重力式辊筒输送机的设计
重力式辊筒输送机的设计
物料搬运是保证物流系统畅通有效运行的一个重要环节 ,因此 ,完成物料搬运的输送机械 ,也就成为物流系统设计规划人员重点关注的项目 。在固定路径的运输中 ( 如生产物流中 ,制品在各工序间的流动 ,仓储系统中货物的收发以及配送中心的拣货发货等) ,大都采用辊筒 、皮带或链条等型式的输送机械 ,即单元负载输送机 ,其中以辊筒型式较为常见 。辊筒式输送机根据其动力源不同可分为两类 。一类为动力式 ,即辊筒由动力带动旋转 。通常以电动机为原动力 ,通过皮带 、链条或齿轮带动辊筒旋转 ,进而带动运送物前进 ; 也有本身拥有动力的电动辊筒式输送机 , 这 种 输 送 机 的 辊 筒 自 身 具 有 动力 ,从而使得输送机结构简单紧凑 ,但由于价格昂贵 ,目前 使 用 得 较 少 。另 一 类 为 重 力 式 辊 筒 输 送机 。这类输送机的辊筒没有动力 ,而是将辊道倾斜
成一个适当的角度 ,辊道上被输送的物体在重力作用下自行下滑 ,达到输送的目的 。图 1 为该类输送机的辊道结构图 由此可见 ,重力式辊筒输送机不需要动力 ,结 构较动力式的简单 ,但因整个辊道必须倾斜 ,因此不适合长距离输送 ,在短距离输送中得到了广泛应
用 。
下面着重对重力式辊筒输送机设计中的若干问题进行探讨 。
11 辊筒设计
辊筒是由筒体 、轴承和心轴组成的部件 ,如图2 所示 。为了输送顺利 , 辊筒在承重情况下 , 其外圆的圆柱度误差 ,与心轴的同轴度误差均要限制在一定的允差之内 。这就是说 ,除了心轴 、外筒在加 工时要保证一定的精度和选择相应精度的轴承外 ,在使用过程中辊筒产生的变形也要规定一定的允差 。在设计辊筒时 ,一定要根据输送物的最大重量来确定辊筒的参数和材料 ,显然 ,其约束条件即是辊筒受载后的变形允差 。
影响辊筒承重能力的主要因素有 :
111 　筒体外径辊筒的外径影响其承重能力 ,同时也影响与输 送物 的 接 触 面 积 。通 常 , 外 径 越 大 ( 保 证 相 应 壁 厚) , 承 重 能 力 就 越 大 。目 前 常 用 的 辊 筒 外 径 在<16～<250mm 之间 ,具体选择应根据输送物的最大重量 、载荷性质和变形允差 ( 圆 柱 度 误 差) 经 计 算后 ,选用相应管材加工制成 。
112 　轴承的承载能力
轴承是辊筒的重要组成零件 。轴承的承载能 力直接影响辊筒的承重能力 ,而其精度会影响辊筒 的动特性和噪音 ,这也是影响输送机性能的重要指 标 ,因此 ,在选择轴承时应兼顾其承载能力和精度 。
113 　心轴刚度
心轴的刚度直接影响辊筒在承重后回转轴心 线的直线度 。因此 ,心轴及支承轴颈的直径应根据 输送物的最大重量 、辊筒的宽度和心轴材料 ,以轴 心线的弯曲变形允差为约束条件计算得到 。综上所述 ,辊筒部件应以筒体 、轴承 、心轴三者 中的最小承重能力为其额定承重能力 ( 载荷) 。例 如 :经计算 ,某一辊筒的筒体承重能力为 2000N ,轴 承为 1200N ,心轴为 2500N ,则该辊筒的额定承重能 力为 1200N 。21 相邻辊筒的中心距 (节距) t相邻辊筒的中心距 ( 节距) t 也 是 输 送 机 的 一 项重要参数 , 它将 影 响 货 物 在 输 送 过 程 中 的 稳 定 性 。选择的中心距 应 保 证 运 送 的 最 短 货 物 ( 硬 底 物) 至少总是有 3 个辊筒支承 ,否则会出现货物倾 斜 、卡住而使输送中断 。对于柔性物则至少需要 4 个辊筒支承 ,如图 3 所示 。
显然 ,对于硬底物 : t ≤L / 2 , L 为最小货物的长 度 ; 对于柔性物 : t ≤L / 3 。为了输送稳定 ,实际采用的最少支承辊筒数常 大于 3 (对硬底物) 、4 (对柔性物) 。
1 制动辊的设置
重力式辊筒输送机是利用输送物自身的重力 沿斜面下滑进行输送的 。由于重力的作用 ,输送物 会愈滑愈快 ,产生输送物之间的互相碰撞挤压 ,使 输送物损坏 ,甚至崩落或损伤人 、机 。在输送过程 中 ,也可能由于输送机自身的原因 ,如辊筒变形过 大 ,货物底部或托盘底部的粗糙或不规则 ,使其在 输送过程中停止不动 ,无法再起动重新下滑 ,这时 需要人力协助推动恢复下滑 。
上述两种情况 ,前一 种是重力式辊筒输送机的本性所决定 ,后一种情况 则是输送过程中的故障 。本文对第一种情况进行 探讨 。