料从畚斗内倒出出料口的卸料过程。 一、装料过程 （一）装满系数 畚斗的装料过程宜接影响提升机的输送熊力。判别装料工作的质量可用装满系数的大小来衡量，即： (2一1) 影响畚斗装满系数的因素很多，其中与畚斗的形式；牵引构件的线速度；机座的装料方式和物料的物理特性等因素有关。 （二）装料方式 畚斗的装料方式有两种：顺向进料和逆向进料（图2-3）。 1顺向进料加料方向与畚斗运动方向一致，叫顺向进料（图2-3a）。当物料进入机座时，碰到畚斗的背面，因此物料与畚斗相遇时，不能直接进料，只有当畚斗将物料向前推移时才开始装料。当畚斗脱离物料时，即完成

4、了装料工作。 2逆向进料加料方向与畚斗运动方向相反，叫逆向进料（图3-3b）。图23进料方式当物料从进料口流入机座时，即与畚斗口迎面相遇，这时物料就直接流入畚斗内，因此装满系数较大，机座内积余的物料较少，大大减轻了畚斗在机座内推移积余物料的阻力。 从以上两种装料方式可以看出，顺向装料不利于畚斗的装载，降低了装满系数值，增加了畚斗运动阻力和电耗，为了克服这个缺点，可以使进料口低于张紧滚筒的水平轴线，缩小物料在机座内从进料口到被畚斗推移至装料点的距离（见图2-3a）。逆向进料，为了增加畚斗直接进料的可能性，进料口应高于张紧滚筒的水平轴线（见图2-3b） 在粮食工业中，提升机的迸料方式根据工艺需要丽

5、定，尽量考虑逆向进料，但有时为了便于工艺安排，也有采用顺向进料的，甚至一部提升机同时采用逆向和顺向装料。畚斗的装满系数，一般为：输送粒料时，= 0.75；输送粉料时，=0.55。 二、卸料过程卸料过程是在畚斗按提升到提升机机斗上的驱动滚筒时，畚斗绕驱动滚筒作回转运动而完成的。根据驱动滚筒直径和转速的不同，提升机的卸料方式有三种：离心卸料，重力卸料和混合卸料。 当畚斗在直线提升而未到达驱动滚筒时，物料M在畚斗内只受到重力G的作用；而当畚斗随牵引构件一起绕驱动滚筒作回转运动时，畚斗内的物料除受重力G的作用外还受离心力F的作用。 GMg 式中 M一畚斗内物料颗粒的质量(kg)； g一重力加速度( m

6、/sec2)； r一驱动滚筒或链轮半径(m)； V一一提升速度(m/sec)。 以上两个力所组成的合力a，其大小和方向都随着畚斗的回转速度而变动。但是，如将合力的延长线与驱动滚筒的垂直中心线相交，则不管畚斗在驱动滚筒的任何位置上，合力的延长线都将交于同一点p，这个点称为极点，从极点到驱动滚筒水平中心线的距离h称为极距(见图24)。 图24提升机卸料形式 从上图中可以看到两个相似三角形，即pmo和MFa。 由此比例关系得： 从而 因为 所以 (22) 从公式( 22)可知，极距h仅与驱动滚筒或链轮转数有关，知道了驱动滚筒或链轮的转速，即可求出极距h。离心式、重力式和混合式三种不同的卸料形式， 它

7、们之间的区别，就在于极点p所处的位置不同。设畚斗内物料的重心m到驱动滚筒中心O 的距离为r，畚斗外缘半径r1，驱动滚筒半径为r2。 1离心卸料 当hr1时，极点位于畚斗外缘的圆周外，此时重力大于离心力，畚斗作重力卸料（见图24c）。此种卸料方式，物料沿着畚斗的内壁运动，畚斗的运动速度一般在0.61米秒范围内。重力卸料适用于输送含水分较高、粘性、流动不好的物料，也用于输送块状物料，因其速度慢，可减少物料在装料和卸料时对畚斗和机头的撞击和磨损。 3混合卸料 当r2hr1时，极点p位于r1和r2之间，畚斗作离心重力混合卸料（见图24b）。此种卸料方式，中部物料将沿着畚斗的外壁运动，另一部份将沿着畚斗

