第3章生产线物流设备

第3章生产线物流设备生产线物料输送多采用各种输送机配以机械手和输送车组成有一定柔性的物料输送系统。其中的输送机包括辊子输送机、链式输送机、电动单轨车及各种配套的升降输送机。3.1辊子输送机3.1.1概述辊子输送机由辊子、驱动装置、机架等部件组成。•辊子输送机可以沿水平或较小的倾斜角输送具有平直底部的成件物品，如板、棒、管、型材、托盘、箱类容器以及具有平底或直棱的各种工件。•现代辊子输送机除了具有结构简单、运转可靠、维护方便、经济、节能等传统特点外，其突出的优点是与生产工艺过程有良好的相容性与配套性，以及功能的多样性3.1.2分类及特点1．结构形式表3-1列出了比较常用的辊子输送机的结构形式、特点及其应用。(详见教材)按传动方式分类•无动力式•动力式:链传动、带传动、齿轮传动按输送方式分类•积放式：限力式、触点控制按辊子形状分类•圆柱形•圆锥形•轮形按辊子支承方式分类•定轴式•转轴式2．转运及辅助装置在比较复杂的辊子输送机线路系统中，相邻区段辊子输送机成垂直、平行、上下、交汇等布置形式时，物品一般需要通过辅助装置进行转运。(1)水平面垂直转运1)万向球台2)转台（2）平行转运转运小车(3)上下转运1)升降输送机2)升降段（4）岔道转运岔道转运装置布置于辊子输送机线路的分支交汇处，分固定式和活动式。1)固定式岔道2)活动式岔道(5）垂直升降机垂直升降机根据进货口和出货口安排的不同分为S形和C形。S形的进货口与出货口在不同方向，而C形进货口与出货口在同一方向。C形升降机的出货口和载货台的回程交叉，容易发生事故，而S形的出货口的作业不受载货台回程的影响。3.分流与合流装置(1)90。分流长短辊子配合链条输送升降横移机（2）3O。与45。分流长短辊子配合齿形皮带分流皮带机可通过气动元件上升或下降，使货物由主道转到岔道。•分流叉路的极限速度当物品的速度为时，为使物体转向，所需向心力为，而转向所需要的向心力是由货物与辊子间的摩擦力提供，假设货物的重量有一半落在分流道上，货物与辊子间的摩擦系数为，就有，所以分流叉路的极限速度。如果R=0.3m，=0.5，则max=0.85m/s.（3）合流装置相对于分流装置，合流装置的设计要简单一些，需要注意的地方就是主道速度与岔道速度匹配的问题。（4）旋转分配中心与轨道小车•通过旋转分配中心可实现多条输送线输送的货物之间的交换。很显然，旋转分配中心的直径越大，分配中心所能连接的输送线也就越多。•对于不需要经常性连接的平面布置的平行辊道，它们之间货物的交换可采用轨道小车•对于空间内上下布置的平行辊道，可采用液压顶升的辊道。•由于该装置属间歇性工作装置，对于规模较大的仓库，很容易形成运力瓶颈，影响仓库系统的运行。3.1.3传动方式辊子输送机的传动方式有许多种，常见的有皮带传动、链条传动和电动滚筒传动等。为保证货物在辊子上移动时的平稳性，应保证至少有3～4个辊子同时支承一件货物，即辊子的间距应小于货物支承面长的1／4～1／3。1．皮带传动辊子输送机是用辊子床作为承载面，传动带作为驱动构件的输送机。在辊子底部布置一条皮带，皮带下面设有托辊，皮带可在驱动机构的带动下前后运动。当托辊顶起皮带时，皮带与辊子接触，并靠摩擦力带动辊子转动。当把托辊放下时，皮带脱开辊子，辊子就失去了驱动力。因此通过有选择地控制托辊的顶起和放下，即可使一部分辊子转动，而另一部分辊子不转，从而实现货物在辊道上的积存，起到缓冲的作用。2．链条传动辊子输送机是用辊子床作为承载面，成件货物直接放在辊道表面上，辊子由链条和链轮驱动，它适宜在环境恶劣的场合下工作，尤其适合输送重型或大件的货物。常用的有两种传动方式(辊子对辊子型和连续链型)。(1）辊子对辊子型，每个辊子轴上装有两个链轮，单条链环交错地沿输送机方向连接一对辊子。首先由电机、减速器和链条传动装置驱动第一个辊子，然后再由第一个辊子通过单环链驱动第二个辊子，这样依次传递，使全部辊子成为驱动辊子(见图3-18)。