振動盤設(shè)計手冊

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(zhuǎn)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(gòu)送至相應(yīng)工位.為方便分析,以直槽式上供料器為例,圖1-40圖Z4.上料器工作原理圖工一件棺；2工件三一支承彈篝*4電磁鐵；5基座*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(fù)位作用,使料槽產(chǎn)生高速、高頻50100次/秒、微幅0.51mm振動,使工件逐步向高處移動.*1=0時,料槽在支承彈簧作用下向右上方復(fù)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.*10時,料槽在電磁鐵的吸引下向左下方運動,工件由于受

2、慣性作用而脫離軌道,繼續(xù)向右上方運動滑移或跳躍.下一循環(huán),周而復(fù)始一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(guān).(1)1=0時,支承彈簧復(fù)位,軌道以加速度ai向右上方運動,工件力平衡如圖1-41:macosB+mgsina=F=pN(21)masin0+mgcosa=N(22)(2)I0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:macosB-mgsina=F=pN(23)masin0-mgcosa=-N(24)2、工件在軌道上的運動狀態(tài)分析(1)運動分析根據(jù)受力

3、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I=0,且有macosB+mgina仙N(25)aig(sin-acosa)/(asin0-cosB)(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(gòu)是不希望出現(xiàn)的.B、沿軌道上行,此時根據(jù)電磁鐵吸合與否可得：I=0,a10,a2g(sina+仙cosa)/(仙sin0+cos0)(28)電磁振動供料器要實現(xiàn)預(yù)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

4、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*運動過程:1=0、彈簧使料斗復(fù)位,工件依靠摩擦、空間位置從A點上行到B點;10、電磁鐵吸合,由于慣性、工件由B點跳躍起來；騰空時間R料斗運行至最下方的時間I=0、工件再落至軌道上時已到達C點f后又隨軌道上行到D點.如此往復(fù),工件隨軌道上行-跳躍-再隨軌道上行f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；/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

5、-料斗復(fù)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.R斷續(xù)跳躍*運動過程：1=0、彈簧使料斗復(fù)位,工件依靠摩擦、空間位置從A點上行到B點;10、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n料斗運行至最下方的時間1=0、工件停下時已滑移至C點f后又隨軌道上行.如此往復(fù),工件隨軌道上行-滑移-再隨軌道上行-工件滑移式前進,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)那么、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

6、躍時的小.D斷續(xù)滑移*運動過程：1=0、彈簧使料斗復(fù)位,工件依靠摩擦、空間位置從A點上行到B點;10、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；f工件很快停在軌道上的B點、并隨軌道下行到C點；1=0、工件再隨軌道從空間位置C點上行.如此往復(fù),工件隨軌道上行-滑移后隨軌道下行-再隨軌道上行f工件斷續(xù)滑移式前進,滑移間距為AC段.*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(shè)計合理、參數(shù)選擇恰當-不產(chǎn)生跳躍、平穩(wěn)滑移、供料較快首選連續(xù)滑移.3、工件在軌

7、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aig(sina-ncosa)/(asin0-cosB)a2ng(sina+仙cosa)/(asin0+cosB)如取a=2(常為12),B=20(常為1525),=0.41,貝Uaigcosa/sin0,工件就會產(chǎn)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(fù)直線式振動,而圓筒形是往復(fù)扭轉(zhuǎn)式振動.振動供料器振動盤的設(shè)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

8、動的平均速度Vp來估算,它與料槽的傾角a、振動升角B、工件物理特性、電磁振動參數(shù)等有關(guān).k-速度損失系數(shù)* 料斗結(jié)構(gòu)確定之后,上料器的供料率為Q=60V.4/l=60TtfAk4/l*設(shè)計時,上料器生產(chǎn)率比自動機械的生產(chǎn)率大15%20%二料斗設(shè)計1、料斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計料斗的結(jié)構(gòu)多樣,大多采用圓筒形結(jié)構(gòu),圖1-44.16GT170*ml一4固箭咯桐4田構(gòu)8CT-850料斗筒體與軌道一一一般料斗：筒體與螺旋軌道采用整體結(jié)構(gòu)車制軌道或整體鑄造大型料斗：常采用拼焊結(jié)構(gòu)形式.軌道的工作面一般與料斗內(nèi)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一一一般分別加工,再用螺釘連接是由于工藝原因

9、；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160.170oI使工件易向周邊已料斗底盤與銜鐵之間應(yīng)裝有隔磁板銅或鋁材,或用隔磁材料做底盤為防磁化工.為使工件順利進入軌道及其出口一一軌道最上部的出料口應(yīng)以切線方向伸出一段距離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(yīng)留有間隙6如圖1-45對接法5承接生圖145料道出口處的連接方法料斗的零件材料選用一一料斗應(yīng)盡量做得輕巧-系統(tǒng)易起振.重量輕、易加工、外表光潔,耐磨損、隔磁,本錢低.常用材料有：不銹鋼一一外表光潔、耐磨,但加工困難、本錢高、比重大；鋁合金一一質(zhì)輕、不會磁化,但外表不光；銅合金加工方便、不

