斗式提升機(jī)全面技術(shù)解析:構(gòu)造、應(yīng)用、裝卸方式與選型計(jì)算
斗式提升機(jī)作為工業(yè)領(lǐng)域核心的粉體 / 塊狀物料垂直輸送設(shè)備,憑借結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好、提升高度大等優(yōu)勢(shì),在礦山、冶金、建材、糧食等行業(yè)應(yīng)用廣泛。本文結(jié)合具體結(jié)構(gòu)圖示與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從構(gòu)造細(xì)節(jié)、類型劃分、應(yīng)用場(chǎng)景、裝卸原理到選型計(jì)算進(jìn)行系統(tǒng)梳理,為設(shè)備選用與運(yùn)維提供完整技術(shù)參考。
一、斗式提升機(jī)構(gòu)造詳解(結(jié)合圖 1-1)
斗式提升機(jī)的構(gòu)造圍繞 “動(dòng)力傳遞 - 物料承載 - 穩(wěn)定運(yùn)行 - 安全防護(hù)” 四大核心功能設(shè)計(jì),各部件協(xié)同實(shí)現(xiàn) “底部取料 - 垂直提升 - 頂部卸料” 的循環(huán)流程,具體拆解如下:
(一)核心功能部件
- 牽引構(gòu)件:設(shè)備的 “傳動(dòng)骨架”,分為帶式與鏈?zhǔn)?/span>兩類,直接決定設(shè)備適配的物料類型與運(yùn)行穩(wěn)定性。
- 帶式牽引:采用與膠帶輸送機(jī)相同的膠帶,帶寬需比料斗寬度大 30-40mm;膠帶帆布層數(shù)按輸送機(jī)計(jì)算方法確定,但因料斗安裝孔會(huì)削弱強(qiáng)度,安全系數(shù)需額外增大 10%。
優(yōu)勢(shì):成本低、自重小、運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪聲,可采用較高速度(1-5m/s),生產(chǎn)率高;劣勢(shì):料斗固定強(qiáng)度弱,不適用于難舀取、磨琢性強(qiáng)的物料。 - 鏈?zhǔn)綘恳?/span>:包括鍛造環(huán)鏈(圖 1-2)與板鏈(圖 1-3),抗拉伸強(qiáng)度高、耐沖擊。
優(yōu)勢(shì):不受物料種類限制(可輸送塊狀、磨琢性物料),提升高度大;劣勢(shì):鏈節(jié)易因粉塵進(jìn)入磨損,使用壽命較短,需頻繁檢修。 - 料斗:物料的 “承載容器”,按物料特性分為三類(圖 1-4、1-5),是決定輸送效率的關(guān)鍵部件。
料斗類型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 適配物料 典型應(yīng)用場(chǎng)景 深斗(S 制法) 邊唇傾斜角度小、深度大 干燥、松散、易卸料物料 水泥、干砂、碎煤 淺斗(Q 制法) 邊唇傾斜角度大、深度小 潮濕、易結(jié)塊、難卸料物料 濕砂、黏土 鱗式料斗 帶導(dǎo)向側(cè)邊、連續(xù)布置 較重、半磨琢性大塊物料 礦石、大塊碎石 - 傳動(dòng)裝置:設(shè)備的 “動(dòng)力源”,由電動(dòng)機(jī) 1、三角皮帶傳動(dòng) 3、減速器 4、驅(qū)動(dòng)鏈輪 2 組成(圖 1-1)。
- 工作流程:電動(dòng)機(jī)輸出高速動(dòng)力→三角皮帶傳動(dòng)緩沖減振并傳遞至減速器→減速器將高速轉(zhuǎn)為低速大扭矩→驅(qū)動(dòng)鏈輪與牽引構(gòu)件嚙合,帶動(dòng)料斗循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
- 安全設(shè)計(jì):配備逆止聯(lián)軸器,防止突然停電時(shí)鏈輪、料斗反向墜落引發(fā)事故。
