论文部分内容阅读
[摘 要] 机场货运系统中货物在通过直角运输台时，若货物发生偏斜，采用本改进方案的直角运输台可调整货物的方位，使货物通过的下一级输送设备时更顺畅。本文对传统直角运输台的改进技术进行了探讨，以供同行参考。
[关键词] 直角运输台 调整 斜向滚柱 链轮 液压马达
1.直角运输台简介
直角运输台属于机场货运设备，直角运输台的前后左右四个方向与分别下一级输送设备相连接，直角运输台可将货物输送到与其相连接的下一级输送设备上。
传统直角运输台不能调整货物的方位，若进入直角运输台的货物的方位发生偏斜，则货物进入下一级输送设备时方位也偏斜，货物就有可能与下一级输送设备的边梁发生碰撞（如图1所示），碰撞发生后，往往靠人工将货物摆正，不仅劳动强度大，而其影响整个货运系统的输送效率。
本方案对传统直角运输台进行改进，货物在通过直角运输台时，直角运输台可调整货物的方位，将货物方位调正后再进入下一级输送设备，从而避免货物与下一级输送设备的边梁发生碰撞，使货物通过时更顺畅。本方案要实现两个功能：第一，基本输送功能，即实现直角运输台向下一级输送设备输送货物的功能，此功能与传统直角运输台功能一致。第二，调整货物方位的功能，此为新增功能。
2.直角运输台改进方案的结构及原理简介
如图2所示，直角运输台改进方案的基本结构由斜向滚柱（装在传动轴上,与传动轴成45度），传动轴，液压马达，链轮，链条，框架等组成，按斜向滚柱的不同朝向分成A,B,C,D四个区，每个区单独用液压马达驱动。传动路径为：液压马达→链轮→链条→链轮→传动轴→斜向滚柱→货物。传动轴两端用法兰轴承支撑。
斜向滚柱与货物底部相接触，斜向滚柱旋转时产生摩擦力，靠摩擦力使货物运动。A,D二个区斜向滚柱布置成左朝向，B,C二个区斜向滚柱布置成右朝向， 由于斜向滚柱与传动轴成45度，所以摩擦力方向与传动轴也成45度，液压马达可正反转，A,B,C,D四个区斜向滚柱产生的摩擦力方向可为左朝向（与传动轴成45度）也可为右朝向（与传动轴成45度），通过A,B,C,D四个区摩擦力朝向的不同组合，从而实现直角运输台的基本输送功能及货物方位调整功能。
3.直角运输台改进方案的功能简介
3.1基本输送功能
即实现直角运输台向前后左右下一级输送设备输送货物的功能，此功能与传统直角运输台一致。
向右输送货物(见图3)，传动轴及斜向滚柱按图3所示方向旋转， A，C二个区的合力向右， B，D二个区的合力也向右，货物向右输送。同理，将A,B,C,D四个区的传动轴按图3所示方向反向旋转，直角运输台就向左输送货物。
向前输送货物(见图4)，传动轴及斜向滚柱按图4所示方向旋转， A，B二个区的合力向前，C，D二个区的合力也向前，货物向前输送。同理，将A,B,C,D四个区的传动轴按图4所示方向反向旋转，直角运输台就向后输送货物。
3.2调整货物方位的功能
此为新增功能。
顺时针方向调整货物方位(见图5)，传动轴及斜向滚柱按图5所示方向旋转，A,B,C,D四个区的摩擦力使货物围绕中心按顺时针方向旋转，这样可将方位偏斜的货物进行调正。同理，将A,B,C,D四个区的传动轴按图5所示方向反向旋转，直角运输台可按逆时针方向调整货物方位。
4.链轮及液压马达参数设计
按机场货运标准，直角输送台输送货物最大重量为G=6.8吨（货物底部有铝制货板），斜向滚柱外圈直径D=133mm，货物的输送线速度18m/ min (换算成斜向滚柱转速n1=43r/min)，摩擦系数μ=0.16,，法兰轴承选用INA PCJTY 40。因货物底部有铝制货板，假设货物重量可均匀分布到每根传动轴上。按基本输送功能运动模式（图3或图4）来建立力学模型。
4.1 链轮参数设计
装在液压马达上的链轮与装在传动轴上的链轮参数一致，传动比i=1:1，因要求瞬间加速，可按最大静摩擦力来计算传递扭矩Te，链轮采用单排型式。
