重力式辊筒输送机设计中若干问题的探讨.pdf

重力式辊筒输送机设计中 若干问题的探讨 韩蕴秋 北京科技大学 中国 北京 摘要 重力式辊筒输送机因其不需动力 结构简单等优点 在短距离物料输送中得到广泛应用 本文着重对重 力式辊筒输送机设计中有关辊筒的设计和布局 制动辊的设置及其结构等方面的问题进行了探讨 关键词 重力式辊筒输送机 辊筒 制动辊 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 图1 重力式辊筒输送机 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 图2 重力式辊筒的结构 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 71 本期专题 物流技术与应用 1998年第3卷第1期 16 0104 可保证滑行 滑行条件一般 则 a 918 Sin3 0104Cos3 011214 m sec2 当输送物滑行S距离后 其速度为 Vt 2aS V02 令V0 0 则 Vt 2aS 2a S 2 011214 S 01492Sm sec 设定不同的S值 可得到一组Vt值 S m Vt Vt m sec Vt m min 0150134820180 10149229152 20169541174 30185251113 40198459100 由计算结果可知 在一般滑行条件下 输送物 仅滑行4m其速度就达到59m min 正常的滑行速 度应在5 10m min间 此滑行速度已大大超出正 常值 必须设法降下来 降低输送物滑行速度的有效方法 是在滑行的 相反方向上加一制动力 此制动力不应是用动力 外加的 最好能由滑行过程自行产生 大小亦可自 行调节 为了达到这一目的 可设计制造一种制动 辊 这种制动辊 可如普通辊筒一样安装在辊道 中 滑行速度正常时 制动辊如同普通辊筒 不起制 动作用 当滑行速度超过某一设定值时 该辊筒就 会起制动作用 等到滑行速度减到某一设定值 又 能自动失去制动作用 图5为一制动辊的结构示意图 工作原理如 下 辊筒内有一套齿轮行星传动机构 辊筒内壁右 端为一内齿轮 与三个行星轮啮合 辊筒旋转时 内 齿轮通过行星轮带动中心轮旋转 中心轮的左侧 装有2个制动块 制动块的一端通过销轴铰支在中 心轮上 制动块可以围绕销轴摆动 另一端则通过 弹簧与中心轮相联 弹簧的拉力使制动块平时保持 收缩状态 当输送物的滑行速度增大时 制动辊的 转速也增大 通过行星机构的增速作用 中心轮的 转速也成倍增长 直至产生的离心力足以使两制动 块克服弹簧拉力绕销轴向外摆动 与制动辊的内壁 接触挤紧 产生制动作用 从而使输送物的速度逐 渐减小 当速度减至设定值时 制动块也在弹簧力 的作用下复位 失去制动作用 为使制动块的离心力及其所产生的制动力达 到足够数值 需通过行星轮传动机构提高中心轮的 转速 制动辊应产生的制动力F1为 F1 F f W Sin Cos 设输送物的最大质量m为500kg 0104 3 则 F1 500 918 Sin3 0104Cos3 6017N 根据F1即可对制动辊进行设计 制动辊在辊道中的安装 可采用如图 6 a 所 示的直接安装法 制动辊两端各有一支架 分别安 装在输送机的两个固定轴上 在右端 固定轴与支 架间有弹簧相联 用以调节制动辊的高度 安装 时 制动辊应比普通辊筒稍高 以保证制动作用 图 6 b 所示为间接安装法 制动辊不直接与输送 物接触 而是通过它对传动辊的制动达到使输送物 降速的目的 在设计输送机时 如果每隔一个输送物长度安 装一个制动辊 使输送物的后端刚离开某一制动 辊 其前端就与前方另一制动辊接触 这样就能使 输送物始终处于被制动状态 而将其滑行速度控制 在适当范围内 保证输送作业顺利进行 91 韩蕴秋 重力式辊筒输送机设计中若干问题的探讨 物流技术与应用 1998年第3卷第1期 图5 11 外筒 内齿轮 21 行星轮 31 中心轮 41 制动块 a 直接法 b 间接法 图6 制动辊安装方法 11 传动辊 21 制动辊 31 支架 41 轴 Discussion on Some Design Problems of the Gravity Conveyor Han Yunqiu University of Science Technology Beijing ABSTRACT The gravity conveyor is popularly used in industry because it is simple in design and no power is need2 ed This paper has discussed some problems in the design of the conveyor which concern the rollers and the brake rolle