- 張緊裝置:保障牽引構(gòu)件穩(wěn)定運(yùn)行的 “調(diào)節(jié)系統(tǒng)”,由張緊鏈輪 11 與張緊裝置 8 組成(圖 1-1),安裝于機(jī)座內(nèi)。
- 作用:通過調(diào)節(jié)張緊鏈輪位置,補(bǔ)償牽引構(gòu)件(膠帶 / 鏈條)因磨損、熱脹冷縮產(chǎn)生的伸長(zhǎng),避免打滑或跳齒。
- 常見類型:重錘式(自動(dòng)補(bǔ)償,適用于連續(xù)運(yùn)行場(chǎng)景)、螺旋式(手動(dòng)調(diào)節(jié),適用于間歇運(yùn)行場(chǎng)景)。
- 機(jī)殼:設(shè)備的 “防護(hù)與支撐框架”,分為三部分:
- 機(jī)頭:與傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)鏈輪整合,設(shè)出料口 5,用于物料卸載與傳動(dòng)部件防護(hù);
- 機(jī)座:與張緊裝置、張緊鏈輪整合,設(shè)進(jìn)料口 9,用于物料喂入與張緊部件防護(hù);
中部機(jī)殼:由多節(jié)標(biāo)準(zhǔn)段通過螺栓連接,長(zhǎng)度可根據(jù)提升高度調(diào)整,形成封閉提升通道,防止粉塵飛揚(yáng)與物料撒落。
二、斗式提升機(jī)類型與應(yīng)用場(chǎng)景
- 我國(guó)工業(yè)常用斗式提升機(jī)分為三類,其規(guī)格性能與應(yīng)用場(chǎng)景明確,且需符合《水泥工業(yè)用環(huán)鏈斗式提升機(jī)》(JC 459.1—2006)標(biāo)準(zhǔn),具體如下:
(一)主流類型及應(yīng)用
類型 代號(hào)(舊 / 新) 牽引構(gòu)件 適配物料特性 溫度限制 典型應(yīng)用行業(yè) 膠帶斗式提升機(jī) D 型 / TZH 型 膠帶 磨琢性小的粉狀、小塊狀物料 普通膠帶≤80℃;耐熱膠帶≤200℃ 糧食、飼料、水泥粉 環(huán)鏈斗式提升機(jī) HL 型 / TZH 型 鍛造環(huán)鏈 磨琢性大的塊狀物料 ≤250℃ 礦山、冶金(礦石) 板鏈斗式提升機(jī) PL 型 / TZH 型 板式套筒滾子鏈 中等 / 大塊、易碎、磨琢性大物料 ≤250℃ 建材(碎石)、煤炭 (二)設(shè)備規(guī)格表示方法
- 根據(jù) JC 459.1—2006 標(biāo)準(zhǔn),規(guī)格形式為:代號(hào) - 料斗寬 × 提升高度 - 驅(qū)動(dòng)裝置安裝形式
- 料斗寬:?jiǎn)挝?mm(如 630mm);
- 提升高度:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定單位 mm,實(shí)際應(yīng)用中也常用 m(如 29436mm=29.436m);
- 驅(qū)動(dòng)安裝形式:左裝(正對(duì)進(jìn)料口,驅(qū)動(dòng)在左側(cè))、右裝(正對(duì)進(jìn)料口,驅(qū)動(dòng)在右側(cè))。
示例:TZH630×29436 左(重力式卸料環(huán)鏈斗式提升機(jī),料斗寬 630mm,提升高度 29436mm,驅(qū)動(dòng)左裝)。 三、斗式提升機(jī)的裝載與卸載方式
- 裝載與卸載方式需根據(jù)物料粒度、磨琢性、流動(dòng)性匹配,直接影響輸送效率與設(shè)備壽命,具體分類如下:
(一)裝載方式(2 種)
裝載方式 原理 適配物料 運(yùn)行速度 特點(diǎn) 掏取式 料斗從底部料堆中 “舀取” 物料 粉狀、粒狀、小塊狀無(wú)磨琢性物料 0.8-2.0m/s 阻力小、效率高,無(wú)需密接料斗 流入式 物料從進(jìn)料口直接 “流入” 料斗 大塊、磨琢性大的物料 ≤1m/s 需密接料斗,防止物料撒落 注:實(shí)際應(yīng)用中多為 “以一種為主、兩種兼有” 的混合裝載形式。 (二)卸載方式(3 種)
