...、辅助设备--辊道】 - 中企黄页网

李伟

[摘 要]輕工业生产线上各种产品的转向是必不可少的一个环节，其中辊道升降是转向的关键。本文介绍了辊道升降装置的结构特点，改进方法。减少设备故障率，提高生产效率。

[关键词]升降、曲柄、拐臂、连杆

中图分类号：U468.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0007-02

轻工行业的生产线大多是流水线，生产线上有多个转向点，根据生产需求，实现产品的90度转向。转向点行业内叫做横向，其中有1#横向、2#横向或者转角机等。这些设备由辊道和皮带组成，交叉布置，两者的运行方向垂直。其中辊道靠升降装置驱动，实现竖直方向的升降。辊道高度超过皮带的时候，产品在辊道上运行；辊道高度低于皮带的时候，产品落在皮带上运行。转向的关键是辊道的平稳升降。早期的升降装置采用气缸作为执行元件，动力是压缩空气。首先外界环境中的空气湿度受季节变化不稳定，冷干机除水不彻底，导致压缩空气中的含湿量不断变化。尤其是北方的冬季，温度低，压缩空气中含油的饱和水分会凝结成冰。特别是电磁阀内部容易结冰，影响电磁阀的正常运行。最终结果就是辊道升降不稳定，导致生产上转向部位产生混乱，严重影响生产。其次压缩空气中的灰尘等杂质，对电磁阀、气缸密封件产生研磨作用，再加上气缸动作次数频繁，这些元件很容易损坏，导致漏气，降低生产效率。再次气缸耗气量也不小，增加空压机的负担。所以有必要对升降装置进行优化改进，提高生产效率。

1、工作原理

整套升降装置由动力杆、拐臂、联杆几部分组成，动力杆做水平往复运动，带动拐臂、联杆动作，其中拐臂围绕固定回转中心摆动，从而实现A点的上下运动。

下图是改进之前的工作原理图和结构图（图1，图2）

2、设计与改造方案

改造主要从改变驱动方式入手，驱动方式有气压动、液压驱动、电力驱动等几种方式，气压驱动在这种工况下的缺点在前面已经有说明；液压驱动用在这种结构上，驱动力足够，但是速度慢，动作频率也跟不上；综合考虑还是采用电力驱动。

电力驱动方式，工业化流水线上应用最多的就是一体化的减速电机，结构简单，控制方便。改造前采用是200×120的气缸，气缸附件有三联件、电磁阀、接头、消音器等。现设计采用KA系列斜齿轮-伞齿轮减速电机，输入轴与输出轴垂直，也可以叫做垂直轴减速电机。电机尾部带有电磁制动器，以实现电机的快速、准确停止，满足定位需求。减速电机输出轴安装曲柄，通过曲柄的旋转带动动力杆往复运动。曲柄是一个圆盘，距离中心位置60毫米的位置设计一个销子与动力杆铰接。改之前气缸输出的是直线运动，改后减速电机输出的是回转运动，通过曲柄、连杆转化成水平运动，采用的是曲柄滑块机构的工作原理，实现与气缸同样的功能。下图是改进之后的工作原理图和结构图（图3，图4）。

3、改造后的情况

下面从位置保持、输出力、耗气量、运行速度、运行噪音、工作可靠性六个方面对比改造后的效果。

位置保持：该升降装置在最高点和最低点需要有一定的停留时间，采用气缸驱动的时候，靠压缩空气持续供气实现位置保持。改进之后在减速电机的电机尾部加装电磁制动器，断电制动，实现位置控制。采用快制动，响应时间0.02秒，制动时间很短，定位比气缸定位更加精准。

输出力：气缸的输出力就是推力和拉力，靠压缩空气推动活塞杆实现。压缩空气经过管路传输，压力有损失，而且空气压缩机工作过程中需要不定期的卸荷，导致压缩空气的压力有波动。反映到气缸上就是输出力不稳定。减速电机采用电力驱动，输出扭矩恒定，比压缩空气的压力要稳定得多。

耗气量：气缸工作过程中需要不断地吸入排出压缩空气，所以必须有稳定而且持续的压缩空气供给；而减速电机不需要压缩空气，一定程度上减小了空气压缩机的负担。

运行速度：气缸的理论运行速度最大500mm/s，采用120毫米行程的气缸，理论动作时间是0.24秒。但是受到压缩空气压力、负载大小、进气时间、排气时间等诸多因素的影响，实际测得的运行时间是0.8秒。减速电机输出转速40rpm，动作一次需要转半圈，计算时间0.75秒。两种方式的动作时间差不多，但是减速电机的输出转速可以调整，选择传动比小的减速机，可以获得更高的输出转速，速度方面减速电机有很大的优势。

运行噪音：气缸工作中排气产生噪音，噪音高达120分贝，需要加装消音器。减速电机运行噪音只有65分贝。

工作可靠性：生产线需要高效运行，需要设备运行可靠，故障率低。气缸的运行受压缩空气压力、含水量、杂质、外界温度、负载等多种因素的影响，运行可靠性相对差一些，这也是经过生产车间长期运行得出的结论。减速电机的运行影响因素相对少得多，主要是控制好电机尾部电磁制动器的制动间隙，保证制动良好，就不会出问题。正常情况下，电磁制动器的摩擦片随着使用逐渐磨损，只需要定期更换电磁制动器的摩擦片就可以，更换周期一年左右，平时维护量大大减小。

主要参数对比如表1所示

4、结语

辊道升降装置通过改变驱动方式，提高了设备的运行稳定性，减轻了空压机的负担，设备的运转故障率明显减少。中纤板、石膏板等行业都有应用，取得了良好的经济效益。

参考文献

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