輸送鏈設(shè)計說明

機械篇丨幾種常用的輸送線是怎么設(shè)計的-1

[復(fù)制鏈接]今天咱們不聊具體哪個設(shè)備了，來聊聊基本在哪個行業(yè)都能應(yīng)用到的輸送線。而要說輸送線，其實它的種類挺多的，所以顯然不太可能把所有的種類都分析了，那咱們就挑幾種自動化行業(yè)比較常用的：（幾種輸送線的三維模型都放到最后面了）1、滾筒輸送線2、鏈板式輸送線3、皮帶輸送線/同步帶輸送線4、平頂鏈輸送線5、柔性鏈板輸送線6、倍速鏈輸送線7、網(wǎng)帶式輸送線而這篇文章，就先分析前四種，后面三種在下一篇文章中分析。按照咱們公眾號的風(fēng)格，肯定不會只是介紹一下這些輸送線，對吧？哈哈哈，這篇文章就是來分析一下這些輸送線具體該怎么設(shè)計（對于輸送線已經(jīng)熟悉的朋友，肯定感覺比較簡單，那就當(dāng)再復(fù)習(xí)一下）。好了，廢話就不多說了，直接進入正題。1F滾筒輸送線上圖中的設(shè)備準(zhǔn)確來說是轉(zhuǎn)序料道，它的作用是在自動化生產(chǎn)線當(dāng)中，用于工序之間的工件流轉(zhuǎn)，而這個料道剛好又用到了滾筒輸送線，所以既可以分析滾筒線，又可以看一下料道中的其他機構(gòu)。還是先來說一下這個設(shè)備的工作順序：1、上一道工序的機械手將工件放到放料位；2、工件跟著滾筒線向右移動，到達順序擋停機構(gòu)，由順序擋停機構(gòu)一次放一個工件到取料位；3、頂升機構(gòu)將工件頂起，由下一道工序的機械手取走。接著再來分析一下這個料道中的機構(gòu)：一、滾筒線通過上面的圖片，大家對這個滾筒線有了大概的了解，首先要知道的是這個輸送線輸送的為圓形工件，可以看到末端停止位兩個對稱的擋塊，它們的作用是將工件自動定心。1、然后來看一下這個滾筒線是怎么組成的：可以看到，滾筒兩側(cè)的是折彎鈑金，而滾筒和它們的固定方式有兩種：一種是內(nèi)螺紋，由螺絲穿過鈑金鎖在滾筒上；另一種是外螺紋，直接穿過鈑金，鎖上螺帽。既然說到了滾筒，就再提一下關(guān)于滾筒的表面，大家可以看到這個料道的滾筒是黑色的，那是因為它是包膠處理過的，這樣做的好處，一是可以增加摩擦力，二是防止刮傷工件；當(dāng)然除了包膠也可以直接用不銹鋼的滾筒，或者是在滾筒的表面鍍鋅等等。2、滾筒固定好后，就該到傳動部分了一般滾筒都是雙排鏈輪，通過右側(cè)的方式互相連接起來。但是通常鏈條在連接的時候都比較松，這就導(dǎo)致有時候前面的滾筒動了，但是最后的滾筒要好一會才能動起來，這個時候就可以在每段鏈條下面加一個調(diào)緊塊，見下圖：然后，將電機和滾筒連接到一起：左側(cè)的方式是電機不在滾筒線兩端，可以看到需要將電機的鏈輪和滾筒線上的兩個鏈輪進行連接；右側(cè)的是將電機放置在滾筒線的兩端，只需要將電機鏈輪和端部的滾筒鏈輪進行連接。（注：記得電機要做成可調(diào)節(jié)的，用來張緊鏈條）二、順序擋停機構(gòu)說一下這個機構(gòu)的工作順序：1、初始狀態(tài)下，氣缸為縮回狀態(tài)，阻擋桿-1位于滾筒上面，工件從左側(cè)進入順序擋停機構(gòu)，然后到達阻擋桿-1處停止；2、這時第二個工件也進入機構(gòu)，停在第一個工件后面；3、氣缸伸出，阻擋桿-1降下，因為杠桿機構(gòu)，使得阻擋桿-2/阻擋桿-3同時升起，擋住第二個工件，第一個工件則跟隨滾筒線向前運動；4、等第一個工件輸送走后，氣缸縮回，第二個工件跟隨滾筒到達阻擋桿-1處；5、循環(huán)以上過程。順便提一下：大家可以看到上圖中，左側(cè)有兩對阻擋桿（即阻擋桿-2和阻擋桿-3），它們之間通過連接桿實現(xiàn)同時上、下。而之所以用兩對阻擋桿，是為了適應(yīng)不同大小的工件，當(dāng)輸送大工件時，將阻擋桿-2取掉，使用阻擋桿-3；當(dāng)輸送小工件時，將阻擋桿-3取掉，使用阻擋桿-2。三、頂升機構(gòu)頂升機構(gòu)比較簡單，大家看一下上面的圖片基本就都明白了，所以關(guān)于這個機構(gòu)就不啰嗦了。2F鏈板式輸送線先來看一下百度百科對鏈板式輸送線的定義：鏈板輸送機，又叫鏈板傳送機，鏈板線。是一種利用循環(huán)往復(fù)的鏈條作為牽引動力，以金屬板作為輸送承載體的一種輸送機械設(shè)備。國內(nèi)市場上有兩種鏈板輸送機，一種是用鏈條，支軸和金屬板組成的輸送鏈板做成的輸送機；一種是用帶彎板的鏈條和金屬板組成的金屬板輸送帶做成的鏈板輸送機。從上面的定義中，我們可以看到鏈板式輸送線分為兩種，一種是用鏈條，支軸和金屬板組成的；另一種是用帶彎板的鏈條和金屬板組成的。說白了，這兩種輸送線不同的是鏈條固定金屬板的方式，但他們使用的鏈條都是大節(jié)距滾子鏈，下面我們就分別來說一下這兩種鏈板式輸送線。一、用鏈條，支軸和金屬板組成的輸送線

