轻型辊子输送机的设计计算

轻型辊⼦输送机的设计计算
轻型辊⼦输送机的设计计算
⼀．原始数据
（1）辊⼦输送机的型式、长度以及布置⽅式。

（2）物品的输送量（单位时间输送的物品件数）、输送速度、载荷在辊⼦输送机上的分布情况。

（3）单个物件的质量、材质、外形尺⼨。

⼆．基本参数计算
（⼀）辊⼦长度
1.辊⼦输送机直线段
圆柱形辊⼦输送机直线段的辊⼦长度⼀般可参照图18-17，按下式计算：
L=B+△B 18-1
式中 L=辊⼦长度，mm
B=物件宽度, mm
△B=宽度裕量，mm，可取△B=50～150mm
图18-17 圆柱形辊⼦输送机断⾯图
对于底部刚度很⼤的物件，在不影响正常输送和安全的情况下，物件宽度可⼤于辊⼦长度。

采⽤轮形辊⼦的多辊（短辊）输送机，其输送宽度⼀般可参照图18-18，可按下式计算：
W=B+△B 18-2
式中 W=输送宽度,mm
B=物件宽度,mm
△ B=宽度裕量,mm,可取△B=50mm。

图18-18 多辊（短辊）输送机断⾯图图18-19 圆弧段的圆锥形辊⼦
当多辊少于4列时，只宜输送刚度⼤的平底物件，物件宽度应⼤于输送宽度，可
取W=（0.7～0.8）B 。

2.辊⼦输送机圆弧段
辊⼦输送机圆弧段的圆锥形辊⼦，其辊⼦长度可参照图18-19，按下式计算： l=B R L B R △+-++22)2/()( 18-3式中 l=圆锥形辊⼦长度，mm
R=圆弧段侧半径，mm
B=物件宽度，mm
L=物件长度，mm
△B=宽度裕量，mm ，可取△B=50～150mm,B 较⼤时取⼤值。

在既有直线段⼜有圆弧段的辊⼦输送机线路系统中，输送同⼀尺⼨宽度的物件，
圆弧段的辊⼦长度要⼤于直线段的辊⼦长度。

⼀般取圆弧段的辊⼦长度作为该线
路系统统⼀的辊⼦长度。

（⼆）辊⼦间距
辊⼦间距P 应保证⼀个物件始终⽀撑在3个以上的辊⼦，⼀般情况下可按下式选
取 P=3
1L 18-4 对要求输送平稳的物品 P=(5
141～)L 18-5 式中 P---辊⼦间距mm
L---物件长度mm
(三) 辊⼦直径
辊⼦直径D 与辊⼦承载能⼒有关，可按下式选取：
F ≤［F ］ 18-6
式中 F---作⽤在单个辊⼦上的载荷，N
［F ］---单个辊⼦上的允许载荷，N
作⽤在辊⼦上的载荷F,与物件质量，⽀承物件的辊⼦数以及物件底部特性有关，
可按下式计算：
F=mg/(K 1K 2n) 18-7
式中 m---单个物件的重量，kg
K 1---单列辊⼦有效⽀承系数，与物件底⾯特性及辊⼦平⾯度有关，⼀般可
取K 1=0.7,对底部刚度很⼤的物品，可取K 1=0.5;
K 2---多列辊⼦不均衡承载系数，对单列辊⼦，取K 2=1，对双列辊⼦，取
K 2=0.7～0.8：
n---⽀承单个物件的辊⼦数
g---重⼒加速度，取g=9.81m/s 2
单个辊⼦的允许载荷［F ］，与辊⼦直径及长度有关，可从产品样本中查取。

在确
定需要的单个辊⼦允许载荷及辊⼦长度以后，即可选择适当的辊⼦直径D 。

（四）圆弧段半径
辊⼦输送机产品的圆弧段半径，⼀般为与辊⼦直径及长度有关的给定尺⼨，可从
产品样本中查取。

如需⾃⾏设计圆弧段，可按下列情况考虑。

1. 圆锥形辊⼦输送机圆弧段
可参照图18-20按下式计算： R=K D -C 18-8 式中 R---圆弧段侧半径，mm
D---圆锥形辊⼦⼩端半径,mm
K---辊⼦锥度，常⽤的辊⼦锥度K 值为16
1、 301、50
1、锥度愈⼩，物品在圆弧段运⾏愈平稳，布置空间⽐较宽裕时，K 可取⼤值，否则可取⼩值。

