圖 3-7 重力式滾筒輸送機(jī)
圖 3-8 滾筒支撐數(shù)與物品輸送穩(wěn)定性的關(guān)系
(1) 應(yīng)用范圍
重力式滾筒輸送機(jī)的應(yīng)用范圍較滾輪式為廣(表3-2)。一般不適用于滾輪的負(fù)載,如塑料籃、容器、桶形物等均適用于滾筒式輸送機(jī)。雖然有一些模塊的骨架及滾筒是使用鋁質(zhì)材料來(lái)減輕重量,但還是較滾輪輸送機(jī)重,故并不適用于需常移動(dòng)或拆裝的場(chǎng)合。
在重力式滾筒輸送機(jī)的應(yīng)用中,使用開(kāi)放式或鋼質(zhì)遮蔽蓋可避免增加軸承的摩擦力。雖然軸承的應(yīng)用溫度可高達(dá)170℃,但鋼質(zhì)遮蔽式的軸承,使用溫度不能超過(guò) 100℃,因?yàn)檎诒紊w會(huì)變形。在 0℃~65℃的范圍之外時(shí),則需考慮到特別的潤(rùn)滑問(wèn)題。在較高溫度的使用場(chǎng)合,輸送帶上負(fù)載的間隔要加大,并且快速移動(dòng),以減少滾筒熱量的吸收。而且最好有滾筒的散熱裝置。
滾筒的負(fù)載能力是由軸承負(fù)載能力及滾筒的寬度決定?;据S承負(fù)載能力(Basic Bearing Capacity)是由經(jīng)驗(yàn)公式及實(shí)驗(yàn)測(cè)試而定。而且是以寬度較窄的輸送機(jī)來(lái)額定,如寬度增加時(shí),則因軸的變形致使?jié)L筒的負(fù)載能力下降,重力式滾筒輸送機(jī)之負(fù)載能力與所選用的組件有很大關(guān)系。大部份制造商均會(huì)提供一輸送機(jī)負(fù)載能力的分布表,依據(jù)滾筒、骨架、支撐架的組合方式而定。
表 3-2 重力式輸送機(jī)之應(yīng)用
輸送物品?建議型式?說(shuō) 明 傾斜角度(度)
布袋?滾輪?間距較密?5~20
薄紙箱?滾輪?15-20輪/呎,18吋寬?5~15
硬紙箱?滾輪或滾筒?16-18輪/呎,18 吋寬?2~12
木箱?滾輪或滾筒?10輪/呎,12 吋寬?2~8
(2) 選用設(shè)計(jì)
(a) 滾筒設(shè)計(jì)型式
滾筒依環(huán)境及負(fù)載之不同需求而設(shè)計(jì)有開(kāi)放式、遮蔽式、含油脂式等三種設(shè)計(jì)型式,開(kāi)放式使用在一般室內(nèi)場(chǎng)合,遮蔽式使用在灰塵較高或室外之場(chǎng)合,而較重負(fù)載及不方便潤(rùn)滑保修之場(chǎng)合比較適合采用含油脂式之設(shè)計(jì)。
(b) 滾筒組裝方式
滾筒因加工形狀的不同有直壓式、卷曲式及成型式三種組裝方式,如圖 3-9所示,在骨架軌道上的滾筒組裝,可高于或低于骨架,完全視應(yīng)用的需求而定,如滾筒低于骨架軌道,則骨架軌道即可當(dāng)導(dǎo)軌用,不需另裝安全欄;但是如使用較寬的負(fù)載,因負(fù)載會(huì)與骨架干涉而無(wú)法使用。相對(duì)地滾筒高于骨架的方式,另裝安全欄架,在應(yīng)用上較具彈性。
圖 3-9 軸承與滾筒組裝方式
(3) 骨架型式
最普遍的骨架型式有槽鋼,L 型鋼或平板成形的型式。以成形方式區(qū)分,可分為折彎成型(Formed)及構(gòu)造用型鋼(Structural),如圖 3-10 所示。構(gòu)造用型鋼重量較重,強(qiáng)度較佳,用于重負(fù)載。通常在輸送機(jī)的兩側(cè)是使用相同的型鋼,利用撐梁加以焊接或螺栓固定。然而,有些特定需求的應(yīng)用,兩側(cè)骨架的型式并非相同。
圖 3-10 骨架型式
(4) 功能模塊
(a) 三支骨架之滾筒轉(zhuǎn)彎模塊:
圖3-11所示,裝有較多的滾筒,具有較佳的輸送性及負(fù)載能力且轉(zhuǎn)彎時(shí)有較佳的循跡性。另外這種構(gòu)造也有三支骨架魚(yú)骨形式設(shè)計(jì)的模塊(圖3-12),由于其有自動(dòng)對(duì)正中心的循跡性,能使負(fù)載能在輸送機(jī)的中心線上移動(dòng),最適合裝在需對(duì)正的封箱機(jī)之前。
(b) 分歧接合模塊:
圖 3-13a 所示,分歧接合模塊可連接轉(zhuǎn)彎或直送模塊。
(c) 合流模塊:
