自动化立体仓库滚筒输送机设计计算

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　　1 原始参数
　　(1)滚筒输送机的形式、长度以及布置方式。
　　(2)输送量(单位时间内输送的物品件数)、输送速度、载荷在滚筒输送机上的分布情况。
　　(3)单个物品的质量、(外包装)材质、外形尺寸。
　　2 滚筒输送机基本参数计算
　　2.1 滚筒长度
　　(1)滚筒输送机直线段。圆柱型滚筒输送机直线段的滚筒长度一般可参照图1，按下式计算：
　　l=B+△B                         （1）
　　式中：l一滚筒长度；
　　B一物品宽度(mm)；
　　△B一宽度裕量(mm)，一般可取=50～150mm。

图1-圆柱形辊筒输送机断面图

　　对于底部刚度很大的物件，在不影响正常输送和安全的情况下，物件宽度可大于滚筒长度。一般取≥0.8B。
　　采用短滚筒的多滚筒输送机，其输送机速度一般可参照图2（b），按下式计算：
　　W=B+△B                         （2）
　　式中：W一输送机宽度(mm)；
　　B一物品宽度(mm)；
        △B一宽度裕量(mm)，一般可取=50mm。

图2-多辊筒输送机断面图

　　当多滚筒少于4列时，只宜输送刚度大的平底物品，物品宽度应大于输送机宽度，可取W=(0.7～0.8)B。如图2（a）所示。   
　　(2)滚筒输送机圆弧段。滚筒输送机圆弧段的圆锥滚子，其滚筒长度见图3和公式(3）。

　　式中：L一物品长度；
　　w—物品宽度

图3 滚筒输送机转弯宽度

　　2.2 滚筒间距
　　滚筒间距p应保证一个物品始终支撑在3个以上的滚筒上。一般情况下，可按下式选取：
　　p=1/3L                          (4)
　　对要求输送平稳的物品：
　　p= (1/4-1/5)L                          (5)
　　式中：p一滚子间距(mm) ；
　　L一物品长度(mm)。
　　对柔性大的细长物品，还需核算物件的扰度，物品在一个辊筒间距上的扰度应小于滚筒间距的1/500，否则需适当缩小滚筒间距。滚筒输送机的装载物品段如承受冲击载荷时，也需缩小滚筒间距或增大辊筒直径。
　　对双链传动的滚筒输送机，滚子间距应为1/2链条节距的整数倍。
　　辊筒输送机以圆弧段中心线上的滚筒间距作为计算滚筒间距。当圆弧段采用链传动时，相邻两传动滚筒的夹角应小于5°，以改善传动状况。
　　2.3  滚筒直径
　　滚筒直径D与辊子承载能力有关，可按下式选取：
　　F≤【F】                           (6)
　　式中：F 一作用在单个滚筒上的载荷(N)；
　　【F】一单个滚筒上的允许载荷(N)。
　　作用在单个滚筒上的载荷F，粤物品质量、支承物品的滚筒数以及物品底部特性有关，可按下式计算：
　　F=(mg)/ (K1K2n)                           (7)
　　式中：m一单个物品的质量(kg)：
　　K1一单列滚筒有效支承系数，与物品底面特性及辊筒平面度有关，一般可取K1=0.7；对底部刚度很大的物品，可取K1=0.5：
　　K2一多列滚筒不均衡承载系数，对双列滚筒，取K2=0.7～0.8；对单列滚筒，取K2=1：
　　n一支承单个物品的滚筒数；
　　g一重力加速度，取g=9.81m/s。
　　单个滚筒的允许载荷【F】，与滚筒直径及长度有关，可从产品样本中查取。在确定需要的单个滚筒允许载荷及辊子长度以后，即可选择适当的滚筒直径D。
　　2.4 圆弧段半径
　　滚筒输送机的圆弧段半径，一般为滚筒直径及长度有关的给定尺寸，可从产品样本或手册中查取。如需自行设计圆弧段，可按下列情况考虑：
　　(1)滚筒输送机圆弧段可参照图4，按下式计算：
　　R=D/K-c                           (8)
　　式中：R一圆弧段内侧半径(mm)；
　　D一圆锥形辊筒小端半径(mm)；
　　K一辊筒锥度。常用的辊筒锥度K值为1/16、1/30、1/50，锥度愈小，物品在圆弧段运行越平稳；布置空间比较宽裕时，K可取较大值，否则取较小值；
　　c一圆锥滚筒小端端面与机架内侧的间隙(mm)。

图4 圆锥形辊筒输送机圆弧段

　　(2)圆柱形滚筒输送机圆弧段。滚筒一般采用单列布置，如辊子长度l大于800 mm时，宜采用双列滚筒。圆弧段的内侧半径R一般可按表1选取。
　　表1 圆柱形滚筒输送机圆弧段内侧半径

辊筒直径	25	40	50	60	76	89	108	133	159
圆弧半径R	630 800	630 800	800 900 1000	800 900 1000	800 900 1000	1000 1250	1000 1250	1250 1600	1250 1600

　　2.5 输送机高度
　　滚筒输送机高度H根据物品输送的工艺要求(如线路系统中工艺设备物料出入口的高度，装配、调试、装卸区段人员操作位置等)确定，一般H一500～800mm，也可不设支腿，使机架直接固定在地坪上。
　　2.6 输送速度
　　滚筒输送机的输送速度v根据生产工艺要求和输送方式确定。一般情况下，无动力式滚筒输送机可取v=0.2～0.4m/s，动力式滚筒输送机可取v=0.25～0.5m/s，并尽可能取较大值，以便在同样满足输送量要求的前提下，使物品分布间隔较大，从而改善机架受力情况。当工艺上对输送速度严格限定时，输送速度应按工艺要求选取，但无动力式滚筒输送机不宜大于0.5m/s，动力式滚筒输送机不宜大于1.5m/s，其中链传动滚筒输送机不宜大于0.5m/s。
　　2.7 输送能力的计算
　　滚筒输送机的质量输送能力用下式计算：

　　滚筒输送机的计件输送能力用下式计算：

　　式中：Im一输送机质量输送量(t/h)；
　　z一连续输送机的计件输送量(件/h)；
　　v一输送机工作速度(m/s) ；
　　Gq一每米长度物品的质量(kg/m)，辊筒输送机输送的是成件物品。每米长度物品的质量用下式计算：
　　式中：G一单件物品的质量(kg)；
　　a一输送机上物品的间距(m)。