首先來看一下上面所說的用鏈條，支軸和金屬板組成的輸送線是什么樣的：從上圖可以看到，兩側(cè)的大節(jié)距滾子鏈，通過支軸穿過金屬板連接在一起（注：這一部分可以直接從供應(yīng)商處進行采購，只需要告訴他們相關(guān)的參數(shù)就可以了），然后再通過鏈輪驅(qū)動，就形成了一個完整輸送線，見下圖：這里再說幾點需要注意的地方：1、鏈條從動側(cè)要做張緊機構(gòu)，如下圖：通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)桿，使帶座軸承沿著滑動座前進，從而達到張緊鏈條的作用。（圖中的帶座軸承是標(biāo)準(zhǔn)品，可以直接買到）2、鏈條下面要做支撐這種輸送線的金屬板以及鏈條都比較重，所以就需要在鏈條的下面做支撐導(dǎo)軌：以上就是第一種鏈板式輸送線的介紹，順便提一下，其實網(wǎng)鏈型的輸送線和這個原理是一樣的，不同的是：一個是金屬板，一個是網(wǎng)鏈：二、用帶彎板的鏈條和金屬板組成的輸送線上圖是這個輸送線的整體軸側(cè)圖。其實在前面也說過了，這種鏈板式輸送線和上面說到的那種，區(qū)別只在于鏈條固定金屬板的方式，所以接下來就主要介紹一下鏈條和金屬板的連接方式：可以看到，這種輸送線的兩側(cè)采用的是大節(jié)距彎板鏈（標(biāo)準(zhǔn)件），然后金屬板固定在兩側(cè)的鏈條彎板上。有的小伙伴可能注意到金屬板之間有很大間隙，其實只要把金屬板排列到一起，不就沒有間隙了，比如下面這樣：對于這種鏈板式輸送線，我們還可以做一個延伸運用：在金屬板上加產(chǎn)品對應(yīng)的工裝，就可以當(dāng)做上料倉或者中轉(zhuǎn)料道了：3F皮帶輸送線/同步帶輸送線一、皮帶輸送線皮帶輸送線比較簡單，所以關(guān)于它的原理，我就不細說了，大家可以看到這個輸送線中有一個張緊/驅(qū)動機構(gòu)，它的作用是用來將皮帶張緊并提供動力，但除了以上功能，它還有一個作用是用來糾偏的，因為皮帶線雖然機構(gòu)簡單，但有一個致命缺點就是容易跑偏，所以一般對于皮帶輸送線，都要設(shè)置這樣的滾筒托輥組，一是為了張緊，二就是通過調(diào)節(jié)滾筒，讓皮帶線不發(fā)生跑偏。（注：大家可以看到皮帶線的兩端也是各有一個小范圍調(diào)節(jié)機構(gòu)的，它們的作用也是為了糾偏）還有一點就是，因為皮帶本身是軟的，沒有辦法承重，所以也需要做承托，而如果輸送線比較長，最好在下面也可以布置底部托輥，用來托住下面的皮帶線，具體見下圖：二、同步帶輸送線看這名字就知道，同步帶輸送線是利用同步帶輪機構(gòu)實現(xiàn)的輸送作用。