3.3输送机械

3.3.1概述

输送机械又称连续运输机械或传送机，利用输送机械可沿着一定路线运输微粒物或整件物品。输送机械工作不受时间限制，装卸时无须停车，具有较大的生产效率。向输送机械供料均匀时，输送机的速度稳定，在工作过程中所消耗的功率几乎不变。因而输送机的承受力、需用功率、以及它的传动装置的重量和成本一般低于周期性动作的起重机。

输送机械必须布置在整个货物的运输线上，这在线路复杂、运输距离又很长时会使设备庞大，成本提高。每一种类型的输送机只适用于运输一定种类的货物，不能直接从输送机上取货，需要使用辅助的供料装置。

输送机械种类繁多，现仅讨论林业生产用的输送机械，它可以根据牵引构件类型和输送木材（或原木）的轴线方向进行分类。

（1）按其牵引构件类型进行分类

牵引构件的功用是把动力从传动装量传递到货物上去，用作牵引构件的有钢丝绳、链条、带和刮板等。根据牵引构件的类型，输送机可分为：有牵引构件的输送机，如钢索输送机、链条输送机、皮带输送机和刮板输送机等；无牵引构件的输送机，如滚柱输送机和气力输送装置，气力输送装置多数应用在木材综合利用企业。

林业部门利用输送机是运送原条、原木、板方材、木片、锯末以及树皮等物。根据运送对象不同，所选用输送机械的类型有所不同，譬如原木选材、向固定造材机供、出料以及向制材厂进料，常选用链条输送机和钢索输送机。在制材厂和木片厂车间内的成材运输大都采用横向链条输送机、皮带输送机和滚柱输送机。废料和工业木片运输一般采用皮带输送机、刮板输送机和气力输送装置等。

（2）按其输送树木（或原木）的轴线方向进行分类

纵向输送机：当运行原木的轴线方向与输送机中心线平行时称为纵向输送机。横向输送机：当运行原木的轴线方向与输送机中心线垂直时称为横向输送机。横向输送机一般用于连接两个纵向输送机进行原木选材和固定造材机的供料。

输送机一般包括下列部分：

（1）牵引构件，如链条、钢丝绳、皮带等，将运动传给承载装置。

（2）承载装置或工作装置（如钩子、横梁、刮板等），抓取或承载运移的物料。

（3）滑动的和滚动的支座，以支承牵引构件。

（4）张紧装置包括张紧轮、张紧小车和张紧重锤。

（5）装、卸料装置，卸原木利用抛木机。

（6）驱动装置包括原动机、传动装置。

（7）基座和构件。

3.3.2输送机械的主要技术性能参数 

（1）生产率

生产率是指输送机在单位时间内输送货物的质量，它是反映输送机工作性能的主要指标，大小取决于输送机承载构件上每米长度所载物料的质量和工作速度。

生产率也指连续输送机在考虑到物料性能、最大充填系数、最有利的输送布局、最有利的工艺路线及在特定条件下短时间内所能达到的最大生产率。

（2）输送速度

输送速度是指被运货物或物料沿输送方向的运行速度。其中，带速是指输送带或牵引带在被输送货物前进方向的运行速度；链速是指牵引链在被输送货物前进方向的运行速度；主轴转速是指传动滚筒转轴或传动链轮轴的转速。

（3）充填系数

充填系数是输送机承载件被物料或货物填满程度的系数。

（4）输送长度

输送长度是指输送机装载点与卸载点之间的展开距离。

（5）提升高度

提升高度是指货物或物料在垂直方向上的输送距离。

此外，输送机械还有安全系数、制动时间、起动时间、电动机功率、轴功率、单位长度牵引构件的质量、传入点张力、最大动张力、最大静张力、预张力、拉紧行程等技术性能参数等。