轉(zhuǎn)彎合流及直送合流二種,圖 3-13b、c 所示。
(d) 歪斜模塊:
如圖 3-14 所示,歪斜模塊(Skewed Roller Section),可將負(fù)載移到輸送機(jī)的一側(cè),以便于做條形碼掃描、分類(lèi)及累積等應(yīng)用,一般按裝于條形碼讀取機(jī)或動(dòng)力推桿之前。
(e) 其它應(yīng)用模塊:
例如懸吊于天花板之懸吊模塊,圖 3-15 所示( 輕中負(fù)荷用 )、雙層式模塊,圖 3-16 所示( 輕中負(fù)荷用 )。
圖 3-11 三支骨架之滾筒轉(zhuǎn)彎模塊
圖 3-12 三支骨架魚(yú)骨式設(shè)計(jì)的模塊
圖 3-13 分歧與合流模塊
圖 3-14 歪斜模塊
圖 3-15 懸吊模塊
圖 3-16 雙層模塊
1.3 重力式滾珠輸送機(jī)
滾珠輸送機(jī)(圖 3-17 ),是在一床臺(tái)上裝有可自由任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的萬(wàn)向滾珠,用于較硬表面的物品在輸送機(jī)之間的傳送。滾珠輸送機(jī)使用時(shí)不需潤(rùn)滑,并且不能使用于有灰塵多的環(huán)境中。定期維護(hù)時(shí),可清理灰塵及其它物質(zhì)。在作業(yè)時(shí),滾珠滾動(dòng)會(huì)在物品的表面留下滾痕,如銅、軟木材或高精度的鋼板。
(1) 應(yīng)用范圍
對(duì)于底部較軟的物品,如濕的紙箱,或是棧板、桶狀物及籃子等,則不適合使用滾珠輸送機(jī)來(lái)傳送。使用滾珠輸送機(jī)來(lái)移動(dòng)物品所需的力量大小與物品的重量及物品表面的硬度有相對(duì)關(guān)系。愈硬表面的物品愈容易移動(dòng),所需力量通常為 5~15% 負(fù)載的重量。
圖 3-17 滾珠輸送機(jī)
2 動(dòng)力輸送機(jī)
基本上,動(dòng)力輸送機(jī)的選擇與重力輸送機(jī)相同,是由物品的特性及系統(tǒng)的應(yīng)用來(lái)決定。如物品具有不規(guī)則的表面,如郵包,則只能使用皮帶式輸送機(jī),一般規(guī)則物品(紙箱、棧板)則可使用鏈條輸送機(jī)或滾筒輸送機(jī)。對(duì)于物品的間隔控制,儲(chǔ)積釋放應(yīng)用及精確定位等應(yīng)用,通常使用皮帶式輸送機(jī)。對(duì)于較重物品,則使用動(dòng)力滾筒輸送機(jī),另物品的分類(lèi)及儲(chǔ)積,也常會(huì)使用動(dòng)力滾筒輸送機(jī)來(lái)應(yīng)用。
圖 3-20 滾動(dòng)式鏈條輸送機(jī)輸送方式
(3) 動(dòng)力式鏈條輸送機(jī)特點(diǎn)
·?連續(xù)式運(yùn)轉(zhuǎn),鏈條必須有軌道支撐。
·?除輸送方形規(guī)則物外,其它貨品必須以承載托板輸送。
·?以承載托板輸送時(shí),必須加裝承載托板的回收裝置。
·?輸送速度慢
·?構(gòu)造簡(jiǎn)單,維護(hù)容易。
·?可應(yīng)用于自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)前段及裝配、包裝等區(qū)域。
2.2 動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)(Live-roller)
動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)的應(yīng)用范圍較皮帶式輸送機(jī)為廣??蓱?yīng)用于儲(chǔ)積、分歧、合流及較重的負(fù)載。另外也廣泛使用于油污、潮濕及高、低溫的環(huán)境。這些應(yīng)用可以不同驅(qū)動(dòng)型式的滾筒輸送機(jī)來(lái)符合需求。以下將介紹各種驅(qū)動(dòng)方式:
(1) 平皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒( Flat-belt-driven Live Roller )
平皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒輸送機(jī)的構(gòu)造與皮帶式輸送機(jī)的構(gòu)造非常類(lèi)似,只是在皮帶上方裝有一列承載滾筒(Carring Rollers),及下方裝有調(diào)整松緊之壓力滾筒( Pressure Rollers ),如圖3-21、3-22 所示。
圖 3-21 皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒輸送機(jī)
圖 3-22 斷面圖
承載滾筒的選擇與間隔大小,與重力式滾筒相同。壓力滾筒位于兩承載滾筒之間,可上下調(diào)整,以增減皮帶的驅(qū)動(dòng)力。如輸送紙箱在分歧點(diǎn)的區(qū)域,必須調(diào)高壓力滾筒( Pressure Rollers ),以增加對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)力。一般來(lái)說(shuō),壓力滾筒的調(diào)整,是使皮帶的張力達(dá)到最小,且能維持負(fù)載的移動(dòng)。因?yàn)槠У膶挾扰c實(shí)際輸送物品的表面無(wú)關(guān),因此可使用較窄的皮帶。而皮帶寬度的決定,是由有效的皮帶拉力及每英吋寬度的負(fù)載能力而定。最大的皮帶寬度是由端部滾筒及驅(qū)動(dòng)單元的間隙而定,一般制造商均會(huì)指定。皮帶拉力的計(jì)算公式如下:
BP=F(L+B+R)+sinθ(I)+0.3(D)
BP=皮帶拉力(Belt pull) (kg)
F=摩擦系數(shù)(10%)
L=負(fù)載 (kg)
B=皮帶重量 (kg)
R=滾筒重量 (承載滾筒+壓力滾筒+惰輪滾筒) (kg)
θ=傾斜角
I=負(fù)載在傾斜角的重量 (kg)
D=最重負(fù)載偏斜的重量 (kg)
有效的皮帶拉力 EBP=BP×1.25 (kg)
馬達(dá)馬力 hp=?
效率=皮帶傳動(dòng)效率×減速機(jī)效率(由減速機(jī)制造廠商提供)
平皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒輸送機(jī)的最大傾斜角是 5 度。如大于此角度,則輸送物品需經(jīng)測(cè)試。
(2) V型皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒(圖 3-23)
V型皮帶的驅(qū)動(dòng)方式與平皮帶驅(qū)動(dòng)方式相同,只是將平皮帶換成V型皮帶,壓力滾筒換成壓力滾輪,安裝于骨架的側(cè)邊。V型皮帶主要是用于較輕負(fù)載及較短的輸送機(jī),最好要使用一體成形之整圈V型皮帶,如使用搭接的方式,則強(qiáng)度及壽命較差。
V型皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒,很適合用于轉(zhuǎn)彎及接合的部分。因?yàn)閂型皮帶可沿著曲線彈性變形。而且使用相同的動(dòng)力及V型皮帶,除可驅(qū)動(dòng)直送模塊,并可帶動(dòng)轉(zhuǎn)彎及接合模塊。
圖 3-23 V型皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒
(3) 鏈條驅(qū)動(dòng)滾筒( Chain-driven Roller )
鏈條驅(qū)動(dòng)滾筒輸送機(jī)可應(yīng)用于較嚴(yán)格的工作條件,重負(fù)載、油污、潮濕的環(huán)境,及較高或較低的溫度。鏈條驅(qū)動(dòng)分為兩種型式,連續(xù)式及滾筒到滾筒的方式。連續(xù)式的成本較低,但應(yīng)用的限制條件較多。
(a) 連續(xù)式( Continuous )
連續(xù)式鏈條驅(qū)動(dòng)滾筒方式如圖 3-24、3-25 所示,是使用單一鏈條驅(qū)動(dòng)附有鏈輪之滾筒(每支滾筒只焊接一鏈輪)。因只使用單一鏈條,故每支滾筒的鏈輪,只有幾齒與鏈條接觸,因此不適合用于輸送較重的負(fù)載,也不適合應(yīng)用于需起動(dòng)、停止頻繁的情況。鏈輪的大小,會(huì)影響滾筒的間隔。如需要較小的的滾筒中心距時(shí),可使用倍寬度的鏈條,配合交錯(cuò)排列的鏈輪;或是在每?jī)蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒之間,置一惰輪滾筒。但驅(qū)動(dòng)馬達(dá)部分應(yīng)置于輸送機(jī)的輸出端。
