移載器鏈式輸送機

上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計開題報告學 院機械工程學院專 業(yè)機械工程及自動化班級學號011109234學 生孫宇指導教師哈蘭濤 題 目包裹分揀系統(tǒng)的移載器輸送裝置設計 包裹分揀系統(tǒng)的移載器輸送裝置設計孫宇 0111092341 綜述1.1本課題的意義和目的近二十年來，隨著經(jīng)濟和生產(chǎn)的發(fā)展，商品趨于“短小輕薄”，流通趨于小批量，多品種和及時制，各類配送和貨運中心貨物的分揀任務十分艱巨，分揀系統(tǒng)成為一項重要的物流設施，分揀技術(shù)也成為物流技術(shù)中的一個重要的分支。自動分揀機首先在郵政部門開始應用，大量的信件和郵包要在極短的時間內(nèi)正確分揀處理，非憑借高度自動化的分揀設施不可。此后，運輸企業(yè)、配送中心、通訊、出版部門以及各類工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)亦相繼應用。分揀系統(tǒng)的特點：（1）能連續(xù)、大批量的分揀貨物。由于采用流水線自動作業(yè)方式，自動分揀系統(tǒng)不受氣候、時間、人的體力等的限制，可以連續(xù)運行，同時由于自動分揀系統(tǒng)單位時間分揀件數(shù) 多，因此自動分揀系統(tǒng)的分揀能力是人工分揀系統(tǒng)無法比擬的。例如，目前世界上一般的自動分揀系統(tǒng)可以連續(xù)運行100個小時 以上，每小時可分揀7000件包裝商品，如用人工則每小時只能 分揀150件左右，同時分揀人員也不能在這種勞動強度下連續(xù)工 作8小時。（2）分揀誤差率極低。自動分揀系統(tǒng)的分揀誤差率大小主要 取決于所輸入分揀信息的準確性大小，這又取決于分揀信息的輸 入機制，如果采用人工鍵盤或語音識別方式輸入，則誤差率在 3以上，如采用條形碼掃描輸入，除非條形碼的印制本身有差 錯，否則不會出錯。因此，目前自動分解系統(tǒng)主要采取條形碼技 術(shù)來識別貨物。（3）分揀作業(yè)基本實行無人化。建立自動分揀系統(tǒng)的目 的之一就是為了減少人員的使用，減輕人員的勞動強度，提高人 員的使用效率，因此自動分揀系統(tǒng)能最大限度的減少人員的使 用，基本做到無人化。分揀作業(yè)本身并不需要使用人員，人員使 用僅局限于以下工作：送貨車輛抵達自動分揀線的進貨端時，由 人工接貨；由人工控制分揀系統(tǒng)的運行；分揀線末端由人工將分 揀出來的貨物進行集載、裝車； 自動分揀系統(tǒng)經(jīng)營、管理與維 護。例如一個配送中心面積為十萬平方米左右，每天可分揀近 40萬件商品，僅使用400名左右員工。1.2包裹分揀系統(tǒng)的發(fā)展情況1.2.1國外的發(fā)展美國和歐洲在上世紀六十年代開始應用，而日本則在上世紀七十年代初才引進自動分揀機，但近20多年來由于其本國經(jīng)濟的特殊需要，發(fā)展迅速，后來居上，1987年擁有自動分揀機1000臺，號稱世界第一。國外自動分揀系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的特點是：應用部門不斷擴大，分揀技術(shù)不斷改進提高，分揀規(guī)模和分揀能力不斷發(fā)展。例如瑞典某通訊中心的自動分揀機有520個分揀道口；日本佐川宅急便某流通中心分揀機的分揀能力達3萬件/h；單機的最大分揀能力也達1.6萬件/h。包裹分揀系統(tǒng)之所以能在工業(yè)發(fā)達國家迅速發(fā)展，有其特殊的經(jīng)濟背景和外界條件。首先，在國外隨著商品經(jīng)濟高度發(fā)達、人們消費水平的提高，商品種類繁多、流通數(shù)量龐大。企業(yè)為應付激烈的競爭，提高服務質(zhì)量，均積極開展門對門小件運輸業(yè)務，各類流通中心、配送中心和運輸集散中心的貨物分揀量急劇增加。要迅速及時地送貨上門，在客觀上需要高效率的分揀系統(tǒng)。其次，國外勞動力工資相對較高，分揀工作要花費大量的勞務費用，為追求更大的經(jīng)濟效益，有必要尋求節(jié)省人力的自動化設施。再次，計算機信息系統(tǒng)在物流企業(yè)普遍應用，各類裝卸、搬運、儲存等配套設施的齊配以及作業(yè)環(huán)境的完善，使自動分揀系統(tǒng)具備正常運行的條件。1.2.2 國內(nèi)的發(fā)展包裹分揀系統(tǒng)是我國郵政部門使用最早的內(nèi)部處理設備, 從開始投入使用到現(xiàn)在, 已經(jīng)有30多年的歷史了。30多年來, 經(jīng)過不斷的更新?lián)Q代, 包裹分揀機已經(jīng)基本形成系列, 目前大量地裝備到各級郵區(qū)中心局。