電磁振動上供料器的工作原理

1、電磁振動上供料器的工作原理在電磁振動器作用下， 料斗作扭轉式上下振動，使工件沿著螺旋軌道由低到高移 動，并自動排列定向，直至上部出料口而進入輸料槽，然后由送料機構送至相應 工位。為方便分析，以直槽式上供料器為例，圖 1-40電磁振動上供料器的工作過程， 是由于電磁鐵的吸引和支承彈簧的反向復位作用， 使料槽產生高速、高頻（50100 次/秒）、微幅（0.51mm）振動，使工件逐步 向高處移動。 *=0 時，料槽在支承彈簧作用下向右上方復位，工件依靠它與軌道的摩擦 而隨軌道向右上方運動，并逐漸被加速。 *0 時，料槽在電磁鐵的吸引下向左下方運動，工件由于受慣性作用而脫 離軌道,繼續(xù)向右上方運動(滑

2、移或跳躍)。 ?下一循環(huán)，周而復始工件在軌道上作由低到高的運動。1、工件在軌道上的受力分析 * 工件在軌道上的受力：自重力、軌道反力、摩擦力、慣性力； * 摩擦力、慣性力與電磁鐵的電流有關。 （1）=0 時，支承彈簧復位，軌道以加速度 a1 向右上方運動，工件力平衡如圖 1-41：ma1cos +mgsin =F= N ma1sin +mgcos =N（21） （22）（2）0 時，電磁鐵吸引，軌道以加速度 a2 向左下方運動，工件受力平衡如圖 1-42：ma2cos -mgsin =F= N ma2sin -mgcos =-N（23） （24）2、工件在軌道上的運動狀態(tài)分析 （1）運動分析

3、根據受力分析，工件在軌道上的運動有兩種可能性： A、因慣性沿軌道下滑，此時=0，且有 ma1cos +mgsin N a1g(sin - cos )/( sin -cos ) （25） （26）當軌道向右上方運動的加速度 a1 滿足上式時，工件便會沿軌道下滑。 這對振動上供料機構是不希望出現(xiàn)的。 B、沿軌道上行，此時根據電磁鐵吸合與否可得： =0，a1g(sin - cos )/( sin -cos ) 0，a2g(sin + cos )/( sin +cos ) （27） （28）電磁振動供料器要實現(xiàn)預定的上供料，軌道向右上方運動的加速度 a1 和向左下方運動的加速度 a2 必須滿足上述工件

4、沿軌道上行時的條件式。工件沿 軌道上行時的運動狀態(tài)隨多種條件而變。 （2）運動狀態(tài)圖 1-43 工件在料道上的運動狀態(tài)(a)連續(xù)跳躍；(b)斷續(xù)跳躍；(c)連續(xù)滑移；(d)斷續(xù)滑移注：圖示為料槽的兩極限位置。A、連續(xù)跳躍3、運動過程： =0、彈簧使料斗復位，工件依靠摩擦、空間位置從 A 點上行到 B 點； 0、電磁鐵吸合，由于慣性、工件由 B 點跳躍起來 （騰空時間料斗運行至最下方的時間）=0、工件再落至軌道上時已到達 C 點后又隨軌道上行到 D 點。 如此往復，工件“隨軌道上行-跳躍-再隨軌道上行?” 工件跳躍式前進，跳躍間距為 AC 段。 * 特點： /工件具有大的供料速度，供料率高； /

5、工件運動平穩(wěn)性差，對定向不利； /適用于形狀簡單、定向要求不高的件料及供料速度較大的場合。 * 運行條件：電磁鐵吸力、料槽振幅及拋射角較大。 但工件騰空時間過大料斗復位時工件再落至軌道過晚 A 點與 C 點的間距縮小，甚至落回原處而沒有前移。 B、斷續(xù)跳躍 * 運動過程： =0、彈簧使料斗復位，工件依靠摩擦、空間位置從 A 點上行到 B 點； 0、電磁鐵吸合，由于慣性、工件由 B 點跳躍起來 （騰空時間0、電磁鐵吸合，由于慣性、工件沿軌道由 B 點滑移 （滑移時間料斗運行至最下方的時間）=0、工件停下時已滑移至 C 點后又隨軌道上行。 如此往復，工件“隨軌道上行-滑移-再隨軌道上行?” 工件滑

