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2－1)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30～60米，在粮食工业中一般为5～30米。输送量的范围也很大，每小时可达5～100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2—2所示。牵引构件①环绕在上端的驱动滚筒②和下端的张紧滚筒③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④。提升机的外壳分三个部分，上端称为机头⑤，下端称为机座⑥，中间称为提升管⑦，提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⑧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⑨。提升机在工作时，物料由进料口⑩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⑾流出机外。图2－1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φ的大小来衡量，即：VVmk斗内装盛物料的体积畚斗的几何体积(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2－3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，φ=0.75；输送粉料时，φ=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。G＝Mg2VFMr式中M—一畚斗内物料颗粒的质量(kg)；g—一重力加速度(m/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2—4)。图2－4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：2hGmgvrFmr从而22rhgV常数因为30rnV＝所以22222230895grhrnn(2－2)从公式(2－2)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hr2时，即极点p位于驱动滚筒圆周内时，离心力大于重力，畚斗内的物料将沿着斗的外壁运动，因此，物料作离心卸料(见图2－4a)。此种卸科方式，畚斗运动速度较高，通常取1.5～3米／秒。离心卸料适用于输送流动性较好的颗粒物料，为了确保输送量，防止物料回流和碰撞机壳，必须正确选择驱动滚筒的直径和转速，以及出料口的位置。2．重力卸料当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2－4c）。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0.6～1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2－4b）。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1～2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，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=2.2D(m／sec)(2—3)输送粉状物料的速度：V=2.2D－0．2(m／sec)(2—4)在实际生产中，输送粮粒的畚斗提升速度一般取l～2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0.6～0.8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(GB524－65)有下列规格（见表2－1）。表2－1橡胶传送带规格(GB524－65)宽度B(mm)胶布层数i长度M(m)1001121251401601802002242502803153554004505005603～64～106～12≥10≥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20～30毫米。牵引带的连接方法，通常有搭接、平接或角接等（见图2－5）。图2－5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0.8～3.5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2－6）。它是用可锻铸铁铸成，它的技术数据见表2—2。表2—2可拆钩式方框链技术数据型式节距t(mm)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：KT35－10（可锻铸铁）图2－6可拆钩式方框链2．片式关节链（见图2－7）。它的结构是内钢片④固定在衬套③上，而外钢片①则固定在销轴②上。因为牵引力是沿衬套③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2－7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2－8a）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2－8b）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：12iABh（2一5）粮食工业中常用的畚斗规格见表2－3斗式提升机畚斗安装节距a为：2.53ah(m)(2一6)畚斗的安装形式见图2－9（三）无底畚斗无底畚斗（图2－10）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5～10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：0.4660.233ihLBLhhB(2—7)无底畚斗的技术数据见表2－4。图2－8畚斗图2－9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2－11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表2－5、表2－6、表2－7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2－10无底畚斗图2－11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2－12所示。它的尺寸规见表2—8。表2－3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β螺钉直径d螺钉间距C10012515020090110130180909615016844457584303040407590125140253540444242424266685060806010012515020090110130180107143175195333350554555858575901251403040536045454545666850608060畚斗容积i钢板厚度δ0.30.481.212.1011.51.51.50.360.711.422.450.80.811表2－4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BAhh1Cαd90×75100×90130×110