包裹分揀機的使用, 改變了包裹分揀的傳統(tǒng)手工作業(yè)方式,減輕了笨重的體力勞動。80 年代以前, 包裹分揀機的控制系統(tǒng)以分立元件、小規(guī)模集成電路為主, 只能實現(xiàn)由人工將包裹放上托盤到格口翻車的簡單分揀功能。后來發(fā)展到應用單板機、單片機作為控制主機, 大大提高了控制系統(tǒng)的性能。但由于大部分I/ O 接口及驅(qū)動電路為廠家自制, 在性能、質(zhì)量、可靠性等方面都存在著一些問題, 而且這類設備在現(xiàn)場使用時的抗干擾能力也較差。進入90 年代, 各廠家以工業(yè)控制機、可編程控制器作為控制主機, 使包裹分揀機控制系統(tǒng)的功能、質(zhì)量、可靠性達到了一個新水平。目前各個廠家基本都是用可編程控制器作為控制主機, 它可直接驅(qū)動翻車電磁鐵、電磁離合器等執(zhí)行元件, 不需廠家自制驅(qū)動電路, 大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和易維護性。同時,由于主機通常都備有標準的上位機接口, 從而給上位管理、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場監(jiān)視等提供了良好的硬件環(huán)境。包裹分揀系統(tǒng)今后的發(fā)展方向是: 能夠分揀超大、超重的包裹, 分揀效率高。分揀的包裹最大邊長應為700 毫米、重量為25 千克, 包裹分揀機的理論分揀效率應在7200 件/ 小時以上,使包裹分揀機的處理速度系列化。高速分揀機除可應用在包裹量大的局外, 還可用作掛號印刷品的分揀設備。被分揀的郵件地址碼的輸入應具有多種形式: 人工鍵入、條形碼人工掃描、條形碼全自動掃描。同時, 分揀設備的易維護性應得到高度重視, 要減少維護量, 使維護變得更簡單分揀機控制系統(tǒng)應具有聯(lián)網(wǎng)功能,具有與局域網(wǎng)及郵政綜合網(wǎng)交換數(shù)據(jù)的能力?？刂葡到y(tǒng)應使分揀機具有全自動供件、郵件分揀過程監(jiān)督、故障判斷及告警、郵件路向自動判別、自動打印清單、路單及各種業(yè)務數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。在包單合一或取消包裹詳情單后, 做到直接入袋, 實現(xiàn)真正意義上的自動化分揀。1.3 本課題目前的研究進展1.3.1 目前典型的包裹分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包裹分揀系統(tǒng)一般由輸送機械部分、電器自動控制部分和計算機信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)組合而成。它可以根據(jù)用戶的要求、場地情況，對條煙、整箱煙、藥品、貨物、物料等，按用戶、地名、品名進行自動分揀、裝箱、封箱的連續(xù)作業(yè)。機械輸送設備根據(jù)輸送物品的形態(tài)、體積、重量而設計定制。分揀輸送機是工廠自動化立體倉庫及物流配送中心對物流進行分類、整理的關(guān)鍵設備之一，通過應用分揀系統(tǒng)可實現(xiàn)物流中心準確、快捷的工作。因此，在快遞行業(yè)他被譽為“智能機器手”。下面簡單的向大家介紹一下分揀機的主要類型。（1）交叉帶分揀機交叉帶分揀機有很多種型式，通常比較普遍的為一車雙帶式，即一個小車上面有兩段垂直的皮帶，既可以每段皮帶上搬送一個包裹也可以兩段皮帶合起來搬送一個包裹。在兩段皮帶合起來搬送一個包裹的情況下，可以通過在分揀機兩段皮帶方向的預動作，使包裹的方向與分揀方向相一直以減少格口的間距要求。交叉帶分揀機的優(yōu)點就是噪音低、可分揀貨物的范圍廣，通過雙邊供包及格口優(yōu)化可以實現(xiàn)單臺最大能力約2萬件每小時。但缺點也是比較明顯的，即造價比較昂貴、維護費用高。目前在這方面的主要的供應商有：FKI、范德蘭德、Cinetic、德國伯曼機械、英特諾等。國內(nèi)的有普天及上海郵通。圖1.1 交叉帶式托盤分揀機（2）翻盤式分揀機翻盤式分揀機是通過托盤傾翻的方式將包裹分揀出去的，該分揀機在快遞行業(yè)也有應用，但更加多的是應用在機場行李分揀領(lǐng)域。最大能力可以達到1萬2千件每小時。標準翻盤式分揀機由木托盤、傾翻裝置、底部框架組成，傾翻分為機械傾翻及電動傾翻兩種。供應商有FKI、范德蘭德、德國伯曼機械等。圖1.2 翻盤式分揀機（3）滑塊式分揀機滑塊式分揀機如圖所示，它也是一種特殊形式的條板輸送機。輸送機的表面用金屬條板或管子構(gòu)成，如竹席狀，而在每個條板或管子上有一枚用硬質(zhì)材料制成的導向滑塊，能沿條板作橫向滑動。平時滑塊停止在輸送機的側(cè)邊，滑塊的下部有銷子與條板下導向桿聯(lián)結(jié)，通過計算機控制，當被分揀的貨物到達指定道口時，控制器使導向滑塊有序地自動向輸送機的對面一側(cè)滑動，把貨物推人分揀道口，從而商品就被引出主輸送機。