基于摩擦驱动技术的输送机应用

王冬

中汽昌兴（洛阳）机电设备工程有限公司

摘要：摩擦输送是汽车制造及涂装工程中的常用输送方式，具有技术成熟、输送稳定、保养难度低、环保等优点，能够降低汽车生产企业人工成本，同时提高生产效率以及生产稳定性。本文基于摩擦驱动技术的原理，对其当前在汽车制造业中的应用现状及发展方向分析。

关键词：摩擦驱动；输送；现状；发展方向

引言

常用的WBS系统一般有积放链、摩擦线和滚床滑撬输送三种形式，其中摩擦线输送技术是一种利用摩擦力进行工件驱动的方式，采用电动机驱动非金属材质的摩擦轮，从而对工件产生驱动力，驱动工件前进。这种新型的输送方式已在很多场合中取代了积放链和滑撬系统等传统的链式或带式输送形式。它在汽车生产的各个车间都有使用。摩擦驱动技术是当前国内外汽车生产企业所广泛采用的输送技术，该技术以其清洁性、平稳性以及方便性著称，解决了传统链条输送技术的技术短板，弥补了传统输送技术输送精度低、传动平稳性差、能耗高、噪音高等不足。摩擦输送技术在应用过程中所采用的轨道材料为标准型钢，采用模块化设计的摩擦驱动输送系统具有后期维护保养简便易行的特点，能够节省大量维护保养所需的人力和物力，受到多个行业的追捧。

1摩擦驱动技术原理

最简单的摩擦驱动带式输送机的布置为两个摩擦轮构成摩擦副，该摩擦副与连接载物平台的摩擦杆等相连，摩擦轮副转动时，与摩擦杆或摩擦链之间产生摩擦力，从而带动摩擦杆进行运动，实现物体从载物平台向目的位置的输送和搬运，其结构如图1所示。

图1摩擦驱动原理图

而实际应用过程中，为满足稳固性需求，对输送机进行了支架安装和固定，同时增加了张紧弹簧，一方面用于缓冲物体搬运带来的冲击力，另一方面还可通过张紧弹簧实现对摩擦轮副和摩擦输送杆之间间隙的控制以调节摩擦驱动力的大小。此外，张紧弹簧还可对长时间运行产生的间隙误差进行调节和释放。在实际应用过程中，单个摩擦驱动单元所提供的驱动力可能无法满足大负载的要求，这就要求在设计时采用双摩擦驱动单元甚至多摩擦驱动单元来满足不同负载的要求。

2摩擦驱动输送系统在汽车涂装及装配线中的应用

（1）涂装生产线

涂装生产线一般采用地面式输送方式，该种方式能够很好的解决传统输送设备和链条中的油滴及尘埃滴落到车身表面，且该输送方式能够适应涂装工艺多变的要求，根据需求可划分为两线、三线等，也可依据不同要求改变输送间距以及设置中间存储区域等。目前前处理电泳区域采用的C型吊具摩擦输送线、底涂空中吊具摩擦输送线、台车摩擦输送线、存储区摩擦滚床输送线等。

（2）车身存储线

车身存储线多数采用地面式摩擦驱动输送方式，由于车身种类有多种，输送系统对车身特定信息进行识别，并通过输送控制模块的控制逻辑，实现对不同车身的定置存放，不同企业还可根据自身产品的增加而增加新的输送线，大大增加了汽车装配系统的柔性。

（3）内饰装配线

内饰装配线一般也采用地面式摩擦驱动输送，而车门、车内各种仪表、铭牌、座椅、前后挡风玻璃等都属于内饰范围，故而该摩擦驱动输送系统所承担的输送任务十分繁琐，对输送控制的精确度要求较高。

（4）底盘装配线

底盘装配线一般采用悬挂式摩擦驱动输送系统，主要工作内容是完成燃油管路、油箱、车轮、排气管等的装配工作。悬挂式摩擦驱动输送系统在空间布置上可节省近25%的空间，还能与布置于地面的地面式摩擦驱动输送系统进行联合布置，实现空间上的输送以及装配。

