供应连续式升降机

连续式提升机也称为连续式升降机,其输送原理是载物托板组成的载货台安装在四根传输链条上,由托板组成的载货台具有足够的柔性,在链条的运行过程中,可绕过链轮转向。提升过程中,载货台保持水平,回程时载货台由水平位置变成垂直位置,回程结束时又恢复到水平位置,从而实现水平搬送货物的目的。


 产品参数
1.品名:物料箱(底部为平底);
2.产品规格:L     mm×W    mm×H    mm ;
3.单件重量: kg/㎡。设备输送产量
4.设备输送产量:每小时    件。
 技术规范及用材标准
2.3.1 主要技术参数:
1. 提升总高度(3~4楼):H=    mm。
2. 升降机外型尺寸:L×W×H=    mm×    mm×   mm(长×宽×高)。
3. 托盘外型尺寸:L×W=    mm×   mm(长×宽)。
4. 系统节拍为:t=    S。
5. 升降平均速度:V=     m/min。
 关键配套件及零部件设计要求
1. 升降主电机选用SEW品牌电机。
2. 所有电器控制元件均选用进口或者合资品牌。
3. 水平轨道使用材料为GB699-65《优质碳素钢技术条件》中的45#钢热处理后硬度HRC24-28。导轨不允许飞边、毛刺、裂纹,相邻接口应光滑过度,不允许有台阶。
4. 传动链条采用苏州链条厂产品,链条取足够的安全系(一般取n=5-10倍),链条传动自如、运行平稳、无卡阻现象。
5. 所有轴承及轴承座均采用优质产品。
 传动装置设计要求
1. 升降主机采用SEW品牌 带刹车电机。
2. 链轮不采用分体结构,而采用整体加工结构。
3. 上、下链轮横向中心线重合度运行偏差≤5mm。
4. 所有传动链轮的材料均采用45#钢,齿面高频淬火。传动轴的材料均采用45#钢(GB699-65)调质处理,采用调心轴承座固定。
5. 驱动装置应转动平稳,无卡阻现象,链轮和链条啮合时应无干涉和撞击现象。
6. 链条传动设置双面导向导轨,(回链方向设置单面导向导轨)。
7. 驱动装置有安全防护罩。
 机架及外观设计要求
1. 升降机机架所用钢材为槽钢、角钢或冷板成型,表面喷漆处理。
2. 机架内部四周设置防护栅栏,栅栏选用方管制作,表机喷漆处理。
3. 机架外部四周装饰选用网状铝型材,外型美观。
4. 机架设计、安装符合铅垂度要求。
 托盘设计要求
1. 各托盘相应平行,连接链条的驰垂度可调整。
2. 托盘托条采用碳钢方管制作,表面喷塑处理。
3. 托条采用带耳板专用链条连接。
4. 挠性链节具25.4。
 其它要求
1. 升降机运行平稳可靠,无爬行、卡阻及异响现象。
2. 在升降机的出入口同出入口输送机之间有允许搬出搬入和搬入搬出结束信号。
3. 应有硬件(行程开关、光电开关)、软件(PLC程序)两方面的安全可靠保障措施。
4. 信号的输入输出通过PLC来完成。
 进出口1、2号输送机技术规范及用材标准
1. 1、2号输送机均为    输送机。
2. 3楼1号输送机长     mm。
3. 4楼2号输送机长    mm。
4. 线体托辊有效宽度:W=    mm。
5. 输送机工作面距地面总高为    mm。
6. 两侧护边面均高出滚筒面。
7. 输送机输送速度为:     m/min(与主机相匹配)。
 主要设计要求
1. 机体采用支撑架支撑,支撑架配M14调节脚,调节范围为±20mm,材质为A3钢,表面镀白锌。
2. 护边(机体侧板)、电机安装箱、支撑架等均选用A3钢材料加工制作,表面喷塑处理。
3. 面板表面喷塑处理。
4. 运行过程中不得出现爬行现象。
5. 所有链轮材质为碳素结构钢中的45#钢,齿面高频淬火。
6. 链条型号08B,链条节距P=12.7mm,牵引链为T=50.8mm。
7. 滚筒直径Ф50,表面镀白锌。
8. 传动轴材质为45#钢,调质处理,表面发黑处理。
9. 驱动装置电机选用台湾品牌减速电机。
10. 零部件相连均选用国标镀白锌螺丝,(当安装或维修螺丝拧固处于难以操作时,螺母和机体焊接为一体。)
 电气控制系统
1. 采用日本三菱PLC控制。
2. 系统采用总体控制,即可联动,也可单台机可分别独立控制。
3. 在各人工操作处设置按钮盒,其余各处系统自动运行。3、4楼层之间设置通话装置。
4. 系统设置多个急停开关。启动时有电铃提示。
5. 设置故障报警(有声音提示)。
6. 控制系统设计为自动模式。所有信号命令由零压环境下的存储器提供,比如系统的中断或断开。所有重要功能要能以自动/人工模式操作。所有限位开关必须可以人工操作。为了简化基本工位,不同的流程和功能可以合并。
7. 光电开关、行程用于系统的自动检测、安全保护。
8. 电气设计应安全、可靠。操作方便,宜于维护,电气设计、安装应符合国家相应标准。
9. 控制柜采用独立式柜架结构,配有通风及过滤装置,电气控制回路采用DC24V电压。
10. 控制柜选用A3钢材料制作,表面喷塑处理。安装在甲方指定的安全位置。
11. 电气配线采用护套铜蕊线穿空硬管或线槽铺设。
12. 控制柜内部器件布置及走线应整齐、美观,导线与器件的连接可靠,线号清楚并与图纸相符。
13. 各导线间、导线与地、导线与线管或线槽、器件与地之间应绝缘可靠,控制柜、电机、线管或线槽、外壳接地良好。
14. 控制电气件选择:PLC、行程开关、光电开关、空气断路器、交流接触器、电线、电缆、按钮、显示灯等均采用进口或合资产品。
15. 系统动力用电:3Φ、380V、50HZ,消耗电约:4KVA。
16. 整个系统采用日本三菱控制单元,所有输入端口电压分离。控制回路包括电控柜里的PLC、继电器、接触器,以及其他电器(信号交换、按钮、开关、显示灯)的供电都为24V。
17. 整个输送系统将按照最合理原则制作。
18. 电气控制、设计有完好的按钮操作界面和人身安全措施。
 其他
1. 支承部分:由于本设备安装在空中,故需采用特殊方法,采用12号槽钢,作立柱及梁;
2. 防雨部分:采用铝塑板,另设带锁检修门;
3. 维修平台:考虑到维修,故设有检修工作平台,及安全护栏;
4. 升降机里边设有物体防护栏。
 系统公共技术指标
5. 系统使用温度条件:-15度—+50度。
6. 在规定的背景噪声环境距离驱动装置前后左右1米处测量的噪声值应不大于75db。
7. 所有设备表面喷涂颜色为天蓝。
 连续式升降机操作规程
为保证人身、设备和被输送货物安全,必须遵守以下操作规程:
1. 对机械设备和电气设备的状态进行检查,确认一切正常。
2. 对三相五线制供电电源进行检查,确认一切正常。
3. 将控制模式钥匙开关置为“自动”状态。
4. 根据输送要求将输送模式开关置为“上行”(3楼→4楼)或“下行”(4楼→3楼)状态。一般要求停机后才能转换此开关。
5. 顺时针旋转3楼/4楼的紧急停止按钮,将其置为复位(弹起)状态。
6. 合上主回路及控制回路电源,操作3楼、4楼就地控制按钮盒的联锁启动、联锁停止按钮就可以启动、停止升降机。
7. 确认升降机运行正常后,方可进行物品输送。
8. 蜂鸣器告警:启动告警---长响3秒;紧急停止告警---响2秒停2秒;产品堆积告警---响1秒停1秒;故障告警---响0.5秒停0.5秒。
9. 按下电控柜上的“报警消音”按钮可以消除告警鸣音。当出现异常报警时,应当立即停机,清除3楼、4楼出入口货物,然后排除电机的热过载故障,再按下电控柜上的“故障复位”按钮即可。
10. 在进行“上行”←→“下行”输送模式转换时,3楼、4楼进出口共4个光电开关的检测区域不能有输送物品存在。一般要求货物全部输送完毕后才能进行“上行”←→“下行”输送模式的转换。
11. 紧急停止按钮仅用于紧急和维修状态,不能长时间作为设备的总停。正常下班时请操作“联锁停止”按钮停止设备。
12. 关于手动操作和故障处理的具体操作方法请参阅使用说明书。




