CN103508221B - 一种摆式皮带布料器及其椭圆齿轮箱齿轮大小的确定方法 - Google Patents

Abstract

一种摆式皮带布料器及其椭圆齿轮箱齿轮大小的确定方法，为了解决现有的布料装置布料不均匀的问题，本发明提供的布料装置包括传动电机减速机、链轮链子、轴承座、头轮、主轴、胶带、摆动电机、接手、摆动减速机、连杆、曲柄、弧形轨道、走行轮、托辊和改向轮及调整器，它还包括曲柄和摆动减速机之间椭圆齿轮箱，椭圆齿轮箱内部包括两个大小及形状一样的椭圆齿轮，从动椭圆齿轮出轴与曲柄连接，主动椭圆齿轮的出轴与摆动减速机的输出轴连接。本发明能使摆式皮带布料器在两端的线速度和中间的线速度得到有效改善，并基本保持一致，从而实现摆式皮带布料器在横向料床上相对等厚均匀布料的效果且结构简单，成本低。

Description

一种摆式皮带布料器及其椭圆齿轮箱齿轮大小的确定方法

技术领域

本发明涉及一种摆式皮带布料器，尤其涉及摆式皮带布料器后不能配加辊筛时改善布料效果的装置。

背景技术

摆式皮带布料器是一种在各行业广泛应用的布料装置。该布料装置一般采用曲柄连杆机构进行驱动，曲柄为主动件，连杆为传动件，结构简单，性能可靠，价格低廉。在工业生产中，该装置一方面用于分配料流；另一方面用于布料。在作为布料用途时，该装置一般要与辊筛配合使用才能起到较好的布料效果，如在链箅机-回转窑球团生产线，采用摆式皮带布料器与多级辊筛相结合的方式能很好地实现生球在链箅机料床上等厚均匀布料的目的。如果没有多级辊筛的配合，摆式皮带布料器由于采用曲柄连杆机构，两端线速度低，中间线速度高，因此在单位时间内，在料床横向上易形成两端厚中间薄的布料效果，形成锅形料面，布料均匀性较差。

但在一些实际生产中，一些因是老厂改造，没有预留辊筛的位置，一些是工艺中要求的布料料层太薄，不能安装多级辊筛，起不到辊筛应有的均衡料量的目的，如转底炉处理冶金含锌尘泥的工艺，由于生球采用薄料层布料烘干，只能采用摆式皮带布料器进行直接布料。为改善摆式皮带布料器直接布料的效果，现有技术主要有两种方法，一种是把摆式皮带布料器的驱动由曲柄连杆机构改为伺服马达变速驱动；另一种是在摆式皮带布料器上加装若干个位置传感器和PLC控制器，采用PLC控制器控制程序调整摆动皮带的两端和中间的运行速度。以上两种方法均能达到改善摆式皮带布料器均匀布料效果的目的，但上述两种方法的驱动电机频繁变速、启停，控制单元复杂导致系统故障率较高，稳定性难以满足生产要求，且改造和维护成本相对较高。

发明内容

为了解决现有的摆式皮带布料器布料不均匀的问题，本发明通过对摆式皮带布料器的曲柄连杆驱动加装椭圆齿轮箱，采用机械变速原理改善摆动皮带的布料效果，具有结构简单、成本低、性能稳定可靠、使用寿命长的优点。

一种摆式皮带布料器，包括传动电机减速机、链轮链子、轴承座、头轮、主轴、胶带、曲柄连杆机构、弧形轨道、走行轮、托辊和改向轮及调整器，所述曲柄连杆机构包括椭圆齿轮箱。

所述曲柄连杆机构包括摆动电机、接手、摆动减速机、连杆、曲柄、椭圆齿轮箱，摆动电机通过接手与摆动减速机连接，椭圆齿轮箱安装在曲柄和摆动减速机之间。

所述椭圆齿轮箱设有椭圆齿轮，所述椭圆齿轮包括主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮，主动椭圆齿轮的出轴与摆动减速机的输出轴连接，从动椭圆齿轮的出轴与曲柄连接。

