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钢桶地面链式输送机的设计
吴熙平
在去年的《钢桶》杂志内，笔者曾就喷涂工序自动立桶装置的设计、原理、结构形式等做了较详尽的阐述。为了解决立桶完成后的输送等一系列问题，尚需配备一台专用设备——地面链式输送机。这样就可以与自动立桶机组成相互独立，又相互关联的两组专业设备。为此，笔者结合自己的设计实践，撰写了本文——地面链式输送机的设计。希望能把她作为“自动立桶装置的设计”的姊妹篇，供国内同行们参考。
一、设计目的
主要目的是解决200升钢桶喷涂或干燥完成时在地面立桶后的输送、分流和有序摆放问题。
二、基本参数的确定
可根据喷涂设备和自动立桶装置的工作频率，厂房内部的工作面积，以及工人能够承受和适应的操作速度，适当选择输送机运动的线速度，—般取v= 0.2～0.4m/s为宜，查表选取链节距t = 31.75mm，因是等速平行输送，故取传动比i= 1。
三、传动路线及结构形式的选择
1、传动路线：由图1可知，运动由电动机经三角皮带（小带轮1和大带轮2）传至ZQH-350减速器中的高速轴，经二级减速后，由低速轴上传动链轮3输出，传至主动链轮轴上的传动链轮4，即带动同轴上的传动大链轮6，通过中间挠性件链条和从动大链轮，达到长距离传递直线运动，输送成品桶的目的。
图l 链式输送机传动图
1．小皮带轮；2．大皮带轮；3.传动小链轮；4.传动大链轮；5.主动链轮轴；6.大链轮；7.小链轮；8.固定链轮；9.随动链轮。
2、根据厂房存放钢桶数量和最大输送长度去确定传动长度，如果传动中心距L<50m可采用一段；如L>50m，可适当分为两段，中间衔接部位可采用接力式传动。其传动路线是这样的：即在前段链传动从动链轮轴中间安装二件固定链轮8，与后段链传动的主动链轮轴中间安装的随动链轮9，用链条相接。这样就可以使运行的钢桶在两段相接时仍可通过中间接力环节保持原速度不变。从前段平稳输送到后段，达到两段链首尾相接，平稳过渡。而后段的动力传递则由首尾两根传动轴轴端的小链轮7来完成。
图2 链传动支架简图
1．链条轮轴；2．角钢滑道；3.结构支架；4．张紧轮。
3．为便于地面输送，输送机荃部卧入地下。为保证传动的稳定性，除使链条高于地面5 N 10mm外，还应将长距离的链条放置在由两段角钢组成的轨道槽中，使链条在槽内移动时不致脱落出轨，并需使链板与桶边接触最高点高于角钢立边，如图2所示。
四、链条的张紧
因输送机链传动中心距过长，故链条下部势必悬垂过大，极易发生剧烈抖动和冲击，从而影响整个传动的稳定性，为此我们设计了简单易行的辊轮式张紧装置，每隔1.5～2m安装1组。
其张紧装置结构如图3所示：
图3 张紧装置结构简图
1．滚动轴承；2．张紧轮；3．链条；4.结构支架；5 .张紧轮轴。
五、所需功率与轴径的计算
1．按机构所承受的工作阻力计算所需功率。首先，我们进行机构受力分析，见图4。
图4 机构受力图
已知：v=0.4m/s，G桶重 =25kg。链传动有效长度L取为146m，可放桶115只。
μ=0.4
由单元桶受力分析得摩擦阻力f：
f=N.μ= Gμ……(1)
对整个机构则有f总：
f总=∑Gμ= 25 x115 x0. 4 = 1150kg
又因P=f总=1150kg，所以工作所需功率为：
N1=Pv/102 kw……(2)
代人(2)式得
N1= 1150X0.4 /102=4.5kw
又由公式知电动机功率N电：
N电=N1/η总……(3)
η总=η链条×η轴承×η减速机×η皮带…… (4)
求得η总=0. 93 x 0.99 x 0.96 x 0.96=0. 85
将η总代人(3)式，求得：
N电=4.5/0.85 = 5. 29kw
圆整为5.5kw
并根据工作情况选用电动机型号为：
Y132S-40。N=5. Skw。 N= 1440γ/min
2．按已定功率N与工作转数n估算链轮轴轴径；
选轴材料为45钢。考虑本机构载荷平稳，低速传动，取系数A=11，由前已知N=5. 5kw，工作转速n = 20 γ/min。
根据经验公式d≥A3√N/n……（5）
代人后得：d≥113√5.5/20≥7.15cm
圆整d=7.5cm= 75mm
六、输送机链传动静拉力强度计算
对于本机，因链速v<0.6m/s，故为低速长距离传动。可能因静强度不仓而破坏的机率很大，故按下式进行静拉力强度计算：
ns=Q/kwP≥4～8……（6）
式中：ns——静强度计算安全系数，
Q——链条破坏载荷(kw)
由（表14-1*）查出Q= 90kN
Kw——工作情况系数，由（表14—7*）查kw=1.3
*西北工大《机械设计》P391页和P400页
P——链条工作压力(kN) 。
由公式P=1000 N/v (kN)……(7)
式中N为链轮实际传递功率
N=N电×ηN……(8)
式中N电=5.Skw，ηN——电机至链轮间总功率损失系数，取ηN=0.75，代人(8)式得：
N= 5.5 x 0. 75≌4.125(kw)≌4.0(kw)
再求链轮线速度v：
由公式v=n1 XZ1×t (m/s)
式中：n1——链轮转速y/min
Z1—主动大链轮齿数取38
t——链节距，取31. 75
先求n1：
已知n1=n电×D1/D2×1/31.5×Z1/Z2……(10)
式中已知D1= 150mm，D2= 180mm。Z1= 12，Z2=22。减速器传动比i=31.5
将上述数据代人(10)式得：
n1 = 1440 ×150/180 x 1/31. 5 x 12/22= 20. 7y/min。取 n1 = 20y/min。
将已知上述数据代入(9)式得：
v=20 x 38× 31. 75/60×1000=0.4m/s
再将v值代人(7)式得：
P=1000x 4/0.4=10(kN)
将Q、P、kw已得数据分别代人(6)式得：
Ns = 90/1.3 x10=6. 92
Ns≥4～8
所以Ns=6.92符合静强度计算要求。
七、其它要求
地面链式输送机的润滑应按一般链传动润滑要求进行。在安装设备时，还应考虑到地沟防水问题，根据各地防水层深度不同，可在保证卧人地下的传动支架高度的基础上，结合各自具体情况确定防水槽高度。
八、结语
地面链式输送机因其全部卧入地下，钢桶的输送又仅仅依靠高于地面5～l0mm的链条与桶底问产生的摩擦力去完成。因此，它的优点是显然的：
①因其设备不外露使之可以最大限度的利用厂房工作面积，免去了设备占地的诸多便。
②由于它的链条贯穿厂房地面中间，就可以方便的由工人随时根据生产数量灵活地进行钢桶输送过程中的两面分流、摆放，既方便了清点数量，又为企业文明生产，规范有序的管理提供了便利条件。
③由于链传动的平稳均衡，并且每只桶放在链条上，只有钢桶底部的卷边与链条相触，就可极大地避免了过去由于人手的触摸或角钢溜道或桶与桶之间的碰撞而造成的漆层脱落，表面污痕损伤，以及尘土粘附等影响外观质量的弊病。
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