CN104528345A - 大包袋输送转向方法和输送转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工、化肥、医药、冶金等行业的粒料和粉料等产品的包装输送装置技术领域，尤其是涉及一种大包袋输送转向方法和输送转向装置。本发明的输送转向装置由夹持装置、拖动装置和回转平台装置三部分组成。应用该装置以一定力夹持大包袋，将原本非均匀质物料的输送转变为似均匀质物料的输送，将大包袋拖动，从主通道边缘通过过渡区至输送平台，输送平台回转，将大包袋的输送方向转动一定角度，再将大包袋从输送平台通过过渡区到支通道，大包袋顺利进入下一个工段，输送平台反向回转至初始位置。大包袋在运输过程中没有滞留现象，输送稳定；工作循环时间减少，提高了包装能力；输送转向装置运动件的使用寿命也明显提高。
Description
技术领域
本发明涉及化工、化肥、医药、冶金等行业的粒料和粉料等产品的包装输送装置技术领域，尤其是涉及一种大包袋输送转向方法和输送转向装置。
背景技术
化工、化肥、医药、冶金等行业的粒料和粉料等产品包装通常包括物料的装袋、称重、封口、检测、码垛等多道工序，每道工序在不同的工段完成，包装从一个工段到下一个工段的输送是通过配套的包装输送***完成的。目前包装定量值超过2吨的称为大包袋，在输送过程中，根据生产要求，输送方向经常会发送改变，因此，包袋输送***必须设计包装输送转向方法及与其相适应的输送转向装置。输送转向装置会直接影响生产效率及包装定量值。
目前大包袋输送转向方法：大包袋从主通道进入输送过渡区，输送过渡区有若干根托辊，托辊是阶梯轴，两端通过轴承安装在支架上，能够绕轴线自转。每个托辊都安装有链条机构，链轮与托辊固定联接，链条与链轮啮合传动，这样在电机及减速机驱动下，通过链条机构，每个托辊都以一定转速转动，并为大包袋的输送提供动力，大包袋放在托辊上，随着托辊的转动，大包袋向前移动，将包袋输送到转向平台边缘；转向平台安装了链板输送装置，大包袋可以以上述链板输送方式在链板上移动，将包袋从输送过渡区移动到转向平台上；链板输送装置安装在平台底板上，驱动装置将底板转动，使整个链板输送装置转动，从而实现大包袋的输送转向。
与其对应的大包袋输送平台转向装置主要包括托辊式输送部件、链板式输送部件和机械传动转向部件，其中无论是链板式输送还是托辊式输送，其传动机构都是链条传动，在大包袋输送转向过程中，链条在重载、冲击振动条件下连续工作，输送不平稳，产生噪音，链条容易磨损失效；机械传动转向部件由电机、减速器、齿轮传动机构及支撑零件组成，由于部件是定比传动，正向回转和反向回程速度相同，工作效率低；大包袋内装的物料是粒料或粉料，是非均匀质物料，在输送转向过程中，物料的运动都是非均匀推移质运动，具体地说，物料的运动是滑动、滚动或跳跃的多种形式的复杂运动，这就导致大包袋有的地方走的快，而有的地方走的慢，并且各部分之间相互牵制，在输送过程中容易产生滞留现象。包袋内物料的这种性质还会限制输送速度，如果输送速度提高，动载荷随之增加，会加速链条和托辊的磨损。目前，应用这种输送装置，输送速度≤5米/min，限制了包装能力，其包装能力≤35袋/h。同时，由于物料运动的复杂性，包袋内力场也非常复杂，产生变载荷，也会加速链条和托辊的疲劳磨损。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：①大包袋内物料是非均匀质物料，在输送转向过程中，物料的运动都是非均匀推移质运动，是复杂运动，会导致包袋容易产生滞留现象、链条和托辊容易疲劳磨损、输送缓慢；②输送部件在重载、冲击振动条件下连续工作，输送不平稳，产生噪音，链条容易磨损失效；③装置在输送过程中无论输送负载状况还是空载状况，输送速度恒定，不可以调节，工作循环时间长。现提供一种大包袋输送转向和输送转向装置。
