前段時(shí)間，犀靈機(jī)器人培訓(xùn)中心又加了新設(shè)備。現(xiàn)在中心所擁有的設(shè)備包括工控基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)設(shè)備、國產(chǎn)機(jī)器人設(shè)備、庫卡機(jī)器人設(shè)備、噴涂工作站、焊接工作站、拋磨工作站、去毛刺工作站、倍速鏈流水線設(shè)備。其中倍速鏈流水線設(shè)備是中心近期新增的設(shè)備，陸續(xù)會(huì)有新的設(shè)備補(bǔ)充進(jìn)來，今天我們來聊聊倍速鏈這套設(shè)備是啥，都能干些啥。

有些人覺得倍速鏈和工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)相互替代的關(guān)系，其實(shí)不然，你簡單想象下，多臺(tái)工業(yè)機(jī)器人或智能制造裝備組成的高端裝配流水線，實(shí)際上就是一個(gè)工業(yè)機(jī)器人群為核心的制造執(zhí)行系統(tǒng)，也是所謂的智能化生產(chǎn)線、智慧車間、智慧工廠等概念。

倍速鏈流水線

倍速鏈廣泛地應(yīng)用于各種電子電器、機(jī)電等行業(yè)生產(chǎn)線。

主要用于裝配及加工生產(chǎn)線中的物料輸送，其輸送原理是運(yùn)用倍速鏈條的增速功能，使其上承托貨物的工裝板快速運(yùn)行，通過阻擋器停止于相應(yīng)的操作位置，或通過相應(yīng)指令來完成積放動(dòng)作及移行、轉(zhuǎn)位、專線等功能。

【01】倍速鏈的結(jié)構(gòu)組成

圖1 倍速鏈的外形圖

圖2 倍速鏈結(jié)構(gòu)圖

1-外鏈板；2-套筒；3-銷軸；4-內(nèi)鏈板；5-滾子；6-滾輪

(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制材料，除此以外，其余零件都為鋼制材料。

(2)零件連接方式

倍速鏈的結(jié)構(gòu)與普通雙距滾子鏈的結(jié)構(gòu)類似，其中：

①銷軸與外鏈板：銷軸與外鏈板采用過盈配合，構(gòu)成鏈節(jié)框架。

②銷軸與內(nèi)鏈板：銷軸與內(nèi)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(nèi)鏈板并與內(nèi)鏈板過盈配合，如圖3(a)所示；另一種為套筒不插入內(nèi)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。

圖3 銷軸與套筒的連接方式

注：(a)套筒插入內(nèi)鏈板并與其過盈配合；(b)套筒不插入內(nèi)鏈板

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(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)。

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(fā)生發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，以減少他們工作時(shí)相互之間的磨損，這對于連續(xù)長距離的輸送非常重要。

(3)連接鏈節(jié)

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

圖4 鏈條的連接方法

(a)開口銷連接；(b)彈性鎖片連接

02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(jié)構(gòu)圖中，各零件的作用分別為：

①滾輪

倍速鏈在使用時(shí)直接通過滾子放置在鏈條下方的導(dǎo)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(shí)的工作情況，圖5(b)為局部放大圖。

圖5 倍速鏈?zhǔn)褂檬疽鈭D

倍速鏈?zhǔn)褂檬疽鈭D

(a)倍速鏈工作情況；(b)A處局部放大圖

1-工件；2-工裝板；3-輸送段；4-螺栓安裝孔；5-返回段；6-導(dǎo)軌；7-滾子；8-滾輪

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(dǎo)軌上滾動(dòng)前進(jìn)，同時(shí)鏈條的驅(qū)動(dòng)是通過驅(qū)動(dòng)部位鏈輪的輪齒直接與滾子嚙合來進(jìn)行的。

③內(nèi)外鏈板、銷軸：內(nèi)外鏈板及銷軸是鏈條的連接件，使單個(gè)的滾子滾輪串聯(lián)成鏈條。

④套筒：套筒作為減小銷軸與滾輪之間的摩擦，保護(hù)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(dòng)鏈，就是因?yàn)樗哂刑厥獾脑鏊傩Ч簿褪欠胖迷阪湕l上方的工裝板（包括工裝板上放置的被輸送工件）的移動(dòng)速度大于鏈條本身的前進(jìn)速度。這一效果是由于倍速鏈的特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，下面對產(chǎn)生上述增速效果的原因進(jìn)行簡單的分析計(jì)算。

如果取鏈條中的一對滾子滾輪為對象，分析器運(yùn)動(dòng)特征，其運(yùn)動(dòng)簡圖如圖6所示。

圖6 倍速鏈增速效果原理示意圖

在圖6所示的模型中，加速滾子滾輪機(jī)構(gòu)在以下條件下運(yùn)動(dòng)：

①滾子在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，而且滾子與導(dǎo)軌之間的運(yùn)動(dòng)為純滾動(dòng)；

②滾子與滾輪之間沒有相對運(yùn)動(dòng)；

③工裝板（上面放置工件）與滾輪之間沒有相對運(yùn)動(dòng)。

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

根據(jù)上述假設(shè)，由于滾子、滾輪之間沒有相對運(yùn)動(dòng)，在滾子、滾輪滾動(dòng)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(dòng)可以看作是以滾子與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)P點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。

假設(shè)滾子及滾輪上述瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jìn)速度v0，而滾輪上方定點(diǎn)的切線速度就是工裝板（工件）的前進(jìn)速度v，因而有

v0=wd/2 (公式1)

v=w（d/2+D/2） (公式2)

根據(jù)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(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；

v0——滾子幾何中心的切線速度（鏈條的前進(jìn)速度）；

v——滾輪上方頂點(diǎn)的切線速度（工裝板或工件的前進(jìn)速度）。

分析：對公式3進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，由于滾輪直徑D可以成倍地大于滾子直徑d，因此工裝板（工件）的前進(jìn)速度v可以使鏈條前進(jìn)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(shí)際上前面的假設(shè)與實(shí)際情況是由一定距離的，各運(yùn)動(dòng)副之間不可避免地存在移動(dòng)摩擦，滾子與導(dǎo)軌之間也可能產(chǎn)生一定的滑動(dòng)，所示實(shí)際的增速效果要比公式3的理論計(jì)算值小。

增速效果是倍速鏈的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，質(zhì)量差的鏈條由于設(shè)計(jì)與制造精度較差，其增速效果將會(huì)很差。由于增速效果與滾子、滾輪的直徑直接相關(guān)，根據(jù)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(jié)距的限制，而減小滾子的直徑也一定受到鏈條結(jié)構(gòu)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(guī)格為2.5倍速輸送鏈和3倍速輸送鏈。

【03】倍速鏈的應(yīng)用行業(yè)

自流式輸送系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于各種電子電器、機(jī)電等行業(yè)生產(chǎn)線。倍速鏈流水線最常用的行業(yè)有：電腦顯示器生產(chǎn)線、電腦主機(jī)生產(chǎn)線、筆記本電腦裝配線、空調(diào)生產(chǎn)線、電視機(jī)裝配線、微波爐裝配線、打印機(jī)裝配線、傳真機(jī)裝配線、音響功放生產(chǎn)線、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線。