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自动化链条输送设备设计的核心技术
作者:输送机械设备网  发布于:2014-11-7 10:10:34  浏览量:
 
 [摘要]随着自动化程度的不断提高,输送设备得到了广泛的应用。减速机、电机、链条、轴承座等的设计选型、主从动轴的强度校核计算是在设计时的主要工作;驱动装置、从动装置及输送线主体结构是输送设备的核心。

  随着自动化程度的不断提高,输送设备得到了广泛的应用。输送设备按主要工作部件的类型可分为:链条输送设备、皮带输送设备、气动输送设备、螺旋输送设备等。在所有的这些输送设备中,链条输送设备品种规格繁多,应用最为广泛。
  1、驱动装置
  链条输送设备一般运行速度不高,但传动扭矩大、传动功率大。因此,驱动装置通常由电机减速机组组成。通过驱动装置使输送设备驱动轴转动而实现输送链条的运行及物体的输送。驱动轴的支承一般采用双列调心球轴承座(角驱动悬挂输送机除外)。因为调心球轴承座有自动调心的作用,当两支承有一定量的同轴度误差时能保证输送机正常工作,且双列轴承保证它有足够的承载能力。主轴和链轮的联接采用键联接。驱动装置同时还一定要设计安全保护装置,安全保护装置的传统形式是安全销,过载时安全销断裂,但它的恢复耗时费力。
  目前比较先进的安全保护装置是设置一个弹性底座并配备电器行程开关,当减速机输出扭矩超载时,弹性底座碰到电器行程开关,电器行程开关起作用而使主电机及时失电,当故障排除后,它能自动复位。当设备总长较长,负荷较大,采用一个驱动装置驱动会使链条拉力过大时,可在设备的中间处设置一个辅助驱动装置,将两个驱动装置用液力偶合器联接。当负荷超出主驱动装置的容量时,辅助驱动装置起动。当负荷在主驱动装置的容量范围内时,辅驱动装置自动停止。由于电机特性的差异,不可能保证两电机转速完全相同,一定不要设计成两个驱动装置长期同时工作,以免两驱动装置的输出转速不同而使链条产生附加拉力(如长距离的悬挂输送机的驱动装置通常就采用这种结构);在驱动装置设计时,必须对牵引力、扭矩和功率等进行计算,并根据计算结果正确地选取电机、减速机、变频器、链条、支承轴承座、驱动轴和安全保护装置等。
  2、张紧装置
  链条输送设备均采用链条作为承载主体,由于链条的允许长度误差较大,在使用过程中因链条磨损也会使链条节距伸长。因此,链条输送设备一定要设计张紧装置。张紧装置的张紧行程与工作链条节距及输送线长度有关,张紧量的设计原则是能满足链长允差及允许链条摩损伸长两节链长长度,以保证链条磨损增长后拆除两节链条,输送机能正常工作,以增长它的使用寿命。张紧装置的结构有螺旋张紧结构(如平板或鳞板输送机)、弹簧张紧机构及重锤张紧机构(如悬挂输送机)等形式。由于链条输送设备的链条拉力通常较大,在采用螺旋张紧结构时,一定要注意使张紧螺杆承受压应力,而不承受拉应力,以满足其强度和刚度的要求,特别当张紧机构的轴支承座为铸铁件时更应如此。
  其轴的支承一般采用带滑动座的双列调心球轴承,选用这种结构的轴承座,一是它能在张紧轨道上移动,以满足张紧的要求,同时调心轴承能保证当两支承有一定量同轴度误差时输送机能正常工作。当输送设备采用双链条或两链条以上结构时,由于各链条长度不可能一样长,从动轴上的链轮与轴的结合一定不能采用键联接,而应使链轮能在轴上游动,以减少链条所受的附加拉力。
  3、输送线主体部分
  机架通常采用型钢焊接而成。链条输送设备以链条作为主要工作部件,链条是承载主体,而链条是柔性结构件,因而承载部分的链条一定要用支承轨道对其支承,以使链条作为刚性结构承载;当结构上有下垂链条松边时,由于链条自重较大,为了减小松边张力,提高链条使用寿命和减小驱动装置的动力容量,同时为避免运行过程中链条与机架发生干涉,松边也一定要设计支承轨道;支承轨道常选用有一定强度的耐磨减磨材料。由于链传动有多边形效应,当结构上需逐级采用链条传动时(如动力滚道线),级与级间的链轮齿数应相同,使它们间的传动比为1,以免出现爬行现象。当设备是由两台结构形式大致相同的设备组合而成时,两设备应各自采用驱动装置驱动,不要将两设备用一台驱动装置驱动,以免因链条的多边形效应,使设备运行出现明显的爬行现象(如桥式汽车装配线的高低线均由各自的驱动装置驱动)。为了满足不同的生产节拍,输送设备的运行方式可设计成同步式和非同步式。所谓同步式是指输送设备在一定的速度范围内,以某一速度按固定的节拍运行;而非同步式是指输送设备上的工件可按工位要求,在输送线上实现截停、复位。
  当输送方式为非同步式时,截停装置及截停后的放行装置的结构形式多样,可以是纯机械的,也可以是气或液与电器联动,无论采用何种结构形式,设计要合理、可靠、能满足产品装配工艺的要求,它是输送设备设计的难点,是核心技术。
  3、链条规格的选取
  链条规格的选取,对精密滚子链而言,国家标准规定了功率曲线,设计时可查阅机械设计手册,根据运行速度和链条传递功率按功率曲线选取链条规格。其它形式的链条规格选取现阶段还是按经验比拟法。现在一般的选取原则是,链条的破断负荷为链条计算使用负荷的5~7倍,对悬挂链条而言,链条的破断负荷为链条计算使用负荷的7~10倍。
  4、电器控制
  在电器控制方面,工作较简单的同步式输送机,通常采用常规电器控制,其控制内容主要有速度调整、驱动保护、过载保护和限位保护。非同步式输送机一般由PLC进行过程控制,当含有系统编组、认址、传输、保护、监控等功能使控制点多时,选用计算机控制。当某车间有多条输送设备组成自动化生产线时,它的控制比非同步式输送设备更复杂,除了输送工件外,还有各种管理功能,通常采用计算机中央程控。总之,链式输送机的控制系统应视输送机的具体工作状况而定。
  链条输送设备结构形式繁多,每种都有各自的特殊性。控制系统要与装配线功能相适应,这是需解决的主要技术问题;减速机、电机、链条、轴承座等的设计选型、主从动轴的强度校核计算是在设计时的主要工作;驱动装置、从动装置及输送线主体结构是输送设备的核心;链条是装配线的关键部件。


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