斗式提升机的结构分析及改进

Ｖｏ１．２１，２０１４，Ｎｏ．１　粮食与食品工业　粮油装备与自备控制Ｉ　Ｃ　一ｅｒｅａｌ　ａｎｄ　Ｆｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　。“　一　

斗式提升机的结构分析及改进　

薛晓金，姜学鹏，马鹏飞，吴金锐　

河南华泰粮油机械工程有限公司　（安阳４５６４００）　

摘　要：分析了粮食行业斗式提升机的发展概况以及目前斗式提升机所存在的一些问题，并有　

针对性的提出液压自动拉紧装置和头尾轮胀套联接等优化改进措施。　

关键词：斗式提升机；整体式滑动；液压自动拉紧；胀紧联结　

中图分类号：ＴＳ２１０．３　文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２—５０２６（２０１４）０１—０７２—０３　

Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｕｃｋｅｔ　ｅｌｅｖａｔｏｒ　

Ｘｕｅ　Ｘｉａｏｊｉｎ，Ｊｉａｎｇ　Ｘｕｅｐｅｎｇ，Ｍａ　Ｐｅｎｇｆｅｉ，Ｗｕ　Ｊｉｎｒｕｉ　

Ｈｅｎａｎ　Ｈｕａｔａｉ　Ｆｏｏｄ＆Ｏｉｌ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．。Ｌｔｄ．（Ａｎｙａｎｇ　４５６４００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｂｕｃｋｅｔ　ｅｌｅｖａｔｏｒ　ｉｎ　ｆｏｏｄ　

ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｄｏｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　

ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅｓ，ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｓｌｅｅｖｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ｈｅａｄ　ｗｈｅｅｌｓ　ａｎｄ　ｔａｉｌ　ｗｈｅｅｌｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏ—　

ｐｏｓｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｕｃｋｅｔ　ｅｌｅｖａｔｏｒ；ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｔｙｐｅ　ｓｌｉｄｉｎｇ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ；ｅｘｐａｎｄｉｎｇ　

１ｅＰｖｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｊｏｎ　

斗式提升机是一种垂直输送块料、颗粒、或粉状　

物料的设备。由于其结构紧凑，工作稳定可靠，操作　

和维修保养简便，密封性能好。因此在粮油和饲料　

工业中得到广泛应用。随着经济的发展，粮油、饲料　

等行业加工规模的不断扩大，对斗式提升机的要求　

也越来越高。为了进一步提高产品质量，使其设计　

更合理、性能更可靠，笔者就斗式提升机结构分析及　

改进与业界同仁探讨如下。　

ｌ结构分析与改进措施　

１．１改向滚筒与机壳整体式滑动，消除积料。避免　

灰尘外溢　

目前大多数提升机的改向滚筒是浮动式，采用　

螺杆拉紧的张紧方式。这种张紧方式的连接形式为　

收稿日期：２０１３—１１—０４　作者简介：薛晓金，男，１９７２年出生，高级工程师，主要从事油　脂与饲料工程及大型粮油仓储输送工程的研发与设计工作。　

７２　从动轴穿过壳体，安装在外置的轴承座上，轴承座和　

改向滚筒随皮带或链条的张紧上下滑动。因此需要　

在壳体上开长圆孔，国内常用聚氨酯板内衬进行密封　

该长圆孔。在斗提机运行过程中，随着改向滚筒或从　

动轴的颤动，密封很快松动，导致粉尘从缝隙中冒出。　

注：１．固定壳体；２．活动体；３．液压缸；４．支架。　

图１　整体式液压拉紧装置示意图　

针对该问题拟做以下改进措施：将固定壳体插　

入活动体内并通过螺栓连接安装在支架上（如图１　鞭食与食品工业Ｃｅｒｅａｚ鲫ｄ　Ｆｏｏｄ　Ｉｎｄ　Ｖｏ１．２１，２０１４．Ｎｏ．１　

所示）；同时在固定壳体与活动体之间压上厚发泡橡　

胶，起到紧贴密封作用；改向滚筒、从动轴和轴承座　

固定在活动体上。调节时由液压缸带动活动体，活　

动体通过轴承座带动改向滚筒和从动轴继而调整链　

条或畚斗带的张紧力。由于轴承座是在活动体上固　

定的，没有开长孔，所以就避免了在运行过程中冒　

灰。在活动体底部设有一对对开弧形清扫门。当发　

生堵料或停机检修时打开弧形清理门，物料自行下　

落，及时清理壳体内的积料，避免了物料长期堆积腐　

烂变质影响物料质量和腐蚀提升机壳体，同时减轻　

工人劳动强度，提升工作效率。　

１．２液压拉紧装置　

斗式提升机在使用一段时间后畚斗带或链条被　

拉长，通过调节拉紧螺杆或增加配重来张紧畚斗带　

或链条。由于粉尘和锈蚀作用常造成螺母与丝杆难　

以相对转动，使张紧装置调节异常困难，大多数通过　

破坏手段调整后再修复张紧装置＿１］。　

针对螺杆张紧装置以上问题，拟将螺杆拉紧优　

化为液压拉紧。图２是液压自动拉紧装置控制流程　

图。　

液压拉紧装置主要由液压站（含蓄能器）、拉紧　

油缸、配套电控箱等组成。图３是液压拉紧装置原　

理图。压力由电机带动液压泵提供，在起动电机前　

必须先对电磁阀送电，使电机实现空载起动，防止电　

机堵转。系统压力由安装在主油路上控制油液压力　

高低的液压阀，即溢流阀调定，溢流阀可以保证电机　

过载和液压拉紧力过大，防止畚斗带或链条安全系　

数降低［２］。系统工作压力由压力传感器精确检测，　

保证拉紧力在线显示和保护，压力设定可以根据现　

场需要设定（当油压低于设定值，自动起动油泵电机　

供油，当油压达到额定值时油泵自动停机；也可以设　

计成根据时间进行调整，即当压力降低时，油泵根据　

设计运行的时间，以满足拉紧力要求）。手动换向阀　

用来控制拉紧油缸的伸缩动作，即缩缸为拉紧过程，　

伸缸为检修或调整过程，为畚斗带或链条重新接头　

提供行程。当进行检修时，可以通过蓄能器下节流　

阀卸压。液压系统中设置的蓄能器，可以实现在正　

常运行工况下，由蓄能器保压补油，降低油泵电机的　

开停频率。液控单向阀起到油缸拉紧状态下防止泄　

漏作用，保证油缸的可靠拉紧。恒定柔和的液压张　

紧力既可避免打滑，又能使料斗遇到偶然因素引起　

卡克现象时有一定的容让性，进而能有效地保护畚　

斗、皮带和轴等部件。　图２液压自动拉紧装置控制流程图　

注：１．滤油器；２．液压泵；３．单向阀；４．开关；５．单向阀；６．　

调压阀；７．压力表；８．蓄能器；９．拉紧油缸；１０．压力传感　

器；１１．节流阀；１２．液控单向阀；１３．手动换向阀；１４．压力　

表；１５．安全阀；１６．电磁换向阀。　

图３液压拉紧装置原理图　

１．３头尾轮采用胀套与轴连接　

斗式提升机的驱动滚筒、改向滚筒与轴的联接　

一般都采用键联接。随着国内外斗式提升机技术的　