本发明针对上述技术问题所采用的技术方案是：一种大包袋输送转向装置，包括拖动装置、回转平台装置和夹持装置，所述夹持装置位于拖动装置前端，并与拖动装置连接，拖动装置可带动夹持装置移动，拖动装置位于回转平台装置上方，回转平台装置可实现带动拖动装置与夹持装置一起转动。
进一步地：所述夹持装置包括夹持液压缸、夹板、联动板、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和支架，所述夹持液压缸的缸体部分固定安装在支架上，所述夹持液压缸的伸出端与联动板固定连接，所述第一连杆和第三连杆分别对称设置在夹持液压缸的两侧，所述第一连杆和第三连杆的其中一端与联动板铰接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的端部铰接，所述第三连杆的另一端与第四连杆的端部铰接，所述第二连杆和第四连杆均还与所述支架铰接，所述第二连杆和第四连杆为对称，所述第二连杆和第四连杆相对的面上安装所述夹板，联动板上的三个连接点呈三角形通过液压缸提供夹紧力，用两个夹板将大包袋包拢其中，通过夹持装置将大包袋夹紧，将原本非均匀质料的输送转变为似均匀质物料的输送，这样在输送过程中，大包袋的运动简化，从微观看，在夹板的作用下，包袋内部的物料颗粒原本复杂的运动转化为相对静止，从宏观看，大包袋原本时快时慢的运动转化为匀速运动，这样大包袋的输送变得稳定，不再产生输送滞留现象，同时，大包袋惯性力大大减小，整个装置所承受的变载荷减小，装置运动部件寿命提高。
更进一步：所述的拖动装置包括托辊支架、托辊、支架底座、滚轮、拖动液压缸和平板，所述托辊安装在托辊支架上，所述的托辊支架固定安装在平板上，平板上设有两条平行的导轨，支架底座两侧对应安装有滚轮，滚轮和导轨滚动连接，拖动液压缸一端固定在拖动液压缸支架上，另一端与支架固定联接。把支架和固连在其上的夹持装置看着整体，液压缸可以驱动它们沿着导轨来回移动，大包袋的重力、夹持装置及拖动装置自身的重力通过滚轮导轨传递到平台上。拖动装置采用滚轮导轨高副连接，摩擦阻力小，消耗的功率减小，为输送速度的提高创造了条件。液压缸的活塞杆推动速度可以调节，缩短了工作循环时间。另外液压缸本身液压驱动受力稳定，又有减振机构，提高了装置承受冲击载荷能力，运动部件使用寿命延长。
更进一步地：所述的回转平台装置包括电机、调速器、大齿轮、小齿轮、内齿轮、机架，所述电机固定在机架上，电机输出端与调速器输入端相连，调速器输出端与大齿轮固定传动连接，大齿轮与小齿轮啮合，小齿轮与内齿轮啮合，内齿轮固定在平台底面。电机提供回转所需的驱动力，调速器调整回转速度，负载时低速回转，空载时可以高速回转，缩短了工作循环时间。
优选地：所述夹板包角为150°V型夹板。
一种采用上述装置的大包袋输送转向方法，步骤如下：
1)用夹持装置将大包袋以一定力夹持，通过夹持大包袋，可以将原本非均匀质物料的输送转变为似均匀质物料的输送；
2)用拖动装置将大包袋从主通道边缘以一定速度沿导轨移动通过过渡区至平台，拖动装置不是传统的链条传动，采用了液压驱动,滚轮导轨高副连接,，装置减振，摩擦阻力小，导轨移动速度可以调节，提高了装置运动部件使用寿命和大包袋输送速度；
3)用回转平台装置根据生产线要求的输送方向将持有大包袋的输送平台回转一定角度，电动机提供平台回转所需的驱动力，调速器调整平台回转速度，缩短了工作循环时间；
4)用拖动装置将大包袋从平台以一定速度沿导轨移动通过过渡区至支通道；
5)夹持装置卸载，大包袋放置在支通道链板上；
6)装置平台反向回转至初始位置。