這種方式是將商品側(cè)向逐漸推出，并不沖擊商品，故商品不容易損傷，它對分揀商品的形狀和大小適用范圍較廣，是目前國外一種最新型的高速分揀機。滑塊式分揀機也是在快遞行業(yè)應用非常多的一種分揀機?；瑝K式分揀機是一種非?？煽康姆謷C，故障率非常低，在大的配送中心，比如UPS的路易斯維爾，就使用了大量的滑塊式分揀機來完成預分揀及最終分揀?；瑝K式分揀機可以多臺交叉重疊起來使用，以滿足單一滑塊式分揀機無法達到能力要求的目的。圖1.3 滑塊式分揀機（4）擋板式分揀機 擋板式分揀機是利用一個擋板(擋桿)擋住在輸送機上向前移動的商品，將商品引導到一側(cè)的滑道排出。擋板的另一種形式是擋板一端作為支點，可作旋轉(zhuǎn)。擋板動作時，像一堵墻似地擋住商品向前移動，利用輸送機對商品的摩擦力推動，使商品沿著擋板表面移動，從主輸送機上排出至滑道。 圖1.4 擋板式分揀機平時擋板處于主輸送機一側(cè)，可讓商品繼續(xù)前移；如擋板作橫向移動或旋轉(zhuǎn)，則商品就排向滑道。擋板一般是安裝在輸送機的兩側(cè)，和輸送機上平面不相接觸，即使在操作時也只接觸商品而不觸及輸送機的輸送表面，因此它對大多數(shù)形式的輸送機都適用。就擋板本身而言，也有不同形式，如有直線型、曲線型，也有的在擋板工作面上裝有滾筒或光滑的塑料材料，以減少摩擦阻力。（5）膠帶浮出式分揀機這種分揀結(jié)構(gòu)用于輥筒式主輸送機上，將有動力驅(qū)動的兩條或多條膠帶或單個鏈條橫向安裝在主輸送輥筒之間的下方。當分揀機結(jié)構(gòu)接受指令啟動寸，膠帶或鏈條向上提升，接觸商品底回把商品托起，并將其向主輸送饑一側(cè)移出。 圖1.5 膠帶浮出式分揀機 （6）輥筒浮出式分揀機這種分揀機構(gòu)用于輥筒式或鏈條式的主輸送機上，將一個或數(shù)十有動力的斜向輥簡安裝在主輸送機表面下方?分揀機構(gòu)啟動時，斜向輥筒向上浮起，接觸商品底部，將商品斜向移出主輸送機-這種上浮式分揀機，有一種是采用一排能向左或山右旋轉(zhuǎn)的輥筒，以氣功提升，可將商品向左或向右排出。 圖1.6 輥筒浮出式分揀機 （7）條板傾斜式分揀機這是一種特殊型的條板輸送機，商品裝載在輸送機的條板上，當商品行走到需要分揀的位置時，條板的一端自動升起，使條板傾斜，從而將商品移離主輸送機商品占用的條板數(shù)足隨不同商品的長度而定，經(jīng)占用的條板數(shù)如同一個單元，同時傾斜，因此，這種分揀機對商品的長度在一定范圍內(nèi)不受限制。 圖1.7 條板傾斜式分揀機以上就是分揀機的各種類型，根據(jù)它的分類，我們不難看出，每種分揀機都有自己的分檢對象，這也是各種分揀機的重要區(qū)別！但現(xiàn)在的自動分揀機仍停留在對小物件的分揀上，對于大宗物品仍無法帶動，因此，大物件分揀機仍是物流方面的專家的研究要點。1.3本課題的介紹1.3.1總體系統(tǒng)介紹（1）典型的包裹分揀操作流程分揀：包裹郵件的分揀主要分為機器分揀和手工分揀。機器分揀主要包括：按鍵分揀（包括按郵編或者格口碼分揀）。以包面的寄達局名為依據(jù)，鍵入相應的格口代碼或郵編，然后將包裹放至傳輸帶上，由機器自動分揀入格。掃描分揀。分揀人員使用條碼識讀器逐件掃描包狀郵件上的條碼，送入傳送帶，由機器自動分揀入格。手工分揀即分揀人員按包面上的郵件地址或郵政編碼，手工分揀入格。在郵件分揀過程中，應輕拿輕放，小心移動，禁止拋、甩郵件。封發(fā)：采集散件信息。分揀機系統(tǒng)封發(fā)滿格（袋或箱）后，使用包裹分揀封格鍵封格，自動生成封發(fā)清單和總包郵件信息，打印清單和袋牌，按批次將清單和總包郵件信息上傳郵區(qū)中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)。郵區(qū)中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)封發(fā)，包裹分揀車間應配備無線條碼識讀器。使用無線條碼識讀器逐件掃描包狀郵件條碼，滿袋（箱）后用條碼識讀器的“齊格功能”齊格，數(shù)據(jù)上傳郵區(qū)中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)，系統(tǒng)自動生成封發(fā)清單和總包郵件信息，打印清單、袋牌。嚴禁將包裹詳情單撕下后集中錄入或掃描造成包單分離的作業(yè)方式。（2）包裹分揀機的組成自動分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀 道口組成?？刂蒲b置?？刂蒲b置的作用是識別、接收和處理分揀信號， 根據(jù)分揀信號的要求指示分類裝置、輸送裝置進行相應的作業(yè)。分類裝置。