3.3.3常用输送机

（1）带式输送机

带式输送机是以输送带作承载和牵引件或只作承载件的输送机。带式输送机是使用最普遍的一种输送机，其基本结构是在水平或倾斜的窄长机架两端装有输送带滚筒，在滚筒上的无接缝环形输送带连续地朝一个方向移动，货物放在带上输送。带式输送机适用于输送松散为0.5~2.5t/m3的各种块状、粉状等散体物料，也可输送成件物品。带式输送机在连续装载的情况下，具有生产率高、运行平稳可靠、输送连续均匀、工作过程中噪声小、结构简单、能量消耗小、运行维护费用低、维修方便、易于实现自动控制和远程操作等优点。输送线路可以呈水平、倾斜布置或在水平方向、垂直方向弯曲布置，受地形条件限制较小；正是由于其优越的特点，使其应用场合遍及仓库、港口、车站、工厂、煤矿、矿山、建筑工地。但带式输送机不能自动取货，当货流变化时，需要重新布置输送线路。

1）带式输送机的类型

①按照带的种类区别分类

带式输送机常用的带有橡胶带、钢带、钢纤维带、塑料带、化纤带等，其中以橡胶带、钢带为主。

②按照牵引方式分类

钢丝绳牵引带式输送机，是用钢丝绳作牵引件，输送带作承载件的带式输送机。

链牵引带式输送机，是用链条作牵引件、输送带作承载件的带式输送机。

摩擦驱动带式输送机，是靠布置在主带式输送机上、下分支间的短带式输送机输送带与主输送带之间的摩擦力驱动主输送机的带式输送机。

电动驱动带式输送机，是以输送带作为电动机次级驱动的带式输送机。

③按照输送机移动性质分类

固定带式输送机，按指定线路固定安装的带式输送机。

移动带式输送机，具有行走机构可以移动的带式输送机。

携带带式输送机，人力可移动的带式输送机。

移置带式输送机，可随工作场地的变化靠自身行走机构或借助其他机械进行横向移置的带式输送机。

④按驱动方式分类

有辊式带式输送机，输送带全由托辊支撑运转。

无辊式带式输送机，输送带靠气垫、磁垫、水垫支撑运转。

直线驱动方式，将电动机驱动变为直线电动机驱动方式，转子线圈放在带内，定子线圈放在带外，当转子运转时输送带随之运动。

⑤按照布置形式分类

带式运输机可以水平布置，也可以倾斜运输，并可在同一台运输机中既有水平运输的区段也有倾斜运输的区段。

2）新型带式输送机

索道式长距离带式输送机（图3-15）。国外开发了一种索道式长距离带式输送机，该产品结合了索道技术和带式输送机的优点，特别适合于需要长距离输送物料，并且需要跨越不同的地貌（如河流，公路和山坡等），或受环保要求限制的场合。该系统由塔架、承载钢丝绳、驱动和改向滚筒、平面波状挡边输送带等主要部件组成。分布在输送带两侧的4根支撑在塔架上的钢丝绳作为承载件和导轨。这种输送系统的主要技术参数为： 输送距离300～20000m，输送量为100～3000 t/h，带速为1.3～6.0m/s，塔架最大间距为500m。      

图3-15   索道式长距离带式输送机

 吊挂管状带式输送机（图3-16）：荷兰公司成功研制了吊挂管状带式输送机，该输送机采用滚轮将输送带卷起后吊挂在支架上，滚轮与吊架一起固定在运行线路的轨道上，与普通的吊挂管状带式输送机相比，没有复杂的夹具及夹具开闭系统，并且吊具不随输送带一起运行。这种输送机输送带的带宽为1000mm，最大速度可达3m/s。这种输送机除具有普通吊挂管状带式输送机封闭输送无污染、输送倾角比通用带式输送机大、输送线路灵活、不需转载点等优点外，还具有结构简单、输送带张力小且不受运量和带速的影响等优点。                            