2-1-19辊子对辊子型链条传动辊子输送机3-18辊子对辊子型链条传动辊子输送机(2）连续链型是由一条连续的环链驱动的链传动辊子输送机，如图3-19所示。每个辊子车上装有一个链轮，用一根链条通过张紧轮或压紧轮驱动所有的辊子。这种结构形式适合输送中等重量的载荷。(a)压紧链轮辊道链条驱动链轮传动链轮(b)2-1-20连续链型链条传动辊子输送（a）张紧轮式（b）压紧轮式3-19连续链型链条传动辊子输送（a）张紧轮式（b）压紧轮式3．电动滚筒式辊子输送机。电动滚筒式辊子输送机的每一个辊子就是一个电动滚筒，每个电动滚筒内都配备有一套驱动系统，各自单独驱动。由于价格较贵，实际使用时，一般每隔几个无动力的辊子，才安装一个电动滚筒。该种输送机简捷、安全、更换维修方便，且容易实现货物的积存，一般用于频繁启动和制动的场合。3.1.4典型产品（ＧＺＴ型输送机）GZT型辊子输送机的部件组成一般见图3-20。（a）（b）图3-20辊子输送机部件组成a)非机动辊子输送机b)机动式辊子输送机1调节脚2-支腿3-机架4-辊子5-驱动装置3.2链式输送机链式输送机在大规模生产的领域中越来越起到重要的作用,无论是支柱产业——汽车生产的发展，还是钢铁、轻工、家电、粮食等产业，都将会对链式输送机，特别是高性能的链式输送机有更大的需求。新型链式输送机正面临强大的发展势头。3.2.1链式输送机的特征链式输送机的主要功能元件是输送链，由于链条的结构可以干变万化，所以链式输送机的特征概括起来说是：链式输送机能适用于众多的使用环境和众多的使用要求。具体可以归纳为下列诸点：1．输送物品的多样性链式输送机几乎可以输送所有类型的物品：散料；如：面粉、水泥、灰粉、煤炭和矿石等；小件物品，如电子元器件、机械零件、罐装和瓶装物品等；大件货物，如整件家电、各种整机(像自行车、摩托车、汽车等)、各种箱装件货等。拿物品重量来说，小到几克的电子元器件，大到10t以上的件货均可用链条来输送。2．苛刻输送环境的适应性链式输送机几乎可在各种苛刻环境下正常的工作，无论是低温、高温、多粉尘、有毒介质、有腐蚀介质以及粗暴装载等各种工况都可适应。所以在低温的冷库、高温的烘干线、粗暴装载的林场、多粉尘的水泥厂以及设备涂装线均乐意使用链式输送机。3．输送物品流向的任意性链式输送机不仅可以实现水平、垂直和倾斜输送，还可以根据工场环境条件，不需多机组合，即可作起伏迂回的输送；不仅可以实现直线输送，还可以作环形输送，使输送物品的流向有最大的任意性。4．工作时具有运载准确和稳定性链式输送机是通过驱动链轮与链条相啮合使链条实现运行的，所以，不像带传动那样会存在有弹性滑动，保证了链式输送机输送速度的正确和稳定，能保证精确妁同步输送。因此，在自动化生产过程中常利用这一特点来控制生产流水线的节拍。5．寿命长、效率高链条与链轮是啮合传动，链条铰链内部的摩擦阻力较小，所以链式输送机具有寿命长、效率高的特点。3.2.2链式输送机的种类链式输送机类型很多，表3-2中悬挂输送机、平顶输送机等提供的只是大分类。表3-2链式输送机种类种类适用货物状态适用工况输送速度输送机名称粉状粒状块状件装水平垂直倾斜(m/rain)捃板式链条输送机刮板式链条输送机拉受式链条输送机V形斗式链条输送机枢轴式链条输送机板条式链条输送机悬挂式链条输送机平顶式链条输送机链斗式提升机链托盘式提升机链托架式提升机○○○○○○○○○○○○○△○○○×○○○○○○○○○○○○○○○20。30。30。20。45。60．以上70。以上lO～30lO～305～1510～3010～3010～305～105～1010～402020注：○适用，△可用，×只用于瓶、罐灌装。四类主要的链式输送机是：1．悬挂链式输送机整个机组是架设在空中的，输送的物品借吊具与滑架在空间立体范围内运行。（3.3节将详细介绍）2．承托式链式输送机整个机组架设在地面上，输送物品放置毒输送链条上(大都提高附件链节与工装板)，以操作者适应的高度运行，可以沿线体作多工位操作。3．刮板式链式输送机被输送的块状、粒状或粉末状物料放置在料槽内，通过输送链条刮送，有较高的自动化程度。