环形排屑装置的设计与应用

王忠财

（迈夫诺达机械设备（烟台）有限公司，山东烟台264100）

环形排屑装置的设计与应用

王忠财

（迈夫诺达机械设备（烟台）有限公司，山东烟台264100）

一种切屑环形输送装置，适用于自动生产车间干、湿式加工中各种材质和不同形状的切屑输送。针对目前现有的切屑输送过程中的缺乏单机转向输送的能力，开发出一种新的切屑输送装置，设计一种采用全新的切屑输送装置，采用减速电机驱动不同节距双链条总成，可解决原有切屑只能直线输送。

环形；排屑；排屑装置

机械工业最近几年在高速的发展着，为整个社会的发展起到了强大的助力作用。自动化、智能化、高效率、节约生产能源、低排放等一系列的革新方式出现在这个社会的发展过程中。在机械加工系统中，机床是机械工业的中流砥柱，起着无可替代带作用，工件的性能要求不断的提高，不断的要求机床提升功能及品质。同时，机床辅助机械也为机床的高速发展提供了可靠的保障。非常规的配置、要求、功能在机械加工系统中有着越来越重要带体现，特别是汽车行业机械加工中，自动加工生产如何正确运用特殊的环形自动输送装置，是目前机床生产厂家和用户急需的。

切屑输送装置目前主要有链板式、刮板磁刮板式、永磁式、螺旋式，各自有不同的适用领域，适合输送的切屑不同，基本可以覆盖现有的主要切屑输送类型，长屑、团屑、短屑、碎屑，可输送钢屑、铸铁屑、铝屑、铜屑、塑料等不同材质，但是以上排屑装置在排屑过程中存在一定缺陷，只能是直线式的排屑，单机无法进行转向输送排屑，如果要实现排屑转向输送，需增加一台或几台直线式排屑装置来搭接安装，这就额外占用了车间空间，增加企业的采购、生产成本，同时增加了车间生产可能发生的故障率，因此，在这种情况下有必要开发一种新的切屑输送装置，满足切屑多角度的单机转向输送要求。

为了满足用户的需求，适用于自动生产车间干、湿式加工中各种材质和不同形状的切屑，笔者设计开发了一种环形排屑输送装置，此装置已成功申请发明专利（专利号ZL 2011 1 0134786.2）。

1 设计目的

此设计目的在于满足环形加工设备（大型立式车床等）的自动辅助机械设备配套，用自动的环形排屑装置替代传统的人工清理排屑。

2 设计方法

此环形排屑装置为非标设备，按用户要求定制设计。设计方法及流程如下：

1）与用户联系沟通，获取环形加工设备配套环形排屑装置的回转半径R，排屑区域角度α以及排屑机的排屑宽度W；

2）计算每片链板的夹角γ；内链条节距P1=50.8 mm（2inch），外链条节距P2=69.85 mm（2.75inch），γ=tan[（P2-P1）/W]

3）基于确定的回转半径R，做布局图设计；

4）根据回转半径R及排屑区域角度α计算出上下两层链板总成的有效长度L，L=α/360×π×R×4.

5）环形排屑机采用套筒滚子链条低速传动，依据设计经验值设定传动摩擦系数为0.15；设定安全系数1.25；

6）此环形排屑的截面为非标定制，依据设计链板总成宽度W，对应查询的每米链板总成重量值G；

7）计算此环形排屑装置所需功率P，P=L×G ×0.15×1.25；

8）通过计算的功率值，选取适合的电机型号及配合的减速机；

9）细化设计：准备整机设备BOM表，出详细零部件图纸。

3 创新设计

改变了常规的直线传动设计，采用了环形旋转传动设计；对应的内环传动链条与外环传动链条不等距；单片链板的铰接轴线成夹角γ。

4 结构功能描述

按图1总装图及明细，对相应的零件做如下结构功能描述。

图1 总装图及明细

环形排屑装置主要分为客体总成部分、链板总成部分、动力传动3部分。

第一部分：壳体总成。1是减速机、链板总成和前后端回转调整机构的集中一体安装体，可安装在配套设备内，也可根据用户要求安装在地沟内/地面上，地面整洁。壳体总成可以根据用户的使用要求设计成不同的壳体外形。

