輕型輸送帶電機(jī)的選擇與實(shí)例分析

 

       輕型輸送帶主要包括PVC輸送帶、橡塑制品輸送帶、PU輸送帶等，廣泛應(yīng)用于食品、物流、電子、煙草、木材、石材、健身等各個領(lǐng)域。輸送帶電機(jī)的合適與否直接影響輸送帶的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)與輸送能力，所以如何選擇一臺合適的配套電機(jī)是輸送帶設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，本文就對輸送帶電機(jī)的選擇與計(jì)算進(jìn)行舉例分析。 

       某CD制造廠包裝車間進(jìn)行技術(shù)改造，項(xiàng)目為兩臺包裝機(jī)進(jìn)行連線生產(chǎn)，方案為用輸送帶配以機(jī)械手輸送，整體用PLC控制，輔以氣動元件、定位元件、低壓電路元件、機(jī)械傳動元件等，組成一個閉環(huán)控制回路。輸送帶電機(jī)選擇依據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下： 

一、 工況分析： 

       上機(jī)SKS包裝機(jī)的最大產(chǎn)量為每小時(shí)6120盒，下機(jī)片式包裝機(jī)的一般產(chǎn)量為每小時(shí)70包，按十盒每包即為7000盒，輸送帶的輸送量應(yīng)大于上機(jī)生產(chǎn)速度而小于下機(jī)生產(chǎn)速度，所以輸送帶的輸送速度確定為每小時(shí)6500盒，65包，CD盒的尺寸為：142×124×10，所以輸送皮帶的最小輸送速度為：每小時(shí)9.23米，約為每分鐘0.154米，而輸送帶傳動棍子直徑為Φ20mm，則輸送帶傳動棍子速度最小約為2.45r/min。 

一盒CD最重的包裝是70克，一包是10盒，700克，輸送帶一般都有5—7包，所以輸送帶一次輸送重量為3.5KG—4.9KG，計(jì)算時(shí)取最大重量5KG。由于有物料定位，要求輸送距離精確，過轉(zhuǎn)量小，所以電機(jī)必需要有以下特點(diǎn)：斷電后即制動保持負(fù)載；制動速度快，過轉(zhuǎn)量??；可實(shí)現(xiàn)頻繁啟動，上文已經(jīng)算出每小時(shí)要輸送65包，即輸送1包55秒，所以電機(jī)每分鐘至少要啟停2次。 

二、 具體計(jì)算如下： 

①皮帶輪機(jī)構(gòu) ：     

 

皮帶與工作物的總重量•••••••   m1=10kg    
滑動面的摩擦系數(shù)•••••••••••μ=0.3  
滾輪的直徑••••••••••••D =20mm    
滾輪的重量•••••••••••••   m2=1kg    
皮帶•滾輪的效率••••••••••  η = 0.9    
皮帶的速度••••••••  V = 28mm/s±10%    
電機(jī)電源•••••••••••單相220V50Hz    
工作時(shí)間•••••••••••  1天24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)
②決定減速箱的減速比： 

   減速比輸出軸轉(zhuǎn)速：NG=(V•60)/(π•D)=((28±14)×60)/(π×20)=26.7±2.7[r/min] 

          因電機(jī)（4極）在50Hz時(shí)的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min左右，所以應(yīng)選擇在此范圍內(nèi)的減速比i=60。 

   減速箱的減速比i為：i=(1500)/NG=(1500)/(26.7±2.7)=51~62.5
③計(jì)算必要轉(zhuǎn)矩： 

    輸送帶起動時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩為最大。先計(jì)算起動時(shí)的必要轉(zhuǎn)矩。  
   滑動部的摩擦力F=μm·g=0.3×10×9.807=29.4[N]    
負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=F·D/2·η=(29.4×20×10-3)/(2×0.9)=0.326[N·m]

 此負(fù)載轉(zhuǎn)矩為減速箱輸出軸的數(shù)值，因此需換算成電機(jī)輸出軸的數(shù)值。    
電機(jī)輸出軸的必要轉(zhuǎn)矩TM     TM=TL/i·ηG=0.326/(60×0.66)=0.00824[N·m]=8.24[mN·m]     （減速箱的傳導(dǎo)效率ηG=0.66）    
按使用電源電壓波動（220V±10%）等角度考慮，設(shè)定安全率為2倍。     8.24×2≈16.48[mN·m] 電機(jī)所需功率 

LPLPmnTP5.2~5.1 

取系數(shù)為2，則 Pm=2T·2πn=2×0.01648×2×π×1500/60=5.17W     起動轉(zhuǎn)矩為16.48N·m以上的電機(jī)，可參閱標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)型號/性能表來選擇。     電機(jī)：60YB06DV22，再選用可與60YB06DV22組合的減速箱60GK60H。 ④確認(rèn)負(fù)載慣性慣量：    皮帶·工作物的慣性慣量Jm1=m1×(π×D/ 2π)2                                         =5×(π×20×10-3/2π)2                                         =5×10-4[kg·m2]     滾輪的慣性慣量Jm2=1/8×m2×D2                               =1/8×1×(20×10-3)2                               =0.5×10-4[kg·m2] 減速箱輸出軸的全負(fù)載慣性慣量     J=5×10-4+0.5×10-4×2=6×10-4[kg·m2] 

查廠家技術(shù)手冊得60GK60H電機(jī)輸出軸的容許負(fù)載慣性慣量 

Jm=0.062×10-4[kg·m2]。 JG=Jm×i2=0.062×10-4×602=223.2×10-4[kg·m2]     

因J＜JG，即負(fù)載慣性慣量為容許值以下，故可以使用。且所選用的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩為40mN·m，較實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩為大，因此電機(jī)能以比額定轉(zhuǎn)速更快的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 

    再依據(jù)無負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速（約1500r/min）來計(jì)算皮帶的速度，確認(rèn)所選制品是否符合規(guī)格要求。 

    V=(NM · π ·D)/60·i=(1500×π×20)/(60×60)=26.17[mm/s] 以上確認(rèn)結(jié)果為均能滿足規(guī)格要求。 

    綜上所述，對負(fù)載工況的分析、負(fù)載計(jì)算，是選用電機(jī)、減速箱的基礎(chǔ)。有關(guān)詳細(xì)的計(jì)算可參閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中相關(guān)章節(jié)。 

三、 確定電機(jī)及相關(guān)配件型號。 

結(jié)合結(jié)合工廠實(shí)際使用電源與備件情況，選用電磁制動電機(jī)，型號為60-YB-06D-V22（機(jī)座號60，YB電磁制動電機(jī)，6W圓軸，單相220V）；配套減速箱型號為60-GK-60H（機(jī)座號60,6W減速箱，減速比60，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)）；采用彈性聯(lián)軸器直接與輸送帶傳動棍子連接，彈性

聯(lián)軸器型號為28MC08-08（公稱外徑Φ28，內(nèi)徑為Φ8）；電動機(jī)直角安裝腳型號為RAL60。

四、 結(jié)論。 

實(shí)際應(yīng)用后，選擇電機(jī)功率適中，輸送速度合適，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，故障率低，完全滿足設(shè)計(jì)要求。通過工況分析，設(shè)計(jì)舉例，負(fù)載等計(jì)算，可以合理、安全、可靠的選擇電機(jī)，上文只是選型與安裝的過程，有關(guān)控制回路的接線請參考其它文獻(xiàn)。

未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載：銘成傳動 >> 輕型輸送帶電機(jī)的選擇與實(shí)例分析