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物料搬運是保證物流系統暢通有效運行的一個重要環節,因此,完成物料搬運的輸送機械,也就成為物流系統設計規劃人員重點關注的項目。在固定路徑的運輸中(如生產物流中,制品在各工序間的流動,倉儲系統中貨物的收發以及配送中心的揀貨發貨等),大都采用輥筒、皮帶或鏈條等型式的輸送機械,即單元負載輸送機,其中以輥筒型式較為常見。
輥筒式輸送機根據其動力源不同可分為兩類。一類為動力式,即輥筒由動力帶動旋轉。通常以電動機為原動力,通過皮帶、鏈條或齒輪帶動輥筒旋轉,進而帶動運送物前進;也有本身擁有動力的電動輥筒式輸送機,這種輸送機的輥筒自身具有動力,從而使得輸送機結構簡單緊湊,但由于價格昂貴,目前使用得較少。另一類為重力式輥筒輸送機。這類輸送機的輥筒沒有動力,而是將輥道傾斜成一個適當的角度,輥道上被輸送的物體在重力作用下自行下滑,達到輸送的目的。圖1為該類輸送機的輥道結構圖。
重力式輥筒輸送機
由此可見,重力式輥筒輸送機不需要動力,結構較動力式的簡單,但因整個輥道必須傾斜,因此不適合長距離輸送,在短距離輸送中得到了廣泛應用。下面著重對重力式輥筒輸送機設計中的若干問題進行探討。
1、輥筒設計
輥筒是由筒體、軸承和心軸組成的部件。為了輸送順利,輥筒在承重情況下,其外圓的圓柱度誤差,與心軸的同軸度誤差均要限制在一定的允差之內。這就是說,除了心軸、外筒在加工時要保證一定的精度和選擇相應精度的軸承外,在使用過程中輥筒產生的變形也要規定一定的允差。在設計輥筒時,一定要根據輸送物的最大重量來確定輥筒的參數和材料,顯然,其約束條件即是輥筒受載后的變形允差。
影響輥筒承重能力的主要因素有:
(1)筒體外徑
輥筒的外徑影響其承重能力,同時也影響與輸送物的接觸面積。通常,外徑越大(保證相應壁厚),承重能力就越大。目前常用的輥筒外徑在<16～<250mm之間,具體選擇應根據輸送物的最大重量、載荷性質和變形允差(圓柱度誤差)經計算后,選用相應管材加工制成。
(2)軸承的承載能力
軸承是輥筒的重要組成零件。軸承的承載能 力直接影響輥筒的承重能力,而其精度會影響輥筒的動特性和噪音,這也是影響輸送機性能的重要指標,因此,在選擇軸承時應兼顧其承載能力和精度。
(3)心軸剛度
心軸的剛度直接影響輥筒在承重后回轉軸心線的直線度。因此,心軸及支承軸頸的直徑應根據輸送物的最大重量、輥筒的寬度和心軸材料,以軸心線的彎曲變形允差為約束條件計算得到。
綜上所述,輥筒部件應以筒體、軸承、心軸三者中的最小承重能力為其額定承重能力(載荷)。例如:經計算,某一輥筒的筒體承重能力為2000N,軸承為1200N,心軸為2500N,則該輥筒的額定承重能力為1200N。
2、相鄰輥筒的中心距(節距)t
相鄰輥筒的中心距(節距)t也是輸送機的一項重要參數,它將影響貨物在輸送過程中的穩定性。選擇的中心距應保證運送的最短貨物(硬底物)至少總是有3個輥筒支承,否則會出現貨物傾斜
、卡住而使輸送中斷。對于柔性物則至少需要4個輥筒支承,如圖2所示。
輥筒節距對物品輸送穩定性的影響
顯然,對于硬底物:t≤L/2,L為最小貨物的長度;對于柔性物:t≤L/3。
為了輸送穩定,實際采用的最少支承輥筒數常大于3(對硬底物)、4(對柔性物)。
t如取得過小,顯然是不經濟的。因此對于某一規格的輸送機,輸送不同貨物的長度變動量不宜過大。