圖 3-24 連續(xù)式鏈條驅(qū)動(dòng)
圖 3-25 應(yīng)用于連續(xù)式之單鏈輪滾筒
(b) 滾筒對(duì)滾筒型式( Roller to Roller )
滾筒對(duì)滾筒型式的構(gòu)造(如圖 3-26、 3-27 所示),是在每支滾筒上焊有兩個(gè)鏈輪,鏈條是以交錯(cuò)的方式,連接一對(duì)對(duì)的滾筒。如此使得每支滾筒上的鏈輪與鏈條有較大的接觸弧角,而具有較大傳動(dòng)力。因?yàn)殒湕l的拉力及松弛會(huì)累積,所以此型輸送機(jī)的長(zhǎng)度有限制。一般連續(xù)鏈條圈數(shù)不要超過(guò) 80 圈。如將驅(qū)動(dòng)單元置于輸送機(jī)中心,則可兩邊各 80 圈,而可達(dá)總數(shù)160 圈。至于保養(yǎng)方式,可以手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒定期潤(rùn)滑鏈條。如速度超過(guò)45 m/min,或是在較高溫度的環(huán)境,則需安裝自動(dòng)鏈條潤(rùn)滑裝置。
圖 3-26 滾筒對(duì)滾筒方式之鏈條驅(qū)動(dòng)
圖 3-27 應(yīng)用于滾筒對(duì)滾筒方式之雙鏈輪滾
計(jì)算驅(qū)動(dòng)及鏈條尺寸之公式如下:
CP=F(L+R+S+C)+sinθ(I)+0.3D
CP=有效鏈條拉力(Effective chain pull)(kg)
F=摩擦系數(shù)(連續(xù)式:6%,滾筒對(duì)滾筒:5%)
L=負(fù)載 (kg)
R=滾筒重量 (kg)
S=鏈輪重量 (kg)
C=鏈條重量 (kg)
θ=傾斜角度
I=負(fù)載在傾斜角度上的重量 (kg)
D=最重負(fù)載偏斜的重量 (kg)
馬達(dá)馬力 hp= ×運(yùn)轉(zhuǎn)安全系數(shù)
效率=皮帶傳動(dòng)效率×減速機(jī)效率(由減速機(jī)制造廠商提供)
運(yùn)轉(zhuǎn)安全系數(shù):
在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)24小時(shí)以?xún)?nèi),連續(xù)式單鏈條驅(qū)動(dòng)為1.0,滾筒對(duì)滾筒型式為1.2
(4) 圓皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒(優(yōu)力膠圓皮帶,Urethane Belt )
圓皮帶驅(qū)動(dòng)方式是利用馬達(dá)帶動(dòng)線軸,再經(jīng)由線軸上的圓皮帶驅(qū)動(dòng)每支滾筒,如圖 3-28 所示。利用萬(wàn)向接頭接合各模塊傳動(dòng)線軸,則線軸可用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎模塊、分歧模塊等,而不需另裝馬達(dá)。如圖 3-29 所示。
圓皮帶滾筒輸送機(jī)其線軸的傳動(dòng)方式除了安靜、干凈、安全的優(yōu)點(diǎn)外,由于線軸的銜接容易,且動(dòng)力傳遞距離長(zhǎng),配合鋁擠型支架后,尤適于模塊化。
圖 3-28 圓皮帶驅(qū)動(dòng)之滾筒輸送機(jī)
圖 3-29 利用萬(wàn)向接頭之轉(zhuǎn)彎模塊
(5) 齒形皮帶驅(qū)動(dòng)滾筒