盘式连续升降机是一种连续、高效、垂直输送物品的输送设备。它与进出口的输送线组成一套完整的连续式升降系统。


托盘升降机组成系统
该设备是采用一台带刹车电机驱动四条等长的链条同步运行的。托盘安装在四根链条上,随链 条运行,托盘的水平位置为工作状态,其他位置为返回状态,托盘转平的时候进货,反之出货。可同时实现正 反方向上下输送,并可按照设计要求调节输送速度,很方便地满足进货和出货的需求。



托盘升降机优点
连续升降机安全可 靠,易于维护,运行费用低廉,有效降低输送成本。适用于家电,食品,医药,烟草,涂料化工等行业的成品.. 物流垂直输送。[1]架材料为角钢,采用专用的铝形材包边,阳光板密封。电机采用SEW带刹车电机。



托盘连续升降机(提升机)是一种自动、连续垂直输送设备,具有输送率高、运行平稳、安全可靠、节能省工的特点。由于托盘式升降机(提升机)具备自动、连续、垂直输送的特点,在电气控制上要求非常严格,该厂与中国矿业大学自动化系联手开发的模块技术,在托盘升降机(提升机)上的成熟使用,使托盘式升降机(提升机)具备了联锁、联控、声光报警、短途通讯等先进功能。“使用托盘式升降机(提升机)风险等于零”,这是广大用户对该产品使用后的结论。电器采用欧姆龙公司生产的PLC可编程控制器,机械采用全不锈钢材料制作,使得产品更新颖、美观、耐用、安全可靠等特点。本产品适用于:烟厂、烟草公司仓库、啤酒厂、电子厂等。