6、移式前進，滑移間距為 AC 段。 * 特點： /工件具有較大的供料速度和供料率； /工件運動平穩(wěn)，利于定向； /適用于形狀較規(guī)則、有定向要求的件料及供料速度較大的場合。 * 運行條件：電磁鐵吸力、料槽振幅及拋射角均較跳躍時的小。 D、斷續(xù)滑移 * 運動過程： =0、彈簧使料斗復位，工件依靠摩擦、空間位置從 A 點上行到 B 點； 0、電磁鐵吸合，由于慣性、工件沿軌道由 B 點滑移 （滑移時間料斗運行至最下方的時間） 工件很快停在軌道上的 B?點、并隨軌道下行到 C 點；=0、工件再隨軌道從空間位置 C 點上行。 如此往復，工件“隨軌道上行-滑移后隨軌道下行-再隨軌道上行?” 工件斷續(xù)滑移式前進

7、，滑移間距為 AC 段。5* 特點： /工件供料速度和供料率較??； /工件運動平穩(wěn)，亦利于定向； /適用于有定向要求但供料速度要求不高的場合。 * 運行條件：電磁鐵吸力、料槽振幅及拋射角均小。 綜上：設計合理、參數選擇恰當不產生跳躍、平穩(wěn)滑移、供料較快 首選連續(xù)滑移。 3、工件在軌道上滑移和跳躍的條件 （1）滑移條件 由前分析，工件沿軌道上行滑移的條件 a1g(sin - cos )/( sin -cos ) a2g(sin + cos )/( sin +cos ) 如取 =2（常為 12） ， =20（常為 1525） ， =0.41，則 a10.47g a20.41g 所以，只要合理設計，

8、使軌道向左下方運行的加速度 a2 滿足一定條件，便 可獲得預定的滑移狀態(tài)。 （2）跳躍條件 工件在慣性力作用下產生跳躍，脫離軌道，此時受力式（24）為 ma2sin -mgcos =0 所以產生跳躍的條件為 a2gcos sin 同上取 =2， =20， =0.41，則有 a10.47g a22.92g 如將料槽受電磁力作用產生的振動視作簡諧振動，其頻率為 f、振幅為 A， 則軌道最大加速度 amax 為6amax=2 ?f?A 所以，當 amax=2 ?f?A=a2gcos sin ，工件就會產生跳躍式前進。 由上分析可知，連續(xù)跳躍所需加速度 a2 最大，斷續(xù)滑移時 a2 最小。 圓筒形料斗

9、與直槽形的工作原理、件料運動狀態(tài)完全相同，但振動形式有區(qū) 別：直槽形料斗是往復直線式振動，而圓筒形是往復扭轉式振動。振動供料器（振動盤）的設計（一）供料率 Q * 振動上料器的供料率取決于供料器的給料速度； * 給料速度一般用工件在料道上移動的平均速度 Vp 來估算，它與料槽的傾角 、振動升角 、工件物理特性、電磁振動參數等有關。 * 料斗結構確定之后，上料器的供料率為 Q=60Vp /l=60 fAk /lk-速度損失系數* 設計時，上料器生產率比自動機械的生產率大 15%20%。 （二）料斗設計 1、料斗的結構設計 料斗的結構多樣，大多采用圓筒形結構，圖 1-44。7料斗筒體與軌道 一般料

10、斗：筒體與螺旋軌道采用整體結構（車制軌道或整體鑄造）。 大型料斗：常采用拼焊結構形式。 軌道的工作面一般與料斗內壁成直角，有時向上傾斜 510。為使工件順利料斗筒體與筒底（料斗底盤） 一般分別加工，再用螺釘連接（是由于工藝原因）； 筒體與筒底的連接須注意同心度和牢靠； 筒底上部一般做成錐形（錐角 160170）。使工件易向周邊料斗底盤與銜鐵之間應裝有隔磁板（銅或鋁材），或用隔磁材料做底盤。為防磁化工軌道及其出口 軌道最上部的出料口應以切線方向伸出一段距離。為使工件順利進入出料口與輸料槽的連接方法有對接法和承接法，且出料口（振動）與輸料槽 （靜止）之間應留有間隙 （如圖 1-45）。以防出料口8

