1 运行阻力
由于物品沿滚筒运动的总阻力系由三部分组成,无动力滚筒输送机水平或倾斜布置时的物品运行阻力,一般可参照图5分别按以下公式计算。
图5 运行阻力计算简图
(1)滚筒轴颈处的摩擦阻力
在实际应用当中,cos b/cos Rm≈1,则公式可简化为:
式中:G一单件物品的质量(kg);
q一单个滚筒旋转部分质量(kg);
z一与单件物品同时接触的滚筒数;
d一滚筒轴直径(cm);
D一滚筒外径(cm);
u一滚筒轴摩擦系数,滚动轴承μ=0.05~0.1,滑动轴承μ=0.2~0.3;
g一重力加速度(m/s) ;
P m一物品与滚筒的摩擦角;
B一输送机倾角。
(2)物品沿滚筒滚动阻力
式中:k一物品与滚筒间滚动摩擦系数,对于一般的钢制滚筒可按表2选取。
表2 物品与滚筒间滚动摩擦系数
物品材料 | k |
钢 | 0.7~0.9 |
木材 | 1.5~2. |
式中:fm一物品沿滚筒的滑动摩擦系数。其余符号意义同前。所以,单件物品沿滚筒运动的总阻力(N)为:
对有轮缘的滚筒输送机,按下式计算:
式中:c一轮缘附加阻力系数,c=1.2~1.5。
在物品开始移动时,因静摩擦力的作用,其运行阻力要大于上述计算值。静摩擦系数一般约为动摩擦系数的1.5~1.7倍。当物品输入间隔时间较长,且运行速度大于0.5m/s时,还须考虑运行中的惯性阻力。
2 滚筒输送机倾角的确定
当滚筒输送机布置成具有一定向下倾斜度线路是,被输送的物品在输送方向的动力来自物品的重力分力G g sinβ,其中β为输送机倾角,如图6所示。该力用来克服运动总阻力和物品加速运行阻力。为了保证物品运动,必须使物品的加速度大于零,即
图6 倾角推荐值
在实际应用中,输送机的倾角很小,可认为cosβ≈1和sinβ≈tanβ,则保证滚筒输送机稳定输送物品的倾角用下式确定:
式中符号意义同前。通常情况下,无动力滚筒输送机的下倾角多取tanβ=0.02~0.04,表3列出输送常用物品时,取表中数值的1.25~1.5倍。滚筒输送机倾角的数值可供参考。
表3输送若干物品时的输送机
物品名称 | 物品质量(kg) | 输送机倾斜角β |
木箱 | 9~22 | 2°8′ |
木箱 | 23~65 | 2° |
木箱 | 68~11O | 1°43′ |
纸板 | 1.4~3.0 | 4° |
纸板 | 3.5~7.0 | 3°26′ |
纸板 | 8.O~23.O | 2°52′ |
结构木 | 一 | 2°18′ |
纸辊 | 一 | 1°09′ |
钢板 | 一 | 0°55′ |
铸件 | 一 | 0°52′ |
式中:v k一物品通过L距离时的速度(m/s);
v o一物品进入输送机时的速度(m/s);
L一输送距离(m)。
对于无动力滚筒输送机来讲,输送速度一般不应超过0.5m/s,如果输送距离较长,输送速度过大时,应在输送线路上增加阻尼限速装置,最简单的方法是在两段倾斜输送之间增加一段水平输送,以保证输送平稳。
4 物品与滚筒的摩擦力
为了保证物品沿滚筒输送机运动,物品与滚筒的摩擦力应能克服滚筒的转动阻。即:
式中符号意义同前。由公式(21)可以看出,要使物品能够沿滚筒移动,必须尽量减小滚筒的质量、滚筒轴直径和轴颈处的摩擦系数,并尽可能加大辊筒的直径。
5 滚筒的载荷计算
在进行滚筒输送机零件强度计算式,滚筒的计算载荷按下列值确定:
单列滚筒输送机取(0.5~0.7)G g
双列滚筒输送机取(0.4~0.6)G g
式中:G一单件物品的质量(kg)。
其余符号同前。
滚筒重力输送的速度一般不宜超过0.5m/s,当输送距离过长、速度超限时,应在线路中增设阻尼装置,以保证输送平稳。