第二部分：链板总成。5包含内小链片7、内传动链条辊子8、内大链片9、内挡屑板10、铰接多球面角度链板11、外挡屑板12、外小链片13、外传动链条辊子14、外大链片15和链板轴16；内外链条节距不同，内外链条的辊子直径不同，与内外链轮节距配套，匹配不同回转半径线速度要求；链板总成装配可靠，有效的保障切屑的转向、平稳输送。内小链片7、内大链片9、内挡屑板10、铰接多球面角度链板11、外挡屑板12、外小链片13、外大链片15链板总成部件均用模具压制成型，部件材质均经过耐磨、耐腐蚀处理，有效保障装置的使用可靠性。其中铰接多球面角度链板11轴线成一定角度，按用户定制要求设计计算链板展开料，使用模具冲压成型。

第三部分：动力传动。动力执行元件侧置减速机3采用侧置减速电机，增加环形排屑装置的使用寿命。前端回转调整机构4、后端回转调整机构6的设置有效的降低了环形排屑装置的前端、后端回转磨损，在切屑输送装置工作时更平稳。前、后端回转调整机构配合使用，有效保证环形排屑装置的正常使用，延长使用寿命。减速机法兰2满足工况使用的侧应力要求，安装方便，使用寿命长。前端回转调整机构4的前轴截面、后端回转调整机构6的后轴截面主要包含外球面轴承、内侧链轮、轴、外侧链轮、间隔套、轴承滑座等零件、部件；外球面轴承可滑动调整；零件、部件合理装配，满足平稳回转要求。

5 实施应用

采用环形排屑装置后，可直接安装在设备内，无落差搭接、不受空间限制，使车间更加干净整洁，且安装简单，维护方便，实现单机转向输送。即可应用于干式加工，也可用于湿式加工，实现切屑的单机转向输送和机加设备环形工作台的环形排屑、冷却液回收。

在浙江鼎昊新能源公司的现场，环形排屑装置配套在武汉重型机床有限公司的10 m工作台大型立车机床上。在未使用此环形排屑装置前，只能人工清理，费时费力，效率低。以操作工人每天生产8 h来计算，操作工人每天基本上需要用2个小时来清理加工后的铁屑。导致加工零件的生产效率降低了25%.使用此装置后，效果良好，实用，有效提高了生产效率，降低了人工成本。同时，由于采用了此环形排屑装置，自动清理加工后的铁屑，不需要操作工人清理地面，有效避免的浮尘的产生，有益于操作工人的身体健康。

在马鞍山钢铁厂，15 m工作台大型立车，配置了两台90°的环形排屑装置。针对大型的机加工车间而言，有效的解决了柔性线的自动化问题。

通过新技术新工艺的应用，确保环形自动输送装置满足生产车间自动线的非标准、特殊化、多样性生产要求。从整体的使用效果来看，环形自动输送装置经受了生产实践的考验，完全达到了设计要求，可以满足目前机械加工制造行业中自动线配置机床高速发展的需求，满足用户现场使用的要求。

本环形自动输送装置在生产成本、输送形式、安装布局、使用寿命等方面具有很高的技术水平，其技术指标和机械性能均达到当今年国内先进水平。

[1]机械设计手册编写组.机械设计手册[M].机械工业出版

社，1986.

[2]朱觉新.实用钣金技术手册[M].机械工业出版社，2001.

Annular Clip Conveyor Design and Application

WANG Zhong-cai
（Maf Roda Machinery（Yantai）Co.，Ltd.，Shandong Yantai 264100，China）

A chip ring conveyor is suitable for automatic production of dry and wet machining in various materials and different shapes of chip conveyor.A new chip conveyor is designed for the lack of stand-alone steering in the existing chip transport process.A new chip conveyor is designed，which uses different gears to drive different pitch double-To solve the original chip can only be transported straight.

annular chip；chip；conveyor

TG523

A < class="emphasis_bold">文章编号：1

1672-545X（2017）05-0289-02

2017-02-23

王忠财（1983-），男，山东烟台人，机械工程师，本科，主要从事机械设计与创新研究。