倍速链输送机链条张力的实用计算探究

张超

摘要：介绍倍速链的结构特点和应用特点，分析倍速链输送机链条上的张力计算式，探究在工程实践中可行、快捷、实用的链条张力计算方法，以及总结常用规格倍速链的驱动电机功率的经验计算式。

关键词：倍速链;张力;实用;计算;驱动电机;功率

引言：倍速链输送机是自动化生产线中最常见的物流输送设备之一，除了作为自由流动链条的积放功能外，倍速链还具有不同速度输送线对接时兼容性良好，独立性强，性价比高等优点，在多方参与设计、制造的自动化生产线中被广泛采用。了解倍速链的特点，理解倍速链在运行时的张力情况，从而总结倍速链输送机设计中链条张力的快捷计算经验很有必要。

1 倍速链的特点

倍速链最大结构特点是每节链条有大、小两种滚子，如下图1所示，大滚子承载物品，小滚子在轨道上运行[1]。输送时，利用大滚子和小滚子之间的摩擦力，两者进行相同的旋转，增大大滚子与小滚子的直径比，就可以提高倍速链的增速效果[2]，常见的有单倍速、2.5倍速和3倍速等;堆积时，由于制动力作用在大滚子上，所以，大滚子和小滚子之间产生滑动。

由于倍速链这种特殊的结构特点，其链条在工作中以较低的速度运行，而输送物以倍于链条速度运行，既保证了所需要的工作效率，又能平稳工作，降低噪声。与此同时，倍速链还是一种自由流动的链条，具有积放功能，可以在链条持续运行的情况下，在输送线任意位置利用阻挡装置挡停输送物[3]，不影响其他位置输送物的流动。如图2所示，输送物在左端堆积时，链条持续运行，不影响右侧输送物的流动。

2 倍速链链条张力分析

根据倍速链的结构特点和应用特点，将运行中的倍速链分为3个部分：输送部分、堆积部分和返程部分，那么链条的张力F包括：①输送部分：输送物和链条与导轨的摩擦;②堆积部分：链条与输送物的摩擦、输送物和链条与导轨的摩擦;③返程链条与导轨的摩擦;即：

其中：μ1：输送部分的链条与导轨的摩擦系数;

μ2：堆积部分的链条与输送物的摩擦系数;

μ3：堆积部分的链条与导轨的摩擦系数;

M1：输送部分的输送物质量;

M2：堆积部分的输送物质量;

W1：输送部分链条的质量;

W2：堆积部分链条的质量;

W3：返程链条的质量;

g：重力加速度。

在工程实践中，为满足最严苛的生产情况，设备设计过程中会将输送物体的堆积情况极端化，即倍速链输送机上全部均为堆积的输送物，输送部分的输送物质量M1=0，堆积部分的输送物质量M2与输送物的总质量为M相等，则：

整理得：

观察式（2），发现第一个小括号内W1、W2、W3的和正好是全部链条的质量W，即W=W1+W2+W3，通常情况下，μ3>μ1，所以，继续简化式（2），可以得到略微偏大的链条张力F'，即：

进一步的，在重型输送物的倍速链输送机中，倍速链本体的质量W相对输送物质量M较小时，可以整理式（3）中，变化为，得到链条张力即：

式（3）、式（4）即为倍速链输送机链条张力在工程实践中实用快捷的计算式，设计人员可以根据实际需要选用，然后通过查询倍速链厂家提供的信息获得倍速链的摩擦系数和质量，再结合设备要求的输送物质量信息，即可快速计算出倍速链的张力，用作倍速链选型的重要参考。

需要强调的是，在倍速链的使用情况中，一般是2根链条并列使用，所以链条质量W应为2根链条的质量和。同时，考虑到作用张力的不平衡，單根链条的张力为计算所得的0.6倍。

3 驱动倍速链所需动力计算

驱动倍速链所需的动力P：

在选用电机功率Pw时，还要考虑传动效率η和安全系数m，则：

以倍速链输送机常用的交流减速电机为例，通常情况下，取传动效率η=0.7～0.8，安全系数m=1.5～2，则：，如果选用的是常见的2.5或3倍速链，输送物额定输送速度V '=2.5v或3v，则选用驱动电机的功率Pw与链条张力F'和输送物额定输送速度V'的乘积相近，可以得到上述2种规格倍速链驱动电机计算的经验式子，即：

4 结论

通过分析倍速链结构和应用特点，根据生产实践和装备设计实情，研究得到了快捷实用的链条张力计算式，同时也总结出一种2.5和3倍速链输送机选择驱动电机的经验计算式，有利于简化设计过程，提高工作效率。

参考文献：

[1]郑志峰主编.链传动设计与应用手册[M].北京：机械工业出版社， 1992：338-340.

[2]李绍炎.自动机与自动线[M].北京：清华大学出版社， 2007：50-55.

[3]胡成怀.常用倍速链输送机的设计与选型要点[J].硫磷设计与粉体工程，2017，（6）：15-19.

（上海富安通智能装备工程有限公司，上海市  200333）