分類裝置的作用是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指 令，當具有相同分揀信號的商品經(jīng)過該裝置時，該裝置動作，使其 改變輸送裝置上的運行方向進入其它輸送機或進入分揀道口。輸送裝置。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機， 其主要作用是使待分揀商品魚貫通過控制裝置、分類裝置，并沿 固定線路運送商品。分揀道口。分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機(或主 傳送帶)進入集貨區(qū)域的通道。1.4.2輸送機械的介紹（1）輸送機的發(fā)展進展國外帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀：國外帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展很快, 其主要表現(xiàn)在2個方面: 一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化, 如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機等各種機型; 另一方面是帶式輸送機本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展, 尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向, 其核心技術(shù)是開發(fā)應用了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù), 提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前, 在煤礦井下使用的帶式輸送機已達到表1 所示的主要技術(shù)指標, 其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點:設備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展, 以滿足年產(chǎn)300 500 萬t 以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。應用動態(tài)分析技術(shù)和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術(shù), 采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù),對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控, 大大地降低了輸送帶的動張力, 設備運行性能好, 運輸效率高。采用多機驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術(shù), 使輸送機單機運行長度在理論上已不受限制, 并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST 等在內(nèi)的各種先進的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國FSW 生產(chǎn)的FSW1200P(23) 400( 600) 工作面順槽帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置, 運輸能力達3 000 tPh 以上, 它的機尾與新型轉(zhuǎn)載機( 如美國久益公司生產(chǎn)的S500E) 配套, 可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。圖1.8 國外帶式輸送機的主要指標國內(nèi)帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀：我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機的品種、類型較多。在“八五”期間, 通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設備”項目的實施, 帶式輸送機的技術(shù)水平有了很大提高, 煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白, 并對帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā), 研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC 為核心的可編程電控裝置, 驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。