传递扭矩Te=(G/4×104×μ×D/2×10-3) / COS45°=(6.8/4×104×0.17×133/2×10-3)/COS45°=271.80N·M；
传递功率P=（Te/9550）×n1=（ 271.8/9550）×43=1.22KW；
传动比i=1，齿数Z1=Z2=22；齿轮转速n1=43r/min；
设计功率Pd=Ka×P=1×1.22KW；Ka—工况系数，值为1；
特定条件下功率P0=Pd/(Kz×Kp)=1.22/(1.17×1)=1.04KW;Kz—齿轮系数,值为1.17；Kp—排数系数,值为1；
根据P0=1.04KW及n1=43r/min查滚子链功率曲线图确定链条型号为12B,节距p=19.05；
链轮分度圆直径d=p/(sin180/Z)=19.05/(sin180/22)=133.86mm；
齿顶圆直径da=p/(0.54+cot180/Z)= 19.05/(0.54+cot180/22)=142.78mm；
4.2 液压马达参数设计
液压系统最大压力为Px=10MPa；液压马达效率ηm=0.84；液压马达转速n1=43r/min；
液压马达在系统最大压力下所需流量Qm=(2π×n1×Te)/（Px×ηm×10-3）=(2π×43×271.80) /（10×106×0.84×10-3）=8.74L/min；
液压马达排量qm=Qm/n1=8.74/43=0.2L/r=200ml/r；
根据以上参数，推荐选用曲轴连杆式径向柱塞液压马达1JMD-40，排量为201ml/r，转速10—400，额定扭矩470N·M；
5.结束语
综上所述，采用本方案对直角运输台进行改进，使其增加调整货物方位的功能，可降低人工劳动强度，提高货运系统的输送效率，本方案已在台湾桃园机场货运系统及中国国际航空货运系统中得到了的实际应用，效果明显。
参 考 文 献
[1]成大先,机械设计手册，北京：化学工业出版社1993
[2]Mr. John, Airport Handling Manual，Montreal:1999
[关键词] 直角运输台 调整 斜向滚柱 链轮 液压马达
1.直角运输台简介
直角运输台属于机场货运设备，直角运输台的前后左右四个方向与分别下一级输送设备相连接，直角运输台可将货物输送到与其相连接的下一级输送设备上。
传统直角运输台不能调整货物的方位，若进入直角运输台的货物的方位发生偏斜，则货物进入下一级输送设备时方位也偏斜，货物就有可能与下一级输送设备的边梁发生碰撞（如图1所示），碰撞发生后，往往靠人工将货物摆正，不仅劳动强度大，而其影响整个货运系统的输送效率。
本方案对传统直角运输台进行改进，货物在通过直角运输台时，直角运输台可调整货物的方位，将货物方位调正后再进入下一级输送设备，从而避免货物与下一级输送设备的边梁发生碰撞，使货物通过时更顺畅。本方案要实现两个功能：第一，基本输送功能，即实现直角运输台向下一级输送设备输送货物的功能，此功能与传统直角运输台功能一致。第二，调整货物方位的功能，此为新增功能。
2.直角运输台改进方案的结构及原理简介
如图2所示，直角运输台改进方案的基本结构由斜向滚柱（装在传动轴上,与传动轴成45度），传动轴，液压马达，链轮，链条，框架等组成，按斜向滚柱的不同朝向分成A,B,C,D四个区，每个区单独用液压马达驱动。传动路径为：液压马达→链轮→链条→链轮→传动轴→斜向滚柱→货物。传动轴两端用法兰轴承支撑。
斜向滚柱与货物底部相接触，斜向滚柱旋转时产生摩擦力，靠摩擦力使货物运动。A,D二个区斜向滚柱布置成左朝向，B,C二个区斜向滚柱布置成右朝向， 由于斜向滚柱与传动轴成45度，所以摩擦力方向与传动轴也成45度，液压马达可正反转，A,B,C,D四个区斜向滚柱产生的摩擦力方向可为左朝向（与传动轴成45度）也可为右朝向（与传动轴成45度），通过A,B,C,D四个区摩擦力朝向的不同组合，从而实现直角运输台的基本输送功能及货物方位调整功能。