所述从动椭圆齿轮短轴平行于曲柄中心与连杆铰接点的连接线，所述主动椭圆齿轮与从动椭圆齿轮的长轴相互垂直。

所述椭圆齿轮箱中设有两个规格相同的椭圆齿轮。

所述的椭圆齿轮箱中的主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮的长半轴a与短半轴b之比范围均为1.05～2.15。所述的椭圆齿轮箱中的主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮的长半轴a与短半轴b的数值范围为10mm～1000mm。

摆式皮带布料器椭圆齿轮箱齿轮大小的确定方法，包括以下步骤：步骤一、根据摆动布料皮带纵向面布料的差距，反推摆式皮带在各点的线速度大小；步骤二、由各点线速度大小反推从动和主动椭圆齿轮的角速度；步骤三、由椭圆齿轮角速度大小确定椭圆齿轮长半轴a与短半轴b之比；步骤四、根据齿轮需要的传导的力的大小确定齿轮长轴与短轴长度。

采用本发明，摆式皮带布料器在两端的线速度和中间的线速度得到有效改善，基本保持一致，从而实现摆式皮带布料器在横向料床上相对等厚均匀布料的效果，且改造后的装置具有结构简单、成本低、性能稳定可靠、使用寿命长的优点。

附图说明

图1摆式皮带布料器结构示意图。

图2摆式皮带布料器曲柄连杆机构侧视示意图。

图3摆式皮带布料器曲柄连杆机构加装椭圆齿轮箱侧视示意图。

图4椭圆齿轮箱内部结构示意图。

图5改进前与改进后曲柄在0～180°旋转时摆式皮带在料床上单位角度的移动距离。

其中：1、传动电机减速机，2、链轮链子，3、轴承座，4、头轮，5、主轴，6、胶带，7、摆动电机，8、接手，9、摆动减速机，10、连杆，11、曲柄，12、弧形轨，13、走行轮，14、托辊，15、改向轮及调整器，16、椭圆齿轮箱。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明。

摆式皮带布料器是一种在各行业广泛应用的布料装置。如图1和图2所示，该装置包括由传动电机减速机1、传送设备、曲柄连杆机构、弧形轨道12、走行轮13、托辊14和改向轮及调整器15，其中传送设备包括链轮链子2、轴承座3、头轮4、主轴5、胶带6，曲柄连杆机构包括摆动电机7、接手8、摆动减速机9、连杆10、曲柄11，该布料装置驱动装置属典型的曲柄连杆机构，其中曲柄11为主动件，连杆10为传动件。

本发明采用一种机械变速方法改变摆式皮带布料器曲柄连杆机构两端线速度低、中间线速度高的问题，使两端的线速度和中间的线速度基本保持一致，从而实现等厚均匀布料的目的。采用的方法是在曲柄11和摆动减速机9之间加装椭圆齿轮箱16，椭圆齿轮箱16内部由两个大小及形状一样的椭圆齿轮组成，如图3和图4所示，一个椭圆齿轮出轴与曲柄11连接，另一个椭圆齿轮的出轴与摆动减速机9的输出轴连接。加装椭圆齿轮箱，是利用主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮间的半径比的连续变化实现从动椭圆齿轮角速度有规律的连续变化，这种变化再通过曲柄机构的传送使摆动皮带呈现线速度的改变，皮带线速度的变化直接影响皮带在料床各处布料量的变化。

椭圆齿轮的长半轴a与短半轴b的长度及长半轴a与短半轴b之比是设计的关键参数，需要根据不同摆式皮带布料器的具体参数及工况条件进行具体设计。根据摆动布料皮带纵向面布料的差距，反推出摆式皮带在各点的线速度大小，由各点线速度大小反推从动和主动椭圆齿轮的角速度，由椭圆齿轮角速度大小确定椭圆齿轮长半轴a与短半轴b之比；椭圆齿轮长半轴a与短半轴b的长度则根据齿轮需要传导的力的大小进行计算确定。

