張德安，吳逢

凸型平帶導(dǎo)向輪的應(yīng)用

張德安，吳逢

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330000）

針對起重皮帶、傳送帶橫向兩端面磨損、破裂問題，提出一種新型皮帶導(dǎo)向方法，該方法通過將導(dǎo)向輪皮帶接觸面設(shè)計為曲面，可自動將皮帶居中導(dǎo)向，從而消除皮帶端面與導(dǎo)向輪邊摩擦。該方案設(shè)計巧妙，成本低，杜絕了皮帶異常磨損，高效地保證了平帶運行可靠性及安全性，可廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各行業(yè)的起吊裝置、傳送裝置。

曲面；居中導(dǎo)向；磨損；破裂

1 前言

隨著制造業(yè)智能化水平的提高，在物流[1]、建材、機械、電力、化工等部門多種物料的輸送要求。其主要特點是：輸送量大、運行平衡可靠、速度快、提升高度大、有良好的密封性，從而擴大使用范圍。汽車制造工藝也在不斷的發(fā)展成熟，比如汽車生產(chǎn)線吊具。在乘用車制造工藝中常用于車身輸送及裝配設(shè)備，在商用車制造工藝中常用于前橋、后橋、底盤、車身、貨箱、整車輸送及裝配設(shè)備，因裝配工藝對空間需求，物流對空間的需求，吊具在運轉(zhuǎn)過程中必須升降。其中升降方式可以分為兩個階段，第一階段為環(huán)鏈電動葫蘆或者電機+鏈條，其特點穩(wěn)定，但是存在升降速度緩慢、前后傾斜、維護不便、噪音大等問題。隨著科技的發(fā)展，逐步演化到第二階段，皮帶升降方式。使用皮帶不僅提升了效率，同時也消除了傾斜現(xiàn)象、并簡化結(jié)構(gòu)。但存在一個普遍問題，故障率高，主要表現(xiàn)在上升下降過程中，因皮帶竄動，導(dǎo)致端側(cè)與機械摩擦損傷，造成皮帶內(nèi)鋼絲裸露斷裂，如圖1。本文創(chuàng)新性的提出了一種皮帶導(dǎo)向的方案，巧妙設(shè)置凸型皮帶導(dǎo)向輪，實現(xiàn)皮帶運動時自動居中導(dǎo)向功能，設(shè)計巧妙、簡單。

2 導(dǎo)向原理

2.1 導(dǎo)向原理

凸型導(dǎo)向原理如圖2所示，皮帶接觸面設(shè)置成曲面，皮帶運轉(zhuǎn)時，左右偏移拉力一致，皮帶保持居中狀態(tài)運行。

圖1 故障示意

式中：F為皮帶的提升力，f1、n1為兩側(cè)的偏移力。

圖2 導(dǎo)向原理

2.2 凸面曲率確定

曲率：1/R

曲率設(shè)計：本案例選取半徑為R的圓弧，弧長L=n× π× r/180，其中n是圓心角度數(shù)（角度制），r是半徑，如圖3中紅線標(biāo)示：

圖3 曲率

圖4 案例

由數(shù)學(xué)模型及以上公式可知，曲率越大，曲線（凸面）的彎曲程度就越大，向兩側(cè)的拉力就越大。曲率需求取決于平帶寬度，及平帶偏移嚴(yán)重度。一般平帶寬度越小，曲率需求越小，平帶偏移越嚴(yán)重曲率可設(shè)計越大，曲率選擇好后，弧面長度L比平帶寬度大3mm最佳，平帶居中導(dǎo)向較為平穩(wěn)[2]。本案例如圖4。

3 結(jié)構(gòu)布置

1.棍輪 2.輪緣 3.螺釘 4.墊圈

4 結(jié)論

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙。延長了履帶鏈的使用壽命，以及側(cè)機架和底架梁的使用壽命，從而有效地減少了電鏟設(shè)備的維修成本費用。

2）減少了故障維修次數(shù)。導(dǎo)向輪銅套及軸孔磨損程度降低，有效控制了導(dǎo)向輪軸斷故障的頻發(fā)，導(dǎo)向輪故障和更換次數(shù)將明顯減少，大幅度減輕和減少了工作人員的勞動強度和工作量，降低了維修工作的重復(fù)性，所做改造工作更有意義。

3）縮短了設(shè)備故障停機時間。因?qū)蜉喒潭ǚ绞降母倪M，提高了履帶板、履帶銷子、側(cè)機架、底架梁等一系列相關(guān)配件的使用壽命，也就間接減少了因相關(guān)備件故障造成的設(shè)備的不必要的故障停機，從而使設(shè)備的可用率和出動率實現(xiàn)了有效的提高。

4）提高了現(xiàn)場作業(yè)的安全性。導(dǎo)向輪裝配設(shè)計改進后，杜絕了平帶磨損、使用壽命提高，有效地改善現(xiàn)場作業(yè)的安全生產(chǎn)狀況，大大增加可實現(xiàn)性[3]。

[1] 杜子學(xué),李寧.跨坐式單軌車輛導(dǎo)向輪受力仿真分析研究[J].鐵道機車車輛,2011,31(4):88-90.

[2] 路非平,劉書嶺.帶導(dǎo)向輪吊車軌道固定件的設(shè)計與改進意見[J]. 工業(yè)建筑,2003,33(5):83-85.

[3] 李建民,沈成杰.PH4100XPC電鏟前導(dǎo)向輪總成國產(chǎn)化改造淺析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2017(5):62-63.

Application of Convex Flat Belt Guide Wheel

Zhang Dean, Wu Feng

( Jiangxi ISUZU Motors Co., Ltd, Jiangxi Nanchang 330000 )

In order to solve the problems of wear and fracture on both ends of the lifting belt and conveyor belt, a new belt guiding method is proposed. By designing the contact surface of the guide pulley belt as a curved surface, the belt can be guided in the middle automatically, so as to eliminate the friction between the end face of the belt and the edge of the guide pulley. The scheme is ingenious in design and low in cost. It eliminates the abnormal wear of the belt, and ensures the reliability and safety of the flat belt running efficiently. It can be widely used in lifting devices and conveying devices in various industries at home and abroad.

Curved surface; Center guide; Wear; Fracture

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.048

U463

A

1671-7988(2021)03-157-02

U463

A

1671-7988(2021)03-157-02

張德安，本科，科室經(jīng)理，就職于江西五十鈴汽車有限公司，研究方向：總裝工藝布置及優(yōu)化。