3.直角运输台改进方案的功能简介
3.1基本输送功能
即实现直角运输台向前后左右下一级输送设备输送货物的功能，此功能与传统直角运输台一致。
向右输送货物(见图3)，传动轴及斜向滚柱按图3所示方向旋转， A，C二个区的合力向右， B，D二个区的合力也向右，货物向右输送。同理，将A,B,C,D四个区的传动轴按图3所示方向反向旋转，直角运输台就向左输送货物。
向前输送货物(见图4)，传动轴及斜向滚柱按图4所示方向旋转， A，B二个区的合力向前，C，D二个区的合力也向前，货物向前输送。同理，将A,B,C,D四个区的传动轴按图4所示方向反向旋转，直角运输台就向后输送货物。
3.2调整货物方位的功能
此为新增功能。
顺时针方向调整货物方位(见图5)，传动轴及斜向滚柱按图5所示方向旋转，A,B,C,D四个区的摩擦力使货物围绕中心按顺时针方向旋转，这样可将方位偏斜的货物进行调正。同理，将A,B,C,D四个区的传动轴按图5所示方向反向旋转，直角运输台可按逆时针方向调整货物方位。
4.链轮及液压马达参数设计
按机场货运标准，直角输送台输送货物最大重量为G=6.8吨（货物底部有铝制货板），斜向滚柱外圈直径D=133mm，货物的输送线速度18m/ min (换算成斜向滚柱转速n1=43r/min)，摩擦系数μ=0.16,，法兰轴承选用INA PCJTY 40。因货物底部有铝制货板，假设货物重量可均匀分布到每根传动轴上。按基本输送功能运动模式（图3或图4）来建立力学模型。
4.1 链轮参数设计
装在液压马达上的链轮与装在传动轴上的链轮参数一致，传动比i=1:1，因要求瞬间加速，可按最大静摩擦力来计算传递扭矩Te，链轮采用单排型式。
传递扭矩Te=(G/4×104×μ×D/2×10-3) / COS45°=(6.8/4×104×0.17×133/2×10-3)/COS45°=271.80N·M；
传递功率P=（Te/9550）×n1=（ 271.8/9550）×43=1.22KW；
传动比i=1，齿数Z1=Z2=22；齿轮转速n1=43r/min；
设计功率Pd=Ka×P=1×1.22KW；Ka—工况系数，值为1；
特定条件下功率P0=Pd/(Kz×Kp)=1.22/(1.17×1)=1.04KW;Kz—齿轮系数,值为1.17；Kp—排数系数,值为1；
根据P0=1.04KW及n1=43r/min查滚子链功率曲线图确定链条型号为12B,节距p=19.05；
链轮分度圆直径d=p/(sin180/Z)=19.05/(sin180/22)=133.86mm；
齿顶圆直径da=p/(0.54+cot180/Z)= 19.05/(0.54+cot180/22)=142.78mm；
4.2 液压马达参数设计
液压系统最大压力为Px=10MPa；液压马达效率ηm=0.84；液压马达转速n1=43r/min；
液压马达在系统最大压力下所需流量Qm=(2π×n1×Te)/（Px×ηm×10-3）=(2π×43×271.80) /（10×106×0.84×10-3）=8.74L/min；
液压马达排量qm=Qm/n1=8.74/43=0.2L/r=200ml/r；
根据以上参数，推荐选用曲轴连杆式径向柱塞液压马达1JMD-40，排量为201ml/r，转速10—400，额定扭矩470N·M；
5.结束语
综上所述，采用本方案对直角运输台进行改进，使其增加调整货物方位的功能，可降低人工劳动强度，提高货运系统的输送效率，本方案已在台湾桃园机场货运系统及中国国际航空货运系统中得到了的实际应用，效果明显。
参 考 文 献
[1]成大先,机械设计手册，北京：化学工业出版社1993
[2]Mr. John, Airport Handling Manual，Montreal:1999