東邦電機：輕型輸送帶電機的選擇與例項分析

舉例分析了輕型輸送帶傳動電機的工況，計算出相關的資料，確定電機和相關配件的型號，常用輸送帶傳動電機的選擇都可以借鑑本例。

輕型輸送帶主要包括PVC輸送帶、橡塑製品輸送帶、PU輸送帶等，廣泛應用於食品、物流、電子、菸草、木材、石材、健身等各個領域。輸送帶電機的合適與否直接影響輸送帶的平穩運轉與輸送能力，所以如何選擇一臺合適的配套電機是輸送帶設計中重要的一環，本文就對輸送帶電機的選擇與計算進行舉例分析。

某CD製造廠包裝車間進行技術改造，專案為兩臺包裝機進行連線生產，方案為用輸送帶配以機械手輸送，整體用PLC控制，輔以氣動元件、定位元件、低壓電路元件、機械傳動元件等，組成一個閉環控制迴路。

輸送帶電機選擇依據及相關計算如下：

一、 工況分析：

包裝機的最大產量為每小時6120盒，下機片式包裝機的一般產量為每小時70包，按十盒每包即為7000盒，輸送帶的輸送量應大於上機生產速度而小於下機生產速度，所以輸送帶的輸送速度確定為每小時6500盒，65包，CD盒的尺寸為：142×124×10，所以輸送皮帶的最小輸送速度為：每小時9。23米，約為每分鐘0。154米，而輸送帶傳動棍子直徑為Φ20mm，則輸送帶傳動棍子速度最小約為2。45r/min。

一盒CD最重的包裝是70克，一包是10盒，700克，輸送帶一般都有5—7包，所以輸送帶一次輸送重量為3。5KG—4。9KG，計算時取最大重量5KG。由於有物料定位，要求輸送距離精確，過轉量小，所以電機必需要有以下特點：斷電後即制動保持負載；制動速度快，過轉量小；可實現頻繁啟動，上文已經算出每小時要輸送65包，即輸送1包55秒，所以電機每分鐘至少要啟停2次。

二、 具體計算如下：

①皮帶輪機構 ：

皮帶與工作物的總重量 m1=10kg

滑動面的摩擦係數μ=0。3

滾輪的直徑D =20mm

滾輪的重量 m2=1kg

皮帶滾輪的效率 η = 0。9

皮帶的速度 V = 28mm/s±10%

電機電源單相220V50Hz

工作時間 1天24小時運轉

②決定減速箱的減速比：

減速比輸出軸轉速：

NG=（V60）/（πD）=（（28±14）×60）/（π×20）=26。7±2。7［r/min］因電機（4極）在50Hz時的額定轉速為1500r/min左右，所以應選擇在此範圍內的減速比i=60。

減速箱的減速比i為：

i=（1500）/NG=（1500）/（26。7±2。7）=51~62。5

③計算必要轉矩：

輸送帶起動時所需的轉矩為最大。先計算起動時的必要轉矩。

滑動部的摩擦力

F=μmg=0。3×10×9。807=29。4［N］ 負載轉矩TL=FxD/2xη=（29。4×20×10-3）/（2×0。9）=0。326［N·m］

此負載轉矩為減速箱輸出軸的數值，因此需換算成電機輸出軸的數值。

電機輸出軸的必要轉矩TM

TM=TL/ixηG=0。326/（60×0。66）=0。00824［N·m］=8。24［mN·m］ （減速箱的傳導效率ηG=0。66）

按使用電源電壓波動（220V±10%）等角度考慮，設定安全率為2倍。

8。24×2≈16。48［mN·m］

電機所需功率取係數為2，則Pm=2T·2πn=2×0。01648×2×π×1500/60=5。17W

起動轉矩為16。48N·m以上的電機，可參閱標準電機型號/效能表來選擇。［1］

電機：60YB06DV22，再選用可與60YB06DV22組合的減速箱60GK60H。

④確認負載慣性慣量：

皮帶·工作物的慣性慣量

Jm1=m1×（π×D/ 2π）2=5×（π×20×10-3/2π）2 =5×10-4［kg·m2］

滾輪的慣性慣量

Jm2=1/8×m2×D2 =1/8×1×（20×10-3）2 =0。5×10-4［kg·m2］

減速箱輸出軸的全負載慣性慣量

J=5×10-4+0。5×10-4×2=6×10-4［kg·m2］

查廠家技術手冊得60GK60H電機輸出軸的容許負載慣性慣量［2］

Jm=0。062×10-4［kg·m2］。

JG=Jm×i2=0。062×10-4×602=223。2×10-4［kg·m2］

因J＜JG，即負載慣性慣量為容許值以下，故可以使用。且所選用的電機額定轉矩為40mN·m，較實際負載轉矩為大，因此電機能以比額定轉速更快的轉速運轉。

再依據無負載時的轉速（約1500r/min）來計算皮帶的速度，確認所選製品是否符合規格要求。

V=（NM·π·D）/60·i=（1500×π×20）/（60×60）=26。17［mm/s］

以上確認結果為均能滿足規格要求。

綜上所述，對負載工況的分析、負載計算，是選用電機、減速箱的基礎。有關詳細的計算可參閱《機械設計手冊》中相關章節。

三、 確定電機及相關配件型號。

結合結合工廠實際使用電源與備件情況，選用電磁製動電機，型號為60-YB-06D-V22（機座號60，YB電磁製動電機，6W圓軸，單相220V）；配套減速箱型號為60-GK-60H（機座號60，6W減速箱，減速比60，標準結構）；採用彈性聯軸器直接與輸送帶傳動棍子連線，彈性聯軸器型號為28MC08-08（公稱外徑Φ28，內徑為Φ8）；電動機直角安裝腳型號為RAL60。

四、 結論。

實際應用後，選擇電機功率適中，輸送速度合適，運轉平穩，故障率低，完全滿足設計要求。透過工況分析，設計舉例，負載等計算，可以合理、安全、可靠的選擇電機，上文只是選型與安裝的過程，有關控制迴路的接線請參考其它文獻。