凸型平带导向轮的应用

张德安，吴逢

凸型平带导向轮的应用

张德安，吴逢

（江西五十铃汽车有限公司，江西 南昌 330000）

针对起重皮带、传送带横向两端面磨损、破裂问题，提出一种新型皮带导向方法，该方法通过将导向轮皮带接触面设计为曲面，可自动将皮带居中导向，从而消除皮带端面与导向轮边摩擦。该方案设计巧妙，成本低，杜绝了皮带异常磨损，高效地保证了平带运行可靠性及安全性，可广泛应用于国内外各行业的起吊装置、传送装置。

曲面；居中导向；磨损；破裂

1 前言

随着制造业智能化水平的提高，在物流[1]、建材、机械、电力、化工等部门多种物料的输送要求。其主要特点是：输送量大、运行平衡可靠、速度快、提升高度大、有良好的密封性，从而扩大使用范围。汽车制造工艺也在不断的发展成熟，比如汽车生产线吊具。在乘用车制造工艺中常用于车身输送及装配设备，在商用车制造工艺中常用于前桥、后桥、底盘、车身、货箱、整车输送及装配设备，因装配工艺对空间需求，物流对空间的需求，吊具在运转过程中必须升降。其中升降方式可以分为两个阶段，第一阶段为环链电动葫芦或者电机+链条，其特点稳定，但是存在升降速度缓慢、前后倾斜、维护不便、噪音大等问题。随着科技的发展，逐步演化到第二阶段，皮带升降方式。使用皮带不仅提升了效率，同时也消除了倾斜现象、并简化结构。但存在一个普遍问题，故障率高，主要表现在上升下降过程中，因皮带窜动，导致端侧与机械摩擦损伤，造成皮带内钢丝裸露断裂，如图1。本文创新性的提出了一种皮带导向的方案，巧妙设置凸型皮带导向轮，实现皮带运动时自动居中导向功能，设计巧妙、简单。

2 导向原理

2.1 导向原理

凸型导向原理如图2所示，皮带接触面设置成曲面，皮带运转时，左右偏移拉力一致，皮带保持居中状态运行。

图1 故障示意

式中：F为皮带的提升力，f1、n1为两侧的偏移力。

图2 导向原理

2.2 凸面曲率确定

曲率：1/R

曲率设计：本案例选取半径为R的圆弧，弧长L=n× π× r/180，其中n是圆心角度数（角度制），r是半径，如图3中红线标示：

图3 曲率

图4 案例

由数学模型及以上公式可知，曲率越大，曲线（凸面）的弯曲程度就越大，向两侧的拉力就越大。曲率需求取决于平带宽度，及平带偏移严重度。一般平带宽度越小，曲率需求越小，平带偏移越严重曲率可设计越大，曲率选择好后，弧面长度L比平带宽度大3mm最佳，平带居中导向较为平稳[2]。本案例如图4。

3 结构布置

1.棍轮 2.轮缘 3.螺钉 4.垫圈

4 结论

1）结构设计巧妙。延长了履带链的使用寿命，以及侧机架和底架梁的使用寿命，从而有效地减少了电铲设备的维修成本费用。

2）减少了故障维修次数。导向轮铜套及轴孔磨损程度降低，有效控制了导向轮轴断故障的频发，导向轮故障和更换次数将明显减少，大幅度减轻和减少了工作人员的劳动强度和工作量，降低了维修工作的重复性，所做改造工作更有意义。

3）缩短了设备故障停机时间。因导向轮固定方式的改进，提高了履带板、履带销子、侧机架、底架梁等一系列相关配件的使用寿命，也就间接减少了因相关备件故障造成的设备的不必要的故障停机，从而使设备的可用率和出动率实现了有效的提高。

4）提高了现场作业的安全性。导向轮装配设计改进后，杜绝了平带磨损、使用寿命提高，有效地改善现场作业的安全生产状况，大大增加可实现性[3]。

[1] 杜子学,李宁.跨坐式单轨车辆导向轮受力仿真分析研究[J].铁道机车车辆,2011,31(4):88-90.

[2] 路非平,刘书岭.带导向轮吊车轨道固定件的设计与改进意见[J]. 工业建筑,2003,33(5):83-85.

[3] 李建民,沈成杰.PH4100XPC电铲前导向轮总成国产化改造浅析[J].中国新技术新产品,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

张德安，本科，科室经理，就职于江西五十铃汽车有限公司，研究方向：总装工艺布置及优化。