這種驅(qū)動(dòng)方式與滾筒對(duì)滾筒鏈條驅(qū)動(dòng)方式類(lèi)似,只是在每一對(duì)的滾筒間,改以小型的塑料齒輪配合齒形皮帶傳動(dòng),適用于較輕負(fù)載之輸送。這種傳動(dòng)方式,省去了鏈輪所需占用的大空間,使整個(gè)輸送機(jī)寬度縮小,且沒(méi)有金屬鏈條之磨擦傳動(dòng)聲,也降低噪音之產(chǎn)生。由于這種驅(qū)動(dòng)方式,將使得整個(gè)輸送機(jī)的負(fù)載,都必須由與動(dòng)力源連接的齒形皮帶承受,而其余的齒形皮帶的負(fù)載,則隨著其與動(dòng)力源的距離增加而逐漸降低。為避免與動(dòng)力源銜接的皮帶負(fù)載過(guò)大,一般動(dòng)力源的位置都放置于輸送機(jī)的中央(如圖3-30、3-31),或當(dāng)輸送機(jī)過(guò)長(zhǎng)時(shí),則每隔幾支滾筒即以一支電動(dòng)滾筒做動(dòng)力源,以降低與動(dòng)力源連接之皮帶負(fù)載,當(dāng)然,此時(shí)電動(dòng)滾筒的距離間隔,要比單純裝置電動(dòng)滾筒與無(wú)動(dòng)力滾筒的輸送機(jī)大,可減少電動(dòng)滾筒使用的支數(shù)。
圖 3-30 動(dòng)力源置于單邊驅(qū)動(dòng) (靠近動(dòng)力源之皮帶負(fù)載過(guò)大,容易損壞)
圖 3-31 動(dòng)力源置于中央驅(qū)動(dòng) (可使動(dòng)力源附近之皮帶負(fù)載降為一半)
(6) 傘齒輪驅(qū)動(dòng)滾筒
圖 3-32 所示,以一裝有多個(gè)傘齒輪的傳動(dòng)軸,透過(guò)裝在滾筒軸端的傘齒輪傳動(dòng),驅(qū)使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng),這種傳動(dòng)方向的負(fù)載能力強(qiáng),但在輸送機(jī)側(cè)邊所占的空間很大,且需加覆蓋以避免造成工作上的危險(xiǎn)。
當(dāng)傘齒輪驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)用于轉(zhuǎn)彎模塊時(shí),則傳動(dòng)軸必須以萬(wàn)向接頭連接,或以在鄰接滾筒的傘齒輪間,加裝自由游動(dòng)的傘齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)全部的滾筒(圖 3-33、3-34)。
圖 3-32 傘齒輪驅(qū)動(dòng)滾筒輸送機(jī)
圖 3-33 轉(zhuǎn)彎模塊以萬(wàn)向接頭銜接驅(qū)動(dòng)傘齒輪來(lái)傳動(dòng)
圖 3-34 傘齒輪直接傳動(dòng)之轉(zhuǎn)彎模塊
(7) 電動(dòng)滾筒
電動(dòng)滾筒(圖 3-35)本身?yè)碛袆?dòng)力,故不需任何傳動(dòng)的設(shè)備,使輸送線更簡(jiǎn)單、安全、潔凈。一般使用于動(dòng)??刂祁l繁的場(chǎng)合,且由于其價(jià)格昂貴,故在實(shí)際使用時(shí),每隔幾支沒(méi)有動(dòng)力的滾筒,才裝置一支電動(dòng)滾筒。
圖 3-35 電動(dòng)滾筒
(8) 各型動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)之比較
滾筒輸送機(jī)因驅(qū)動(dòng)型式之不同而使其承載滾筒設(shè)計(jì)不同(見(jiàn)表3-3),而在應(yīng)用上也有些差異,其比較如表3-4所示。
表 3-3 各型滾筒輸送機(jī)之設(shè)計(jì)范圍比較
驅(qū)動(dòng)型式?寬度mm?速度m/min?承載滾筒
直徑mm?壁厚mm?間距mm
平皮帶?300~ 900?12~ 30?35~ 64?1.0~ 1.6?38~ 300
V型皮帶?300~ 600?3~ 18?35& 48?1.6& 1.8?38~ 150
連續(xù)式煉條?250~ 900?1.5~ 30?48~ 64?1.6~ 2.0?90~ 318
滾筒對(duì)滾筒?300~ 1,400?3~ 18?48~ 90?1.6~ 2.0?80~ 100
圓皮帶?300~ 1,300?9~ 36?50& 64?1.4& 1.6?75~ 230
表 3-4 各型滾筒輸送機(jī)之應(yīng)用比較
驅(qū)動(dòng)型式?壓力滾筒?平均最大?平均最大?應(yīng) 用
間距mm?負(fù)載kg/m?長(zhǎng)度m?