8、的内壁运动。混合卸料在粮食工业中采用较多，常用于输送稻谷、大米，小麦之类颗粒状物料，畚斗运动速度一般在12米秒范围内。 （二）提升速度对卸料的影响 卸料形式取决于极点位置，在同样的滚筒或链轮直径的条件下，提高提升速度，即加大滚筒或链轮的转速，极距h就缩小，而离心力则增大；反之，当转速减小时，h值就增大，而离心力就减小。 对于一定的提升速度，也可以有两种情况：一种是缩小滚筒的直径，此时，离心力就增大，当畚斗还没有到达滚筒或链轮顶点时，有可能使物料离开畚斗，使物料不能全部卸入出料口而落入机底；另一种情况是加大滚筒或链轮直径，此时，离心力就减小，当离心力降低到与重力相等时，畚斗到达滚筒或链轮顶点时，

9、物料仍处于平衡状态，当畚斗绕过滚筒顶点，畚斗内的物料才开始有被抛出的趋势，但由于物料与畚斗壁的摩擦作用，所以，物料不能立刻离开畚斗，结果使很多物料不能正确地落到出料口中，而是落到前一个畚斗的背部，从而被带回机底，造成与离心力太大时相同的不良后果。 粮食厂中，输送物料及其加工产品的提升机，常采用混合卸料，为了正确处理驱动滚筒或链轮直径D与畚斗提升速度V的关系可按下式确定。 输送粒状物料的速度：V=2.2 (msec) (23) 输送粉状物料的速度：V=2.202(msec) (24) 在实际生产中，输送粮粒的畚斗提升速度一般取l2米秒，最大不超过3.5米秒。输送粉状物料的畚斗提升速度一般取0.6

10、0.8米秒，最大不超过1.5米秒。 第三节 斗式提升机的主要构件斗式提升机的主要构件有：牵引构件、畚斗、提升管、机座、机头和驱动装置等。 一、牵引构件 斗式提升机的牵引构件有带式和链式两种。 （一）牵引带 斗式提升机的牵引带俗称畚斗带，通常用橡胶传动带或帆布带，它们的结构与胶带输送机所用的输送带相同。目前我国生产的橡胶传动带(GB 52465)有下列规格（见表21）。 表21 橡胶传送带规格(GB 52465)宽度 B (m m)胶布层数i 长度M(m)100 112 125140 160 180 200 224 250280 315 355 400 450 500 5603641061210

11、20牵引带的宽度根据畚斗的宽度而定，为了防止带子跑偏时畚斗与机壳碰撞摩擦，牵引带要比畚斗宽2030毫米。牵引带的连接方法，通常有搭接、平接或角接等（见图25）。图25 牵引带连接方法 带牵引的斗式提升机构造简单，自重轻，造低价，工作平稳，带的速度较高，约为0.83.5米秒之间，而且不需要加油润滑，不会污染被输送物料，因此，带斗提升机常用于粮食加工厂和粮食仓库输送粮食。 (二)牵引链 斗式提升机所用的牵引链很多，有圆形链、片式关节链和可拆钩式方框链等。在粮食工业中常用的是可拆钩式方框链和片式关节链。 1可拆钩式方框链（见图26）。它是用可锻铸铁铸成，它的技术数据见表22。 表22可拆钩式方框链技

12、术数据 型式节距t(m m)主要尺寸每米重量Cbdd1B(kg)标准型22.9129.3141.27.67.67.610.314.619.83.64.45.63.64.45.619.924.633.30.350.7注 钩形链材料：KT3510（可锻铸铁）图26可拆钩式方框链2片式关节链（见图27）。它的结构是内钢片固定在衬套上，而外钢片则固定在销轴上。因为牵引力是沿衬套的整个长度上分布的，因而减小了关节的磨损，延长了链条的使用寿命。图27片式关节链 二、畚 斗 畚斗是提升机用来盛装物料的主要构件，一般由l毫米厚钢板冲压焊接或铆接制成。畚斗的型式按输送物料的性质，颗粒大小及畚斗提升速度而定。粮食