10、會磁化,但比重也較大；硬塑料或有機玻璃一一都較輕、外表光潔,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一一根據(jù)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、料斗的螺旋升角a* a由升程及中徑小決定：a越小f工件平均速度就高/但升程減小-料道螺旋圈數(shù)增加-料斗尺寸增大.a太大-工件上料速度降低,甚至無法向上滑移.* 根據(jù)工件上行滑移的臨界條件(aia)可得tga心2tgB或amaxt

11、g-1(112tgB)式中：心一一工件與料道間的摩擦系數(shù)；料一一振動升角,工件拋射角.* 料斗的螺旋開角a與工件拋射角B及工件與料道間的摩擦系數(shù)叱有關(guān)(表1-3).表13H件通道1*_18日班1憫鑄福0.8國1邪i黃第I聊aQ.TGS!23(810)l工(mm),(l工為工件最大外形尺寸,D-l工見表1-4)表】一4工號氏度(mm)411.11202330T0料斗內(nèi)役加)11ino161S1540063)料斗外徑DeQ=Dn+2e(mm),(e為筒體壁厚,一般取e=510mm料斗平均直徑DD=D-B(mm),(B為料道寬度,B=b+Ab,b為工件直徑或?qū)挾?Ab為余量：13mmC、料斗白螺距t

12、t=冗Dptga(mm)又根據(jù)結(jié)構(gòu)要求t1.5h+5(mm)(h-工件直徑或高度,6-料道厚度：48mmD料斗白高度HH=nt(mm)(n-螺旋料道的圈數(shù)：1.53.5)考慮到料斗外觀勻稱,應(yīng)使H=(1/41/2)D.(三)振動開角(工件拋射角)確實定振動升角B由主振彈簧的安裝角巾及料道開角a確定.B的大小直接影響作用在工件上的慣性力,要選擇合理：B選得太小影響工件移動速度、所需電磁力增加；B選得太大一一工件不易前進或只會上拋.根據(jù)受力分析可得：tgB=a,B-N關(guān)系見表1-5表15工件料道摩擦系斑振動升角日鋼鋼(Ml22,r鋼矩口.605SL2*_99黃錮心60826.8,黃銅招0.70S3

13、5.2.四支承彈簧的設(shè)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一一寬度和厚度常不一致,其剛度在不同方向上差異較大,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一一圓柱彈簧桿加工容易,各向剛度一致,故安裝調(diào)整方便,支座形式如圖1-46b.圖146支承彈情的支座端構(gòu)?支承彈簧的安裝角支承彈簧處于靜止時與垂直面的夾角圖1一47彈黃安裝角.是保證工件獲得拋射角B的結(jié)構(gòu)性舉措；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(shù);巾與B和a及彈簧周結(jié)點有關(guān)：圖1484與B的關(guān)系圖1

14、)當彈簧固結(jié)點處在料斗中徑圓上的A點,即OA=R那么彈簧安裝角山與直槽形料斗相同,巾=B+a；(2)對大型料斗(A500mm,為減少基座尺寸,那么將固結(jié)點設(shè)在半徑r處,tg巾=R/rtg(B+a)一巾=arctgR/rtg(+a)R料道中徑圓半徑；r彈簧固結(jié)點分布圓半徑.在確定料道升角a、振動升角0及R和r之后,就可確定彈簧的安裝角.o?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(yīng)選的低些一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(yīng)選的大些一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

15、板彈簧厚度h=(4冗2fo2L2M/3Eb)1/3板彈簧長度L3.3y冗2f2E2M/(r-13b1/3板彈簧寬度b=(610)hfo一自振頻率,(1.05-1.1)f7|1 圓柱彈簧尺寸計算彈簧桿的直徑d=2(4兀fo2L3M/9E)?彈簧桿的長度L4.48(冗f2E3y4M/(t-i4)1/5(五)電磁鐵的設(shè)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(1100mm,f=100Hz或50Hz、U=220v,也有用36v的;中等尺寸工件、中型料斗Ck300mm,f=50Hz、U=220v,也有用36V的;大型料斗,f=50Hz、U=220v.?電磁鐵安

16、裝方式電極鐵隹自亍基座內(nèi)艇鈦垂直于彈葭電磁鐵水平安裝fsin0圖1一49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：假設(shè)電磁鐵垂直于支承彈簧安裝所需電磁鐵吸力為F.；那么電磁鐵垂直于基座安裝所需電磁鐵吸力為F0/sin巾；而電磁鐵水平安裝所需電磁鐵吸力為F0/cos巾. 中小型料斗常用電磁鐵垂直于基座安裝方式一結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)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一減少電磁鐵功率,但電磁鐵數(shù)目一般與支承彈簧數(shù)相同一電磁鐵間的協(xié)調(diào)要求較高.?電磁鐵氣隙在電磁鐵工作過程中,銜鐵與鐵芯的氣隙6對供料效果影響較大：6太大一電磁鐵吸力缺乏一影響正常工作；6太小一