而關(guān)于這種輸送線，它的張緊方式，一種是直接調(diào)節(jié)兩端的同步輪：另一種是當(dāng)兩端同步輪需要固定，且無法安裝電機時，可以將電機以及張緊機構(gòu)挪到下面，比如下面這樣：4F平頂鏈輸送線將上圖中的輸送線從下到上，分為了三個主體機構(gòu)：支腿部分、輸送線主體和導(dǎo)向機構(gòu)，然后依次來分析一下。一、支腿部分兩側(cè)支腿和中間的支腿連接架都是由槽鋼制作，中間連接架兩端固定在支腿上，起到增加穩(wěn)固性的作用。然后兩側(cè)支腿再通過連接鈑金固定在輸送線主體上。二、輸送線主體1、先來說一下鏈板鏈板屬于標(biāo)準(zhǔn)件，而上圖中的鏈板是單鉸的，當(dāng)鏈板超過一定的寬度，就會是雙鉸的，就是下面這種：鏈板根據(jù)材質(zhì)的不同，分為不銹鋼和POM的，不銹鋼強度高，但有的產(chǎn)品會怕磨損，所以這時候就需要用到POM材質(zhì)的鏈板。2、主動側(cè)和從動側(cè)①主動側(cè)的鏈輪類似齒輪，鏈輪上的槽是用來卡住鏈板上鉸鏈的；②從動側(cè)鏈輪的兩邊臺階可以卡住鉸鏈兩側(cè)，用于限位；③從動側(cè)的調(diào)節(jié)螺桿，用于張緊鏈板。3、鏈板導(dǎo)軌鏈板導(dǎo)軌為標(biāo)準(zhǔn)件，它的作用是承托鏈板；連接柱用來將左右兩側(cè)的輸送線主體連接在一起，起到加固的作用。三、導(dǎo)向機構(gòu)除了上面圓棒型的導(dǎo)向機構(gòu)，還有一種：兩種導(dǎo)向方式，可以根據(jù)自己的使用工況來進行選擇。OK了，以上就是這篇文章要分析的四種輸送線。說在前面的話：這兩個多月的時間，文章寫了十幾篇了，速度說實話確實有點慢，也經(jīng)常有小伙伴在后臺催我，但是我現(xiàn)在本身也在上班，有時候就抽晚上的時間碼字，所以在這里也尋求一下大家的理解，哈哈哈。后面我會在平時去關(guān)注一下網(wǎng)絡(luò)上有沒有比較好的文章，然后轉(zhuǎn)載過來，但是還是會保持每周更新一篇原創(chuàng)的習(xí)慣，只是中間會穿插一下轉(zhuǎn)載的文章。模型放在最后了OK，下面進入主題。這篇文章分析三種設(shè)備或機構(gòu)，先來看一下有哪些：1、步進式料道；2、翻板機構(gòu)-1；3、翻板機構(gòu)-2。步進式料道先看一下這個設(shè)備的軸測圖：

