鋼桶生產線的設計（3）
楊文亮
三、鋼桶自動生產線輔助裝置
（一）輸送裝置
自動線采用輸送裝置的目的，在于將所配備的全部制桶工藝設備有機地聯系起來而成為一個工作整體，它不單起著中間的傳送作用，還能完成桶件和原材料的輸入，以及鋼桶成品和桶件或廢料的輸出。因此，輸送裝置的工作性能同樣會影響全線的自動化程度，生產能力、產品質量、產品成本、操作條件和衛生安全等等。設計者必須根據工藝要求和總體布局合理地加以設計和選用。
生產線所用的輸送裝置按輸送力的來源大體可分為重力式和動力式兩大類。
1、重力式輸送裝置
重力式輸送裝置有滑槽、滾道和滑輪輸送等。這類裝置都是依靠桶件自身的重力或慣性力以克服滑槽或滑道的接觸摩擦阻力而實現輸送的，故結構簡單，應用較廣。但它只能向下輸送，而且運動穩定性差，所以對自動線的工作節拍有嚴格要求的生產線，不宜直接采用。
（1）滑槽
圖7 桶件在滑槽中的變位情況
B-滑槽的內寬；L-桶件的長度（如桶身長度）；A-桶件與通道內沿的間距；D-桶件寬度（如桶身直徑）；γ-桶件偏轉角；φ-摩擦角；μ-摩擦系數
如圖7為常見的滑槽設計圖。這是桶件沿傾斜滑槽向下運動的情況。為使它順利通過，滑槽的內寬必須加以適當控制，即圖中A值的大小。如果A值過大，桶件容易在滑槽中傾斜（如圖中虛線位置）卡在槽中；如果A值過小，因摩擦過大，使桶件運動不暢，容易受阻。通常情況下，A應符合下列條件：
滑槽的傾斜角也在滿足一定的要求，傾斜角太小時，重力不足，也會造成運動不暢。通常情況下，傾斜角α應滿足tgα＞μ。
滑槽側壁過高對桶件阻力大，而過低又影響運動的穩定性，所以從技術上來說，也需要一個合適的尺寸。一般情況下，常取側壁高H=（0.25～0.35）D。
在滑槽轉彎處要改變桶件的輸送方向，轉角段的幾何尺寸關系如圖8所示。圖中R值應根據計算設計出最合理的尺寸。
圖8 彎槽的幾何關系
R-彎槽的外半徑；B'-最大內寬；B-圓弧外的直線段槽內寬
通常情況下，滑槽轉彎半徑R應符合下列條件：
實用中，先選取B’值，再求算R值，并滿足布局要求。圓弧以外的直線段其槽內寬也是B。這樣，彎槽的內沿1-2部分弧線應以過渡曲線來代替。
重力滑槽實例
（2）重力滾道
圖9所示的重力滾道常用于鋼桶生產線的輸送。
圖9 重力滾道
當桶件沿重力滾道向下運動時，它與滾柱的接觸部位和滾柱兩端的軸承內部都存在著摩擦（滑動或滾動的）阻力。這些阻力都有礙于桶件受重力作用而向下運動。重力滾道的設計，其關鍵在于滾道的傾斜角β。通常情況下，β符合下列條件：
式中：K-與滾柱質量分布狀況有關的系數，一般取為0.8～0.9；G-滾柱重；L-輸送滾道的有效長度；k0-桶件對滾柱的滾動摩擦線性值（一般取0.5～0.6）；Gw-單個桶件重量；β-滾道對水平面的傾斜角；D-滾柱的直徑；μ-滾柱兩端軸承的摩擦系統，滑動支承取0.15左右，滾動支承取0.015左右；d-滾柱軸頸的直徑；Z-桶件同時接觸的滾柱數。
合理確定和調整滾道的傾斜角是保證桶件依靠重力實現正確輸送的基本條件。欲減少滾道傾斜角β，應使滾柱重G和滾柱軸頸的直徑趨小，而滾柱的直徑D趨大。
2、動力式輸送裝置
動力式輸送裝置不僅具有向下的輸送能力，還有沿水平和向上的輸送能力，輸送速度可調節。典型的動力式輸送裝置大致有動力滾道、帶式、鏈式、板鏈式輸送機等。它們能驅動桶件作連續或間歇運動。
（1）鏈傳動滾道輸送裝置
如圖10為鋼桶生產線上常見的鏈傳動動力滾道。該滾道在鋼桶立式輸送中應用最多，常用于鋼桶涂裝生產線上的輸入和輸出。
圖10 鏈傳動滾道輸送裝置
鏈傳動滾道輸送實例
（2）帶式輸送裝置
帶式輸送裝置結構簡單，工作可靠，造價低廉，適應性強。物別對工作節拍沒有嚴格要求而且比較干燥的生產場所，可用于柔性或半柔性自動生產線。常見于桶底蓋輸送和封閉器輸送等場合，也可用于鋼桶成品的輸出裝卸。如圖11為常見的帶式輸送裝置。
圖11 帶式輸送裝置
帶式輸送裝置一般由主從動滾輪、張緊輪、撓性帶、托板（或托輥）、欄板（或欄桿）和驅動裝置等組成。
皮帶輸送實例
（3）鏈式輸送裝置
如圖12所示，鏈條架在導軌上，直接承載桶件。因無任何強制性推進元件，一般只適用于低速的水平輸送。常用于桶身在柔性工序間輸送，如卷圓機、點焊機、縫焊機設備間的輸入和輸出。
圖12 鏈式輸送裝置
鏈式輸送實例
如圖13所示，鏈條架在導軌上，桶件被被放在托板上，借鏈條的推頭推進，能始終保持一定的間距，有利于實現所需的工作節拍。常用于桶身成形設備間的間歇傳送。
圖13 推進式輸送鏈
推進鏈輸送實例
鏈條式推進輸送實例
3、其他類型輸送裝置
在自動生產線上，有時利用桶件本身的種種特性，而采用特種形式的輸送裝置，以達到簡單、可靠的工作效果。較常用的有磁性輸送帶等。
圖14為磁性輸送帶工作原理圖，緊靠著輸送帶的是按一定順序排列的永久磁鐵或者電磁鐵。這樣，可使某些導磁性和散落性都較強的小桶件受磁場作用，被吸附和增強它對輸送帶的接觸摩擦力，從而能克服桶件的自重而向上提升。輸送帶常用較薄的氯丁橡膠制成，帶速約為30～70m/min左右。常用于桶口件或封閉器零件的輸送。
圖14 磁性輸送帶工作原理圖
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