输送设备
  在仓库(物流中心)中使用最普遍的输送机就是单元负载式输送机及立体输送机。单元负载式输送机包括滚筒、皮带或链条等型式。这些输送机主要是用来做固定路径的输送。输送之单元负载包括栈板、纸箱或其它固定尺寸的物品,输送机型式的选择主要是基于物品的特性及系统的需求。
  单元负载式输送机的分类如图 3-1 所示。以动力源区分,可分为重力式( Gravity )及动力式( Powered )二种,重力式输送机即是利用欲输送物品本身的重量为动力,在一倾斜的输送机上,由上往下滑动。重力式输送机,因滚动转子的不同,可分为滚轮、滚筒及滚珠等三种型式。动力式轮送机,一般均以马达为动力。以传送的介质区分,主要可分为链条式、滚筒式及皮带式,以其应用而言,除最基本输送的功能之外,尚可做储积及分类等多种用途。
  立体输送机则以输送机空间所在位置区分,主要分为垂直、悬吊及地轨三大类。本章将探讨物流中心常用的各型单元负载式输送机及立体输送机之规格与应用方式,以期做为选用设计参考。
1 重力输送机( Gravity Conveyor )
  重力输送机除了成本较低的优点外,且易于安装、扩充或配置上的变更。理论上重力输送机,在使用时需要两个倾斜角,一个倾斜角是做为负载的激活用,另一个倾斜角则是维持负载的滑动(图3-2)。但实际上在一输送机上不可能有两个倾斜角,因此就在较陡的激活角度与较不陡的滑动角度之间,取一折衷角度。但如此,在两个地方会特别有问题:(1)倾斜角度是以较轻的负载设计,却可能放有较重的负载。(2) 第一个负载激活后,滚轮的摩擦力因旋转而变小,使得第二个负载滑动速度变快而追撞前一个负载。追撞之后,这两个负载结合有如一较重的负载,而加快滑行速度,这两种情况会导致负载滑行至输送机尾端,因撞击停止器而损坏或是伤及作业员。解决这些问题可使用速度控制器,但有其重量范围的限制,且增加成本。除了上述问题,重力式应是优先考虑最经济的方式。
1.1 重力式滚轮输送机
  重力式滚轮输送机(图3-3 所示),有时称为“溜冰鞋滑轮( Skate Wheel )”。主要特点为重量轻,易于搬动,在转弯段部份,滚轮为独立转动。对于较轻的物品,滚轮的转动惯量较低。且组装、拆装快速容易。
(1) 应用范围
  对于一些表面较软的物品,如布袋,滚轮较滚筒型式有较佳的输送性。在这种应用,可选择排成一列的方式,如此物品会循迹滑动。底部有挖空的容器及篮子,则不适合使用滚轮输送机。为使物品输送平顺,在任何时候一物品至少要有五个滚轮以上支撑(分布在三支轴上),如图 3-4 所示。
(2) 材质选择
  滚轮式输送机的骨架有钢及铝两种材质可供选用,铝的骨架材质用于负载较轻且可移动装设的情况,与钢骨架相较,其负载能力较小,而滚轮则有钢质、铝质、塑料之区分,一般钢质滚轮的负载能力为11~23 kg,铝质的在4.5~18 kg,塑料的则在 10 kg以下。 
(3) 尺寸规格
  大部份的制造厂商提供输送机的内缘宽度为300 mm、500 mm及600 mm,标准的长度为1.5 m、2 m、3 m。每单位长度的滚轮数由经验决定,一般而言,对于较小的物品,需更多的滚轮,而滚轮排列由于其每一排滚轮数及交错排列之不同而有多种的型式组成,如图 3-5 所示。常用标准的滚轮输送机骨架是由两支60 mm×25 mm 的型钢组合。滚轮需少许的油脂润滑。如使用的温度范围在 0~38℃ 之外,则须向制造商洽询,以避免产生润滑的问题,另有特殊的滚轮输送机,可应用在较高或较低温度的环境。
  骨架的强度与负载的多寡及支撑架的距离有关。大部份制造商均会提供骨架容许变形量的表,如表 3-1 所示。计算时,如会超过容许的变形量,则可考虑增加支撑架,或使用不同的支撑方式。
  输送机的倾斜度与输送物品的重量及表面的条件有关。对于纸箱,平均的倾斜度是每3 m高7.5 cm。物品如较坚实,需要的倾斜角度较小。表面较软的物品则需要较大的倾斜角。经验及测试是决定最后倾斜角度的唯一方法,一般而言,如无减速装置,最大长度在12~15 m。

图 3-5 滚轮排列型式
表 3-1 骨架负载变形量
支撑距离 每50 kg负载 变形量
 钢 铝
1,500 mm 0.326 mm 0.602 mm
3,000 mm 2.414 mm 5.284 mm
(4) 功能模块
  滚轮输送机,依功用有多种应用模块,例如直送模块、转弯模块及分歧模块。不同功用模块的组合,可完整地满足系统需求。
  转弯模块一般有 45°及 90°的型式。滚轮平均的倾斜度只有直送模块的一半。因为在转弯模块的滚轮是独立旋转,而外侧的滚轮旋转较快,因此为维持物品的方向性,转弯内侧的半径至少需等于物品的最大长度。一般而言,较大的转弯半径,物品较易输送,而不会塞在转弯部份。计算转弯模块输送机之宽度公式如下图 3-6 所示。
  分歧模块具有直送、左右送,可用于包裹的分送处理。可与重力式或动力式的系统相连接,以手动的方式用一杠杆控制分歧的滑道,或是利用遥控的方式,以按钮来控制。
1.2 重力式滚筒输送机
  滚筒式输送机的特点就是在于滚筒、轴、轴承、骨架、支撑架等组件的组合非常多样(图3-7),可满足各种不同的应用需求。选择组合的方式,需考虑输送的物品特性,安装的环境及设备的成本等条件。物品特性会影响输送的稳定性,一般至少需有三支滚筒同时接触物品(图3-8 )。

