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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。
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。
1、辊筒设计
辊筒是由筒体、轴承和心轴组成的部件。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:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
2、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2所示。
辊筒节距对物品输送稳定性的影响
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)。
t如取得过小,显然是不经济的。因此对于某一规格的输送机,输送不同货物的长度变动量不宜过大。
