鏈板式輸送機(jī)的設(shè)計計算

1、鏈板式輸送機(jī)的設(shè)計計算吉林大學(xué)機(jī)械學(xué)院 高秀華 于亞平 黃大巍摘 要:由于國內(nèi)鏈板式輸送機(jī)的計算公式不規(guī)范,計算方法不盡相同,給設(shè)計者帶來了一定困難,文中提供了鏈板式輸送機(jī)整套設(shè)計計算方法,為設(shè)計提供了可靠的依據(jù)。關(guān)鍵詞:鏈板式輸送機(jī);鏈輪;鏈條;驅(qū)動;張緊隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,鏈板式輸送機(jī)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,但其設(shè)計計算仍沿用舊方法。針對鏈板式輸送機(jī)設(shè)計計算資料缺乏的現(xiàn)狀,本文進(jìn)行了詳細(xì)介紹,為鏈板式輸送機(jī)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。1 鏈板式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)參數(shù)鏈板式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械的一種,如圖1所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是鏈板總成3作為運(yùn)輸物料的承載裝置,鏈條帶動鏈板移動時向前

2、輸送物料。鏈條(一般用片式鏈)在運(yùn)輸機(jī)兩端繞過驅(qū)動鏈輪和張緊鏈輪。張緊裝置1使輸送機(jī)在運(yùn)行時有足夠的張緊力,保證牽引機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。傳動裝置5用來傳遞驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)動力矩,并傳遞或改變驅(qū)動裝置運(yùn)動的速度與方向。驅(qū)動裝置6將驅(qū)動電機(jī)的動力傳遞到驅(qū)動鏈輪,從而帶動牽引構(gòu)件工作。圖1 鏈板式輸送機(jī)1. 張緊裝置 2.中間支架 3.鏈板總成 4.鏈條潤滑裝置 5.傳動裝置 6.驅(qū)動裝置7.轉(zhuǎn)動裝置支架8.滾子鏈 9.張緊裝置支架根據(jù)目前汽車生產(chǎn)線上常用的鏈板式輸送機(jī)設(shè)計參數(shù),本次計算選用參數(shù)如下:輸送機(jī)長度L=51.17 m;鏈條節(jié)距t=200 mm;板寬B=2000 mm;工位節(jié)距T=4000 mm;工

3、位數(shù)n=10;輸送速度v=0.251.25 m/min,輸送功率P=3kW;輸送物體質(zhì)量m1=1000 kg。2 計算公式211 逐點(diǎn)張力的計算逐點(diǎn)計算法是將鏈板式輸送機(jī)各區(qū)段的阻力順序加起來,從而求得輸送機(jī)的牽引力。首先,把牽引構(gòu)件所形成的線路分割成若干連續(xù)的直線區(qū)段和曲線區(qū)段,定出這些區(qū)段的交接點(diǎn),進(jìn)而定出驅(qū)動裝置、張緊裝置、導(dǎo)料裝置、卸料裝置的位置,確定最小張力點(diǎn)。從最小張力點(diǎn),按計算規(guī)則進(jìn)行逐點(diǎn)計算,即Fn=Fn-1+FYn式中 Fn和Fn-1相鄰的n點(diǎn)和(n-1)點(diǎn)的張力,N FYn任意相鄰2點(diǎn)區(qū)段上的運(yùn)行阻力,N2.2 電機(jī)功率計算鏈板式輸送機(jī)驅(qū)動裝置電動機(jī)功率的計算公式為式中 P

4、電動機(jī)功率, kW F圓周力, N V輸送機(jī)運(yùn)行速度, m/s Kb功率備用系數(shù),一般取1.11.2 驅(qū)動裝置傳動效率(可從表1查得)其中圓周力 F=kFn-F0式中 k鏈輪回轉(zhuǎn)張力系數(shù)2.3 牽引鏈的計算若鏈板式輸送機(jī)牽引鏈采用片式鏈,一節(jié)牽引鏈包括內(nèi)鏈片、外鏈片、小軸和軸套,鏈節(jié)設(shè)計簡圖如圖2所示。若為2條牽引鏈,則鏈輪齒推動軸套的力為總圓周力的1/2,用FL表示,每個鏈片上承受的力為最大張力的1/4,用FP表示。表1 各種機(jī)械傳動效率概率值圖2 鏈節(jié)設(shè)計簡圖1.內(nèi)鏈片 2.外鏈片 3.小軸 4.軸套 5.鏈輪齒寬(1)小軸的驗算小軸總是彎曲變形,當(dāng)鏈輪齒開始和鏈節(jié)嚙合的瞬間,外鏈片受力使