重力式滚筒输送机
滚筒支撑数与物品输送稳定性的关系
(1) 应用范围
  重力式滚筒输送机的应用范围较滚轮式为广(表3-2)。一般不适用于滚轮的负载,如塑料篮、容器、桶形物等均适用于滚筒式输送机。虽然有一些模块的骨架及滚筒是使用铝质材料来减轻重量,但还是较滚轮输送机重,故并不适用于需常移动或拆装的场合。
  在重力式滚筒输送机的应用中,使用开放式或钢质遮蔽盖可避免增加轴承的摩擦力。虽然轴承的应用温度可高达170℃,但钢质遮蔽式的轴承,使用温度不能超过 100℃,因为遮蔽盖会变形。在 0℃~65℃的范围之外时,则需考虑到特别的润滑问题。在较高温度的使用场合,输送带上负载的间隔要加大,并且快速移动,以减少滚筒热量的吸收。而且最好有滚筒的散热装置。
  滚筒的负载能力是由轴承负载能力及滚筒的宽度决定。基本轴承负载能力(Basic Bearing Capacity)是由经验公式及实验测试而定。而且是以宽度较窄的输送机来额定,如宽度增加时,则因轴的变形致使滚筒的负载能力下降,重力式滚筒输送机之负载能力与所选用的组件有很大关系。大部份制造商均会提供一输送机负载能力的分布表,依据滚筒、骨架、支撑架的组合方式而定。
 
表 3-2 重力式输送机之应用
输送物品 建议型式 说 明  倾斜角度(度)
布袋 滚轮 间距较密 5~20
薄纸箱 滚轮 15-20轮/呎,18吋宽 5~15
硬纸箱 滚轮或滚筒 16-18轮/呎,18 吋宽 2~12
木箱 滚轮或滚筒 10轮/呎,12 吋宽 2~8
(2) 选用设计
(a) 滚筒设计型式
  滚筒依环境及负载之不同需求而设计有开放式、遮蔽式、含油脂式等三种设计型式,开放式使用在一般室内场合,遮蔽式使用在灰尘较高或室外之场合,而较重负载及不方便润滑保修之场合比较适合采用含油脂式之设计。
(b) 滚筒组装方式
  滚筒因加工形状的不同有直压式、卷曲式及成型式三种组装方式,如图 3-9所示,在骨架轨道上的滚筒组装,可高于或低于骨架,完全视应用的需求而定,如滚筒低于骨架轨道,则骨架轨道即可当导轨用,不需另装安全栏;但是如使用较宽的负载,因负载会与骨架干涉而无法使用。相对地滚筒高于骨架的方式,另装安全栏架,在应用上较具弹性。

图 3-9 轴承与滚筒组装方式 
(3) 骨架型式
  最普遍的骨架型式有槽钢,L 型钢或平板成形的型式。以成形方式区分,可分为折弯成型(Formed)及构造用型钢(Structural),如图 3-10 所示。构造用型钢重量较重,强度较佳,用于重负载。通常在输送机的两侧是使用相同的型钢,利用撑梁加以焊接或螺栓固定。然而,有些特定需求的应用,两侧骨架的型式并非相同。
图 3-10 骨架型式
 
(4) 功能模块
(a) 三支骨架之滚筒转弯模块:
图3-11所示,装有较多的滚筒,具有较佳的输送性及负载能力且转弯时有较佳的循迹性。另外这种构造也有三支骨架鱼骨形式设计的模块(图3-12),由于其有自动对正中心的循迹性,能使负载能在输送机的中心线上移动,最适合装在需对正的封箱机之前。
(b) 分歧接合模块:
图 3-13a 所示,分歧接合模块可连接转弯或直送模块。
(c) 合流模块:
转弯合流及直送合流二种,图 3-13b、c 所示。
(d) 歪斜模块:
如图 3-14 所示,歪斜模块(Skewed Roller Section),可将负载移到输送机的一侧,以便于做条形码扫描、分类及累积等应用,一般按装于条形码读取机或动力推杆之前。
(e) 其它应用模块:
例如悬吊于天花板之悬吊模块,图 3-15 所示( 轻中负荷用 )、双层式模块,图 3-16 所示( 轻中负荷用 )。

图 3-11 三支骨架之滚筒转弯模块

图 3-12 三支骨架鱼骨式设计的模块
 
图 3-13 分歧与合流模块

图 3-14 歪斜模块

图 3-15 悬吊模块

图 3-16 双层模块
 
1.3 重力式滚珠输送机
  滚珠输送机(图 3-17 ),是在一床台上装有可自由任意方向转动的万向滚珠,用于较硬表面的物品在输送机之间的传送。滚珠输送机使用时不需润滑,并且不能使用于有灰尘多的环境中。定期维护时,可清理灰尘及其它物质。在作业时,滚珠滚动会在物品的表面留下滚痕,如铜、软木材或高精度的钢板。
 
(1) 应用范围
  对于底部较软的物品,如湿的纸箱,或是栈板、桶状物及篮子等,则不适合使用滚珠输送机来传送。使用滚珠输送机来移动物品所需的力量大小与物品的重量及物品表面的硬度有相对关系。愈硬表面的物品愈容易移动,所需力量通常为 5~15% 负载的重量。