C---圆锥辊⼦⼩端端⾯与机架侧的间隙
图18-20
（五）输送速度
⽆动⼒辊⼦输送机可取V=0.2～0.4m/s,动⼒辊⼦输送机可取V=0.25～0.5m/s
三、⽆动⼒式辊⼦输送机计算
（⼀）运⾏阻⼒
⽆动⼒式辊⼦输送机⽔平或倾斜布置时的物品运⾏阻⼒，⼀般可参照图18-21，按下式计算：
F=［β］µ（βsin )cos 20g fm D
d zm m D km -++ (18-9) 式中 F---⼀件物品的运⾏阻⼒，N
m---⼀件物品的质量，kg
m 0---⼀个辊⼦传动部分的质量，kg
β---辊⼦输送机的倾斜⾓。

k---物品与辊⼦间的滚动摩擦系数，对⼀般钢制辊⼦，可按表18-6选取： z---⽀承⼀件物品的辊⼦数：
µ---轴承的摩擦因数，对滚动轴承，µ=0.05～0.1，对滑动轴承 µ=0.2～0.3，
d---辊⼦轴径mm: D---辊⼦直径mm:
f---磨擦因数，见表18-8：
g---重⼒加速度，取g=9.81m/s 2
图18-21 运⾏阻⼒计算简图
物品材料 k
钢 0.7～0.9
⽊材 1.5～2.5
（⼆）重⼒输送倾斜⾓
物品作重⼒输送所需的倾斜⾓β可按下式计算：
tan β≥D
d m zm D k µ)1(20++ 18-11
式中符号如前。

图18-22给出了圆柱形辊⼦输送机和轮形多辊输送机对某些物品
作重⼒输送时所需倾斜⾓的推荐值。

该图表和以上公式均适⽤于辊⼦输送机直线
段，圆弧段的倾斜⾓⼀般⽐直线段增加0.5°～1°。

⼀般情况，输送机需有2%～
4%的倾斜才能确保物品的正常输送。

表18-7列出输送常⽤物品时输送机倾⾓数值
供参考。

由于重⼒输送倾斜⾓与辊⼦结构参数、物品质量、物品与辊⼦间的接触和摩
擦状况等多种因数有关，公式计算值有时误差较⼤，图表值也有相当的局限性，
所以实际应⽤中最好通过实验和现场调试，确定合适的重⼒输送倾斜⾓。

图18-22 倾斜⾓推荐值
1---钢、塑料箱：2---⽊箱：3---纸板箱物品名称物品质量/kg 输送机倾斜⾓β物品名称物品质量/kg 输送机倾斜
⾓β
⽊箱 9～22 2°18′纸板 8.0～23.0 2°52′
⽊箱 23～65 2° 结构⽊ - 2°18′
⽊箱 68～110 1°43′纸棍 - 1°09′
纸板 1.4～3.0 4° 钢板 - 0°55′
纸板 3.5～7.0 3°26′铸件 - 0°52′
表中数值的1.25～1.5倍。

（三）重⼒输送速度
重⼒输送时的物品运⾏速度可按下式计算：
υ=200cos 21sin 2υ］｝β）µ（［β｛+++-D
k D d m zm gL （18-12）式中υ---物品通过距离为L 时的速度，m/s
υ0---物品进⼊输送机时的速度，m/s
g---重⼒加速度，取g=9.81m/s 2
L---输送距离，m
其余符号如前
重⼒输送的速度⼀般不宜超过0.5m/s,当输送距离过长、速度超限时，应在线路中增设阻尼装置，以保证输送平稳。

四、动⼒式辊⼦输送机计算
（⼀）链条牵引⼒
1.单链传动
F 0=fLg(s
r
D D
)(q m +q 0+m d C d +m i C i )+0.25Lq 0g (18-13)
式中 F 0---单链传动辊⼦输送机传动链条牵引⼒，N
f----摩擦因数，见表18-8
L----辊⼦输送机长度，m
g----重⼒加速度，取g=9.81m/s 2
D r ---辊⼦直径，mm
D s ---辊⼦链轮节圆直径，mm
qm---单位长度上物品的质量，kg/m
qo---每⽶长度链条的质量，kg/m
md---⼀个传动辊⼦传动部分的质量，kg
Cd---辊⼦输送机每⽶长度传动辊⼦数，m 1-
mi---⼀个⾮传动辊⼦的传动部分的质量，kg
Ci---输送机每⽶长度⾮传动辊⼦数，m 1-
2. 双链传动
F n =s
r
D fWQD (18-14)
式中 F n ---双链传动辊⼦输送机传动链条牵引⼒，N
f----摩擦因数，见表18-8
D r ---传动滚⼦直径，mm
D s ---传动辊⼦链轮节圆直径，mm
Q---传动系数，按式（18-16）计算，或查表18-9
W---⼀个传动辊⼦计算载荷，N
W=［md+ami+(a+1)m r +m e ］g (18-15)
式中 a---⾮传动辊⼦与传动辊⼦数量⽐，a=C i /C d
m r ---均布在每个辊⼦上的物件的质量，kg, m r =qm/(C d +C i )
m e ---⼀圈链条的质量，kg
其余符号如前。