4．链式提升机在输送链条上配置众多的料斗、托盘或托架，主要用来在垂直方向提升物料。•高空运输主要利用悬挂式链式输送机3.2.3链式输送机主要组成部分尽管链式输送机的品种繁多，有些结构还比较复杂，但作为组成输送机的功能部件基本上由下述几类组成。1．原动机原动机是输送机的动力来源，一般都采用交流电动机。视需要可以采用普通的交流异步电动机，或采用交流调速电动机。可调速的电动机有变极式的小范围内有级调速的电动机，也有能无级调速的变频、滑差交流电动机。采用可调速电机，电动机本身成本较高，但驱动装置的结构却比较简单。2．驱动装置驱动装置，又称为驱动站。通过驱动装置将电动机与输送机头轴联接起来，驱动装置的组成取决于其要实现的功能，通常驱动装置要实现的功能有：(1)降低速度由于驱动电机的转速相对于输送链条运行速度的要求高得多，所以链式输送机必须有减速机构。减速机构通常有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和履带驱动机构等。(2)机械调速输送链条的运行速度虽然可通过电动机调速来实现，由于单纯用电动机调速，会有电机转速低输出转矩小的弊病，所以在驱动装置中设置机械调速装置，如机械无级变速机与变速箱等。(3)安全保护工作过程中要求有安全保护与紧急制动的功能，安全保护设备与制动设备大都设置在驱动站的高速运行部分。3．线体链式输送机的线体是直接实现输送功能的关键部件。它主要有输送链条、附件、链轮、头轴、尾轴、轨道、支架等部分组成。正确设计线体一定要注意输送链条与传动链条的区别，尽管两者在结构上有时可能很相似，甚至完全一样(例如短节距精密滚子链既可作传动用又可作输送用)，但在功能上仍然是有区分的。输送链需要具备承载物品以及在轨道上运行的功能，所以，正确分析输送链的受力情况及其力流(即物料重力传送到输送的支承轨道上所流经的路程)分布是很重要的，设计线体时应遵循力流路线最短与力流路线所经过的各零件尽可能等强度的原则。4．张紧装置张紧装置用来拉紧尾轴，其作用在于：(1)保持输送链条在一定的张紧状态下运行，消除因链条松弛使链式输送机运行时出现跳动、振动和异常噪声等现象。(2)当输送链条因磨损而伸长时，通过张紧装置补偿，保持链条的预紧度。张紧装置有重锤张紧与弹簧张紧两种方法，张紧装置应安装于链式输送机线路中张力最小的部位。5．电控装置电控装置对单台链式输送机来说，其主要功能是控制驱动装置，使链条按要求的规律运行。但对由输送机组成的生产自动线，如积放式悬挂输送线、带移行器等转向装置的承托式链条输送线设备，它的功能就要广泛得多。除了一般的控制输送机速度外，还需完成双(多)机驱动的同步、信号采集、信号传递、故障诊断等使链条自动生产线满足生产工艺要求的各种功能。3.2.4链式输送机的发展与演变自动化生产的需要推动了链式输送机的发展，探讨各类链式输送机结构与功能的演变，对开发新型链式输送机会有所启发的。1．直线输送与环状输送通常承托式链式输送机，其输送构件为滚子链。链条是在立面(垂直平面)内构成封闭回流，从而构成了链条的承载边与空程边。对于链条的利用来讲，只有承载边链条起承载输送作用，空载边链条不输送物料，仅仅起到使链条连续循环的作用，承托式输送机的输送方式为直线输送式。悬挂式输送机的输送构件为模锻链。在由链条构成的封闭环路中，链条在环路全程中都可承载，无疑，悬挂输送机充分利用了链条的承载输送能力，悬挂输送机的输送方式为环状输送。2．循环输送与单程输送如前所说，链式输送机的链条是封闭循环运行的，而且其中大多要构成负载行程与空回行程。链条潜能没有全部发挥。显然，当使用大型、重型链条时，链条自重很大，相应的链式输送机的运动质量也很大。这是采用环状输送的链式输送机的不足，可采用链驱动式动力辊道输送机。这种输送机也使用链条，但不是用直接承载的大节距规格的输送链，而是用小节距规格的传动链。3．悬挂输送与地面输送悬挂输送由于具有充分利用作业空间的优越性得到广