摘?要:本文主要介紹了一種在車間內防爆環境下使用的電動升降旋轉裝置,其升降驅動電機和旋轉驅動電機均設置在防爆環境外面,利用外伸的萬向軸與防爆環境內設備連接,升降電機驅動凸輪旋轉實現設備升降,旋轉電機驅動換向器將旋轉換向90°,利用安裝在換向器上的齒輪驅動與之捏合的回轉支撐實現安裝在回轉支撐上的設備旋轉。配置適宜控制系統,可以實現合適高度(凸輪偏心的距離)升降和任意角度的旋轉。
由于生產工藝的需要,許多產品需在有爆炸性危險的環境下進行生產(如噴漆室),或者產品(火工品等)本身會具有爆炸性危險。在這種環境下,機械化輸送產品時必定有改變輸送方向或路徑的過程,要所使用的設備需符合防爆要求,通常制造成本高;在設備維護時也要注意防爆,對參與設備維護的工作人員要求極高,一般不能動火作業,除非停產停線,清除爆炸源到安全線,或者將設備從防爆環境中拆下來移動到非防爆環境下維護,這樣往往導致維護時間長、效率低。有時維護的作業環境很差,如噴漆室設備維護,導致人員流動性極大,維護保養成本升高。因此,降低防爆環境下換向設備的制造成本、維護成本,以及改善維護環境,勢在必行。
一、改進輸送路徑布局
在一般的工藝輸送過程中,輸送貨物方向通常是固定(始終頭朝前),。輸送線路為:直線輸送機1→旋轉輸送機1→直線輸送機2→旋轉輸送機2→直線輸送機3,貨物頭部始終朝前。
不過,在防爆環境下,直線輸送機的電機和旋轉電機均要采用防爆電機,而且這些電機都有一定的停位精度,一般都要使用變頻和帶制動器。國產防爆電機目前仍很難滿足要求,通常采用進口防爆電機,價格都十分昂貴。
通過改進布局,可以變防爆電機為普通電機,不僅使成本大大降低,維護也更加方便,改進布局如圖2。
改進后的輸送線路為:直線輸送機1→頂升移載機1→直線輸送機2→升降旋轉機→直線輸送機2→頂升移載機2→直線輸送機3。通過升降旋轉機貨物旋轉180°,貨物頭部始終朝前。
二、升降旋轉機的系統組成
升降旋轉機有兩個功能,一是升降,二是旋轉功能。如圖3所示,通過帶萬向節的外伸軸將驅動電機外置。
主要由底座、升降驅動系統,凸輪轉動軸(主、從)、傳動鏈條等組成,其中驅動系統電機通過帶萬向節的外伸將驅動電機外置。
主要由旋轉驅動系統、換向器、回轉支撐、旋轉框架、升降導向柱(4組)組成?;剞D支撐的外圈帶有齒輪,與換向器智能嚙合,回轉支撐的內圈采用螺栓固定在旋轉框架上。旋轉系統放置在升降系統的上面,通過升降系統導向輪和旋轉系統的導向柱之間的配合,來定位旋轉系統。
托盤托架是用來限位托盤的,通常有前、后、左、右4個帶導向的限位,具體結構根據托盤樣式確定。托盤托架采用螺栓固定在旋轉系統上的換轉支撐的外圈。
三、動作流程
托盤通過直線輸送機2被輸送到旋轉輸送機正上方停止后,升降旋轉機的升降驅動系統啟動,電機旋轉,通過鏈條或皮帶帶動升降軸旋轉,升降軸上的凸輪托舉旋轉框架系統上的旋轉支撐和托盤托架等上升,托盤就此離開直線輸送機2。上升到位后,旋轉電機啟動,驅動換向器旋轉,通過嚙合的齒輪,驅動回轉支撐的外圈旋轉,從而帶動托盤托架和托盤一起旋轉,旋轉到位后,升降系統啟動下降功能,托盤跟隨升降旋轉機下降一定高度后,托盤脫離托架,停放在直線輸送機2。托盤托架繼續下降到最低位,此時托盤可以沿直線輸送機2繼續向前輸送。
四、應用前景
該升降旋轉機采用外伸軸的方式,可以將電機外置到非爆炸環境,變防爆電機為普通電機,極大降低設備制造成本,同時也方便維護保養。例如,1.1kw進口防爆電機的價格大約5萬多元,而如果采用普通國產電機,價格不到0.4萬元,一個彎道就可以節省15萬元以上,并且電機功率越大,節省的費用越多。該升降旋轉裝置機械+電控總成本不到2萬元,再加上2臺頂升移載機,彎道的成本不到6萬元,相比采用2個旋轉輸送拐彎,可使成本大幅度降低。