发展，对提升速度和提升高度的不断提高，在大型斗　

式提升机上采用一般键联接就满足不了设备的性能　

要求，并且随着输送量的提高，对轴的强度刚度提出　

了更高的要求。一般的键联接在轴和轮毂上要分别　

加工出键槽才能使轴和滚筒同步转动，而键连接在　

使用过程中不可避免的会对连接件产生切口效应，　

使连接处产生高的应力集中，进而带来应变集中；导　

致应变速率增高，引起双向或三向应力状态，使材料　

７３　粮油装备与自动控制　薛晓金等；斗式提升机的结构分析及改进　

脆化，大大降低轴和轮毂的承载能力和使用寿　

命　一　。　

为了避免在轴上产生应力集中，采用有胀紧联　

结作用的胀套来联接轴和轮毂。胀紧联结是一种靠　

拧紧高强度螺栓使胀套与轴间或套间包容面间产生　

正压力，相伴产生摩擦力，实现负载传递的装置。与　

键联结相比，胀套联结具有以下优点Ｌ２］：　

（１）制造和安装简单。安装胀套的轴和孔（或轮　

毂）不像过盈配合和键连接那样要求精度高的制造　

公差，安装胀套也无需加热，冷却或使用加压设备，　

只须将螺钉按规定扭矩值拧紧即可。　

（２）良好的互换性，拆卸方便。拆卸时，先松开　

压紧螺钉，再用顶出螺钉顶出卸载，即可解除联结状　

态，将胀套与联结零件分离。　

（３）胀套联结是一种精密无间隙、无键的联结。　

消除了键联接传动带来的切口效应。具有定位方便　

快捷、使用寿命长、不易腐蚀，在工作中无相对滑动，　

不会磨损。　（４）在轴向安装时，不需轴向任何固定就可以方　

便地调整其轴向所需位置尺寸。　

２　结语　

斗提机在现代加工与物流企业日益普遍使用，　

只有根据不同物料性质、生产工艺与输送提升功能　

的要求，对其结构与形式适时做出科学合理的优化　

与改进，才能使其扬长避短、日臻完善。　

参考文献　［１］石大中．斗式提升机尾部拉紧装置的改进［Ｊ］．水泥，　

１９９０（３）；２９—３０．　

［２］阎邦椿．机械设计手册［Ｋ］．第五版．北京：机械工业出版　

社．２Ｏｌｏ．　［３］郑修麟．切Ｉ：／件的断裂力学ｌ－Ｍ］．西安：西北工业大学出　

版社，２００５．　

［４］刘　广，董亚新，郝　鹏．斗式提升机的结构分析及优化　

［Ｊ］．粮食与食品工业，２０１３，２０（２）：５０—５２．　

（上接第７１页）　

参考文献　［１］王瑞元．发展稻米油产业，造福人民［Ｊ］．粮食与食品工　

业，２０１３，２０（２）：１—３．　［２３李里特．稻米高度利用和稻米油的营养保健价值［Ｊ］．粮　食与食品工业，２０１２，１９（６）：３—４．　

［３］黄海军，华　钦，张远，等．大米加工业发展趋势及大　

型大米加工厂设计浅析［Ｊ］．粮食与食品工业，２０１１，１８　（３）：４—７．　

［４］陈　伟，黄海军，李　成，等．大型稻谷综合加工项目的　

优势与规划设计ｒＪ］．粮食与食品工业，２０１２，１９（３）：１４　

—１７．　［ｓ］华　钦，黄海军，刘丽丽，等．现代化大型大米加工厂建　

设浅析ＶＪ］．粮食与食品工业，２０１３，２０（４）：１４—１７．　

１－６］朱永义，郭祯祥，田建珍，等．谷物加工工艺与设备［Ｍ］．　

北京：科学出版社，２００２．　

・行业锘垂　

中粮承办第三届中美先进生物燃料论坛　

２０１３年１２月９～１０日，第三届中美先进生物燃料论坛在北京举办，中粮作为承办方之一出席论坛。　

论坛对两国在先进生物燃料领域的合作进行了回顾和展望，并确定下一步工作计划。双方重点探讨了　

非粮生物质能源供应体系建设、先进生物燃料在减少温室气体及ＰＭ２．５排放方面的积极作用、国内外纤维　

素乙醇商业化及产业化示范等议题，在中粮挂牌的国家能源生物液体燃料研发（实验）中心与美国同行就纤　

维素燃料乙醇的原料解决方案进行了深入交流，并在共同开发、完善收集模型等问题上达成了合作意向。　

第三届中美先进生物燃料论坛由国家能源局、美国农业部、美国能源部联合主办，中粮生物能源事业部　

国家能源生物液体燃料研发（实验）中心及其他三家国家能源研发中心共同承办，该论坛是在中美战略经济　

对话框架下的政府间的定期交流。本届论坛旨在交流中美生物燃料政策法规、产业化现状、技术进展和发展　

趋势，探讨中美双方在先进生物燃料领域的合作空间，落实第五轮中美战略－９经济对话有关成果。　

国家能源局、美国农业部、美国能源部、中粮集团、河南天冠、山东龙力、南开大学、美国阿贡国家实验室、　郎泽技术公司、波音公司等２０余家中美政府机关、企业、科研单位的代表在论坛上作了报告，共７０余名代表　

参加了论坛交流。　

（忠　良）　

７４