斗式提升机输送链传动系统的优化设计与仿真研究

发布时间：2020-08-07 09:19

【摘要】：斗式提升机是一种适用于运送各种散状物料和各种碎块状物料的自动提升设备,通常是将物料垂直输送,对某些特殊种类的提升机也可将物料进行倾斜输送。物料在提升机的底部自动进入到料斗内,料斗在牵引装置下到达提升机顶部,经过头部链轮后翻转自行卸料将物料运送到顶部的接收装置,完成物料的输送工作,斗式提升机广泛应用于化工材料、耐火材料、冶金、食品工业、水泥等领域。斗式提升机的核心就是输送链传动系统,输送链传动系统包括头轴、尾轴、输送链条、料斗、头轮、尾轮。本文针对型号为NSE600的板链斗式提升机的输送链传动系统进行优化设计及仿真研究,将现代优化设计理论应用到提升机输送链传动系统的设计。本文介绍了斗式提升机的卸载方式的选择方法,分析了抛料时颗粒的受力情况,对抛料过程中的颗粒在微观上建立了运动方程,阐述了确定抛料的轨迹曲线的方法。对输送链系统建立了动力学方程,对斗式提升机的设计过程做了阐述,介绍了斗式提升机的设计步骤,首先进行提升能力的计算,初步确定料斗容积与料斗间距,确定链轮和链条尺寸,计算链条所受的最大拉力,求得所需的电机功率,初选合适的电机。然后对斗式提升机的零部件进行设计计算,进而完成整台设备的设计。本文对斗式提升机输送链传动系统的零件进行了优化设计,在不降低零件强度的前提下,减轻了零件的质量,得到了零件尺寸参数的优化解。对优化后的零件进行了三维建模,并进行了结构静力学分析,满足设计要求。利用EDEM仿真软件对输送链系统中的中抛料过程进行了仿真研究,得到了抛料过程中物料速度随时间变化的曲线、物料与物料、物料与料斗间的相互作用关系。利用Recurdyn软件对输送链系统进行了动力学仿真,得到了在不同配重载荷下链条的抖动量、链条与链轮的啮合冲击力、链条张力随时间变化的曲线。在动力学仿真的基础上,对优化后的零部件进行了结构静力学分析,得到了零件在载荷作用下的总变形、等效弹性应变以及等效应力的分布规律,对优化后的零件进行了校核,满足设计要求。对料斗和头轴进行了模态分析,得出了料斗和头轴的前六阶固有频率。对优化后的料斗抛料效率进行了初步试验,试验结果良好。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH213.6
【图文】：

斗式提升机,环链,化肥厂

吉林大学硕士学位论文（4）随着国家出台一系列的环保政策，斗式提升机的将会朝着密闭性好、噪声低环境污染少的方向发展。（5）随着机电一体化技术的快速发展[10]，斗式提升机将会有一场大的革新，主要表现在：计算机技术、自动控制技术以及数显技术在斗式提升机上的应用，对斗式提升机的改良以后将是提升机发展的主要趋势。1.3 斗式提升机概述1.3.1 斗式提升机的介绍斗式提升机是输送机中的一个特殊类型[11]，它使用料斗垂直或近似垂直提升松散物料。如果物料相对料斗来说块状不是太大，或者不是太黏，几乎都能用斗式提升机来输送，如图 1.1 和图 1.2 所示，斗式提升机在不同行业使用类型不同。

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输送链,尺寸参数

若选择的输送链尺寸参数偏大，会使电机功率偏大，若选择的输送链尺寸参数偏小，则容易发生断链故障，如图1.3 所示。因此，对斗式提升机输送链传动系统的优化设计可以降低所需电机的功率，通过输送链传动系统中零部件尺寸参数的优化设计，可以延长斗式提升机的使用寿命。

【参考文献】