11、料斗的零件材料選用 料斗應盡量做得輕巧系統(tǒng)易起振。 重量輕、易加工、表面光潔，耐磨損、隔磁，成本低。 常用材料有： 不銹鋼表面光潔、耐磨，但加工困難、成本高、比重大； 鋁合金質輕、不會磁化，但表面不光； 銅合金加工方便、不會磁化，但比重也較大； 硬塑料或有機玻璃都較輕、表面光潔，但耐磨性較差。 2、振動料斗中工件定向方法 *電磁振動上供料器中的單件在進入加工工位前，要求沿料道自下而上，并自動排列、定向。 *自動定向常采用剔除法根據工件形狀、重心，在軌道上安置擋塊、缺 口、斜面、槽子等，以使不符合定向的工件被矯正或剔除，而符合定向的工件順 利通過，從而實現(xiàn)自動排列、定向。 3、料斗的尺寸計算 A

12、、料斗的螺旋升角 * 由升程及中徑小決定： 越小工件平均速度就高 /但升程減小料道螺旋圈數增加料斗尺寸增大。 太大工件上料速度降低，甚至無法向上滑移。 *根據工件上行滑移的臨界條件(a1a2)可得 tg ?tg 或 maxtg-1( ?tg )式中： 工件與料道間的摩擦系數； 振動升角，工件拋射角。 料斗的螺旋升角 與工件拋射角 及工件與料道間的摩擦系數 有關（表 1-3）。9B、料斗的直徑 料斗內徑 DH常取 DH(810)l工 工(mm)，工（l 為工件最大外形尺寸，DH-l 見表 1-4）料斗外徑 DeDe=DH+2e (mm)，（e 為筒體壁厚，一般取 e=510mm）料斗平均直徑 D

13、pDp=DH-B (mm)，（B 為料道寬度，B=b+ b，b 為工件直徑或寬度， b 為余量：13mm）C、料斗的螺距 t t= Dptg (mm) 又根據結構要求 t1.5h+ (mm)（h-工件直徑或高度， -料道厚度：48mm）D、料斗的高度 H H=nt (mm)（n-螺旋料道的圈數：1.53.5）考慮到料斗外觀勻稱，應使 H=（1/41/2）D （三）振動升角（工件拋射角）的確定。振動升角 由主振彈簧的安裝角 及料道升角 確定。 的大小直接影響作用在工件上的慣性力，要選擇合理： 選得太小影響工件移動速度、所需電磁力增加；10 選得太大工件不易前進或只會上拋。 根據受力分析可得：tg

14、 ，- 關系見表 1-5。（四）支承彈簧的設計計算?支承彈簧的作用：電磁振動供料器的料斗通過其安裝在基座上。 ?圓筒形料斗一般采用三根彈簧支承。 ?支承彈簧的截面有矩形和圓形：矩形截面的稱為板彈簧寬度和厚度常不一致， 其剛度在不同方向上差 別較大，故安裝要求較高，支座形式如圖 1-46a。 圓形截面的稱為圓彈簧圓柱彈簧桿加工容易，各向剛度一致，故安裝 調整方便,支座形式如圖 1-46b。11?支承彈簧的安裝角 支承彈簧處于靜止時與垂直面的夾角。是保證工件獲得拋射角 的結構性措施； 是影響工件在料道上的運動狀態(tài)和供料速度的重要幾何參數； 與 和 及彈簧固結點有關：121）當彈簧固結點處在料斗中徑

15、圓上的A 點，即 OA=R，則彈簧安裝角 與直槽形料斗相同， = + ；（2）對大型料斗（D500mm），為減少基座尺寸，則將固結點設在半徑 r 處,tg =R/rtg( + ) =arctgR/rtg( + )R料道中徑圓半徑； r彈簧固結點分布圓半徑。在確定料道升角 、振動升角 及 R 和 r 之后，就可確定彈簧的安裝角 。?支承彈簧尺寸計算 170對振動料斗的彈性系統(tǒng)的要求：（1）在輸送較大較重工件時，彈簧剛度應選的低些保證料斗在共振狀態(tài)下工作，可增大振幅、減少功耗；（2）在輸送小型或較輕工件時，彈簧剛度應選的大些允許料斗在強迫振動狀態(tài)下工作，以保證送料平穩(wěn)。 板彈簧尺寸計算 板彈簧厚度