图 3-17 滚珠输送机
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2 动力输送机
  基本上,动力输送机的选择与重力输送机相同,是由物品的特性及系统的应用来决定。如物品具有不规则的表面,如邮包,则只能使用皮带式输送机,一般规则物品(纸箱、栈板)则可使用链条输送机或滚筒输送机。对于物品的间隔控制,储积释放应用及精确定位等应用,通常使用皮带式输送机。对于较重物品,则使用动力滚筒输送机,另物品的分类及储积,也常会使用动力滚筒输送机来应用。
 
2.1 动力式链条输送机
  动力式链条输送机(图 3-18)可用于输送单元负载货物,如栈板、塑料箱,也可利用承载托板来输送其它形状物。动力链条输送机依输送链条所添装之附件的变化,可产生非常多的不同应用型式(滑动式、推杆式、滚动式、推板式、推块式...),而在物流中心的使用则以滑动式( Sliding )及滚动式( Rolling )为主要两大型式。

图 3-18 动力式链条输送机
(1) 滑动式链条输送机
  滑动式链条输送机是直接以链条承载货物(图 3-19),且链条两边板片直接在支撑轨道上滑行。由于链条承载了货物重量后,会与滑行轨道产生较大之摩擦阻力,故滑行轨道必须使用低摩擦系数且耐磨耗之材料,其适用于较轻的荷重及较短距离之输送。
  滑动式链条输送机其输送链条构造简单,维护容易,且成本低廉,但噪音大,动力损耗高又不耐荷重故已逐渐被滚动式链条输送机取代。

图 3-19 滑动式链条输送机输送方式
(2) 滚动式链条输送机
  滚动式链条输送机是在承载链条上,每目之间再加装上一较高之承载滚子附件来承载货物。而链条是以滚子来与轨道滚动滑行(图 3-20)。由于链条上之滚子与轨道是以滚动接触,摩擦阻力小,动力损耗低且可承载较重的荷重。其荷重能力与支架强度、链条大小及滚子尺寸、材质均有关系,而滚子材质一般为钢制,但有些场合为了降低噪音,而采用耐磨耗之工程塑料制造。
  另外承载货物之滚子与承载托板间,在输送堆积时会产生滑动及滚动两种方式接触,亦即当一般输送情况,货物在承载托板上,承载托板与承载滚子间因荷重产生摩擦力之故,而随着链条向前输送,一但承载托板堆满线后,则承载托板与承载滚子间便成打滑现象,而使滚子空转,链条继续向前移动,如此便可达到区段储积功能,而不需停止输送机。

图 3-20 滚动式链条输送机输送方式
(3) 动力式链条输送机特点
• 连续式运转,链条必须有轨道支撑。
• 除输送方形规则物外,其它货品必须以承载托板输送。
• 以承载托板输送时,必须加装承载托板的回收装置。
• 输送速度慢
• 构造简单,维护容易。
• 可应用于自动仓库前段及装配、包装等区域。
2.2 动力式滚筒输送机(Live-roller)
  动力式滚筒输送机的应用范围较皮带式输送机为广。可应用于储积、分歧、合流及较重的负载。另外也广泛使用于油污、潮湿及高、低温的环境。这些应用可以不同驱动型式的滚筒输送机来符合需求。以下将介绍各种驱动方式:
(1) 平皮带驱动滚筒( Flat-belt-driven Live Roller )
  平皮带驱动滚筒输送机的构造与皮带式输送机的构造非常类似,只是在皮带上方装有一列承载滚筒(Carring Rollers),及下方装有调整松紧之压力滚筒( Pressure Rollers ),如图3-21、3-22 所示。

图 3-21 皮带驱动滚筒输送机

图 3-22 断面图
  承载滚筒的选择与间隔大小,与重力式滚筒相同。压力滚筒位于两承载滚筒之间,可上下调整,以增减皮带的驱动力。如输送纸箱在分歧点的区域,必须调高压力滚筒( Pressure Rollers ),以增加对负载的驱动力。一般来说,压力滚筒的调整,是使皮带的张力达到最小,且能维持负载的移动。因为皮带的宽度与实际输送物品的表面无关,因此可使用较窄的皮带。而皮带宽度的决定,是由有效的皮带拉力及每英吋宽度的负载能力而定。最大的皮带宽度是由端部滚筒及驱动单元的间隙而定,一般制造商均会指定。皮带拉力的计算公式如下:
BP=F(L+B+R)+sinθ(I)+0.3(D)
BP=皮带拉力(Belt pull) (kg)
F=摩擦系数(10%)
L=负载 (kg)
B=皮带重量 (kg)
R=滚筒重量 (承载滚筒+压力滚筒+惰轮滚筒) (kg)
θ=倾斜角
I=负载在倾斜角的重量 (kg)
D=最重负载偏斜的重量 (kg)
有效的皮带拉力 EBP=BP×1.25 (kg)
马达马力 hp=
效率=皮带传动效率×减速机效率(由减速机制造厂商提供)
平皮带驱动滚筒输送机的最大倾斜角是 5 度。如大于此角度,则输送物品需经测试。
(2) V型皮带驱动滚筒(图 3-23)
  V型皮带的驱动方式与平皮带驱动方式相同,只是将平皮带换成V型皮带,压力滚筒换成压力滚轮,安装于骨架的侧边。V型皮带主要是用于较轻负载及较短的输送机,最好要使用一体成形之整圈V型皮带,如使用搭接的方式,则强度及寿命较差。
  V型皮带驱动滚筒,很适合用于转弯及接合的部分。因为V型皮带可沿着曲线弹性变形。而且使用相同的动力及V型皮带,除可驱动直送模块,并可带动转弯及接合模块。
图 3-23 V型皮带驱动滚筒
(3) 链条驱动滚筒( Chain-driven Roller )
  链条驱动滚筒输送机可应用于较严格的工作条件,重负载、油污、潮湿的环境,及较高或较低的温度。链条驱动分为两种型式,连续式及滚筒到滚筒的方式。连续式的成本较低,但应用的限制条件较多。
 
