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（单位时间内输送的物品件数）、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=(R +B ) 2+(L /2) 2-R +△B 18-3

式中 l=圆锥形辊子长度，mm

R=圆弧段内侧半径，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 1 P=L 18-4 3

对要求输送平稳的物品 11 P=(～)L 18-5 45

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/(K1K 2n) 18-7

式中 m---单个物件的重量，kg

K1---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;

K2---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/s2

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： D R=-C 18-8 K

式中 R---圆弧段内侧半径，mm

D---圆锥形辊子小端半径,mm

1 K---辊子锥度，常用的辊子锥度K 值为、 16

11、、锥度愈小，物品在圆弧段运行愈平稳，布置3050

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内侧的间隙

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=［2km cos β（m +zm 0) μd +-fm ］g sin β (18-9) D D

式中 F---一件物品的运行阻力，N

m---一件物品的质量，kg

m0---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/s2

图18-21 运行阻力计算简图

（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≥

zm μd 2k +(1+0) 18-11 D m D

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

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：

zm （1+0）μd 2k cos β2m ［+］｝+υ0 （18-12） υ=2gL ｛sin β-D D

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/s2

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 r

0=fLg(D

D )(qm +q0+md C d +mi C i )+0.25Lq0g (18-13)

s

式中 F0---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/s2

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内传动辊子数，m -1

mi---一个非传动辊子的传动部分的质量，kg

Ci---输送机每米长度内非传动辊子数，m -1

2. 双链传动

Fn =fWQD r

D (18-14)

s

式中 Fn ---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

Dr ---传动滚子直径，mm

Ds ---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)mr +me ］g (18-15)

式中 a---非传动辊子与传动辊子数量比，a=Ci /Cd

mr ---均布在每个辊子上的物件的质量，kg, mr =qm/(Cd +Ci )

me ---一圈链条的质量，kg

其余符号如前。

传动系数

(1+i ) n -1 Q= （18-16） i

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

1段中央时，传动辊子数应取实际传动辊子数的。 2

（二）功率计算

1. 计算功率

P0=Fυ（D s ）/1000 （18-17） D r

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=Fn ，按式（18-14）计算：

υ---输送速度，m/s

Ds ---辊子链轮节圆直径,mm

Dr ---辊子直径，mm

2. 电动机功率 P=KP 0 （18-18） η

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，辊子内部的摩擦片（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： 2(

F0=D r ) LC d M D s +0. 25Lq 0g （18-19） D r

D r ) QM D s （18-20） D r

双链传动时可按下式计算 2( Fn =

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 Dr ---限力辊子直径，mm

Ds ---限力辊子链轮直径，mm

L----辊子输送机长度，m

Cd ---每米长度内限力辊子数，m 1

M----辊子限制力矩，N ·m

q0---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=

双链传动: P=KFn υ (18-22) 1000ηKF 0υ （18-21） 1000η

式中 P---电动机功率，kw

K---功率安全系数，K=1.2～1.5

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 ，按式

（18-19）计算

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 ，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。