目前, 我國煤礦井下用帶式輸送機的主要技術(shù)特征指標如表2所示。圖1.9 國內(nèi)帶式輸送機的主要技術(shù)指標（2）輸送機械的特點輸送機械能沿固定路線不停地輸送物料，其工作機構(gòu)的裝載/卸載都是在運行過程中進行的，因而輸送機的啟動，制動次數(shù)少。同時，被輸送的散料均勻分布于承載構(gòu)件上，被輸送的成件物料也同樣按一定的次序以連續(xù)方式輸送。輸送機械具有以下優(yōu)點：具有較高的生產(chǎn)率。在同樣生產(chǎn)率下，自身質(zhì)量輕，外形尺寸小，成本低，驅(qū)動功率小。傳動機構(gòu)的機械零部件負荷較低，沖擊小。結(jié)構(gòu)緊湊，制造和維修容易。輸送物料路線固定，動作單一，便于實現(xiàn)自動控制。工作過程中負載均勻，所消耗的功率幾乎不變。缺點如下：只能按固定的路線輸送物料，每種機型只適用于一定類型的物料，具一般只能輸送質(zhì)量不大的物點，通用性差。大多數(shù)輸送機械不能自取物料，因此必須配置相應的裝載/卸載機械。（3） 輸送機械的分類連續(xù)輸送機械的形式、構(gòu)造和工作原理是多種多樣的。由于生產(chǎn)發(fā)展的要求，新的機型正在不斷增加。按照他們所運貨物的種類可分為輸送件貨的和輸送散貨的；按照輸送機的傳動特點可分為又撓性牽動構(gòu)建和無撓牽動構(gòu)件的兩類；此外按照輸送機的結(jié)構(gòu)形式則可分為輥式、鏈式、輪式、膠袋式、滑板式及懸掛式多種。具體分類如下：1：帶式輸送機（1）平帶輸送機1）平帶水平輸送機2）平帶傾斜式輸送機(2)弧形帶輸送機2.鏈式輸動機1)滑動鏈式輸送機2)平板輸送機3.輥筒輸送機（1)自由輥筒輸送機1）直線式自動輥筒輸送機2)曲線式自動輥筒輸送機（2)動力輥筒輸送機1)鏈條驅(qū)動輥筒輸送機2)帶式驅(qū)動輥簡輸送機3）摩擦驅(qū)動輥簡輸送機4)馬達輥驅(qū)動輥筒輸送機5)總軸驅(qū)動輥筒輸送機2 方案論證2.1 輸送機方案的論證2.1.1 輥道式輸送機輥道式輸送機（圖2.1）利用金屬輥子或包橡膠輥子組成的線體輸送工件，分為無動力及有動力兩大類，根據(jù)用戶需要可選用直線型或90º180º弧型輥道。產(chǎn)品具有載重量大、抗撞能力強、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小等特點，動力輥道線體速度根據(jù)用戶需要可任意調(diào)節(jié)，適用于各類家用電器、柴油機、農(nóng)用車等行業(yè)的總裝或整裝，重型滾道線配套于型鋼生產(chǎn)線。 圖2.1 輥道式輸送機輥道式輸送機的實施方案機動輥道有多種實施方案，常見的有以下五種：（一）每個輥子都配備一個電動機和一個減速器，單獨驅(qū)動。一般采用星型傳動或諧波傳動減速機。由于每個輥子自成系統(tǒng)，更換維修比較方便，但費用較高。（二）每個輥子上裝兩個鏈輪（圖2.2）。首先由電機、減速機和鏈條傳動裝置驅(qū)動第一個輥子，然后再由第一個輥子通過鏈條傳動裝置驅(qū)動第二個輥子，這樣逐次傳遞，以此是想全部輥子成為驅(qū)動輥子。 圖2.2 雙鏈輪傳動（三）用一根鏈條通過張緊輪驅(qū)動所有輥子（圖2.3）。當貨物尺寸較長、輥子間距較大時，這種方案才比較容易實現(xiàn)。 圖2.3 單鏈條傳動（四）用一根縱向的通軸，通過扭成8字形的傳動帶驅(qū)動所有的輥子（圖2.4）。在通軸上，對應每個輥子的位置開著凹槽。用無極傳動帶套在通軸和輥子上，呈扭轉(zhuǎn)90º的8字形布置，即可傳遞動力，使所有輥子轉(zhuǎn)動。如果貨物較輕，對驅(qū)動力的要求不大，這種方案結(jié)構(gòu)簡單，較為可取。 圖2.4 8字形傳動（五）在輥子底下布置一條膠帶，用壓輥頂起膠帶，使之與輥子接觸，靠摩擦力的作用，當膠帶向一個方向運行時，輥子的轉(zhuǎn)動使貨物向相反方向移動（圖2.5）。把壓輥放下使膠帶脫開輥子，輥子就失去驅(qū)動力。有選擇地控制壓輥頂起和放下，即可使一部分棍子轉(zhuǎn)動，而另一部分輥子不轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)貨物在輥道上的暫存，起到工序間的緩沖作用。 圖2.5 壓輥膠帶傳動輥道輸送機可以直線輸送，也可以改變輸送方向，為此要用錐形輥子按扇形布置實現(xiàn)（圖2.6）。在有的場合也使用輪式輸送機。對自由度比較大的物料可使用這種輸送機，它操作起來比較方便，尤其是在自動化與非自動化物料輸送設備相銜接的地方。