3摩擦输送系统的优越性及缺点及分析

3.1摩擦输送系统的优越性

现有摩擦驱动输送技术的问题，集中在控制系统、输送轮摩擦行为等方面。限于专业知识，本文在研究过程中，仅对输送带现存问题进行研究。输送带在使用过程中，常出现的问题主要有以下几个方面。

（1）运行平稳、噪音小。摩擦线的驱动轮表面材质和从动轮接触面材质均采用非金属材料，运行噪音小。

（2）节约能源。摩擦线运行阻力小，在驱动电机选型一般选用0.5KW-1.5KW的小功率电机，并且电机仅在行走轮经过时才运行，相比传统积放链和齿轮输送，节省能源。同比某汽车涂装项目，其生产产品、纲领及存储台数基本相似，一期项目采用积放链输送方式，4绕链，电动机功率均为5.5kW，日常生产中电动机一直运行，运行系数为1。二期项目采用摩擦线输送方式，电机功率0.25kW，总计78个电动机，日常生产中一个节拍内电动机运行时间为：6.4/12=0.53min，实际电机运行系数0.53/5.4=0.098。通过对比可以看出，采用摩擦线方式能耗约为积放链输送方式的8.7%。

（3）环保，无污染。摩擦线无需润滑，与传统积放链输送线相比，摩擦线不会因为频繁加润滑油而造成污染。摩擦线体清洁卫生，并且结构简单，为汽车厂提供一个好的生产环境

3.2摩擦输送系统的缺点及分析

打滑问题：摩擦输送线是依靠摩擦轮和输送机构相互挤压产生的摩擦力驱动输送机构前行的输送系统。当驱动摩擦轮F小于输送机构运行的阻力时，摩擦轮表面与输送机构表面发生相对滑移、传动比失常的现象，称之为打滑。

克服打滑的两种方法：减小运行阻力和增大驱动摩擦力。减小运行阻力的方法有设置输送机构运行轨道，轨道加工时要求接触面光滑、平整；轨道安装时调整水平。因F=N（施加于从动杆的压力）*μ（摩擦系统）增大驱动摩擦力的方法有增加施加于从动杆的压力N和摩擦系统μ，增加正压力的方法同时会使摩擦轮中心轴的载荷增大，长期受力造成断裂，故正压力可适当调整，增大摩擦系数，作为摩擦材料，其特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能够满足机械传动的需要，常用的摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理和化学复合体。它是由高分子粘结剂、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其他配合机构成，经一系列生产加工而制成的成品。目前国内汽车厂多选用德国进口的瑞德沃格品牌和国内黎明化工院生产的聚氨酯摩擦轮。

追赶问题：可以理解为后车追赶前车，最终实现同步前进的过程。追赶开始阶段只要改变后车驱动站电机的减速比，便可以实现后车速度大于前车速度的的目的，要想消除两车在接触瞬间的撞击，则要求后车驱动站的速度能够逐级变化，即开始时以一个比较快的速度进行追踪，在追踪过程中，后车的速度逐级变化，当与前车接触上时，后车达到与前车一致的速度，实际解决方案，前车和后车驱动采用变频控制驱动，并且将变频器信号挂接在总线信号上，通过通讯两个变频器提供启停的信号和运转频率，在前车和后车驱动站附近各设置了一个旋转编码器，这个编码器来检测前车和后车之间动态距离，同时，在追踪的部位，设置了一些传感器，用于检测追踪过程中的一些状态。这样PLC通过执行相应的控制程序便可以实现后车对前车的平稳追踪，后车快速追踪接近工艺段的前车，达到完全接触并且同速运行，组成新的小车编组序列。

结语

本文就摩擦驱动系统在汽车生产和涂装企业的应用进行了分析，对现有输送系统存在的优势及缺点问题进行了分析。

参考文献：

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[2]张东升，张志峰，王兴宏.带式输送机模拟摩擦系数测试及运行能耗研究[J].机械设计与研究，2019，35（01）：65-69.

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