這種料道一般是用來對長圓棒料進行上料的，上圖中箭頭方向為工件的輸送方向，然后來看一下這個料倉的工作步驟：→工件擺放在兩側(cè)的支撐板上→電機驅(qū)動送料板，將工件移動到支撐板上的下一格→直到工件被輸送至取料位置，等待抓取。一、看一下送料板是怎么移動工件的

再來看一下動力的傳遞：

通過上面的兩張圖，我們來理一下送料板移動工件的原理：1、電機通過鏈條驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸承座；2、旋轉(zhuǎn)軸承座上的軸帶動搬運框架和送料板，實現(xiàn)搬運動作，見下面動圖：

?3、送料板旋轉(zhuǎn)過程中，將支撐板上的工件頂起來一起旋轉(zhuǎn)，送到支撐板上的下一個槽上，然后送料板繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進行下一次的搬運；4、循環(huán)以上動作，就實現(xiàn)了工件的步進式送料。二、支撐板的調(diào)節(jié)機構(gòu)料道為了適應(yīng)不同長度工件的搬運，為兩側(cè)的支撐板做了可以對中調(diào)節(jié)間距的機構(gòu)：

1、調(diào)節(jié)原理調(diào)節(jié)絲桿的左右兩側(cè)分別是左旋和右旋，在轉(zhuǎn)動手輪的時候，就可以讓兩側(cè)支撐板沿著導(dǎo)軌實現(xiàn)對中移動，達到調(diào)節(jié)間距的目的。（原圖紙中絲桿兩端沒有固定座和支撐座，是不合理的，所以這里我添加了固定座和支撐座的示意圖）

2、關(guān)于梯形絲桿這個機構(gòu)中的調(diào)節(jié)用的是梯形絲桿，一是成本相對滾珠絲桿要低；二是一般梯形絲桿的螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，具有一定的自鎖作用，可以防止在運行中支撐板發(fā)生移動。接下來咱們就來分析一下自鎖的原理。1）首先來看一下什么是螺紋升角和當(dāng)量摩擦角①螺紋升角，也叫“導(dǎo)程角”，是螺紋的中徑展開的圓周線與螺旋線的夾角；然后要再說一下什么是導(dǎo)程：螺旋線繞圓柱體轉(zhuǎn)一圈，沿圓柱體軸線方向移動的距離，聽起來有點玄，哈哈哈，看下圖就明白了。將螺紋旋線沿著螺柱的一周展開，如下圖：

根據(jù)以上的定義：θ：螺紋升角；

S：導(dǎo)程；

Π*D：螺紋中徑的周長（Π是圓周率）所以tanθ=S/Π*D，θ=arctan（S/Π*D）②當(dāng)量摩擦角定義：當(dāng)構(gòu)成移動副的兩構(gòu)件的接觸面不是平面時，為了計算方便，引入了當(dāng)量摩擦系數(shù)fv和當(dāng)量摩擦角α。

因為絲桿螺母和絲桿的接觸并不是一個簡單的平面，因此這里也引入當(dāng)量摩擦系數(shù)fv來進行相關(guān)的計算。而當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=f/cosβ（f是螺旋副的材料摩擦系數(shù)）；β又是什么呢？看下圖：

梯形絲桿的牙形角一般都是30°，所以β=15°然后需要知道的是當(dāng)量摩擦角的正切值等于當(dāng)量摩擦系數(shù)，即tanα=fv，所以當(dāng)量摩擦角α=arctanfv2）然后來推導(dǎo)一下為什么螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角時，就會有自鎖功能當(dāng)有力F作用在絲桿螺母上時，螺紋的受力情況如下：