- 卸載方式由驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速決定(轉(zhuǎn)速影響極距 h,極距 = 極點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心距離,僅與轉(zhuǎn)速相關(guān)),核心是通過重力與慣性離心力的合力控制物料卸料軌跡。
卸載方式 極距條件 卸料原理 牽引構(gòu)件 運(yùn)行速度 適配物料 離心式 h<驅(qū)動(dòng)輪半徑(r?) 慣性離心力>重力,物料沿斗外壁拋出 膠帶 1-5m/s 干燥、流動(dòng)性好的粉體(如水泥粉) 重力式 h>料斗外緣半徑(r?) 重力>慣性離心力,物料沿斗內(nèi)壁滑落 鏈板 0.4-0.8m/s 沉重、磨蝕性大、脆性物料(如礦石) 混合式 r?<h<r? 重力與離心力共同作用,物料全面傾卸 鏈條 中速(0.8-1.5m/s) 潮濕、流動(dòng)性差的物料(如濕煤) 四、斗式提升機(jī)選型計(jì)算步驟
- 選型需圍繞 “適配物料特性 - 滿足工藝需求 - 保證運(yùn)行穩(wěn)定” 展開,核心是確定設(shè)備類型、斗型、規(guī)格與驅(qū)動(dòng)功率,具體步驟如下:
- 確定料斗類型
根據(jù)物料濕度、黏度選擇:干燥松散物料選深斗,潮濕結(jié)塊物料選淺斗,大塊磨琢性物料選鱗式料斗。 - 確定設(shè)備型號(hào)(規(guī)格)
根據(jù)物料粒度(磨琢性)與輸送量: - 無(wú)磨琢性粉體 / 小塊料→膠帶式(D/TZH 型);
- 中大塊 / 磨琢性物料→環(huán)鏈?zhǔn)剑℉L/TZH 型)或板鏈?zhǔn)剑≒L/TZH 型);
- 結(jié)合行業(yè)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本,根據(jù)設(shè)計(jì)輸送量(單位:m3/h 或 t/h)匹配料斗寬度與設(shè)備型號(hào)。
- 確定提升高度
根據(jù)工藝要求的 “進(jìn)料口與出料口垂直距離” 確定理論提升高度,再查設(shè)備樣本的 “成套高度表”,選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)高度(需預(yù)留安裝誤差與檢修空間)。 - 確定驅(qū)動(dòng)功率
有兩種方法: - 查表法:根據(jù)設(shè)備型號(hào)、輸送量、提升高度,直接查產(chǎn)品樣本的 “驅(qū)動(dòng)功率表”(如圖 1-8 傳動(dòng)裝置功率圖);
- 計(jì)算法:按逐點(diǎn)計(jì)算法確定牽引構(gòu)件的牽引力,再結(jié)合運(yùn)行速度計(jì)算功率,原理與膠帶輸送機(jī)功率計(jì)算一致,公式參考:
P = (Q×H×g + W?) / (1000×η)
其中:P - 驅(qū)動(dòng)功率(kW);Q - 物料質(zhì)量輸送量(kg/s);H - 提升高度(m);g - 重力加速度(9.81m/s2);W?- 附加阻力(包括牽引構(gòu)件自重、摩擦阻力等,查手冊(cè)確定);η- 傳動(dòng)效率(0.85-0.95)。 - 確定驅(qū)動(dòng)安裝形式
根據(jù)車間布局與工藝管線走向,選擇左裝或右裝(正對(duì)進(jìn)料口判斷左右)。 總結(jié)
- 斗式提升機(jī)的技術(shù)選型與應(yīng)用需 “從物料出發(fā)、以工藝為核心”:構(gòu)造上需關(guān)注牽引構(gòu)件與料斗的適配性,應(yīng)用上需匹配物料溫度與磨琢性,裝卸方式需結(jié)合物料流動(dòng)性與轉(zhuǎn)速,選型計(jì)算需層層遞進(jìn)確保參數(shù)精準(zhǔn)。只有各環(huán)節(jié)充分適配,才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定運(yùn)行,降低運(yùn)維成本。