(a) 连续式( Continuous )
  连续式链条驱动滚筒方式如图 3-24、3-25 所示,是使用单一链条驱动附有链轮之滚筒(每支滚筒只焊接一链轮)。因只使用单一链条,故每支滚筒的链轮,只有几齿与链条接触,因此不适合用于输送较重的负载,也不适合应用于需起动、停止频繁的情况。链轮的大小,会影响滚筒的间隔。如需要较小的的滚筒中心距时,可使用倍宽度的链条,配合交错排列的链轮;或是在每两个驱动滚筒之间,置一惰轮滚筒。但驱动马达部分应置于输送机的输出端。

图 3-24 连续式链条驱动

图 3-25 应用于连续式之单链轮滚筒
(b) 滚筒对滚筒型式( Roller to Roller )
  滚筒对滚筒型式的构造(如图 3-26、 3-27 所示),是在每支滚筒上焊有两个链轮,链条是以交错的方式,连接一对对的滚筒。如此使得每支滚筒上的链轮与链条有较大的接触弧角,而具有较大传动力。因为链条的拉力及松弛会累积,所以此型输送机的长度有限制。一般连续链条圈数不要超过 80 圈。如将驱动单元置于输送机中心,则可两边各 80 圈,而可达总数160 圈。至于保养方式,可以手动转动滚筒定期润滑链条。如速度超过45 m/min,或是在较高温度的环境,则需安装自动链条润滑装置。

图 3-26 滚筒对滚筒方式之链条驱动

图 3-27 应用于滚筒对滚筒方式之双链轮滚
 
计算驱动及链条尺寸之公式如下:
CP=F(L+R+S+C)+sinθ(I)+0.3D
CP=有效链条拉力(Effective chain pull)(kg)
F=摩擦系数(连续式:6%,滚筒对滚筒:5%)
L=负载 (kg)
R=滚筒重量 (kg)
S=链轮重量 (kg)
C=链条重量 (kg)
θ=倾斜角度
I=负载在倾斜角度上的重量 (kg)
D=最重负载偏斜的重量 (kg)
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马达马力 hp= ×运转安全系数
效率=皮带传动效率×减速机效率(由减速机制造厂商提供)
运转安全系数:
在连续运转24小时以内,连续式单链条驱动为1.0,滚筒对滚筒型式为1.2 
(4) 圆皮带驱动滚筒(优力胶圆皮带,Urethane Belt )
  圆皮带驱动方式是利用马达带动线轴,再经由线轴上的圆皮带驱动每支滚筒,如图 3-28 所示。利用万向接头接合各模块传动线轴,则线轴可用于驱动转弯模块、分歧模块等,而不需另装马达。如图 3-29 所示。
  圆皮带滚筒输送机其线轴的传动方式除了安静、干净、安全的优点外,由于线轴的衔接容易,且动力传递距离长,配合铝挤型支架后,尤适于模块化。

图 3-28 圆皮带驱动之滚筒输送机

图 3-29 利用万向接头之转弯模块
 
(5) 齿形皮带驱动滚筒
  这种驱动方式与滚筒对滚筒链条驱动方式类似,只是在每一对的滚筒间,改以小型的塑料齿轮配合齿形皮带传动,适用于较轻负载之输送。这种传动方式,省去了链轮所需占用的大空间,使整个输送机宽度缩小,且没有金属链条之磨擦传动声,也降低噪音之产生。由于这种驱动方式,将使得整个输送机的负载,都必须由与动力源连接的齿形皮带承受,而其余的齿形皮带的负载,则随着其与动力源的距离增加而逐渐降低。为避免与动力源衔接的皮带负载过大,一般动力源的位置都放置于输送机的中央(如图3-30、3-31),或当输送机过长时,则每隔几支滚筒即以一支电动滚筒做动力源,以降低与动力源连接之皮带负载,当然,此时电动滚筒的距离间隔,要比单纯装置电动滚筒与无动力滚筒的输送机大,可减少电动滚筒使用的支数。

图 3-30 动力源置于单边驱动 (靠近动力源之皮带负载过大,容易损坏)

图 3-31 动力源置于中央驱动 (可使动力源附近之皮带负载降为一半)
(6) 伞齿轮驱动滚筒
  图 3-32 所示,以一装有多个伞齿轮的传动轴,透过装在滚筒轴端的伞齿轮传动,驱使滚筒转动,这种传动方向的负载能力强,但在输送机侧边所占的空间很大,且需加覆盖以避免造成工作上的危险。
  当伞齿轮驱动方式应用于转弯模块时,则传动轴必须以万向接头连接,或以在邻接滚筒的伞齿轮间,加装自由游动的伞齿轮来驱动全部的滚筒(图 3-33、3-34)。