圖2.6 錐形輥子扇形布置2.1.2鏈式輸送機鏈式輸送機的類型、特點及結(jié)構(gòu)組成鏈式輸送機是指用繞過若干鏈輪的無端鏈條作牽引構(gòu)件、由驅(qū)動鏈輪通過輪齒與鏈節(jié)的嚙合將圓周牽引力傳遞給鏈條，在鏈條上或固接著一定的工作構(gòu)件上輸送貨物的機械設備。鏈式輸送機的類型很多，用于港口、貨棧的主要有鏈板輸送機、刮板輸送機和埋刮板輸送機。鏈板輸送機（圖2.7）的結(jié)構(gòu)和工作原理與帶式輸送機相似，它們的區(qū)別在于帶式輸送機用輸送帶牽引和承載貨物，靠摩擦力傳遞牽引力；而鏈板輸送機則用鏈條牽引、用固定在鏈條上的板片承載貨物，靠嚙合驅(qū)動傳動牽引力。圖2.7 鏈板輸送機1- 導槽；2-機架；3-鏈條；4-驅(qū)動鏈輪；5-張緊鏈輪圖2.8 刮板輸送機刮板輸送機（圖2.8）是利用相隔一定間距而固定在牽引鏈條上的刮板，沿敞開的導槽刮運散貨的機械。工作分支可采用上分支或下分支。前者供料比較方便，可在任一點將物料供入敞開的導槽內(nèi)；后者卸料比較方便，可打開槽底任一個洞孔的閘門而讓物料在不同位置流出。當需要向兩個方向輸送物料時，則上下分支可同時作為工作分支。鏈板式垂直提升機是一種新穎的連續(xù)輸送機械，托住貨物的是一串互相鉸接的鏈條，提升機構(gòu)有兩組這樣的鏈條。鏈條運行至頂部，第一根板條隨第一組鏈條經(jīng)過轉(zhuǎn)向鏈輪垂直向下移動。后續(xù)的板條繼續(xù)把貨物送到出口輸送機上，當最后一根板條經(jīng)過隨著第二組鏈條向下移動時，整個托板稱為垂直狀態(tài)。垂直提升機上可以布置很多托板，它們按一定間距鉸接在鏈條上，因此可以與水平的連續(xù)輸送機配合，連續(xù)地提升或降下貨物。這種提升機還可以布置成Z型、C型，通過伸縮機構(gòu)還布置成E型。 Z型 C型 E型圖2.9 埋刮板輸送機埋刮板輸送機（圖2.10）是由刮板輸送機發(fā)展而來的一種鏈式輸送機，但其工作原理與刮板輸送機不同。在埋刮板輸送機的機槽中，物料不使一堆一堆地被各個刮板刮運向前輸送的，而是以充滿機槽整個斷面或大部分斷面的連續(xù)物料流形式進行輸送。工作時，與鏈條固接的刮板全埋在物料之中，刮板鏈條可沿封閉的機槽運動，可在水平和垂直方向輸送粉粒狀物料。 圖2.10 埋刮板輸送機圖2.11 常用刮板形式a-外向刮板；b-內(nèi)向刮板圖2.12 U型刮板布置形式刮板的形狀很多，主要有T、U、O、H、L等型式（圖2.10），其中U型使用最普遍，可用于水平、傾斜和垂直方向輸送，而T型、L型適于水平輸送。U型刮板有外向（圖2.12a）和內(nèi)向（圖2.12b）兩種布置方式，外向型刮板鏈條較為平穩(wěn)，有利于傾斜，但輸送機頭部和尾部尺寸較大。懸掛式輸送機懸掛于工作區(qū)上方的輸送機具有很多優(yōu)點，把物料掛在鉤子上或其它裝置上，可利用建筑結(jié)構(gòu)搬運重物。懸掛輸送多用于批量產(chǎn)品的噴漆。掛在鉤子上的產(chǎn)品自動通過噴漆車間，接受噴漆或浸泡。圖2.13 懸掛式輸送機 懸掛輸送主要用于在制品的暫存，物料可以在懸掛系統(tǒng)上暫時存放一段時間（在有的工廠最多存放一天），直到生產(chǎn)或裝運為止。這就避免了在車間和地面暫存所造成的勞動力和空間的浪費。安全性是在懸掛輸送系統(tǒng)設計和是實施中應考慮的重要因素。2.1.3帶式輸送機 帶式輸送機是由電動機作為動力、膠帶作為輸送帶，利用摩擦力連續(xù)傳送貨物的輸送機械。它由輸送帶、滾筒、托輥、張緊裝置、驅(qū)動裝置、機架等部件組成。輸送帶作為承載和牽引構(gòu)件，由上下托輥或托板支承，繞過頭尾滾筒形成閉合回路，借助傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦傳遞動力，實現(xiàn)物料的連續(xù)輸送。帶式輸送機是最典型的具有連續(xù)輸送機的各種特點，其生產(chǎn)率最高、輸送距離最長、工作平穩(wěn)可靠、能耗低、自重輕、噪聲小、操作管理容易，是最適于在水平或接近水平的傾斜方向上連續(xù)輸送散貨和小型件貨的輸送機，在港口、車站、貨棧、庫場的應用極廣，特別適于煤炭、礦石、散貨的輸送。但它運送粉末狀物料時容易引起粉塵，特別是在裝卸點和兩臺帶式輸送機的連接處，這時需要采取防塵措施。帶式輸送機按其結(jié)構(gòu)形式和輸送帶可分為通用帶式輸送機、移動帶式輸送機、鋼繩芯帶式輸送機、波狀擋邊帶式輸送機、移置式帶式輸送機、管狀帶式輸送機和氣墊帶式輸送機等。圖2.14 帶式輸送機2.1.4輸送機的選定由于本課題應用在快件分揀系統(tǒng)中，輸送機的速度控制要求比較高，傳動需求平穩(wěn)，對于效率的要求比較高。而鏈式傳送機輸送能力大，高效的輸送機允許在較小空間內(nèi)輸送大量物料，輸送能力廣泛。工藝布置靈活，可高架、地面或地坑布置，可水平或爬坡（15°）安裝，也可同機水平加爬坡安裝，可多點進出料。