13、工业中，常用的畚斗有三种型式：有圆柱形底的深斗、浅斗及无底斗。 （一）深 斗 深斗（图28a）的特征是前壁斜度小，斗口后壁夹角为65，深度较大，它可以输送干燥的、容易流动的、散落性良好的粒状物料，如小麦、稻谷、玉米和油料等。 （二）浅 斗 浅斗（图28b）的特征是前壁斜度大，斗口与后壁夹角为45，深度小，它用来输送潮湿的或流动性不良的粉状物料，如面粉、麸皮、米粒或油料等。由于前壁的倾斜度大和深度小，所以能便于畚斗内物料很好地倾倒。 深斗和浅斗的基本尺寸为：凸度A、宽度B、高度h，其容积的近似值可按下式求出： （2一5） 粮食工业中常用的畚斗规格见表23 斗式提升机畚斗安装节距a为： (m) (

14、2一6) 畚斗的安装形式见图29 （三）无底畚斗无底畚斗（图210）是一种高效提升机上使用的畚斗，这种提升机提升速度高，输送量大，畚斗常以510只为一组连续排列，每组最后一只为有底畚斗，每组畚斗之间留一定间隙，畚斗的容积以一组为单元进行计算，其公式如下： (27)无底畚斗的技术数据见表24。图28畚斗图29畚斗的安装 无底畚斗的排列直接影响输送效果，如畚斗间距过小，物料装不足；畚斗间距过大，超过物料的静止角，回料多，畚斗装不满，影响输送量。实践证明：每组畚斗的距离一般为滚筒周长的四分之一左右，组与组的间隙为200毫米左右，见图211所示。 （四）畚斗的间距及容积的选择畚斗的间距及容积可以分别在

15、表25、表26、表27内查取，深斗用代号SD表示，浅斗用代号QD表示，无底畚斗用代号WD表示。 图210无底畚斗 图211无底畚斗的排列 （五）畚斗与牵引件的连接1畚斗与牵引带的连接通常用畚斗螺钉连接。这种螺钉的头特别大，并有尖刺或筋，便嵌入胶带内防止滑动，畚斗螺钉的形状见图212所示。它的尺寸规见表28。表23 畚斗规格 单位mm 名 称深 斗浅 斗畚斗带宽畚斗宽度B畚斗高度h外壁高度h1螺钉中心离内壁口h2畚斗凸度A畚斗底半径r底角螺钉直径d螺钉间距C畚斗容积i钢板厚度100 125 150 20090 110 130 18090 96 150 16844 45 75 8430 30 40

16、 4075 90 125 14025 35 40 4442 42 42 426 6 6 850 60 80 600.3 0.48 1.21 2.101 1.5 1.5 1.5100 125 150 20090 110 130 180107 143 175 19533 33 50 5545 55 85 8575 90 125 14030 40 53 6045 45 45 456 6 6 850 60 80 600.36 0.71 1.42 2.450.8 0.8 1 1 表24 无底畚斗的技术数据 单位mm型号带宽mm料斗尺寸mm料斗间距a料斗容积钢板厚度BAhh1Cd9075100901301

17、101801251001251502009011013018075901101254045456020222230506080606565656566662002003003000.180.310.480.991.51.522 表25 深型畚斗(SD)间距及容积畚斗型号BAL/m畚斗间距a（mm）畚斗容积i(l)SD9075SD11090SD130125SD180140SD230140SD2801401.52.44.035.256.758.252002003004004004000.30.481.212.102.703.30表26 浅型畚斗(QD)间距及容积 畚斗型号BAl/m畚斗间距a（mm

18、）畚斗容积i(l)QD9075QD11090QD130125QD180140QD230140QD2801401.82.44.066.127.879.552003003504004004000.360.721.422.453.153.82 表27 无底畚斗(WD)间距及容积畚斗型号BAl/m畚斗间距a（mm）畚斗容积i(l)WD90755WD110905WD1301105WD1801255WD2301405WD28014052.824.506.9411.8015.7019.403203453454205405400.901.552.404.958.5010.50表28畚斗螺钉规格单位：mmdDL