图 3-32 伞齿轮驱动滚筒输送机

图 3-33 转弯模块以万向接头衔接驱动伞齿轮来传动
 
图 3-34 伞齿轮直接传动之转弯模块
 
(7) 电动滚筒
  电动滚筒(图 3-35)本身拥有动力,故不需任何传动的设备,使输送线更简单、安全、洁净。一般使用于动停控制频繁的场合,且由于其价格昂贵,故在实际使用时,每隔几支没有动力的滚筒,才装置一支电动滚筒。

图 3-35 电动滚筒
(8) 各型动力式滚筒输送机之比较
  滚筒输送机因驱动型式之不同而使其承载滚筒设计不同(见表3-3),而在应用上也有些差异,其比较如表3-4所示。
 
表 3-3 各型滚筒输送机之设计范围比较
驱动型式 宽度mm 速度m/min 承载滚筒
   直径mm 壁厚mm 间距mm
平皮带 300 900 12 30 35 64 1.0 1.6 38 300
V型皮带 300 600 3 18 35 48 1.6 1.8 38 150
连续式炼条 250 900 1.5 30 48 64 1.6 2.0 90 318
滚筒对滚筒 300 1,400 3 18 48 90 1.6 2.0 80 100
圆皮带 300 1,300 9 36 50 64 1.4 1.6 75 230
表 3-4 各型滚筒输送机之应用比较
驱动型式 压力滚筒 平均最大 平均最大 应  用
 间距mm 负载kg/m 长度m 
平皮带 150 186 60 压力滚筒可调,可做储积用途
V型皮带 150 75 15 不适用于重负载及连续作业
连续式
炼条 不用 225 15 适用于45kg以上负载
滚筒对
滚筒 不用 没有限制 12 适用于栈板及重负载
圆皮带 不用 90 300   只需一驱动马达,即可驱动复杂结构
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3 储积输送机(Accumulation Conveyor)
储积输送机主要类型:如图 3-36 所示。
图 3-36 储积输送机之分类
3.1 一般型储积输送机
  重力式滚轮及滚筒是一般常用之最便宜及最简单之储积输送机。其应用非常广泛,但对于某些物品则易造成安全及物品毁损的问题。此种型式不能使用于系统的主输送线或是在物品的移动必须处于某一速度在一特定时间内完成的情况中。
  储积输送机也可由好几段的皮带输送机组成,称为“阶段指引皮带输送机( Cascade indexing belt conveyor )”。物品移动到第一段皮带上,物品尾端碰到传感器,而停止输送。而下一件物品抵达时,输送机再次激活移动,直到此物品尾端完全在皮带上。这将持续到第一件物品到达输送机的末端,接着一传感器会指示出有一排满列的物品在第一段输送带上,然后这一列物品会被完整地移动至最远程的空输送带上。而物品可以从此储积线上释放端移去,可一次移出一件物品或是一整列物品。当此释放端的输送带完全空的时候,则会再将前一段输送机上的一列物品送入。
  另一种一般型的储积输送机就是轻触式动力滚筒输送机,其应用皮带驱动的滚筒,调整压力滚筒,使带动承载滚筒之驱动力为最小。但此方式对前端物品还是会造成推挤的压力。而且对于重量变化较大的物品推挤情况会较明显。因为压力滚筒的设定,是以带动最重物品为最低的设定基准,如此会对其他较轻物品增加了推挤压力。
3.2 零挤型储积输送机
  大部分制造商均有其独特设计方式的零挤型储积输送机,基本动作原理,主要是以间歇方式,停止部份区段输送机滚筒的动力,以避免后方物品推挤到前方物品。零挤型储积输送机储积方式可分为两种,区段式储积及连续式储积。
(1) 区段式储积
  区段储积(图 3-37)是将输送机长度分为几个区段,通常一区段长度为 600~760 mm 。每区段的动力是由一传感器控制,动作时,可将下一区段动力切断。储积线的第一区段是由一外部的传感器控制,(通常由前方物品堆积满线的传感器感应通知),或是来自系统控制器的信号。当物品到达第一区段时,即停止,并作动一传感器而切断第二区段的动力。物品从储积输送线上释放有两种方式:间隔式或整列式(图3-38 )。
(a) 间隔式
  有些型式的储积输送机只具有间隔式的功能,上一区段的传感器开启后即作动释放区段的动力以使暂停于此区段的物,随即送出。例如用于纸箱的密封包装的应用,则需选择间隔式,可将物品与物品加以间隔。
(b) 整列式
  整列式储积线,可至同一时间,作动所有区段的动力,而将整条储积线上的物品送出。例如做叠栈机的应用,则整列式的供给方式较为适用。
  区段式储积,对于物品最大、最小长度与区段长度的关系非常重要,区段的设计通常是以能处理最大的物品为主,但有些情况,一物品可能会横跨两区段,而产生物品的推挤压力。而另一种情况是两个较小的物品可能停止在一较大的区段内,导致不可预测的释放问题。

图 3-37 区段储积输送机

图 3-38 区段式储积输送机之释放方式
(2) 连续式储积
  物品一个靠着一个堆满整个输送机,因此如堆挤压力过大时,易造成物品损坏,为了降低堆挤压力而有许多种设计方式,主要原理即在某段时间内移去大部份输送机的动力而保存少许段落具有动力,如此整线仍存有很小的驱动力,但已不足以对物品造成损坏(图 3-39)。

