倍速鏈輸送機(jī)鏈條張力的實(shí)用計(jì)算探究

張超

摘要：介紹倍速鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)，分析倍速鏈輸送機(jī)鏈條上的張力計(jì)算式，探究在工程實(shí)踐中可行、快捷、實(shí)用的鏈條張力計(jì)算方法，以及總結(jié)常用規(guī)格倍速鏈的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式。

關(guān)鍵詞：倍速鏈;張力;實(shí)用;計(jì)算;驅(qū)動(dòng)電機(jī);功率

引言：倍速鏈輸送機(jī)是自動(dòng)化生產(chǎn)線中最常見的物流輸送設(shè)備之一，除了作為自由流動(dòng)鏈條的積放功能外，倍速鏈還具有不同速度輸送線對(duì)接時(shí)兼容性良好，獨(dú)立性強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在多方參與設(shè)計(jì)、制造的自動(dòng)化生產(chǎn)線中被廣泛采用。了解倍速鏈的特點(diǎn)，理解倍速鏈在運(yùn)行時(shí)的張力情況，從而總結(jié)倍速鏈輸送機(jī)設(shè)計(jì)中鏈條張力的快捷計(jì)算經(jīng)驗(yàn)很有必要。

1 倍速鏈的特點(diǎn)

倍速鏈最大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是每節(jié)鏈條有大、小兩種滾子，如下圖1所示，大滾子承載物品，小滾子在軌道上運(yùn)行[1]。輸送時(shí)，利用大滾子和小滾子之間的摩擦力，兩者進(jìn)行相同的旋轉(zhuǎn)，增大大滾子與小滾子的直徑比，就可以提高倍速鏈的增速效果[2]，常見的有單倍速、2.5倍速和3倍速等;堆積時(shí)，由于制動(dòng)力作用在大滾子上，所以，大滾子和小滾子之間產(chǎn)生滑動(dòng)。

由于倍速鏈這種特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其鏈條在工作中以較低的速度運(yùn)行，而輸送物以倍于鏈條速度運(yùn)行，既保證了所需要的工作效率，又能平穩(wěn)工作，降低噪聲。與此同時(shí)，倍速鏈還是一種自由流動(dòng)的鏈條，具有積放功能，可以在鏈條持續(xù)運(yùn)行的情況下，在輸送線任意位置利用阻擋裝置擋停輸送物[3]，不影響其他位置輸送物的流動(dòng)。如圖2所示，輸送物在左端堆積時(shí)，鏈條持續(xù)運(yùn)行，不影響右側(cè)輸送物的流動(dòng)。

2 倍速鏈鏈條張力分析

根據(jù)倍速鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)，將運(yùn)行中的倍速鏈分為3個(gè)部分：輸送部分、堆積部分和返程部分，那么鏈條的張力F包括：①輸送部分：輸送物和鏈條與導(dǎo)軌的摩擦;②堆積部分：鏈條與輸送物的摩擦、輸送物和鏈條與導(dǎo)軌的摩擦;③返程鏈條與導(dǎo)軌的摩擦;即：

其中：μ1：輸送部分的鏈條與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù);

μ2：堆積部分的鏈條與輸送物的摩擦系數(shù);

μ3：堆積部分的鏈條與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù);

M1：輸送部分的輸送物質(zhì)量;

M2：堆積部分的輸送物質(zhì)量;

W1：輸送部分鏈條的質(zhì)量;

W2：堆積部分鏈條的質(zhì)量;

W3：返程鏈條的質(zhì)量;

g：重力加速度。

在工程實(shí)踐中，為滿足最嚴(yán)苛的生產(chǎn)情況，設(shè)備設(shè)計(jì)過程中會(huì)將輸送物體的堆積情況極端化，即倍速鏈輸送機(jī)上全部均為堆積的輸送物，輸送部分的輸送物質(zhì)量M1=0，堆積部分的輸送物質(zhì)量M2與輸送物的總質(zhì)量為M相等，則：

整理得：

觀察式（2），發(fā)現(xiàn)第一個(gè)小括號(hào)內(nèi)W1、W2、W3的和正好是全部鏈條的質(zhì)量W，即W=W1+W2+W3，通常情況下，μ3>μ1，所以，繼續(xù)簡化式（2），可以得到略微偏大的鏈條張力F'，即：

進(jìn)一步的，在重型輸送物的倍速鏈輸送機(jī)中，倍速鏈本體的質(zhì)量W相對(duì)輸送物質(zhì)量M較小時(shí)，可以整理式（3）中，變化為，得到鏈條張力即：

式（3）、式（4）即為倍速鏈輸送機(jī)鏈條張力在工程實(shí)踐中實(shí)用快捷的計(jì)算式，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選用，然后通過查詢倍速鏈廠家提供的信息獲得倍速鏈的摩擦系數(shù)和質(zhì)量，再結(jié)合設(shè)備要求的輸送物質(zhì)量信息，即可快速計(jì)算出倍速鏈的張力，用作倍速鏈選型的重要參考。

需要強(qiáng)調(diào)的是，在倍速鏈的使用情況中，一般是2根鏈條并列使用，所以鏈條質(zhì)量W應(yīng)為2根鏈條的質(zhì)量和。同時(shí)，考慮到作用張力的不平衡，單根鏈條的張力為計(jì)算所得的0.6倍。

3 驅(qū)動(dòng)倍速鏈所需動(dòng)力計(jì)算

驅(qū)動(dòng)倍速鏈所需的動(dòng)力P：

在選用電機(jī)功率Pw時(shí)，還要考慮傳動(dòng)效率η和安全系數(shù)m，則：

以倍速鏈輸送機(jī)常用的交流減速電機(jī)為例，通常情況下，取傳動(dòng)效率η=0.7～0.8，安全系數(shù)m=1.5～2，則：，如果選用的是常見的2.5或3倍速鏈，輸送物額定輸送速度V '=2.5v或3v，則選用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率Pw與鏈條張力F'和輸送物額定輸送速度V'的乘積相近，可以得到上述2種規(guī)格倍速鏈驅(qū)動(dòng)電機(jī)計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)式子，即：

4 結(jié)論

通過分析倍速鏈結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和裝備設(shè)計(jì)實(shí)情，研究得到了快捷實(shí)用的鏈條張力計(jì)算式，同時(shí)也總結(jié)出一種2.5和3倍速鏈輸送機(jī)選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式，有利于簡化設(shè)計(jì)過程，提高工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭志峰主編.鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992：338-340.

[2]李紹炎.自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)線[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2007：50-55.

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