19、lHhCr重量g6810192532283240202228345456141824111122242图l212畚斗螺钉 2畚斗与牵引链的连接有两种形式。若用单链牵引一般采用斗背连接方法（图213 a）。若用双链牵引则采用斗侧连接法（图213 b），把畚斗装在二条链条之间。单链牵引容易扭曲，故仅用于提升高度较低，斗容较小的情况下。如提升高度很大，链的下垂量也大，则链的动荡很历害，单链容易扭曲，此时，采用双链牵引斗侧连接就克服了单链的缺点。但不论单链或双链牵引，畚斗与牵引链的连接方法都是在链片上焊二块侧板E，然后在上面钻孔，用螺钉连接。 三、机 座斗式提升机的机座是由张紧滚筒或链轮、张紧装置、机

20、座外壳和进料口等组成（图214）。张紧滚筒或链轮的轴是支承在两个滚动轴承的座架内，轴承座架则安装在张紧装置的导向板上。图213 畚斗与牵引链的连接图214a机座图214b1、机座外壳 2、进料口3、张紧装置 4、张紧轮图215张紧滚筒 (一)滚筒与链轮 斗式提升机的张紧滚筒也叫底轮，是牵引件在机座下部绕过的改向轮。 l滚筒（图215）通常用铸铁或无缝钢管焊接而成。中间表面应隆起34毫米高的凸缘，形成鼓状，以防止带子跑偏。张紧滚筒的直径与提升机的输送量、牵引带的速度和提升高度有关。输送量越大，提升高度越高，张紧滚筒的直径也越大，但是，张紧滚筒的直径还必须根据卸料方式的不同进行选择和公式V=2.2

21、、V=2.20.2进行估计。张紧滚筒直径还可根据生产时的特定条件和工艺安排需要来确定。在粮食工业中，张紧滚筒直径范围为200600毫米。张紧滚筒的宽度应比牵引带宽2030毫米。2链轮链斗提升机的链轮常用不经过加工的铸造链轮，用HT1533灰铸铁铸造，其直径可按下式确定： (mm) (28) 式中： t一链条节距(m m)； Z一链轮齿数。 链轮齿数系列为6、8、10、12、14、16、18、20等。链轮齿数根据速度选择，提升速度低取小值，反之，取大值，通常取Z= 1216。链轮直径也要符合卸料方式的计算公式。 (二)张紧装置 斗式提升机张紧装置常用螺杆张紧，螺杆张紧装置又分固定和移动两种。1固

22、定螺杆张紧装置（图216），它是由张紧螺杆、防尘板、轴承座、张紧轮轴、双列向心球轴承、轴承盖、导向板等组成。张紧时，用手扳动螺杆，因螺杆由螺母固定不能上下移动，防尘板上的螺母就带着轴承座上下移动。图216固定螺杆张紧装置 2移动螺杆张紧装置(图217)，它由手轮、螺杆、防尘板、轴承坐、张紧轮轴、轴承盖、圆螺母、双列向心球面球轴承和导向板、销子、连接板组成。张紧时，拧动手轮，螺杆就上下移动，因螺杆端部有连接板与轴承座连接，轴承座就带着防尘板和张紧轮轴随螺杆一起上下移动。 （三）机座外壳及进料斗斗式提升机机座外壳及进料口通常用角钢和薄钢板焊接而成（图218）也有用灰铸铁或木材制成。图217移动螺杆

23、张紧装置图218机座外壳图219机座长宽尺寸 机座外壳的尺寸主要根据张紧滚筒的直径和宽度以及张紧距离而确定，而张紧距离又要根据提升机的高度来决定，通常张紧范围L在120300毫米之间，张紧轮轴的最低中心位置h应符合下列公式要求： (mm) (29)式中： h一张紧滚筒最低中心位置高度（见图218） R一张紧滚筒半径( mm)； 一牵引带厚度(mm)； A一畚斗凸度(m m)； 30一畚斗外缘与提升机底的间隙。机座外壳的长宽尺寸可根据下式计算（见图219） (mm) (210) (mm) (211) 式中： B一机座外壳宽度(mm)； b一张紧滚筒宽度(mm)； M一张紧滚筒边与机座外壳边的间隙