同時包裹分揀系統(tǒng)移載器裝置只能需要鏈式輸送機的配合才能正常運行。所以本次課題的輸送機選定為鏈式輸送機。2.2鏈式輸送機主要部件方案論證鏈式輸送機包括鏈條、鏈輪、軸承、張緊裝置、電動機。2.2.1鏈條鏈條按不同的用途和功能區(qū)分為傳動鏈、輸送鏈、曳引鏈和專用特種鏈四種。在同類產(chǎn)品中，按組成鏈條的基本結(jié)構(gòu)，即根據(jù)元件形狀、同鏈條嚙合的零件和部位，零件間尺寸比例等方面劃分所屬鏈條產(chǎn)品系列。鏈條的種類很多，但它們的基本結(jié)構(gòu)只有以下幾種，其它都是這幾種的變形。 我們可以從以上幾種的鏈條結(jié)構(gòu)看出，大部分鏈條都是由鏈板、鏈銷、軸套等部件組成。其它類型的鏈條只是將鏈板根據(jù)不同的需求做了不同的改動，有的在鏈板上裝上刮板，有的在鏈板上裝上導向軸承，還有的在鏈板上裝了滾輪等等，這些都是為了應用在不同的應用場合進行的改裝。本次課題所需要的鏈條為A系列傳動用短節(jié)距精密滾子鏈，材質(zhì)為全合金鋼。圖2.15 鏈條2.2.2鏈輪齒輪的結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中 ，漸開線齒輪占絕對多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應用較少。在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較小；而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負荷增大，因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標準化，一般均采用標準齒高。變位齒輪的優(yōu)點較多，已遍及各類機械設備中。另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪 ；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。齒輪的制造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ，齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好， 多用于傳動尺寸和重量無嚴格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機械中。因為配對的齒輪中，小輪負擔較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后 ，再進行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。本次課題所采用的齒輪為凸輪軸齒形帶輪，凸輪軸齒形帶輪是各種汽車發(fā)動機中普遍使用的粉末冶金零件，通過一次成形和精整工藝，不需要其他后處理工藝，可以完全達到尺寸精度要求，尤其是齒形精度。因此，與用傳統(tǒng)機械加工方法制造相比，在材料投入和制造上都大大減少，它是體現(xiàn)粉末冶金特點的典型產(chǎn)品。圖2.16 齒輪2.2.3 軸承軸承可分為滑動軸承、無油軸承、自潤滑軸承、角接觸軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、深溝球軸承、調(diào)心球軸承、圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承等。本次課程所需要的是滑動軸承。滑動軸承的主要優(yōu)點：1）普通滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝拆方便；2）具有良好的耐沖擊性和吸振性；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，旋轉(zhuǎn)精度高；3）高速時比滾動軸承的壽命長；5）可做成剖分式?；瑒虞S承的主要缺點：1）維護復雜；2）對潤滑條件要求高；3）邊界潤滑時軸承的摩擦損耗較大?；瑒虞S承按照承受載荷的方向主要分為：l）向心滑動軸承又稱徑向滑動軸承，主要承受徑向載荷；2）推力滑動軸承承受軸向載荷。（1）剖分式向心滑動軸承軸承它是由軸承蓋1、軸承座2、剖分軸瓦3和聯(lián)接螺栓4等所組成。軸承中直接支承軸頸的零件是軸瓦。為了安裝時容易對心，在軸承蓋與軸承座的中分面上做出階梯形的梯口。軸承蓋應當適度壓緊軸瓦，使軸瓦不能在軸承孔中轉(zhuǎn)動。軸承蓋上制有螺紋孔，以便安裝油杯或油管。向心滑動軸承的類型很多，例如還有軸承間隙可調(diào)節(jié)的滑動軸承、軸瓦外表面為球面的自位軸承等，可參閱有關(guān)手冊。