摘 要

随着国际贸易与日俱增，散料货物的贸易所占比重也越来越大。目前，我国众多中小型港口在堆积散货方面所做的效益并不高。由于中小型的港口在散料堆高高度小，大部分小型港口所采用的堆高方式效率低下、能耗高、工人需求大且存在安全隐患。本次设计是针对中小型码头散料堆高方式存在的问题而进行，主要设计以链斗为提升系统的高效率、便捷以及安全保障的散料堆高机。设计新型链斗堆高机，需要设计出新的物料提升方式，按照设计参数确定整体提升方案、设计链斗系统以及对链斗系统提升过程的分析与校核。该种散料堆高机，堆料效率高、尺寸小并且可实现自动化生产。新型堆高机，适用于中小型的码头，能够提供一种更方便更高效的散料堆高方式，使码头更加高效的运作。

关键词 散料；链斗堆高机；高效

Abstract

As international trade grows day by day, the trade of bulk cargo is becoming larger. Nowadays in China，many small and medium-sized ports is not efficient enough in piling high the bulk material. Owing to the low height of stacking bulk cargo, most of small ports use a poor mode of stacking cargo which are inefficient、large energy consumption and unsafe.This paper is about to design a more efficient、 convenient and safe chain bucket elevator at the aim of solving the problems.We need to devise a novel mechanical structure of chain bucket elevator,which contains new way of elevating bulks, the overall upgrade program, the chain bucket system and the analysis and verification of the chain bucket system in process.This kind of bulk material stacking machine is of high efficiency and small size, and can realize automatic production. The new type of high stacking machine, which is suitable for small and medium sized docks, can provide a more convenient and efficient way to spread the stack height, so as to make the dock more efficient.

Key Words：bulk material；chain bucket elevator；efficient

目 录

第1章 绪 论 1

1.1链斗式提升机概述 1

1.2链斗式提升机国内外研发现状 1

1.3链斗式提升机发展趋势 2

1.4本章小结 3

第2章 总体方案的拟定 4

2.1总体设计参数 4

2.2拟定总体方案 4

2.3工作原理 6

2.4结构组成 6

2.5组成部件介绍 7

2.5.1链斗机理提升机构组成介绍 7

2.5.2皮带堆料车介绍 9

2.6参数计算 10

2.6.1已知参数 10

2.6.2输送量的计算 10

2.6.3料斗的计算 11

2.6.4链条的设计选型 11

2.6.5传动链轮设计 12

2.6.6阻力计算 12

2.6.7链条张力 13

2.6.8斗式提升机的功率计算 13

2.6.9链斗提升机装料与卸料 14

2.6.10轮压计算 15

2.7本章小结 15

第3章 链斗提升机物料提升系统设计 17

3.1提升机提升系统运行路线设定 17

3.2提升机的输出功率计算 17

3.3提升机传动轴的设计 18

3.3.1传动轴的结构设计及功率计算 18

3.3.2传动轴安全校核 18

3.4驱动系统电机的设计计算及选型 22

3.4.1驱动系统选用介绍 22

3.4.2电机功率计算与选型 22

3.5链轮的设计计算 24

3.5.1链轮的结构设计 24

3.5.2链轮的设计计算 25

3.6联轴器的选择 25

3.7制动装置的计算与选型 27

3.8本章小结 28

第4章 EDEM仿真及结果分析 29

4.1EDEM软件简介 29

4.2链斗提升机物料提升过程的EDEM仿真 29

4.2.1Creator前处理模块的模型建立 29

4.2.2Simulator求解器的运动仿真 33

4.3EDEM仿真结果分析 34

4.3.1颗粒分布情况 34

4.3.2链速对提升效率的影响 35

4.3.3料斗压力分析 36

4.4本章小结 36

第5章 结 论 37

参考文献 38

致谢 39

第1章 绪 论

1.1链斗式提升机概述

链斗式提升机是连续运输机的一种，一般情况下是在垂直的方向或者是大角度的方向上提升物料至高处，以此进行堆料。链斗式提升机的组成部分有牵引构件链条、承载构件料斗、驱动装置、上下的链轮、导轮、机架以及罩壳等。由于承载能力强、结构简单，链斗式提升机广泛运用于提升高度大、生产率高、被运物料比较沉重、温度高于150摄氏度的工况下。

链斗提升机具有许多优点：在结构方面，结构简单紧凑，外形尺寸稍小，能够节省占地面积；由于承载能力好，可运输较大块度的物料，所以在矿物提升方面用的很多；提升高度大；有良好的密封性，可避免运行时对外界环境的污染，其运用广泛，在很多大型码头和矿井里运用最多。链斗提升机也有其缺点：由于是用链条作为牵引构件，其对过载较为敏感；料斗和链条以及链条和链轮之间容易磨损；其输送物料的种类也有限制。

链斗式提升机的生产率变化范围大，链条的强度限制了其提升高度，链斗提升广泛应用于港口堆料，以及矿井中的矿物提升，主要是物料的提升作用，在卸船和装卸车方面也运用的较多。

1.2链斗式提升机国内外发展现状

从50年代开始，建国初期我国与苏联关系友好，有前苏联的帮助，我国才开始了对提升机的设计制造技术进行研究。但是，由于技术与资源的限制，一直到改革开放前，我国在提升机这方面的研究几乎没有大的发展。即使在部分企业对提升机在使用中会发生的一些问题也作过一些改进，但对特别问题的研究创新并不能得到推广。从80年代开始，我们国家进行了改革开放，经济发展迅速，科学技术作为第一生产力也必须得到发展。为了提高码头的运作效率，我国批下了一些大型及重点工程项目，这些项目需要斗式提升机等一大批的码头建设机械，因而引导了斗式提升机的研发，这是我国在这方面的技术开始走向新的阶段的开始。在这一方面我国还颁布了JB 3926—85机械制造研发国家标准，按此标准，工程师们设计出了 TD、TH、TB系列的斗式提升机，并在很多地方都有运用。这些科技水平的进步使我国斗式提升机技术水平向前迈了一步，但由于发展较晚，在技术方面我国与国际先进水平相比仍存在相当大的差距，尤其是板链式斗式提升机存在的差距更大一些。

国外提升机的研发时间比我国早了好多。世界上最早对物料提升机的研究从19世纪30年代便已经开始了，最初那个雏形便是在矿井里使用的，主要是运用在铁矿石原料的堆取场合。20世纪开始，物料的传送技术得到了发展，而在动力驱动装置如电机等一些设备的选用使得在研发提升机出现的一系列相关难题得到突破。由于这方面的进步，使提升机的结构从简单到复杂，性能稳步上升并且物料提升能力也加强了很多。到20世纪50年代中期，装卸与堆放散装物料所使用的设备依然还较为单一。这些设备也正随着时间慢慢的进行升级。在那个时候由于设备的功能相对单一，完成具体作业时消耗大且完成的效益不好，所以想要追上快速发展的社会需求，这些单一设备是没有办法达到生产率的要求，其经济效益也比较差。现如今的大型专业化码头或者一些矿井，要求机器在大范围内能够完成作业，且要有良好的生产柔性。因此所设计的提升机由于提升高度的要求，大多数的产品质量大、维修成本高、能耗巨大且设计成本巨高、设备的性价比很差的特点。近年来，电控系统和液压系统技术发展迅速并且成功植入了提升机的方方面面，取得了良好的效果。