平皮帶?150?186?60?壓力滾筒可調(diào),可做儲(chǔ)積用途
V型皮帶?150?75?15?不適用于重負(fù)載及連續(xù)作業(yè)
連續(xù)式煉條?不用?225?15?適用于45kg以上負(fù)載
滾筒對(duì)滾筒?不用?沒(méi)有限制?12?適用于棧板及重負(fù)載
圓皮帶?不用?90~ 300?只需一驅(qū)動(dòng)馬達(dá),即可驅(qū)動(dòng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)
3 儲(chǔ)積輸送機(jī)(Accumulation Conveyor)
儲(chǔ)積輸送機(jī)主要類(lèi)型:如圖 3-36 所示。
圖 3-36 儲(chǔ)積輸送機(jī)之分類(lèi)
3.1 一般型儲(chǔ)積輸送機(jī)
重力式滾輪及滾筒是一般常用之最便宜及最簡(jiǎn)單之儲(chǔ)積輸送機(jī)。其應(yīng)用非常廣泛,但對(duì)于某些物品則易造成安全及物品毀損的問(wèn)題。此種型式不能使用于系統(tǒng)的主輸送線或是在物品的移動(dòng)必須處于某一速度在一特定時(shí)間內(nèi)完成的情況中。
儲(chǔ)積輸送機(jī)也可由好幾段的皮帶輸送機(jī)組成,稱(chēng)為“階段指引皮帶輸送機(jī)( Cascade indexing belt conveyor )”。物品移動(dòng)到第一段皮帶上,物品尾端碰到傳感器,而停止輸送。而下一件物品抵達(dá)時(shí),輸送機(jī)再次激活移動(dòng),直到此物品尾端完全在皮帶上。這將持續(xù)到第一件物品到達(dá)輸送機(jī)的末端,接著一傳感器會(huì)指示出有一排滿列的物品在第一段輸送帶上,然后這一列物品會(huì)被完整地移動(dòng)至最遠(yuǎn)程的空輸送帶上。而物品可以從此儲(chǔ)積線上釋放端移去,可一次移出一件物品或是一整列物品。當(dāng)此釋放端的輸送帶完全空的時(shí)候,則會(huì)再將前一段輸送機(jī)上的一列物品送入。
另一種一般型的儲(chǔ)積輸送機(jī)就是輕觸式動(dòng)力滾筒輸送機(jī),其應(yīng)用皮帶驅(qū)動(dòng)的滾筒,調(diào)整壓力滾筒,使帶動(dòng)承載滾筒之驅(qū)動(dòng)力為最小。但此方式對(duì)前端物品還是會(huì)造成推擠的壓力。而且對(duì)于重量變化較大的物品推擠情況會(huì)較明顯。因?yàn)閴毫L筒的設(shè)定,是以帶動(dòng)最重物品為最低的設(shè)定基準(zhǔn),如此會(huì)對(duì)其他較輕物品增加了推擠壓力。
3.2 零擠型儲(chǔ)積輸送機(jī)
大部分制造商均有其獨(dú)特設(shè)計(jì)方式的零擠型儲(chǔ)積輸送機(jī),基本動(dòng)作原理,主要是以間歇方式,停止部份區(qū)段輸送機(jī)滾筒的動(dòng)力,以避免后方物品推擠到前方物品。零擠型儲(chǔ)積輸送機(jī)儲(chǔ)積方式可分為兩種,區(qū)段式儲(chǔ)積及連續(xù)式儲(chǔ)積。
(1) 區(qū)段式儲(chǔ)積
區(qū)段儲(chǔ)積(圖 3-37)是將輸送機(jī)長(zhǎng)度分為幾個(gè)區(qū)段,通常一區(qū)段長(zhǎng)度為 600~760 mm 。每區(qū)段的動(dòng)力是由一傳感器控制,動(dòng)作時(shí),可將下一區(qū)段動(dòng)力切斷。儲(chǔ)積線的第一區(qū)段是由一外部的傳感器控制,(通常由前方物品堆積滿線的傳感器感應(yīng)通知),或是來(lái)自系統(tǒng)控制器的信號(hào)。當(dāng)物品到達(dá)第一區(qū)段時(shí),即停止,并作動(dòng)一傳感器而切斷第二區(qū)段的動(dòng)力。物品從儲(chǔ)積輸送線上釋放有兩種方式:間隔式或整列式(圖3-38 )。
(a) 間隔式
有些型式的儲(chǔ)積輸送機(jī)只具有間隔式的功能,上一區(qū)段的傳感器開(kāi)啟后即作動(dòng)釋放區(qū)段的動(dòng)力以使暫停于此區(qū)段的物,隨即送出。例如用于紙箱的密封包裝的應(yīng)用,則需選擇間隔式,可將物品與物品加以間隔。