圖2.17 軸瓦軸瓦是滑動軸承中的重要零件。如上左圖所示，向心滑動軸承的軸瓦內(nèi)孔為圓柱形。若載荷方向向下，則下軸瓦為承載區(qū)，上軸瓦為非承載區(qū)。潤滑油應由非承載區(qū)引入，所以在頂部開進油孔。在軸瓦內(nèi)表面，以進油口為中心沿縱向、斜向或橫向開有油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸頸上。油溝的形式很多，如上右圖所示。一般油溝與軸瓦端面保持一定距離，以防止漏油。當載荷垂直向下或略有偏斜時，軸承的中分面常為水平方向。若載荷方向有較大偏斜時，則軸承的中分面也斜著布置（通常傾斜45°，使中分平面垂直于或接近垂直于載荷（下左圖）。圖2.18 潤滑油從兩側(cè)導人的結(jié)構(gòu)上右圖所示為潤滑油從兩側(cè)導人的結(jié)構(gòu)，常用于大型的液體潤滑的滑動軸承中。一側(cè)油進入后被旋轉(zhuǎn)著的軸頸帶人楔形間隙中形成動壓油膜，另一側(cè)油進入后覆蓋在軸頸上半部，起著冷卻作用，最后油從軸承的兩端泄出。下圖所承的軸瓦兩側(cè)面開有油溝，這種結(jié)構(gòu)可以使?jié)櫥晚樌剡M入軸瓦與軸頸的間隙。圖2.19 瓦兩側(cè)面油溝軸瓦寬度與軸頸直徑之比Bd稱為寬徑比，它是向心滑動軸承中的重要參數(shù)之一。對于液體摩擦的滑動軸承，常取 Bd=0.51；對于非液體摩擦的滑動軸承，常取 Bd=0.81.5，有時可以更大些。（2）推力滑動軸承軸上的軸向力應采用推力軸承來承受。止推面可以利用軸的端面，也可在軸的中段做出凸肩或裝上推力圓盤。后面將論述兩平行平面之間是不能形成動壓油膜的，因此須沿軸承止推面按若干塊扇形面積開出楔形。下圖a所示為固定式推力軸承，其楔形的傾斜角固定不變，在楔形頂部留出平臺，用來承受停車后的軸向載荷。圖b為可傾式推力軸承，其扇形塊的傾斜角能隨載荷、轉(zhuǎn)速的改變而自行調(diào)整，因此性能更為優(yōu)越。扇形塊數(shù)一般為612。圖2.20 固定式推力軸承、可傾式推力軸承2.2.4張緊裝置張緊裝置的作用是在輸送帶內(nèi)產(chǎn)生一定預張力，避免物體在傳動滾筒上滑動；同時控制輸送帶在托輥間的撓度，以減小阻力和避免撒料。張緊裝置的結(jié)構(gòu)形式主要有螺桿式、重錘式、絞車式。本次課題說使用的張緊裝置時螺桿式張緊裝置。2.2.5驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置是鏈式輸送機的動力部分，由安裝在驅(qū)動架上的電動機、聯(lián)軸器（或液力偶合器）、減速器、制動器（或逆止器）、低速軸聯(lián)軸器等組成。垂直軸驅(qū)動裝置見圖2.23。1- 電動機；2-液力偶合器；3-制動器；4-減速器；5-傳動滾筒組圖2.21 垂直軸驅(qū)動裝置2.3 本課題設計方案擬定本課題采用鏈式輸送機，鏈條采用A系列傳動用短節(jié)距精密滾子鏈，材質(zhì)為全合金鋼。齒輪采用凸輪軸齒形帶輪，機械裝載部件軸承采用滑動軸承。同時鏈條采用螺桿式張緊裝置。采用普通籠式電動機進行驅(qū)動。參考文獻1 張曉萍,現(xiàn)代生產(chǎn)物流及仿真 北京:清華大學出版社, 2005.2 王兆義,小型可編程控制器實用技術(shù) 北京:機械工業(yè)出版社, 2004.3 鐘約先,林亨等,機械系統(tǒng)計算機控制 北京:清華大學出版社, 2004.4 鄧星鐘,機電傳動控制 武漢:華中科技大學出版社, 2003.5 Nordell L K. The channer 20km overland-A flagship of modern belt conveyor technologyJ.Bulk Solids Handling, 2003, 11(4):781792.6 張鉞,新型帶式輸送機設計手冊 北京:冶金工業(yè)出版社，2001.7 宋偉剛，散狀物料帶式輸送機設計 沈陽:東北大學出版社，2000.8 邱宣懷，機械設計 北京:高等教育出版杜，2004.9 王德發(fā)，機械設備控制技術(shù) 北京:機械工業(yè)出版社，2005.10 熊世和，機電系統(tǒng)計算機控制工程 西安:電子科技大學出版社，2004.11 劉昌祺,自動化立體倉庫設計M 北京：機械工業(yè)出版社，2004.12 劉昌祺,自動化立體倉庫設計M 北京：機械工業(yè)出版社，2004.13 劉昌祺,物流配送中心揀貨系統(tǒng)選擇及設計M 北京：機械工業(yè)出版社,2004.14 張海根,機電傳動控制M 北京：高等教育出版社，2001,12.15 洪鐘德,簡明機械設計手冊M 上海：同濟大學出版社，2002,5.16秦同瞬、楊承新，物流機械技術(shù)M 北京：人民交通出版社，2001,6.32 / 33文檔可自由編輯打印