关键字：辊道 链轮 电气控制
一、电控上料装置概述
电控上料装置属于辊道输送机类。辊筒输送机适用于各类箱、包、托盘等件货的输送，能够输送单件重量很大的物料，或承受较大的冲击载荷，具有输送量大，速度快的特点。输送装置结构主要由传动辊道、机架、驱动装置等部分组成。上料装置为有动力水平式辊道输送机，用电机用为驱动，所有辊道均在同一水平线上。同时上料装置还设计定位装置，保证钢板剪切时的定位精度。
二、设计要求
1、电控上料装置主要适用于钢板的输送与定尺剪切下料，配合剪板机使用，钢板输送平稳、顺畅；
2、结构简单，可靠性高，使用维护方便。
3、能够输送单件重量很大的钢板，承受较大的冲击载荷。
4、电控上料装置的结构形式为：电机驱动动力辊道，布置形式为水平直线。
三、机械传动设计
1、输送辊道设计
输送辊道主要由滚筒和传动轴组成，输送辊道起到承载钢板重量，并驱动钢板运动的作用。由于钢板表面平整，宽度通常在1-2m之间变化，在输送段内是直线输送，因此滚道设计为圆柱滚子。滚道的材料选用无缝钢管，无缝钢管具有强度高、耐磨性好、抗冲击性能强、成本低的优点 。辊筒的宽度则根据输送钢板的宽度确定，辊筒的宽度为大于钢板的宽度，当钢板出现偏移时也能很好的在辊子上面传递。钢板的宽度通常在2mm以内，则辊子的宽度设计为2.2m。 为了使辊道具有较高的强度和抗冲击性能，输送辊道选用直径160mm、壁厚10mm的无缝钢管制作，钢管的长度即为输送辊道的有效宽度。钢管的两端焊接传动轴，传动轴上安装带座轴承，轴承与机架固定。
2、机架设计
根据辊道的长度、直径、间距以及输送长度设计机架。在生产中需要在电控上料装置上输送的钢板长度一般在1.5m以上。为了保证钢板在运输过程中至少同时与三根辊子接触，于是辊子间距离设计为0.6m。电控上料装置是与剪板机配套使用，辊子的高度应与剪板机工作平台的高度一致，方便钢板输送。剪板机工作平台距离地面的高度为0.9m，因此辊子顶点距离地面的高度也设计为0.9m。装置的输送距离是6m，为了提高传动效率，输送辊道采用分段式设计，共分为2段，每段辊道的长度为3m。两段输送辊道即可以组合使用，也可以单独使用。电机减速器安装在两段辊道之间。
3、传动链设计
链传动是属于具有中间绕性的啮合传动，它兼具齿轮传动和带传动一些特点。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度较低；链轮受力情况较好，承载力大，具有一定的缓冲和减震性能；中心距大，结构轻盈。与带传动相比，传动比准确，传动效率高；链条对轴的拉力小，同样的结构更紧凑。此外链条的磨损比带少，能在恶劣的环境下工作。
(1)链条选择
链条的种类较多、形式各异，根据载荷情况选择适用的链条。输送的钢板重量通常为1T，选用中等强度的链条即可。查机械设计手册，16A单排链条满足要求，其节距为25.4mm，滚子外径15.88mm,内链节内宽15.712mm。
(2)链轮设计
设计链轮的传动比为1:1，则减速器上安装的链轮与辊道上安装的链轮齿数相等，选用齿数为21的双排链轮，其设计尺寸如下：
齿顶圆直径：da=d+1.25p-dr=170.4+1.25*25.4-15.88=186.3
链条滚子直径dr=15.88
齿根圆直径：df=d-dr=170.4-15.88=154.5
齿宽：bf=0.95b1=0.95*15.75=14.96
链轮材料选择45#钢经调质处理，齿面淬火回火，齿面硬度45-50HRC
链轮设计结构为双排链轮，输送辊道上的所有链轮通过链条前后相连，运用这种方式实现动力在各辊道间的传输，同时也保证了辊道转速一致。
4、驱动装置的设计
电控上料装置属于恒转矩负载，需经常带负载起动。为了保证必要的起动力矩，应选用功率略大些的电机。
(1)电机的选择
由于负载的重量主要是由辊道承担，电机为辊道的转动提供动力，选择型号为Y100L1—4的卧式电机，额定功率2.2KW，额定电流5A，转速1430rad/min。
(2)减速器的选择
电控上料装置具有传动比大、?过载能力强、耐冲击，惯性力矩小的运行特性，摆线针轮减速机则适用于电控上料装置的运行特点。摆线针轮减速器还具有结构紧凑，体积小，重量轻的优点。装置选择的减速器型号为BWED13—23—2.2，速比23，输入功率2.2KW。
四、电气控制设计
1、变频调速
输送辊道要求的传输速度为1-12m/min，速度为无级变速。电路中增加变频器起到调速的目的。变频器的选择则根据电机的功率确定，所选用电机的功率为2.2KW，则变频器的功率不得小于2.2KW，同时考虑一定的安全容量，我们选择的变频器型号为变频器型号FR-E740-3.7-CHT，变频器的容量为3.7Kw，设置变频器为恒转矩输出，即在任何转速下转矩基本恒定，这也是输送辊道的工作特性。
2、控制电路设计
(1)电气控制系统采用变频器驱动三相异步电动机。变频器的接线方式如图5。
图1 电气原理图
五、电控上料装置的安装
电控上料装置的安装在现场进行，辊子和驱动装置应预先检查。各辊子中心的直线度误差控制在1mm/3m范围内。各辊道的顶部应该位于同一平面内，所有辊子顶部高度大于机架高度。辊道轴线与机架中心线垂直度公差控制辊子轴线长度的1/500以内。辊道外表面应该光滑，无凹痕、裂纹等缺陷。辊子装置配好后用手指拨动应该转动灵活，无卡阻现象。驱动装置应该转动灵活，无卡阻及声音异常。链传动部分设计防护罩，降低安全隐患。
六、结论
电控上料装置安装完成后，有效的解决时间依赖天车吊运剪切的问题。天车可以到其他工序吊运，满足其他工序的生产需求。由于输送辊道驱动钢板运行，不需要人力搬运钢板，降低了劳动强度。操作人员只需按动按钮即可，非常简单方便。电控上料装置有较高的定位精度，有利于提高钢板的剪切精度，减少质量损失；此外，电控上料装置经济实用，结构简单，可靠性高，使用维护方便，多段之间易于衔接。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册(第5卷).北京:化学工业出版社.1999
[2]机械工程手册.电机工程手册编辑委员会.机械工业出版社.1982
[3]秦曾煌.电工学(第五版)高等教育出版社
论文作者:魏正刚 龙东旭 张正军 甘愿
论文发表刊物:《科学与技术》2019年13期
论文发表时间:2019/12/5
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