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 * 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。*=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。*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(滑移或跳躍)。下一循環(huán)

2、，周而復(fù)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(guān)。（1）=0時，支承彈簧復(fù)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（21）ma1sin+mgcos=N（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（23）ma2sin-mgcos=-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

3、時=0，且有ma1cos+mgsinN（25）a1g(sin-cos)/(sin-cos) （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：=0，a1g(sin-cos)/(sin-cos)（27）0，a2g(sin+cos)/(sin+cos)（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 工件在料道上的運動狀態(tài)(a)連續(xù)跳躍；(b)斷續(xù)

4、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：=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；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(fù)，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；/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(fù)位時工件再落至軌道過

5、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(fù)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(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)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)

6、滑移 * 運動過程：=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；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(fù)，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，滑移間距為AC段。 * 特點：/工件供料速度和供料率較小；/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、工件在軌道上滑

7、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a10.47ga20.41g所以，只要合理設(shè)計，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(yù)定的滑移狀態(tài)。（2）跳躍條件工件在慣性力作用下產(chǎn)生跳躍，脫離軌道，此時受力式（24）為ma2sin-mgcos=0所以產(chǎn)生跳躍的條件為a2gcossin同上取=2，=20，=0.41，則有a10.47ga22.92g如將料槽受電磁力作用產(chǎn)生的振動視作簡諧振動，其頻率為f、振幅為A，則軌道

8、最大加速度amax為amax=2fA所以，當amax=2fA=a2gcossin，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(shù)等有關(guān)。* 料斗結(jié)構(gòu)確定之后，上料器的供料率為Q=60Vp/l=60fAk/l* 設(shè)計時，上料器生產(chǎn)率比自動機械

9、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。 料斗筒體與軌道一般料斗：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。 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）。 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。 軌道及其出口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

10、）與輸料槽（靜止）之間應(yīng)留有間隙（如圖1-45）。 料斗的零件材料選用料斗應(yīng)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(zhì)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(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、

11、定向。 3、料斗的尺寸計算A、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(shù)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(jù)工件上行滑移的臨界條件(a1a2)可得tgtg 或 maxtg-1(tg)式中：工件與料道間的摩擦系數(shù)；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(shù)有關(guān)（表1-3）。 B、料斗的直徑料斗內(nèi)徑DH常取DH(810)l工 (mm)，（l工為工件最大外形尺寸，DH-l工見表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DpDp=DH-B (mm)，

12、（B為料道寬度，B=b+b，b為工件直徑或?qū)挾?，b為余量：13mm） C、料斗的螺距t t=Dptg (mm)又根據(jù)結(jié)構(gòu)要求 t1.5h+ (mm)（h-工件直徑或高度，-料道厚度：48mm） D、料斗的高度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；選得太大工件不易前進或只會上拋。根據(jù)受力分析可得：tg ，-關(guān)系見表1-5。（四）支承彈簧的設(shè)計計算 支承彈簧的作用

13、：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(diào)整方便,支座形式如圖1-46b。 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(jié)構(gòu)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(shù)； 與和及彈簧固結(jié)點有關(guān)：1）當彈簧固結(jié)點處在料斗中徑圓上的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

14、減少基座尺寸，則將固結(jié)點設(shè)在半徑r處,tg=R/rtg(+)=arctgR/rtg(+)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、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(yīng)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(yīng)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h=(4foLMy/3Eb)1/3板彈簧長度L3.3yfEMy/-13b1/3板彈簧寬度b（610）h 圓柱彈簧尺寸計算彈簧桿的直徑d=2(4

15、foLMy/9E)彈簧桿的長度L4.48(fEy4My/-14)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（D100mm），f=100Hz或50Hz、U=220v，也有用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=50Hz、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

16、座安裝方式結(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(chǎn)生噪聲、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=2AfMy/sin （阻尼系數(shù)；移相角）N=9.8AfMy10-3 。 N=9.8AfMy10-3 （阻尼系數(shù)；移相角） 電磁鐵尺寸計

17、算 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(yīng)強度，600010000（Gs）。 線圈匝數(shù) Z=4500k1k2U/S式中：k1整流系數(shù)，不整流時為1，整流時為1.21.3；k2氣隙系數(shù)，=0時k2=1，=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)輕巧易起振，提高振動效果；基座質(zhì)量要較大使其振幅減小，向基體傳輸?shù)恼駝訙p弱取其質(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在基座和機體間加設(shè)

18、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）?；稍O(shè)外罩將電磁鐵、支承彈簧、電阻、接線開關(guān)等罩在其中 防塵、安全、美觀、整齊。 電磁振動上供料器的有關(guān)設(shè)計參數(shù)如表1-7。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、選材需要嚴格按照規(guī)范進行，調(diào)試也是關(guān)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，打開控制器，調(diào)節(jié)振幅約在滿刻度的35% to 40%，應(yīng)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(diào)到了80%的水平，而沒有達到滿意效果，甚至發(fā)生過

19、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(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)該參照規(guī)范進行。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

20、，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，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

21、）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(diào)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(qū)動力送料，可能會產(chǎn)生副作用。解決的辦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

22、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(shè)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(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