24、(mm)； L一一机座外壳长度(mm)； D一张紧滚筒直径(mm)； 一牵引带厚度(mm)； A一畚斗凸度(mm)； N畚斗边与机座外壳的间隙。 进料口位置尺寸决定于进料的方式。逆向进料，进料口位置应高于张紧滚筒水平中心线；顺向进料，进料口位置应低于张紧滚筒水平中心线。 四、机 筒提升机的机筒有双筒式和单筒式两种。带斗提升机常用双筒式，链斗提升机则采用单筒式。 (一)双筒式机筒双筒式机筒在粮食加工厂或粮库中比较常见，它是用薄钢板制成两端加上角钢法兰圈以便连接（见图220）。机筒的长度按薄钢板的长度确定，通常制成1950毫米的节段，在两端制成25毫米法兰边，以便连接。其横断面呈矩形，大小尺寸应保

25、证在牵引带运动时不致与管壁撞碰。具体尺寸可按图221计算：图220 双筒式机筒图221 机筒断面尺寸图中 ( 212) (mm) （213）式中： b一畚斗带宽度(mm)； b1一畚斗宽度(mm)； M一畚斗带边与机筒内壳间隙(mm)； A一畚斗凸度(mm)； F畚斗带与机筒内壳间隙，通常取2530(mm)； N畚斗外边与机筒内壳间隙，通常取4050(mm)。 （二）单筒式机筒 单筒式机筒（图222所示）在油脂厂中使用较多，用角钢和薄钢板铆接或焊接而成。其横断面尺寸应按机座外壳尺寸确定。 不论单筒式或双筒式机筒，在通过每层楼面时，都应没置观察窗和检修门，其位置应适宜于操作工人观察和检修。图22

26、3a为单筒式机筒的检修门与观察窗，采用双扇门绞链连接；图223b为双筒式机筒的检修门与观察窗，采用插板式螺拴连接。观察窗可用圆形或长方形，中间嵌有玻璃，外包薄钢板窗框，用铆接或焊接固定。 五、机 头斗式提升机的机头是由驱动滚筒或链轮、轴承座、机头外壳和出料口等组成。图224所示为两种不同形式的机头，但基本结构相同，都有机头盖、驱动滚筒、驱动轴、轴承座、支架、观察孔、机头座、滚动轴承等组成。机头盖又可制成剖分式(图224b)，图222单筒式机筒图224 a机头图224b机头驱动滚筒轴可由驱动装置直接驱动，也可由皮带轮传动。在日常生产中，为了便于安装，驱动滚筒轴两端常超出轴承座70100毫米，作为

27、安装时手柄。 （一）驱动滚筒或链轮 斗式提升机的驱动滚筒也叫头轮，它的直径、宽度和结构，通常和张紧滚筒相同，但当提升高度较大时，头轮直径也相应增大，这时底轮的直径就比头轮小。 (二)止退器 为了防止提升机因故障停车而逆转，机头可安装止退器，止退器的形式很多，常用的是滚柱止退器。这种止退器的构造见图225所示。轴套用键安装在头轮轴上，在轴套上具有供装入滚柱的缺口，当轴与轴套向起升方向旋转时，滚柱被摩擦力带到轴套和固定的外壳之间空隙最宽的部分而不阻止轴和轴套的旋转；当轴和轴套向重物下降方向旋转时，滚柱则被摩擦力带到窄的部分并在外壳和轴套之间被卡住，以阻止轴的旋转从而防止头轮逆转。为了使滚柱可靠地被

28、卡住，还装有弹簧。 （三）机头外壳提升机的机头外壳形状应和物料由畚斗内抛出时的飞行轨迹相适应。否则物料受到撞击后易破碎或回流，而机头外壳受到物料的撞击也很快被磨损，降低提升机的使用寿命。因此，正确设计机头外壳是十分重要的。图225 a 止退器图225b 止退器当物料从畚斗中抛出后。它的运动轨迹可以是许多条抛物线（图226），它们可按下式构成： （214）式中：v畚斗提升速度（msec） t时间 (sec) g重力加速度。 若以畚斗外缘的圆周切线方向为x轴，垂线为y轴。则随时间t变化的y值见表29。 图227所示为混合卸料的提升机机头设计，图中抛物线1和2是物料的卸料范围。 图226卸料抛物线 表29t(秒)0.050.10.150.20.250.30.35