(b) 整列式
整列式儲(chǔ)積線,可至同一時(shí)間,作動(dòng)所有區(qū)段的動(dòng)力,而將整條儲(chǔ)積線上的物品送出。例如做疊棧機(jī)的應(yīng)用,則整列式的供給方式較為適用。
區(qū)段式儲(chǔ)積,對(duì)于物品最大、最小長(zhǎng)度與區(qū)段長(zhǎng)度的關(guān)系非常重要,區(qū)段的設(shè)計(jì)通常是以能處理最大的物品為主,但有些情況,一物品可能會(huì)橫跨兩區(qū)段,而產(chǎn)生物品的推擠壓力。而另一種情況是兩個(gè)較小的物品可能停止在一較大的區(qū)段內(nèi),導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的釋放問(wèn)題。
圖 3-37 區(qū)段儲(chǔ)積輸送機(jī)
圖 3-38 區(qū)段式儲(chǔ)積輸送機(jī)之釋放方式
(2) 連續(xù)式儲(chǔ)積
物品一個(gè)靠著一個(gè)堆滿整個(gè)輸送機(jī),因此如堆擠壓力過(guò)大時(shí),易造成物品損壞,為了降低堆擠壓力而有許多種設(shè)計(jì)方式,主要原理即在某段時(shí)間內(nèi)移去大部份輸送機(jī)的動(dòng)力而保存少許段落具有動(dòng)力,如此整線仍存有很小的驅(qū)動(dòng)力,但已不足以對(duì)物品造成損壞(圖 3-39)。
圖 3-39 連續(xù)式儲(chǔ)積輸送機(jī)
4 皮帶輸送機(jī)
皮帶輸送機(jī)是水平輸送機(jī)中較經(jīng)濟(jì)的方式。也可用于坡度的輸送(圖3-40)。皮帶可由滾筒或金屬滑板來(lái)支撐。皮帶式的滾筒、骨架及驅(qū)動(dòng)單元有很多組合的方式。由輸送的物品及系統(tǒng)的應(yīng)用需求來(lái)決定何種方式。皮帶的斷面也會(huì)影響到輸送機(jī)端部滾筒及驅(qū)動(dòng)方式的設(shè)計(jì),如較厚的皮帶及較重的材料需要較大的皮帶輪直徑。
圖 3-40 皮帶輸送機(jī)
4.1 皮帶支撐型式
(1) 滑板式:
皮帶下方以滑板支撐,一般滑板的型式,則是用于較輕負(fù)載及速度較低的情況 30 m/min 以下。
(2) 滾筒式:
皮帶下方以滾筒支撐,滾筒式的床座所需動(dòng)力較小,且皮帶壽命較長(zhǎng),輸送能力較大。
4.2 負(fù)載能力
皮帶輸送機(jī)的負(fù)載能力與皮帶支撐型式有很大關(guān)系,滾筒式不但輸送能力較大,且負(fù)載能力更大(見(jiàn)表3-5)。
表 3-5 皮帶輸送機(jī)負(fù)載能力
馬力hp?滑板式負(fù)載能力kg?滾筒式負(fù)載能力kg
1/3?180?510
1/2?340?1,130
3/4?540?2,400
1?720?3,180
4.3 模塊型式
(1) 轉(zhuǎn)彎模塊(圖3-41):
皮帶式輸送機(jī)因皮帶具有可伸張性,故其在轉(zhuǎn)彎模塊上應(yīng)用很廣,從30~180度都有,但以90度使用最普遍。
圖 3-41 各種角度之轉(zhuǎn)彎模塊組合
(2) 螺旋模塊(圖3-42):
轉(zhuǎn)彎皮帶也有螺旋的構(gòu)造,可做物品的爬升。以中心線的有效傾斜角,一般在16~20度,有90度及180度的模塊,提供多種彈性的組裝方式。而螺旋轉(zhuǎn)彎模塊與傾斜皮帶所需之空間尺寸參見(jiàn)圖3-43。
圖 3-42 螺旋狀轉(zhuǎn)彎模塊
圖 3-43 螺旋轉(zhuǎn)彎模塊與傾斜皮帶所需空間尺寸比較
4.4 驅(qū)動(dòng)單元
驅(qū)動(dòng)單元的位置與輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)方式及傾斜角有關(guān)。如皮帶是單方向轉(zhuǎn)動(dòng),則驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)位于輸出端。如皮帶是可正逆轉(zhuǎn),則驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)位于中央位置。如用于一下降坡度在15度以?xún)?nèi),驅(qū)動(dòng)單元置于較低的一端。如超過(guò)15度,則置于較高的一端??烧孓D(zhuǎn)之皮帶式輸送機(jī),在制造及裝配都要較小心,因?yàn)槠У难E性較困難。而且,長(zhǎng)度超過(guò) 15 m 或是非常短的可逆轉(zhuǎn)皮帶輸送機(jī)都是循跡較為困難。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),皮帶的長(zhǎng)度最好不要短于三倍的皮帶寬度,以避免循跡的問(wèn)題。