17、因各種誤差的存在一銜鐵與鐵芯相撞一產(chǎn)生噪聲、破壞振動節(jié)奏一影響正常供料.一般最正確的氣隙為：銜鐵吸合后,尚存余隙6min=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.Fo=2冗AfMyt/sin“一阻尼系數(shù)；c一移相角N=9.8A2兀2f2MyrX10-3.心工*)(1/9)1/02B50HMCL2T11*&0Ht051744L.)24S3*50HHN=9.8A2冗2f2MyqX10-3一阻尼系數(shù)；一移相角?電磁鐵尺寸計算圖1-51鐵芯尺寸e=(0.50.7)a 鐵芯截面積S=ab=23X107xF/B2式中：F電磁鐵吸力；B一氣隙中磁感應(yīng)強度,600010000(

18、GS). 線圈匝數(shù)Z=4500k1k2-U/S式中：匕一整流系數(shù),不整流時為1,整流時為1.21.3;k2一氣隙系數(shù),6=0時k2=1,6=0.5時k2=1.31.5;U電壓. 導(dǎo)線直徑d=0.7I?=0.7(N/U)?式中：I電流；N一電磁鐵功率.(六)隔振器與基座的設(shè)計?按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求：料斗應(yīng)輕巧一易起振,提升振動效果；基座質(zhì)量要較大一使其振幅減小,向基體傳輸?shù)恼駝訙p弱一取其質(zhì)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一在基座和機體間加設(shè)減振彈簧或橡膠柱腳作支承(應(yīng)注意根據(jù)共振條件即激振頻率略高于固有頻率選擇和設(shè)計支承彈簧).?基座可設(shè)外罩一將電磁鐵、支承彈簧、電阻

19、、接線開關(guān)等罩在其中一防塵、平安、美觀、整潔.電磁振動上供料器的有關(guān)設(shè)計參數(shù)如表1-7.表【一7電磁振動上料器技術(shù)數(shù)據(jù)H件最大長度(電0)*1020既30H尊步大總$T如4&S-.1的斜斗徑(mm)to1001加幼0如$16HO1Q02as院Q33Q410用壓(V)23022D220吻癡220電流O.OST0.12Gr22口(U41*的功領(lǐng)W)1hr11ain .4.=2050100部.三作Jtt大移動速度(m/nalnjLG2.0品a0.0H功料斗X(N)|Un3910SE朗振動盤底盤調(diào)整方法振動盤底盤的調(diào)節(jié)是能否制作一臺優(yōu)質(zhì)振動盤的關(guān)鍵.除了設(shè)計、加工、選材需要嚴格根據(jù)標準進行,調(diào)試也是關(guān)

20、鍵.根據(jù)國內(nèi)外多家知名企業(yè)多年積累的經(jīng)驗,總結(jié)出科學(xué)的調(diào)試方法如下：振動盤制作完成后,翻開限制器,調(diào)節(jié)振幅約在滿刻度的35%to40%,應(yīng)該能看到局部零件開始運動,如果速度過低,緩慢增大振幅直至到達滿意水平；如果調(diào)到了80%的水平,而沒有到達滿意效果,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,然后根據(jù)以下步驟調(diào)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,更換簧片應(yīng)該參照標準進行.2 .如果出現(xiàn)彈性過弱的情況,應(yīng)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(shù)量應(yīng)該相等.3 .本體

21、應(yīng)當處于欠調(diào)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(dǎo)致過調(diào)諧,如1所述檢查振動狀況.5 .如果增加簧片后,仍然感覺欠調(diào)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(yīng)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(diào)諧的因素是螺絲的延展性,一般使用5級螺栓,可以保證持久的硬度.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(cè)壁、回料區(qū)一般地,這些部位會產(chǎn)生額外噪聲

22、,能夠輕易感受到10 .另一個經(jīng)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(dǎo)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(dǎo)致零件掉落、零件從料道上滑走而不進入定位料座,并導(dǎo)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 .千萬不要無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(diào)整好

23、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(qū)動力送料,可能會產(chǎn)生副作用.解決的方法是使用獨立的直線驅(qū)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(diào)整配重,線圈氣隙也要重調(diào),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(qū)動器的故障原因及其處理振動盤不工作的可能原因1、電源電壓缺乏2、振動盤與限制器間的連線斷裂3、限制器保險絲燒斷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問7、振動盤抵住硬物,頂盤或底盤碰到其他設(shè)備振動盤振動乏力或過慢,零星地或不規(guī)那么地送料,可能是由于：1 .彈簧斷裂2 .底板過薄3 .安裝臺面有缺陷,缺少硬度.如果懸吊于設(shè)備臺面,會造成振動過弱,臺面厚度應(yīng)該至少到達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(nèi)有雜物6 .線圈氣隙應(yīng)盡可能小以調(diào)到最大振幅剛好不發(fā)生碰撞為準7 .機器節(jié)奏過快導(dǎo)致零件從振盤滑落.8 .電網(wǎng)波動9 .限制器需要重新調(diào)整以適應(yīng)電網(wǎng)波動.10 .零件問題：超差、彎曲、含油等11 .盤與底座緊固螺絲不緊或位置不對.12 .