物料搬運是保證物流系統暢通有效運行的一個(gè)重要環(huán)節,因此,完成物料搬運的輸送機械,也就成為物流系統設計規劃人員重點(diǎn)關(guān)注的項目。在固定路徑的運輸中(如生產(chǎn)物流中,制品在各工序間的流動(dòng),倉儲系統中貨物的收發(fā)以及配送中心的揀貨發(fā)貨等),大都采用輥筒、皮帶或鏈條等型式的輸送機械,即單元負載輸送機,其中以輥筒型式較為常見(jiàn)。
    輥筒式輸送機根據其動(dòng)力源不同可分為兩類(lèi)。一類(lèi)為動(dòng)力式,即輥筒由動(dòng)力帶動(dòng)旋轉。通常以電動(dòng)機為原動(dòng)力,通過(guò)皮帶、鏈條或齒輪帶動(dòng)輥筒旋轉,進(jìn)而帶動(dòng)運送物前進(jìn);也有本身?yè)碛袆?dòng)力的電動(dòng)輥筒式輸送機,這種輸送機的輥筒自身具有動(dòng)力,從而使得輸送機結構簡(jiǎn)單緊湊,但由于價(jià)格昂貴,目前使用得較少。另一類(lèi)為重力式輥筒輸送機。這類(lèi)輸送機的輥筒沒(méi)有動(dòng)力,而是將輥道傾斜成一個(gè)適當的角度,輥道上被輸送的物體在重力作用下自行下滑,達到輸送的目的。圖1為該類(lèi)輸送機的輥道結構圖。

重力式輥筒輸送機

    由此可見(jiàn),重力式輥筒輸送機不需要動(dòng)力,結構較動(dòng)力式的簡(jiǎn)單,但因整個(gè)輥道必須傾斜,因此不適合長(cháng)距離輸送,在短距離輸送中得到了廣泛應用。下面著(zhù)重對重力式輥筒輸送機設計中的若干問(wèn)題進(jìn)行探討。
    1、輥筒設計
    輥筒是由筒體、軸承和心軸組成的部件。為了輸送順利,輥筒在承重情況下,其外圓的圓柱度誤差,與心軸的同軸度誤差均要限制在一定的允差之內。這就是說(shuō),除了心軸、外筒在加工時(shí)要保證一定的精度和選擇相應精度的軸承外,在使用過(guò)程中輥筒產(chǎn)生的變形也要規定一定的允差。在設計輥筒時(shí),一定要根據輸送物的最大重量來(lái)確定輥筒的參數和材料,顯然,其約束條件即是輥筒受載后的變形允差。
    影響輥筒承重能力的主要因素有:
    (1)筒體外徑
    輥筒的外徑影響其承重能力,同時(shí)也影響與輸送物的接觸面積。通常,外徑越大(保證相應壁厚),承重能力就越大。目前常用的輥筒外徑在<16～<250mm之間,具體選擇應根據輸送物的最大重量、載荷性質(zhì)和變形允差(圓柱度誤差)經(jīng)計算后,選用相應管材加工制成。
    (2)軸承的承載能力
    軸承是輥筒的重要組成零件。軸承的承載能 力直接影響輥筒的承重能力,而其精度會(huì )影響輥筒的動(dòng)特性和噪音,這也是影響輸送機性能的重要指標,因此,在選擇軸承時(shí)應兼顧其承載能力和精度。
    (3)心軸剛度
    心軸的剛度直接影響輥筒在承重后回轉軸心線(xiàn)的直線(xiàn)度。因此,心軸及支承軸頸的直徑應根據輸送物的最大重量、輥筒的寬度和心軸材料,以軸心線(xiàn)的彎曲變形允差為約束條件計算得到。
綜上所述,輥筒部件應以筒體、軸承、心軸三者中的最小承重能力為其額定承重能力(載荷)。例如:經(jīng)計算,某一輥筒的筒體承重能力為2000N,軸承為1200N,心軸為2500N,則該輥筒的額定承重能力為1200N。
    2、相鄰輥筒的中心距(節距)t
    相鄰輥筒的中心距(節距)t也是輸送機的一項重要參數,它將影響貨物在輸送過(guò)程中的穩定性。選擇的中心距應保證運送的最短貨物(硬底物)至少總是有3個(gè)輥筒支承,否則會(huì )出現貨物傾斜
、卡住而使輸送中斷。對于柔性物則至少需要4個(gè)輥筒支承,如圖2所示。

輥筒節距對物品輸送穩定性的影響

    顯然,對于硬底物:t≤L/2,L為最小貨物的長(cháng)度;對于柔性物:t≤L/3。
    為了輸送穩定,實(shí)際采用的最少支承輥筒數常大于3(對硬底物)、4(對柔性物)。
    t如取得過(guò)小,顯然是不經(jīng)濟的。因此對于某一規格的輸送機,輸送不同貨物的長(cháng)度變動(dòng)量不宜過(guò)大。