將F分解成F1和F2，F(xiàn)1是作用到螺紋上的壓力；F2是使螺紋發(fā)生轉(zhuǎn)動的力。螺母和絲桿的摩擦力F0=F1*fv=F*cosθ*fv；F2=F*sinθ要達到自鎖效果，就需要摩擦力F0＞F2，即：F2/F0＜1，從而推導(dǎo)出：→（F*sinθ）/（F*cosθ*fv）＜1；→sinθ/（cosθ*fv）＜1；→tanθ＜fv→tanθ＜tanα從以上推導(dǎo)可以得出：當(dāng)螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角時，絲桿具有自鎖功能。翻板機構(gòu)-1我們先來看一下這個翻板機構(gòu)的原理視頻：

（如需觀看視頻，請移步公眾號）

通過以上視頻，想必大家對整個機構(gòu)有了大概的了解，接下來，我們就來分析一下這次要說的設(shè)備：

這個設(shè)備的工作步驟如下：1、板材從左側(cè)進入輸送線，到達翻板機構(gòu)后停??；2、翻板機構(gòu)像上面視頻中的動作一樣，將板材翻面，并放到右側(cè)的輸送線上；3、最后由輸送線輸送到下一工序。然后將這個設(shè)備分成兩個部分來說：1、輸送線；2、翻板機構(gòu)關(guān)于輸送線，其實就是一個簡單的皮帶線或同步帶輪輸送線，而這兩種輸送線在前面的文章中已經(jīng)分析過了，所以這里就不細說了，主要來看一下翻板機構(gòu)。

翻板動作如下：1、初始狀態(tài)下，翻料板-1和翻料板-2處于水平狀態(tài)；2、當(dāng)板材到達翻料板-1上面時停止，這時驅(qū)動電機驅(qū)動連桿軸，連桿軸帶動連桿，連桿又帶動翻料板-1和翻料板-2分別繞著軸-1和軸-2進行旋轉(zhuǎn)；3、翻料板-1帶動板材升起，在兩個翻料板升到最高處時，板材在重力作用下被翻到翻料板-2上，隨后，板材跟著翻料板-2落在輸送線上；4、循環(huán)以上過程。上圖中的翻板設(shè)備共由4個翻轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，只不過它們是同時動作的，而4個翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和原理也都是一樣的，所以咱們就來看一下其中一個的詳細圖：

前面沒有說到連桿是怎么帶動翻料板的，所以下面就來分析一下這部分具體是怎么動作的：1、驅(qū)動電機帶動連桿軸和旋轉(zhuǎn)連桿順時針旋轉(zhuǎn)；2、這時，旋轉(zhuǎn)連桿推動連桿-1，同時拉動連桿-2；3、從而使翻料板-1繞著軸-1逆時針旋轉(zhuǎn)；翻料板-2繞著軸-2順時針旋轉(zhuǎn)；4、以上動作使兩個推料板分開，同理，當(dāng)驅(qū)動電機逆時針旋轉(zhuǎn)時，兩個推料板合上。注：由于在這個設(shè)備中，4個翻板機構(gòu)中間有連桿軸連接，因此不能像上面的視頻中一樣，旋轉(zhuǎn)連桿可以連續(xù)轉(zhuǎn)動。（因為連桿-1/連桿-2會和連桿軸干涉）翻板機構(gòu)-2

還是先來說一下這個設(shè)備的工作步驟：1、板材從左側(cè)進入滾筒線，進入翻板機構(gòu)中后停止；2、這時，翻板機構(gòu)夾住板材，然后移動（從上圖可以看到，翻板機構(gòu)可以左右移動），同時繞著翻轉(zhuǎn)軸進行轉(zhuǎn)動；3、轉(zhuǎn)動180°，板材被翻面并放在滾筒線上，然后被輸送走。依據(jù)以上的動作，將設(shè)備分成兩個部分：1、滾筒線；2、翻板機構(gòu)關(guān)于滾筒線，和上面說到的皮帶線/同步帶輸送線