環形排屑裝置的設計與應用

王忠財

（邁夫諾達機械設備（煙臺）有限公司，山東煙臺264100）

環形排屑裝置的設計與應用

王忠財

（邁夫諾達機械設備（煙臺）有限公司，山東煙臺264100）

一種切屑環形輸送裝置，適用于自動生產車間干、濕式加工中各種材質和不同形狀的切屑輸送。針對目前現有的切屑輸送過程中的缺乏單機轉向輸送的能力，開發出一種新的切屑輸送裝置，設計一種采用全新的切屑輸送裝置，采用減速電機驅動不同節距雙鏈條總成，可解決原有切屑只能直線輸送。

環形；排屑；排屑裝置

機械工業最近幾年在高速的發展著，為整個社會的發展起到了強大的助力作用。自動化、智能化、高效率、節約生產能源、低排放等一系列的革新方式出現在這個社會的發展過程中。在機械加工系統中，機床是機械工業的中流砥柱，起著無可替代帶作用，工件的性能要求不斷的提高，不斷的要求機床提升功能及品質。同時，機床輔助機械也為機床的高速發展提供了可靠的保障。非常規的配置、要求、功能在機械加工系統中有著越來越重要帶體現，特別是汽車行業機械加工中，自動加工生產如何正確運用特殊的環形自動輸送裝置，是目前機床生產廠家和用戶急需的。

切屑輸送裝置目前主要有鏈板式、刮板磁刮板式、永磁式、螺旋式，各自有不同的適用領域，適合輸送的切屑不同，基本可以覆蓋現有的主要切屑輸送類型，長屑、團屑、短屑、碎屑，可輸送鋼屑、鑄鐵屑、鋁屑、銅屑、塑料等不同材質，但是以上排屑裝置在排屑過程中存在一定缺陷，只能是直線式的排屑，單機無法進行轉向輸送排屑，如果要實現排屑轉向輸送，需增加一臺或幾臺直線式排屑裝置來搭接安裝，這就額外占用了車間空間，增加企業的采購、生產成本，同時增加了車間生產可能發生的故障率，因此，在這種情況下有必要開發一種新的切屑輸送裝置，滿足切屑多角度的單機轉向輸送要求。

為了滿足用戶的需求，適用于自動生產車間干、濕式加工中各種材質和不同形狀的切屑，筆者設計開發了一種環形排屑輸送裝置，此裝置已成功申請發明專利（專利號ZL 2011 1 0134786.2）。

1 設計目的

此設計目的在于滿足環形加工設備（大型立式車床等）的自動輔助機械設備配套，用自動的環形排屑裝置替代傳統的人工清理排屑。

2 設計方法

此環形排屑裝置為非標設備，按用戶要求定制設計。設計方法及流程如下：

1）與用戶聯系溝通，獲取環形加工設備配套環形排屑裝置的回轉半徑R，排屑區域角度α以及排屑機的排屑寬度W；

2）計算每片鏈板的夾角γ；內鏈條節距P1=50.8 mm（2inch），外鏈條節距P2=69.85 mm（2.75inch），γ=tan[（P2-P1）/W]

3）基于確定的回轉半徑R，做布局圖設計；

4）根據回轉半徑R及排屑區域角度α計算出上下兩層鏈板總成的有效長度L，L=α/360×π×R×4.

5）環形排屑機采用套筒滾子鏈條低速傳動，依據設計經驗值設定傳動摩擦系數為0.15；設定安全系數1.25；

6）此環形排屑的截面為非標定制，依據設計鏈板總成寬度W，對應查詢的每米鏈板總成重量值G；

7）計算此環形排屑裝置所需功率P，P=L×G ×0.15×1.25；

8）通過計算的功率值，選取適合的電機型號及配合的減速機；

9）細化設計：準備整機設備BOM表，出詳細零部件圖紙。

3 創新設計

改變了常規的直線傳動設計，采用了環形旋轉傳動設計；對應的內環傳動鏈條與外環傳動鏈條不等距；單片鏈板的鉸接軸線成夾角γ。

4 結構功能描述

按圖1總裝圖及明細，對相應的零件做如下結構功能描述。

圖1 總裝圖及明細

環形排屑裝置主要分為客體總成部分、鏈板總成部分、動力傳動3部分。

第一部分：殼體總成。1是減速機、鏈板總成和前后端回轉調整機構的集中一體安裝體，可安裝在配套設備內，也可根據用戶要求安裝在地溝內/地面上，地面整潔。殼體總成可以根據用戶的使用要求設計成不同的殼體外形。

