摘 要

在目前我国制造业愈发兴旺的当代，提升机的身影已经是越发常见，大到工地上、工厂里的超大型重型提升机，小到家用版本的小型粮食提升机，可以说提升机已经逐渐普及开来。在这样的背景下，作为信息时代大数据整合后发现，目前国内的垂直提升机还是以板链斗式提升机为主流，而板链提升机在应用过程中却也显示出了一些问题。链条作为板链斗式提升机传动部件的核心部件，主要采用的是高强度滚子链。但是这种链条在实际应用过程中会出现一些类似销轴断裂、外链板开裂等现象，甚至大规格链条的套筒在使用大半年后会出现套筒开裂现象。针对这一问题笔者展开了研究，试图通过以NSE1200x41型号板链斗式垂直提升机为例，采用有限元分析的方法对关键核心部件、已经暴露出问题的零件进行受力分析，了解其受力分析结果后，可以进一步的进行对应的结构优化设计，增强其目前不足之处。在本文中通过自行选择电动机、设计磁力联轴器以及建造整体提升机模型，对提升机整体有了一定的了解之后，运用Solidworks软件中的有限元分析插件simulation插件对核心关键零件进行了有限元分析，在了解其不足之处的基础上对其进行了一定的研究设计，寻找到了它们的更优设计方案，基本完成了毕业设计的目标任务。

关键词：垂直式；NSE1200板链斗式提升机；板链优化设计

Abstract

At present, with the booming manufacturing industry in our country, the figure of hoist has become more and more common. It can be said that the hoist has been gradually popularized, ranging from super heavy hoist in construction site and factory to small grain hoist in household version. In this context, as a big data integration in the information age, it is found that the current domestic vertical elevator is still dominated by the plate chain bucket elevator, while the plate chain elevator also shows some problems in the application process. Chain is the core component of the drive component of plate chain bucket elevator, which mainly adopts high strength roller chain. However, in the practical application of this chain, some phenomena such as pin fracture and outer chain plate cracking will occur, and even the sleeve cracking of large size chain will occur after half a year of use. In view of this problem, the author has carried out research, trying to take NSE1200x41 plate-chain bucket vertical elevator as an example, using the finite element analysis method to analyze the stress of key core components and parts that have exposed problems. After understanding the results of the stress analysis, the corresponding structural optimization can be further carried out to enhance its current deficiencies. In this paper, through the self-selection of motors, the design of magnetic coupling and the construction of the overall hoist model, we have a certain understanding of the overall hoist, and then use the finite element analysis plug-in simulation plug-in in Solidworks software to carry out finite element analysis of the core key components, on the basis of understanding its shortcomings, we have carried out a certain research and design, and found out. Their better design scheme basically accomplished the goal and task of graduation design.

Key Words：Vertical type; NSE1200 plate chain bucket elevator; plate chain optimization design

目录

第 1 章绪论 1

1.1 背景 1

1.2 提升机分类 2

1.2.1 提升机类别 2

1.2.2 提升机装卸分类 2

1.3 课题要求与目的 3

1.4 本章要点 3

第 2 章传动系统部件选型计算 4

2.1 电动机的选型计算 4

2.2 动比分配计算 6

第 3 章轴器设计选用 7

3.1 联轴器类别 7

3.2 磁力联轴器材料的选择 8

3.3 磁力联轴器的结构 10

3.4 磁力联轴器的磁路设计 11

3.5 磁力联轴器传递转矩的计算分析 14

3.6 本章要点 16

第 4 章链受力分析及优化 17

4.1 受力计算 17

4.2 模型创建 18

4.3 零件受力分析及改进 18

4.3.1外链板受力分析及改进 18

4.3.2折弯六孔板受力分析及改进 23

4.4 本章要点 26

第 5 章总结与展望 27

致谢 28

参考文献 29

绪论

随着世界装备制造业重心向我国转移,国内的链式提升机研究与开发必将更加深入,据有关调查数据分析，我国链式提升机全球市场占有率正在逐步提升，甚至将在数年后占据50%的份额。在链式提升机应用范围更加广泛和多方面的同时,对于提升机自身使用寿命以及工作过程中体现出来的问题,大家都给予了大量的关注,为了提高生产效益以及成本,解决这些问题也是迫在眉睫的事情,在本文中,将采用理论联系实际,建造提升机整体模型,并且其就板链部分为主要研究对象进行结构优化设计,以提供一种解决思路。