为更好地说明本发明专利，下面列举一项实施例：

本实施例中的摆式皮带布料器主要用于生球的薄料层布料，布料厚度约为40～200mm，摆式皮带布料器的布料角度为30°，皮带长度为5m，布料的宽度为3m。根据相关参数，模拟计算摆式皮带布料器在曲柄0～180°旋转时，普通摆式皮带在料床上单位角度的移动距离曲线见图5的曲线1，显现中间移动距离大，两端移动距离小，在料流量一定的情况下，导致布料时两端料层厚、中间料层薄的现象，这是普通摆式皮带布料器布料效果不佳的关键原因所在。在曲柄和摆动减速机之间加装椭圆齿轮箱(椭圆齿轮箱内采用两个大小、形状一样的椭圆齿轮，椭圆齿轮的长半轴a＝8cm，短半轴b＝5cm，a/b＝1.6)后，改进摆式皮带布料器在曲柄0～180°旋转时，改进摆式皮带在料床上单位角度的移动距离曲线见图5的曲线2，从曲线看，两端的移动距离与中间的移动距离基本一致，这保证了布料器布料效果的改善。

公司转底炉生球烘干系统的摆式皮带布料器也可采用本发明方法进行改造，将有效提高摆式皮带在横向料床上的布料效果，从而减少烘干床内热风的短路，提高球团整体烘干效果，确保入炉球团水分含量小于1％，从而减少转底炉内因生球未烘干爆裂产生的含粉率，提高球团的成品率，也为烟尘中减少含粉，延缓烟气系统堵塞周期做出贡献，将具有明显的经济效益。

另一方面，本发明可推广用于所有采用曲柄连杆驱动的摆式皮带布料器布料效果的改善，因此具有极大地技术输出价值。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种摆式皮带布料器，包括传动电机减速机(1)、链轮链子(2)、轴承座(3)、头轮(4)、主轴(5)、胶带(6)、曲柄连杆机构、弧形轨道(12)、走行轮(13)、托辊(14)和改向轮及调整器(15)，其特征在于：所述曲柄连杆机构包括椭圆齿轮箱(16)；所述曲柄连杆机构包括摆动电机(7)、接手(8)、摆动减速机(9)、连杆(10)、曲柄(11)、椭圆齿轮箱(16)，摆动电机(7)通过接手(8)与摆动减速机(9)连接，椭圆齿轮箱(16)安装在曲柄(11)和摆动减速机(9)之间；所述椭圆齿轮箱包括主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮，主动椭圆齿轮的出轴与摆动减速机的输出轴连接，从动椭圆齿轮的出轴与曲柄连接。

2.根据权利要求1所述的皮带布料器，其特征在于：所述从动椭圆齿轮短轴平行于曲柄中心与连杆铰接点的连接线，所述主动椭圆齿轮与从动椭圆齿轮的长轴相互垂直。

3.根据权利要求1所述的皮带布料器，其特征在于：所述的椭圆齿轮箱中的主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮的长半轴a与短半轴b之比范围均为1.05～2.15。

4.根据权利要求1所述的皮带布料器，其特征在于：所述的椭圆齿轮箱中的主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮的长半轴a与短半轴b的数值范围均为10mm～1000mm。

5.根据权利要求1所述的皮带布料器，其特征在于：所述椭圆齿轮箱中设有两个规格相同的椭圆齿轮。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的摆式皮带布料器椭圆齿轮箱齿轮大小的确定方法，包括以下步骤：

步骤一、根据摆动布料皮带纵向面布料的差距，反推摆式皮带在各点的线速度大小；

步骤二、由各点线速度大小反推从动和主动椭圆齿轮的角速度；

步骤三、由椭圆齿轮角速度大小确定椭圆齿轮长半轴a与短半轴b之比；

步骤四、根据齿轮需要的传导的力的大小确定齿轮长轴与短轴长度。