本发明的有益效果是：本发明在大包袋运输过程中没有滞留现象，输送稳定；工作循环时间减少，提高了包装能力，由原来包装能力≤35袋/h提高到包装能力≥50袋/h；输送转向装置的使用寿命也明显提高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是大包袋输送装置主视图；
图2是大包袋输送装置俯视图；
图3是A的局部放大视图；
图4是夹板压力对包袋体积的影响；
图5是包袋内部压力分布图；
图6是夹板和包袋示意图；
图7是夹板包角角α对包袋内部压力影响图；
图8是包装袋输送线路图；
图9是工作循环图。
图中：1、托辊支架，2、托辊，3、内齿轮，4、小齿轮，5、大齿轮，6、调速器，7、电动机，8、导轨，9、滚轮，10、支架底座，11、机架，12、第三连杆、13、夹板，15、第二连杆，17、第四连杆，19、支架，20、第一连杆，21、拖动液压缸支架，22、平板，23、拖动液压缸，24、联动板，25夹持液压缸，26、主通道，27、大包袋，28、过渡区Ⅰ，29、平台，30、工段Ⅰ，31、支通道，32、过渡区Ⅱ。
具体实施方式
现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示成。
实施例：
如图1、2和3所示，一种大包袋输送转向装置，其特征在于：具有夹持装置、拖动装置和回转平台装置，所述的夹持装置位于拖动装置前端，并与拖动装置连接，拖动装置可带着夹持装置移动，拖动装置位于回转平台装置上方，回转平台装置可实现带着拖动装置与夹持装置一起旋转。
夹持装置包括夹持液压缸25、夹板13、联动板24、第一连杆20、第二连杆15、第三连杆12、第四连杆17和支架19，所述夹持液压缸25的缸体部分固定安装在支架19上，所述夹持液压缸25的伸出端与联动板24固定连接，所述第一连杆20和第三连杆12分别对称设置在夹持液压缸25的两侧，所述第一连杆20和第三连杆12的其中一端与联动板24铰接，所述第一连杆20的另一端与第二连杆15的端部铰接，所述第三连杆12的另一端与第四连杆17的端部铰接，所述第二连杆15和第四连杆17均还与所述支架19铰接，所述第二连杆15和第四连杆17为对称，所述第二连杆15和第四连杆17相对的面上安装所述夹板13。
拖动装置包括托辊支架1、托辊2、支架底座10、滚轮9、拖动液压缸23和平板22，所述托辊2安装在托辊支架1上，所述的托辊支架1固定安装在平板22上，平板22上设有两条平行的导轨8，支架底座10两侧对应安装有滚轮9，滚轮9和导轨8滚动连接，拖动液压缸23一端固定在拖动液压缸支架21上，另一端与支架19固定联接。
回转平台装置包括电机7、调速器6、大齿轮5、小齿轮4、内齿轮3、机架11，所述电机7固定在机架11上，电机7输出端与调速器6输入端相连，调速器6输出端与大齿轮5固定传动连接，大齿轮5与小齿轮4啮合，小齿轮4与内齿轮3啮合，内齿轮3固定在平板22底面。
所述夹板13为V型夹板，其包角为150°。
一种采用上述装置的大包袋输送转向方法，步骤如下：
1)用夹持装置将大包袋27夹持；
2)用拖动装置将大包袋27从主通道边缘26沿导轨移动通过过渡区Ⅰ28至平台29；
3)用回转平台装置根据生产线要求的输送方向将持有大包袋27的输送平台回转一定角度；
4)用拖动装置将大包袋27从平台29沿导轨移动通过过渡区Ⅱ32至支通道31；
5)夹持装置卸载，大包袋27放置在支通道31上；
6)装置平台反向回转至初始位置。
以下所述大包袋27均为直径800mm、高1400mm，质量2吨，大包袋27物料为PTA(大宗有机原料)。
