（轉載）倍速鏈的結構及工作原理

05-24

（轉載）倍速鏈的結構及工作原理

來自專欄機械自動化

1、倍速鏈的定義（資料來源自動化愛好者論壇）

用於物料輸送鏈條與鏈傳動採用的鏈條類似，工程上最常用的輸送鏈條為滾子鏈。

所謂倍速輸送鏈（double plus conveyor chain）就是這樣一種滾子輸送鏈條，在輸送線上，鏈條的移動速度保持不變，但鏈條上方被輸送的工裝板及工件可以按照使用者的要求控制移動節拍，在所需要停留的位置停止運動，由操作者進行各種裝配操作，完成上述操作後再使工件繼續向前移動輸送。所以倍速輸送鏈也可以稱為節拍輸送鏈、自由節拍輸送鏈、倍速鏈、差速鏈、差動鏈。圖1為倍速鏈的外形圖。

2、倍速鏈的結構組成

圖2為倍速鏈的結構圖，從圖中可以看出，倍速鏈由內鏈板、套筒、滾子、滾輪、外鏈板、銷軸等六種零件組成。

(1)零件材料

通常情況下，滾子、滾輪是工程塑料材料注塑而成的，只有在載重情況下才使用鋼製材料，除此以外，其餘零件都為鋼製材料。

(2)零件連接方式

倍速鏈的結構與普通雙距滾子鏈的結構類似，其中：

①銷軸與外鏈板：銷軸與外鏈板採用過盈配合，構成鏈節框架。

②銷軸與內鏈板：銷軸與內鏈板均為間隙配合，以使鏈條能夠彎曲。

③銷軸與套筒：銷軸與套筒一般有兩種連接方式，如圖3所示。其中一種為套筒插入內鏈板並與內鏈板過盈配合，如圖3(a)所示；另一種為套筒不插入內鏈板，直接將套筒空套在銷軸上，如圖3(b)所示。兩種情況下套筒與銷軸之間都為間隙配合。

④套筒與滾輪：套筒與滾輪之間是間隙配合，它們之間可以發生相對轉動。

⑤滾輪與滾子：滾輪與滾子之間是間隙配合，它們之間可以發生發生相對轉動，以減少他們工作時相互之間的磨損，這對於連續長距離的輸送非常重要。

(3)連接鏈節：為了組成一個封閉的環形結構，倍速鏈與其他滾子鏈一樣也需要一個連接件，稱為連接鏈節，連接鏈節將鏈條兩端連接後，還必須裝入止鎖件，防止連接鏈節脫落。圖4所示為常用的兩種止鎖件結構，其中圖4(a)為開口銷，將開口銷插入銷孔後向外側彎曲即可；圖4(b)為彈性鎖片，將其插入兩個銷軸上即可。

3、倍速鏈的工作原理

(1)各零件的作用

在圖2所示的倍速鏈結構圖中，各零件的作用分別為：

①滾輪

倍速鏈在使用時直接通過滾子放置在鏈條下方的導軌支撐面上，滾子與支撐面直接接觸，滾輪的下方是懸空的，而滾輪的上方則直接放置裝載工件的工裝板，因此滾輪是直接的承載部件，既要承受工裝板的重量，還要承受工裝板上被輸送工件的重量。圖5(a)所示為倍速鏈在輸送物料時的工作情況，圖5(b)為局部放大圖。

(a)倍速鏈工作情況；(b)A處局部放大圖

②滾子：滾子是直接的承載部件，既要承受通過滾輪傳遞而來的工裝板的重量及工裝板上被輸送工件的重量，又要在導軌上滾動前進，同時鏈條的驅動是通過驅動部位鏈輪的輪齒直接與滾子嚙合來進行的。

③內外鏈板、銷軸：內外鏈板及銷軸是鏈條的連接件，使單個的滾子滾輪串聯成鏈條。

④套筒：套筒作為減小銷軸與滾輪之間的摩擦，保護銷軸。

(2)倍速鏈的增速原理

倍速鏈之所以被稱為倍速鏈、差速鏈、差動鏈，就是因為它具有特殊的增速效果，也就是放置在鏈條上方的工裝板（包括工裝板上放置的被輸送工件）的移動速度大於鏈條本身的前進速度。這一效果是由於倍速鏈的特殊結構產生的，下面對產生上述增速效果的原因進行簡單的分析計算。

如果取鏈條中的一對滾子滾輪為對象，分析器運動特徵，其運動簡圖如圖6所示。

在圖6所示的模型中，加速滾子滾輪機構在以下條件下運動：

①滾子在導軌上滾動，而且滾子與導軌之間的運動為純滾動；

②滾子與滾輪之間沒有相對運動；

③工裝板（上面放置工件）與滾輪之間沒有相對運動。

設鏈條的前進速度為v0，工裝板（工件）的前進速度為v，滾子的直徑為d，滾輪的直徑為D。

根據上述假設，由於滾子、滾輪之間沒有相對運動，在滾子、滾輪滾動的瞬間可以將它們看做是剛性連接在一起的，兩者瞬間的滾動可以看作是以滾子與導軌接觸點P點為轉動中心的轉動。

假設滾子及滾輪上述瞬時轉動的角度為w，因此滾子幾何中心的切線速度就是鏈條的前進速度v0，而滾輪上方定點的切線速度就是工裝板（工件）的前進速度v，因而有

v0=wd/2 (公式1)

v=w（d/2+D/2） (公式2)

根據式1、式2可以得出v=（1+D/d）v0 (公式3)

其中，d——滾子直徑；

D——滾輪直徑；

w——滾子及滾輪的瞬時轉動角速度；

v0——滾子幾何中心的切線速度（鏈條的前進速度）；

v——滾輪上方頂點的切線速度（工裝板或工件的前進速度）。

分析：對公式3進行分析可以發現，由於滾輪直徑D可以成倍地大於滾子直徑d，因此工裝板（工件）的前進速度v可以使鏈條前進v0速度的若干倍，這就是倍速鏈的增速效果原理，增大滾輪滾子的直徑比D/d就可以提高倍速鏈的增速效果。

實際上前面的假設與實際情況是由一定距離的，各運動副之間不可避免地存在移動摩擦，滾子與導軌之間也可能產生一定的滑動，所示實際的增速效果要比公式3的理論計算值小。

增速效果是倍速鏈的一個重要技術指標，質量差的鏈條由於設計與製造精度較差，其增速效果將會很差。由於增速效果與滾子、滾輪的直徑直接相關，根據公式3可知，只要增大滾輪滾子的直徑比D/d就可以提高倍速鏈的增速效果，而要增大滾輪的直徑受到鏈條節距的限制，而減小滾子的直徑也一定受到鏈條結構的限制，所以倍速鏈的增速幅度是有一定限制的，通常的增速效果為v=（2~3）v0，常用的規格為2.5倍速輸送鏈和3倍速輸送鏈。