(1) 驅(qū)動(dòng)方式
端部驅(qū)動(dòng)方式,一般是用于較短的輸送機(jī)之單方向傳動(dòng),且負(fù)載較輕的情況。中央位置驅(qū)動(dòng)方式,則是用于可逆轉(zhuǎn)的傳動(dòng)且為中、重負(fù)載的情況。
(2) 輸送速度
另一個(gè)驅(qū)動(dòng)的考慮就是輸送的速度,速度要夠快到能將負(fù)載分開(kāi),以減少皮帶張力??勺兯俚尿?qū)動(dòng)單元可用于輸送速度無(wú)法事先決定的情況或是需與另一輸送機(jī)或其它設(shè)備速度配合的情況。機(jī)械式變速裝置的速比可到10比1。電子式的則可達(dá)到50比1。
在一系統(tǒng)使用皮帶式輸送機(jī),每一段接連的皮帶速度應(yīng)提高約1.5 m/min ,或是增加10%的速度,以確保輸送機(jī)之間安全的傳送。如輸送機(jī)每分鐘激活停止的次數(shù)超過(guò)八次(例如用于分度間歇作業(yè)),則馬達(dá)與減速機(jī)應(yīng)加裝特別的設(shè)備以保護(hù)輸送機(jī),如離合器剎車(chē),并應(yīng)向制造商咨詢(xún)來(lái)確保正常使用。
計(jì)算有效的皮帶拉力驅(qū)動(dòng),可使用下述公式:
BP=F(L+B+R+0.05T)+sinθ(I)+0.3D
BP=皮帶拉力(Belt pull)(kg)
F=摩擦(滾筒式:5%,滑板式:30%)
L=負(fù)載(輸送帶上全部重量)(kg)
B=皮帶重量 (kg)
R=滾筒重量 (kg)
T=尾端供給段負(fù)載的重量 (kg)
θ=傾斜角
I=負(fù)載在傾斜角度上的重量 (kg)
D=最重負(fù)載偏斜的重量 (kg)
有效皮帶拉力 EBP=BP×1.25 ( 額外的 25%是因?yàn)槠У膹椥约拜S承的摩擦損失 ) (kg)
馬達(dá)馬力計(jì)算公式如下:
馬達(dá)馬力 hp=?
效率=皮帶傳動(dòng)效率×減速機(jī)效率(由減速機(jī)制造廠商提供)
4.5 輸送坡度
皮帶輸送機(jī)除可水平輸送外,也可應(yīng)用于不同坡度的輸送,上升坡度的大小與物品的形狀、表面的條件、皮帶材質(zhì)、皮帶型式及供給到傾斜段皮帶之構(gòu)成方式有關(guān)。物品高度及重心位置的關(guān)系,則可決定最大坡度。一般而言,對(duì)于一均勻負(fù)載,其最大坡度,可用一通過(guò)負(fù)載重心的鉛垂線,必須落于負(fù)載基底長(zhǎng)度的 1/3 以?xún)?nèi)來(lái)決定。如圖 3-44 所示。一般而言,平滑的塑料籃需使用特別的皮帶,坡度可達(dá) 15 度,對(duì)紙箱而言,最大坡度可到 25度。有一些物品雖可達(dá) 30度,但屬于特殊應(yīng)用,需特別小心考慮輸送中重心平衡的問(wèn)題。
圖 3-44 均勻負(fù)載重心位置與坡度的關(guān)系
4.6 調(diào)緊裝置( Take-up device )
所有的皮帶輸送機(jī)均需裝有調(diào)緊裝置,以補(bǔ)償皮帶長(zhǎng)度的變化及保持皮帶的張力。調(diào)緊裝置最好裝于皮帶的松弛端,并緊接著驅(qū)動(dòng)部分。
以下幾種情形須使用重力調(diào)緊裝置(圖3-45):
(1) 皮帶輸送機(jī)使用橡膠皮帶,長(zhǎng)度超過(guò)45 m
(2) 皮帶輸送機(jī)使用針織帆布皮帶,長(zhǎng)度超過(guò)20 m
(3) 皮帶輸送機(jī)使用棉織皮帶,長(zhǎng)度超過(guò)15 m
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