如图4所示，夹板包角为180°可以看出，在初始阶段，物料大包袋27在夹板13压力的作用下变形，夹板13施加压力达到一定之后，大包袋27变形阻力增大，变形缓慢，此时，大包袋27内物料逐渐压实，最终夹板13与大包袋27贴合，大包袋27变形值趋于恒定。这就证明了通过夹持装置夹板13压紧，大包袋27内物料可以压实，保证了大包袋27在运动中大包袋27内部颗粒之间不再是传统装置的滑动、滚动或跃移的多种形式的复杂运动，而是相对静止的，大包袋27输送平稳，惯性力小，拖动装置和回转平台装置所承受的变应力载荷大大减少。
如图5所示的包袋内部压力分布情况，物料为PTA，单位夹板压力分别为6、8、10MPa，施加6MPa单位夹板压力，大包袋27内部应力为0.5MPa，该应力不能将物料压实，在这种情况下，大包袋27以一定速度运动时，其内部物料颗粒的运动状态依然复杂，颗粒内部包括滑动、滚动或跃移的多种形式的复杂运动，当施加8、10MPa单位夹板压力，大包袋27内部应力达到1.5Mpa，已将物料压实，此时物料的运动状态变得简单，物料颗粒相对静止，大包袋27运动平稳。可见夹持装置单位夹板压力最佳值为8MPa。
如图6和7所示为夹板包角α对包袋内部压力的影响图，当夹板13包角分别为180°、150°、120°时，在大包袋27的不同位置测量夹板13弹性变形量结果，从图中可以分析，180°包角夹板在不同包袋位置变形量相差9.50mm，变形量最大值9.79mm、变形量平均值5.14mm；150°包角夹板在不同包袋位置变形量相差4.30mm，变形量最大值7.70mm、变形量平均值3.60mm；120°包角夹板在不同包袋位置变形量相差4.94mm，变形量最大值9.00mm、变形量平均值6.46mm。以上分析得出结论：150°包角夹板变形量差值、变形量最大值及变形量平均值都最小，所以本发明采用150°包角夹板。
如图8所述的本发明实施包袋输路线，一、大包袋27从主通道到达工位Ⅰ，工位Ⅰ在主通道26和过渡区Ⅰ28交界处；二、通过拖动装置，大包袋27从工位Ⅰ到达工位Ⅱ，工位Ⅱ在靠近过渡区Ⅰ28的输送平台上；三、输送平台转向，大包袋27从工位Ⅱ到达工位Ⅲ；四、再通过拖动装置，包袋从工位Ⅲ到达工位Ⅳ，工位Ⅳ在支通道31和过渡区Ⅱ32交界处，支通道31通向目的工段Ⅰ；以上Ⅰ～Ⅳ大包袋27路线图示以实线表示，在此输送过程中，整个转向输送装置负载。当大包袋27输送到工位Ⅳ之后，转向输送装置卸载。随后，装置按照图示虚线所示，沿Ⅳ～Ⅰ路线，又回到工位Ⅰ，在此过程中，整个转向输送装置空载。在输送转向装置卸载的同时，大包袋27通过支通道31输送到目的工段Ⅰ30。同样地，通过输送转向装置，大包袋27可以到达其它目的工段。
如图9所示的发明装置工作循环，本发明输送转向装置主要功能运动包括以下几个动作：支架19前后移动、夹板13合拢张开、平台29回转。
本发明通过调整液压缸23获得支架19的前后移动的速度，通过调整液压缸25实现夹板13合拢张开的适当速度，通过调整调速器6的速度，调整平台29回转速度。负载时运动速度可以减慢，空载时运动速度加快，这样缩短了循环工作时间，提高了包装能力。
各功能运动的动力特性如表1所示
表1 各功能运动的动力特性
| 功能运动名称 | 输送路线 | 应用工况 | 功率需要 | 速度要求 |
| 支架前后移动 | Ⅰ→Ⅱ；Ⅲ→Ⅳ | 负载 | 大 | 低速 |
| 支架前后移动 | Ⅰ←Ⅱ；Ⅲ←Ⅳ | 空载 | 小 | 高速 |
| 夹板合拢 | Ⅰ→Ⅳ | 负载 | 大 | 低速 |
| 夹板张开 | Ⅰ←Ⅳ | 空载 | 小 | 高速 |
| 平台回转 | Ⅱ→Ⅲ | 负载 | 大 | 低速 |
| 平台回转 | Ⅱ←Ⅲ | 空载 | 小 | 高速 |