第二部分：鏈板總成。5包含內小鏈片7、內傳動鏈條輥子8、內大鏈片9、內擋屑板10、鉸接多球面角度鏈板11、外擋屑板12、外小鏈片13、外傳動鏈條輥子14、外大鏈片15和鏈板軸16；內外鏈條節距不同，內外鏈條的輥子直徑不同，與內外鏈輪節距配套，匹配不同回轉半徑線速度要求；鏈板總成裝配可靠，有效的保障切屑的轉向、平穩輸送。內小鏈片7、內大鏈片9、內擋屑板10、鉸接多球面角度鏈板11、外擋屑板12、外小鏈片13、外大鏈片15鏈板總成部件均用模具壓制成型，部件材質均經過耐磨、耐腐蝕處理，有效保障裝置的使用可靠性。其中鉸接多球面角度鏈板11軸線成一定角度，按用戶定制要求設計計算鏈板展開料，使用模具沖壓成型。

第三部分：動力傳動。動力執行元件側置減速機3采用側置減速電機，增加環形排屑裝置的使用壽命。前端回轉調整機構4、后端回轉調整機構6的設置有效的降低了環形排屑裝置的前端、后端回轉磨損，在切屑輸送裝置工作時更平穩。前、后端回轉調整機構配合使用，有效保證環形排屑裝置的正常使用，延長使用壽命。減速機法蘭2滿足工況使用的側應力要求，安裝方便，使用壽命長。前端回轉調整機構4的前軸截面、后端回轉調整機構6的后軸截面主要包含外球面軸承、內側鏈輪、軸、外側鏈輪、間隔套、軸承滑座等零件、部件；外球面軸承可滑動調整；零件、部件合理裝配，滿足平穩回轉要求。

5 實施應用

采用環形排屑裝置后，可直接安裝在設備內，無落差搭接、不受空間限制，使車間更加干凈整潔，且安裝簡單，維護方便，實現單機轉向輸送。即可應用于干式加工，也可用于濕式加工，實現切屑的單機轉向輸送和機加設備環形工作臺的環形排屑、冷卻液回收。

在浙江鼎昊新能源公司的現場，環形排屑裝置配套在武漢重型機床有限公司的10 m工作臺大型立車機床上。在未使用此環形排屑裝置前，只能人工清理，費時費力，效率低。以操作工人每天生產8 h來計算，操作工人每天基本上需要用2個小時來清理加工后的鐵屑。導致加工零件的生產效率降低了25%.使用此裝置后，效果良好，實用，有效提高了生產效率，降低了人工成本。同時，由于采用了此環形排屑裝置，自動清理加工后的鐵屑，不需要操作工人清理地面，有效避免的浮塵的產生，有益于操作工人的身體健康。

在馬鞍山鋼鐵廠，15 m工作臺大型立車，配置了兩臺90°的環形排屑裝置。針對大型的機加工車間而言，有效的解決了柔性線的自動化問題。

通過新技術新工藝的應用，確保環形自動輸送裝置滿足生產車間自動線的非標準、特殊化、多樣性生產要求。從整體的使用效果來看，環形自動輸送裝置經受了生產實踐的考驗，完全達到了設計要求，可以滿足目前機械加工制造行業中自動線配置機床高速發展的需求，滿足用戶現場使用的要求。

本環形自動輸送裝置在生產成本、輸送形式、安裝布局、使用壽命等方面具有很高的技術水平，其技術指標和機械性能均達到當今年國內先進水平。

[1]機械設計手冊編寫組.機械設計手冊[M].機械工業出版

社，1986.

[2]朱覺新.實用鈑金技術手冊[M].機械工業出版社，2001.

Annular Clip Conveyor Design and Application

WANG Zhong-cai
（Maf Roda Machinery（Yantai）Co.，Ltd.，Shandong Yantai 264100，China）

A chip ring conveyor is suitable for automatic production of dry and wet machining in various materials and different shapes of chip conveyor.A new chip conveyor is designed for the lack of stand-alone steering in the existing chip transport process.A new chip conveyor is designed，which uses different gears to drive different pitch double-To solve the original chip can only be transported straight.

annular chip；chip；conveyor

TG523

A < class="emphasis_bold">文章編號：1

1672-545X（2017）05-0289-02

2017-02-23

王忠財（1983-），男，山東煙臺人，機械工程師，本科，主要從事機械設計與創新研究。