背景

链式提升机作为大型物料连续输送设备,在许多的地方都有着很广泛的应用，是现代社会发展中制造业里不可或缺的重要技术装备。从过往的历史来看，最早采用现代提升机的记录是在1980年,当时国内生产能力达不到对应的要求,无法自行生产高端提升机,在一些重点工程中应用的提升机基本都依赖于进口,这对我们的工程进展产生了很大的制约^[1]。于是在80年代后期开始,我们逐渐展开了自己的提升机设计和制造研发,同时引进了一批国外特用制造设备,仔细学习钻研之后使得设计制造水平有了显著的提高,从此国产提升机逐渐替代了进口产品^[2]。近年来,我国链式提升机制造总体上已经达到了国际一线水平,除了能够满足国内自身的项目建设需求外,其余的产品基本都出口到了国外市场,这证明我们的设计制造水平已经达到了国际一流水平，应该再接再厉，精益求精，努力做到更好。而板链作为是板链提升机中的主要部件之一,主要负责承载重量以及牵引功能，属于核心部件，因而进一步优化设计，使其能过够承担更高的要求^[3]。

从目前整体市场走向趋势来看，工业化大规模生产模式逐步淘汰小产能落后生产是必然趋势，因此在整个行业生产要求中，对输送机械就必须提出了更高的要求^[5]。未来对提升机的要求应该很可能是要求其增大传动距离，增大运输量和提高运输速度^[6]。甚至可以考虑将智能化操纵也应用到了提升机制造中，进一步提高斗式提升机的运行性能和可靠性^[11]。目前国内市场中正在应用的比较主流先进的斗提机型号，已经有些可以做到稳定运行，无故障时间达数万小时。但还是不够，在竞争压力越来越大的现代社会，效率就是一切，同时耐磨件和易损件的改进，延长其使用寿命便是提高工作效率，降低生产成本，这就具有着很大的实用价值。

提升机分类

提升机类别

斗式提升机在被广泛应用的同时，其也按照行业要求不同，以传动结构可分为以下几类

1. TD系列斗式提升机

该系列提升机型号很多。

1. TH系列斗式提升机

该系列提升机很常见，应用很多，其传动部分机械强度很高，主要要用于粉状、小颗粒状以及小块状物料^[7]。与TD系列斗式提升机相比，后者提升量更大、提升效率更高。常用于较大比重的物料提升工作^[4]。

1. NE系列板链斗式板链提升机

该系列提升机是一种新型斗式提升机，采用板链传动，与其他的系列提升机相比较，该系列是以斗宽为命名标准的^[4]。该系列提升机提升效率很高，因此，在细分之下，依据提升速率的不同还可细分为NSE型号以及高速板链斗式提升机。目前在市面上已经基本替代了TB型号斗式提升机。本次论文讨论的提升机便隶属于NSE型号。

1. TG系列斗式提升机

该系列与其他不用的是链式传动，而是采用了强力钢丝胶带进行传动，传动能力更强。同时该系列多用于粮食运输，因此又称粮食专用斗式提升机。

提升机装卸分类

提升机按照装料方式可分为挖取式和注入式^[12]。挖取式是由料斗在底部物料中自行挖取，要求工作阻力较小，因此适用于粉状和小块状散料，运行速度不宜太快，应在0.8-2m/s之间。注入式是将物料通过进料口直接注入到料斗中，同时为了避免物料洒落，料斗布置的一般较为靠近，两斗之间的间隙比较小，主要使用的物料类型为大块物料，运行速度较低，一般不超过1m/s。