图 3-39 连续式储积输送机
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4 皮带输送机
  皮带输送机是水平输送机中较经济的方式。也可用于坡度的输送(图3-40)。皮带可由滚筒或金属滑板来支撑。皮带式的滚筒、骨架及驱动单元有很多组合的方式。由输送的物品及系统的应用需求来决定何种方式。皮带的断面也会影响到输送机端部滚筒及驱动方式的设计,如较厚的皮带及较重的材料需要较大的皮带轮直径。
 
图 3-40 皮带输送机 
4.1 皮带支撑型式
(1) 滑板式:
皮带下方以滑板支撑,一般滑板的型式,则是用于较轻负载及速度较低的情况 30 m/min 以下。
(2) 滚筒式:
皮带下方以滚筒支撑,滚筒式的床座所需动力较小,且皮带寿命较长,输送能力较大。 
4.2 负载能力
  皮带输送机的负载能力与皮带支撑型式有很大关系,滚筒式不但输送能力较大,且负载能力更大(见表3-5)。
表 3-5 皮带输送机负载能力
马力hp 滑板式负载能力kg 滚筒式负载能力kg
1/3 180 510
1/2 340 1,130
3/4 540 2,400
1 720 3,180
 
4.3 模块型式
(1) 转弯模块(图3-41):
  皮带式输送机因皮带具有可伸张性,故其在转弯模块上应用很广,从30~180度都有,但以90度使用最普遍。
图 3-41 各种角度之转弯模块组合
(2) 螺旋模块(图3-42)
  转弯皮带也有螺旋的构造,可做物品的爬升。以中心线的有效倾斜角,一般在16~20度,有90度及180度的模块,提供多种弹性的组装方式。而螺旋转弯模块与倾斜皮带所需之空间尺寸参见图3-43。
图 3-42 螺旋状转弯模块
图 3-43 螺旋转弯模块与倾斜皮带所需空间尺寸比较
4.4 驱动单元
  驱动单元的位置与输送机驱动方式及倾斜角有关。如皮带是单方向转动,则驱动单元应位于输出端。如皮带是可正逆转,则驱动单元应位于中央位置。如用于一下降坡度在15度以内,驱动单元置于较低的一端。如超过15度,则置于较高的一端。可正逆转之皮带式输送机,在制造及装配都要较小心,因为皮带的循迹性较困难。而且,长度超过 15 m 或是非常短的可逆转皮带输送机都是循迹较为困难。根据经验,皮带的长度最好不要短于三倍的皮带宽度,以避免循迹的问题。
(1) 驱动方式
  端部驱动方式,一般是用于较短的输送机之单方向传动,且负载较轻的情况。中央位置驱动方式,则是用于可逆转的传动且为中、重负载的情况。
(2) 输送速度
  另一个驱动的考虑就是输送的速度,速度要够快到能将负载分开,以减少皮带张力。可变速的驱动单元可用于输送速度无法事先决定的情况或是需与另一输送机或其它设备速度配合的情况。机械式变速装置的速比可到10比1。电子式的则可达到50比1。
  在一系统使用皮带式输送机,每一段接连的皮带速度应提高约1.5 m/min ,或是增加10%的速度,以确保输送机之间安全的传送。如输送机每分钟激活停止的次数超过八次(例如用于分度间歇作业),则马达与减速机应加装特别的设备以保护输送机,如离合器剎车,并应向制造商咨询来确保正常使用。
计算有效的皮带拉力驱动,可使用下述公式:
BP=F(L+B+R+0.05T)+sinθ(I)+0.3D
BP=皮带拉力(Belt pull)(kg)
F=摩擦(滚筒式:5%,滑板式:30%)
L=负载(输送带上全部重量)(kg)
B=皮带重量 (kg)
R=滚筒重量 (kg)
T=尾端供给段负载的重量 (kg)
θ=倾斜角
I=负载在倾斜角度上的重量 (kg)
D=最重负载偏斜的重量 (kg)
有效皮带拉力 EBP=BP×1.25 ( 额外的 25%是因为皮带的弹性及轴承的摩擦损失 ) (kg)
马达马力计算公式如下:
马达马力 hp=
效率=皮带传动效率×减速机效率(由减速机制造厂商提供)
4.5 输送坡度
  皮带输送机除可水平输送外,也可应用于不同坡度的输送,上升坡度的大小与物品的形状、表面的条件、皮带材质、皮带型式及供给到倾斜段皮带之构成方式有关。物品高度及重心位置的关系,则可决定最大坡度。一般而言,对于一均匀负载,其最大坡度,可用一通过负载重心的铅垂线,必须落于负载基底长度的 1/3 以内来决定。如图 3-44 所示。一般而言,平滑的塑料篮需使用特别的皮带,坡度可达 15 度,对纸箱而言,最大坡度可到 25度。有一些物品虽可达 30度,但属于特殊应用,需特别小心考虑输送中重心平衡的问题。
图 3-44 均匀负载重心位置与坡度的关系
4.6 调紧装置( Take-up device )
  所有的皮带输送机均需装有调紧装置,以补偿皮带长度的变化及保持皮带的张力。调紧装置最好装于皮带的松弛端,并紧接着驱动部分。
以下几种情形须使用重力调紧装置(图3-45):
(1) 皮带输送机使用橡胶皮带,长度超过45 m
(2) 皮带输送机使用针织帆布皮带,长度超过20 m
(3) 皮带输送机使用棉织皮带,长度超过15
图 3-45 皮带张力调紧装置


 

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