16、 板彈簧長度 板彈簧寬度 h=(4 ?fo?L?My/3Eb)1/3 L3.3y ?f?E?My/ -13b1/3 b（610）hfo自振頻率，(1.05-1.1)f圓柱彈簧尺寸計算 彈簧桿的直徑 彈簧桿的長度 d=2(4 fo?L?My/9E)? L4.48( f?E?y4My/ -14)1/5（五）電磁鐵的設計計算?電磁鐵由鐵芯、線圈、銜鐵等組成。 ?電磁鐵的頻率和電壓：小而輕的工件、小型料斗（D100mm），f=100Hz 或 50Hz、U=220v，也有13用 36v 的； 中等尺寸工件、 中型料斗 （D300mm）， f=50Hz、U=220v，也有用 36v 的； 大型料斗，f=5

17、0Hz、U=220v 。?電磁鐵安裝方式不同電磁鐵安裝方式所需電磁鐵吸力不同： 若電磁鐵垂直于支承彈簧安裝所需電磁鐵吸力為 F0； 則電磁鐵垂直于基座安裝所需電磁鐵吸力為 F0/sin ； 而電磁鐵水平安裝所需電磁鐵吸力為 F0/cos 。 中小型料斗常用電磁鐵垂直于基座安裝方式 結構簡單、調整方便，但所需電磁鐵吸力相對較大； 大型料斗常用電磁鐵垂直于支承彈簧安裝方式 減少電磁鐵功率，但電磁鐵數目一般與支承彈簧數相同 電磁鐵間的協(xié)調要求較高。?電磁鐵氣隙14在電磁鐵工作過程中，銜鐵與鐵芯的氣隙 對供料效果影響較大： 太大電磁鐵吸力不足影響正常工作； 太小因各種誤差的存在銜鐵與鐵芯相撞 產生噪聲

18、、破壞振動節(jié)奏影響正常供料。一般最佳的氣隙為：銜鐵吸合后，尚存余隙min=0.10.3mm。?電磁鐵的吸力與功率選購電磁鐵時一般按其吸力與功率進行。 F0=2 AfMy /sin （ 阻尼系數； 移相角）N=9.8A? ?f?My 10-3 。N=9.8A? ?f?My 10-3 （ 阻尼系數； 移相角）?電磁鐵尺寸計算15圖 1-51 鐵芯尺寸 e=(0.50.7)a鐵芯截面積 S=ab=23107F/B2 式中：F電磁鐵吸力； B氣隙中磁感應強度，600010000（Gs）。 線圈匝數 Z=4500k1k2U/S 式中：k1整流系數，不整流時為 1，整流時為 1.21.3； k2氣隙系數，

19、 =0 時 k2=1， =0.5 時 k2=1.31.5； U電壓。 導線直徑 d=0.7I?=0.7(N/U)? 式中：I電流； N電磁鐵功率。 （六）隔振器與基座的設計?按結構設計要求：料斗應輕巧易起振，提高振動效果； 基座質量要較大使其振幅減小，向基體傳輸的振動減弱 取其質量為料斗的 210 倍，常采用鑄鐵。?為減少上料器基座的振動對機體的影響16在基座和機體間加設減振彈簧或橡膠柱腳作支承（應注意根據共振條件即激振頻率略高于固有頻率選擇和設計支承彈簧）。?基座可設外罩將電磁鐵、支承彈簧、電阻、接線開關等罩在其中防塵、安全、美觀、整齊。電磁振動上供料器的有關設計參數如表1-7。振動盤底盤調

20、整方法振動盤底盤的調節(jié)是能否制作一臺優(yōu)質振動盤的關鍵。 除了設計、 加工、 選材需要嚴格按照規(guī)范進行，調試也是關鍵。根據國內外多家知名企業(yè)多年 積累的經驗，總結出科學的調試方法如下： 振動盤制作完成后，打開控制器，調節(jié)振幅約在滿刻度的 35% to 40%， 應該能看到部分零件開始運動，如果速度過低，緩慢增大振幅直至達到滿意 水平；如果調到了 80%的水平，而沒有達到滿意效果，甚至發(fā)生過強的現(xiàn)象， 需要檢查振盤本體是否與其他東西接觸，然后按照以下步驟調整振盤： 1. 擰開一個簧片緊固螺絲，慢慢地，直至發(fā)生加速或減速現(xiàn)象發(fā)生，如發(fā)生 加速，說明彈性過強，相對的一組簧片中，必須拆下最薄的簧片，更換