传动系数
Q=i
i n 1)1(-+ （18-16）式中 i---⼀对传动辊⼦链轮传动效率损失系数，i=0.01～0.03, i 值与⼯作条件有关，润滑情况良好时取⼩值，恶劣时取较⼤值。

n---传动辊⼦数
两个辊⼦数之间，应取其较⼤值。

例如，当n=83、i=0.01时，Q=1.61。

2.表中得出的值，仅适⽤于驱动装置布置在驱动端部的情况，如布置在驱动
段中央时，传动辊⼦数应取实际传动辊⼦数的2
1。

（⼆）功率计算
1.计算功率
P0=F υ（r
s D D ）/1000 （18-17）式中 P0---传动滚⼦轴计算功率，kw
F----链条牵引⼒，N ，对单链传动，取F=F0,按式（18-13）计算，对双链
传动，取F=F n ，按式（18-14）计算：
υ---输送速度，m/s
D s ---辊⼦链轮节圆直径,mm
D r ---辊⼦直径，mm
2.电动机功率 P=η
0KP （18-18）式中 P---电动机功率,kw
P0—传动辊⼦轴计算功率，kw
K---功率安全系数，K=1.2～1.5
η—驱动装置效率，η=0.65～0.85
五、限⼒式辊⼦输送机计算
限⼒式辊⼦输送机，当其端部物品在停⽌器作⽤下停⽌运⾏时，其他后续物品随之陆续停⽌并积聚起来，直⾄布满整段辊⼦输送机。

此时辊⼦轴继续转动，⽽辊筒不转，辊⼦部的摩擦⽚（环）打滑。

限⼒式辊⼦输送机积放状态下的链条牵引⼒以及所需的驱动功率均⼤于输送状态，故应按积放状态计算链条牵引⼒和选择电动机功率。

（⼀）链条牵引⼒
单链传动时可按下式计算： F0=g Lq D M LC D D r
d s r 025.0)(
2+ （18-19）双链传动时可按下式计算 F =n r
s r D QM D D )(2 （18-20）
式中 F0---单链传动限⼒式辊⼦输送机积放状态下链条最⼤牵引⼒，N Fn---双链传动限⼒式辊⼦输送机积放状态下链条最⼤牵引⼒，N D r ---限⼒辊⼦直径，mm
D s ---限⼒辊⼦链轮直径，mm
L----辊⼦输送机长度，m
C d ---每⽶长度限⼒辊⼦数，m 1
M----辊⼦限制⼒矩，N ·m
q 0---每⽶长度链条质量，kg/m
Q----辊⼦传动系数，可按式（18-16）计算，或查表18-9
（⼆）功率计算
单链传动：
P=
η
υ10000KF （18-21）双链传动: P=ηυ1000KFn (18-22) 式中 P---电动机功率，kw
K---功率安全系数，K=1.2～1.5
F 0--单链传动限⼒式辊⼦输送机积放状态下链条最⼤牵引⼒，N ，按式
（18-19）计算
F n --双链传动限⼒式辊⼦输送机积放状态下链条最⼤牵引⼒，N ，按
（18-20）计算
υ---输送速度，m/s
η---驱动装置效率，η=0.65～0.85
六、辊⼦的技术要求
输送机应符合JB/T7012-2008要求，并应按照经规定程序批准的图样和技术⽂件制造。

输送机应能在-25～40°C 的环境温度
下正常使⽤。

1. 辊⼦
1.1 辊⼦筒体应采⽤材质不低于10钢、符合GB/T8162要求的热扎或冷扎⽆缝钢
管、符合GB/T3639要求的冷拔或冷扎精密⽆缝钢管、符合GB/T13793要求的电焊钢管。

有特殊要求时，也可以采⽤不锈钢、铝合⾦和合成材料管材制
造。

1.2辊⼦外表⾯应圆整、光滑、⽆凹痕、裂纹、折皱等缺陷。

1.3辊⼦的径向跳动应符合表18-10的规定。

1.4辊⼦装配后，⽤⼿指拔动时应转动灵活，⽆卡阻现象。

1.5直径⼤于60mm的辊⼦，在做动旋转阻⼒试验时，其旋转阻⼒应不⼤于表
18-12规定的数值。

间隔1⼩时后做第⼆次试验，其旋转阻⼒应不⼤于表18-12规定数值的1.5倍。