 图3-16   吊挂管状带式输送机

（2）链式输送机

链式输送机是以链条作为索引构件的连续运输机，木材工业中常用的链式运输机有刮板输送机、埋刮板输送机、斗式提升机和板式输送机等。

1）链式输送机的特点

①输送能力大，高效的链式输送机允许在较小空间内输送大量物料；

②输送能耗低，借助物料的内摩擦力，变推动物料为拉动，使其与螺旋输送机相比节电50%； 

③密封和安全，全密封的机壳使粉尘无缝可钻，操作安全，运行可靠；

④使用寿命长，用合金钢材经先进的热处理手段加工而成的输送链，其正常寿命＞5年，链上的滚子寿命（根据不同物料）≥2~3年；

⑤工艺布置灵活，可高架、地面或地坑布置，可水平或爬坡（≤15°）安装，也可同机水平加爬坡安装，可多点进出料； 

⑥使用费用低，节电且耐用，维修少，费用低（约为螺旋输送机的1/10），能确保主机的正常运转，以增加产出、降低消耗、提高效益。

2）链式输送机的主要组成部分

①原动机

原动机是输送机的动力来源，一般都采用交流电动机。根据需要可以采用普通的交流异步电动机，或采用交流调速电动机。

②驱动装置

通过驱动装置将电动机与输送机头轴联接起来，驱动装置的组成取决于其要实现的功能，通常要实现的功能有：降低速度、机械调速、安全保护。

③线体

链式输送机的线体是直接实现输送功能的关键部件。它主要有输送链条、附件、链轮、头轴、尾轴、轨道、支架等部分组成。

④张紧装置

张紧装置用来拉紧尾轴，其作用在于：保持输送链条在一定的张紧状态下运行，当输送链条伸长时，通过张紧装置补偿，保持链条的预紧度。

⑤电控装置

电控装置对单台链式输送机来说，其主要功能是控制驱动装置，使链条按要求规律的运行。但对由输送机组成的自动生产线，它的功能就要广泛得多。除了一般的控制输送机速度外，还需完成多机驱动的同步、信号采集、信号传递、故障诊断等使链条自动生产线满足生产工艺要求的各种功能。

3）链条和链轮

①链条的基本单元

链条是由内链节、套筒、滚子、内链板、外链节、轴销、外链板和中链板等部分构成。

图3-18   链条的基本单元

②链条的分类

链条根据结构可以划分为滚子链条、套筒链条、多板链条和其他结构链条；根据用途分为传动链条、输送链条和其他用途链条，其中链条的功能在一定程度上取决于链板的形状，链板的形状如图3-19所示。        

图3-19   链板的形状

③链轮形式

链轮形式有3种，即平板链轮（A型）、单侧凸缘链轮（B型）和双侧凸缘链轮（C型）。

图3-20    链轮形式

3.3.4输送机械牵引构件的运行阻力分析

为了正确的选择牵引构件和输送机上其他部分尺寸，以及确定输送机上驱动装置的需用功率，就必须知道牵引构件的最大张力及其传出的牵引力。传动装置传到牵引构件上的牵引力则要消耗在克服被运输货物的运行阻力及牵引构件在线路直线段上的运动阻力，以及牵引构件在线路曲线区段上的运行阻力。

（1）牵引构件在线路直线段上的运动阻力

牵引构件在线路直线区段上分为安在滑动支座上的牵引构件、横梁安在滚轮上的牵引构件、沿着支持滚轮上移动的牵引构件、装有滑动式刮板的牵引构件等。现主要计算在林业上用得较多的沿着支持滚轮上移动的牵引构件在线路直线区段上的运行阻力 。   

（2）牵引构件在线路曲线区段上的运行阻力

牵引构件绕着被动轮运行时的运行阻力包括被动轮轴套内摩擦阻力及当牵引构件绕入和离开被动轮时由于其硬性所产生的阻力，现主要讨论被动轮轴套内的摩擦阻力。图3-21为牵引构件在被动轮上的阻力计算图。

图3-21   牵引构件在被动轮上的阻力计算图