21、簧 片應該參照規(guī)范進行。 2. 如果出現(xiàn)彈性過弱的情況，應該補裝簧片。非常重要：為保持平穩(wěn)送料， 相對的簧片組，簧片數量應該相等。 3. 本體應當處于欠調諧，但其程度必須是有限的。 4. 簧片會隨著時間推移而逐漸硬化， 而導致過調諧， 如 1 所述檢查振動狀況。175. 如果增加簧片后，仍然感覺欠調諧，可能有簧片斷裂，通常發(fā)生于簧片下 半部和簧片支架的頂部，某些情況下，簧片的斷裂不容易看出來，可以取 下簧片，與硬物碰撞，看是否斷裂。 6. 如要查找斷裂的簧片，應先檢查最薄的簧片。 7. 確認螺絲有足夠長度將簧片擰緊到底座上。 8. 另一個影響調諧的因素是螺絲的延展性，一般使用 5 級螺栓，可以

22、保證持 久的硬度。 9. 振體的以下部位如出現(xiàn)焊點開裂也會影響振動頻率 A、 頂盤的安裝法蘭 B、 螺旋軌道 C、 返回盤的底部 D、 吊帶、側壁、回料區(qū)（一般地，這些部位會產生額外噪 聲，能夠輕易感受到） 10. 另一個經常發(fā)生但不易發(fā)現(xiàn)的情況是：橡膠底腳未擰緊并拐開，導致與 安裝臺面發(fā)生硬接觸，從而使諧振漂移，必須重新擰緊底腳。 11. 特別注意的是頂盤與振體的連接必須牢固，當重新安裝或搬移頂盤時， 使用鐵管作助力扳手。 （使用力矩扳手，效果更好） 12. 另外，不要向外拉頂盤，哪怕是輕輕的，從緊固螺栓拉向已裝好的送料 軌道，可以另外使用千斤頂。如果頂盤不水平，會導致零件掉落、零件從 料道

23、上滑走而不進入定位料座，并導致卡料、掉向、降低送料率，送料器 必須保持水平，方能保證送料平穩(wěn)。 13. 千萬不要忽視簧片間墊片的作用，往往在更換簧片時容易發(fā)生遺漏。這 些墊片的作用等同于簧片，如果遺漏就難以準確調整好振盤。 14. 如果振盤安裝到機器上，沒有把橡膠腳固定好，也會影響送料效果。 15. 如果振動盤附加了滑道或者直線軌道，依靠振盤的驅動力送料，可能會 產生副作用。解決的辦法是使用獨立的直線驅動單元。 16. 如果振盤多處出現(xiàn)死點，通常需要檢查這些死點的對角處。一般地，需 要重新調整配重，線圈氣隙也要重調，也可能有焊點開裂，簧片斷裂，簧 片緊固螺栓松動等現(xiàn)象。振動盤及驅動器的故障原因及其處理振動盤不工作的可能原因1、電源電壓不足 2、振動盤與控制器間的連線斷裂 3、控制器保險絲燒斷 4、線圈燒斷 5、線圈與骨架間隙過小或過大 6、有零件卡在線圈與骨架間 7、振動盤抵住硬物，頂盤或底盤碰到其他設備 振動盤振動乏力或過慢，零星地或不規(guī)則地送料，可能是由于： 1.彈簧斷裂182. 底板過薄 3. 安裝臺面有缺陷，缺少硬度。如果懸吊于設備臺面，會造成振動過弱，臺 面厚度應該至少達到 1-1/2，這樣才不會吸振，圓柱式撐腳必須配備三角 支撐片。 4. 臺面不水平 5. 盤內有雜物 6.線圈氣隙應盡可能小（以調到最大振幅剛好不發(fā)生碰撞為準） 7. 機器節(jié)奏過