如图9所示，工作循环包括：一、包袋从Ⅰ工位到Ⅳ工位的输送，包括夹板13合拢、支架19后移、平台29回转、支架19前移、夹板13张开；二、包袋从Ⅳ工位回到Ⅰ工位的输送，包括支架19后移、平台29回转、支架19前移。通过调整液压油缸流量和压力、调整调速器6的速度，输送转向装置工作循环时间可以达到10m/s，可以保证包装能力50袋/h，与传统输送转向装置比较，大大提高了包装能力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种大包袋输送转向装置，其特征在于：具有夹持装置、拖动装置和回转平台装置，所述的夹持装置位于拖动装置前端，并与拖动装置连接，拖动装置可带动夹持装置移动，拖动装置位于回转平台装置上方，回转平台装置可实现带动拖动装置与夹持装置一起旋转。
2.根据权利要求1所述的输送转向装置，其特征在于：所述夹持装置包括夹持液压缸(25)、夹板(13)、联动板(24)、第一连杆(20)、第二连杆(15)、第三连杆(12)、第四连杆(17)和支架(19)，所述夹持液压缸(25)的缸体部分固定安装在支架(19)上，所述夹持液压缸(25)的伸出端与联动板(24)固定连接，所述第一连杆(20)和第三连杆(12)分别对称设置在夹持液压缸(25)的两侧，所述第一连杆(20)和第三连杆(12)的其中一端与联动板(24)铰接，所述第一连杆(20)的另一端与第二连杆(15)的端部铰接，所述第三连杆(12)的另一端与第四连杆(17)的端部铰接，所述第二连杆(15)和第四连杆(17)均还与所述支架(19)铰接，所述第二连杆(15)和第四连杆(17)为对称，所述第二连杆(15)和第四连杆(17)相对的面上安装所述夹板(13)。
3.根据权利要求2所述的输送转向装置，其特征在于：所述的拖动装置包括托辊支架(1)、托辊(2)、支架底座(10)、滚轮(9)、拖动液压缸(23)和平板(22)，所述托辊(2)安装在托辊支架(1)上，所述的托辊支架(1)固定安装在平板(22)上，所述平板(22)上设有两条平行的导轨(8)，支架底座(10)两侧对应安装有滚轮(9)，滚轮(9)和导轨(8)滚动连接，拖动液压缸(23)一端固定在拖动液压缸支架(21)上，另一端与支架(19)固定联接。
4.根据权利要求3所述的输送转向装置，其特征在于：所述的回转平台装置包括电机(7)、调速器(6)、大齿轮(5)、小齿轮(4)、内齿轮(3)、机架(11)，所述电机(7)固定在机架(11)上，所述电机(7)的输出端与调速器(6)的输入端相连，所述调速器(6)的输出端与大齿轮(5)固定传动连接，所述大齿轮(5)与小齿轮(4)啮合，所述小齿轮(4)与内齿轮(3)啮合，所述内齿轮(3)固定在平板(22)底面。
5.根据权利要求3所述的输送转向装置，其特征在于：所述夹板(13)为V型夹板，其包角为150°。
6.一种采用如权1所述装置的大包袋输送转向方法，其特征在于：步骤如下：
1)用夹持装置将大包袋(27)夹持；
2)用拖动装置将大包袋(27)从主通道边缘(26)沿导轨移动通过过渡区Ⅰ(28)至平台(29)；
3)用回转平台装置根据生产线要求的输送方向将持有大包袋(27)的平台(29)回转一定角度；
4)用拖动装置将大包袋(27)从平台(29)沿导轨移动通过过渡区Ⅱ(32)至支通道(31)；
5)夹持装置卸载，大包袋放置在支通道(31)上；
6)装置平台反向回转至初始位置。
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2014
- 2014-12-02 CN CN201410720561.9A patent/CN104528345B/zh active Active
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