5、小軸彎曲變形,其彎矩計算公式為x 式中 W小軸的抗彎模量,mm3x 小軸的應(yīng)力值，MPa小軸的許用應(yīng)力, MPa小軸剪應(yīng)力的驗算式中 小軸所受剪應(yīng)力, MPa dZ小軸直徑, mm 小軸的許用剪應(yīng)力, MPa(2)軸套的驗算鏈輪齒開始和軸套嚙合的瞬間,內(nèi)鏈片使軸套承受嚙合力,即鏈輪齒作用在軸套上的力FL,此時FL可看作是在寬度方向b作用均布載荷,則彎曲方程式為式中 T在軸套上產(chǎn)生的應(yīng)力, MPa FL作用在軸套上的力, N dW套筒外徑, mm 調(diào)質(zhì)許用應(yīng)力, MPa m取值為0.50.8(3)鏈片的驗算內(nèi)鏈片、外鏈片最弱的斷面是軸的孔處,因內(nèi)鏈片上是軸套孔,其孔大,作用力是拉力,而外鏈片上是

6、軸孔,其孔小,作用力是壓力。鏈片結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。圖3 鏈片結(jié)構(gòu)簡圖1.內(nèi)鏈片 2.外鏈片外鏈片所受應(yīng)力 內(nèi)鏈片所受應(yīng)力 式中-1調(diào)質(zhì)疲勞許用應(yīng)力, MPa2.4 短節(jié)距鏈條的鏈輪計算鏈輪軸向齒廓如圖4所示。(1)鏈長節(jié)數(shù)LP計算公式為式中 Lp鏈長節(jié)數(shù) 初定中心距, mm Z1驅(qū)動鏈輪齒數(shù) Z2傳動鏈輪齒數(shù)圖4 鏈輪軸向齒廓C由下式確定(2)鏈條長度式中 t鏈條節(jié)距, mm(3)鏈輪計算（1）分度圓直徑d0計算公式為式中 Z鏈輪齒數(shù)(2)齒頂圓直徑da計算公式為式中 dr輥?zhàn)油鈴? mm(3)根圓直徑df計算公式為df=d0-dr(4)齒側(cè)圓直徑dg計算公式為式中 h1內(nèi)鏈板高度, mm(

7、5)齒寬bf1計算公式為bf1=C1b1式中 C1齒寬系數(shù)(取值見表2) b1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬, mm表2 齒寬系數(shù)取值(6)齒全寬bf2計算公式為bf2= (mp-1)pt+bf1式中mp 排數(shù) pt排距, mm(7) 齒側(cè)半徑為rx為rxt（8）量柱測量距MR偶數(shù)齒時 MR=d0+dR奇數(shù)齒時 式中 dR量柱直徑,且dR=dr(4)片式牽引鏈鏈輪計算(1)節(jié)圓直徑D0式中 t1鏈輪節(jié)距, mm(2)輔助圓直徑DRDR=D0-0.2t1(3)齒溝半徑rr=0.5dw(4)齒頂半徑R表3 短節(jié)距鏈條計算結(jié)果R=t1-(e+r)式中 e齒溝弧圓心距離, mm式中 QL鏈條破壞載荷, kg(5)外圓直徑DeDe=D0+0.25dw+10(6)根圓直徑DiDi=D0-dw(7)齒寬bfbfmax=019 (b1-b11)-1bfmin=0.87 (b1-b11)-1式中 b1內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬, mm b11邊緣寬度, mm(8)齒根寬bgbg=0.25bf2.5 計算