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振动
螺母
输送
机械
结构设计
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斗装置与自动定向方法 自动定向料斗装置 机械传动式料斗装置 振动式料斗 用抓取法定向的料斗装置 用槽隙定向的料斗装置 用型孔选取法定向的料斗装置 用重心偏移法定向的料斗装置 直槽式振动料斗 圆盘式振动料斗 一、机械传动式料斗装置 1、机械传动式料斗装置的定向方法 机械传动式料斗装置的定向方法 抓取法 槽隙定向法 型孔选取法 重心偏移法 (1)、用抓取法定向的料斗装置 1 链带； 2 链带轮； 3 料斗； 4 销子； 5 输料槽； 工作原理 利用运动着的定向机构抓取工件的某些表面，如孔、凹槽等，使之从成堆的杂乱工件中分离出来并定向排列。常用的定向机构有杆、销、钩子等，适用于带孔的套状、碗状和环状零件。 装着销 4的链带 1在连续运动时，堆放在料斗 3中的工件被销子 4挂住后被带向上，顺次进入输料槽 5。当输料槽中料充满后，链带 1上的销子仍带着工件向输料槽中挤入，于是输料槽弯曲部分的弹簧盖门被压开，多余的工件落入另外的料箱中。 (2)、用槽隙定向的料斗装置 在这种料斗中，用专门的定向机构搅动工件，使工件在不停的运动中落进沟槽或缝隙实现定向。定向机构可以作直线往复运动、摆动运动或回转运动。这一类料斗可用于螺钉、螺帽、片状、圆环以及各种带头部的工件。 滑块式料斗实例 1 侧盖板； 2 联接板； 3 双轨式料槽； 4 滑块； 5 曲柄； 6 连杆； 7 摩擦离合器； 8 皮带轮； 9 料斗； 10剔除器。 (3)、用型孔选取法定向的料斗装置 在这种料斗中，利用定向机构上一定形状和尺寸的孔穴对工件进行筛选，只有位置和截面相应于型孔的工件，才能落入孔中而获得定向。这种定向机构大多都作连续的回转运动。 旋转管式料斗实例 1 料斗； 2 料斗架； 3 齿轮轴； 4 定向管； 5 搅动器； 6 软管； 轮； 轮； 圆锥齿轮； 圆锥齿轮； (4)、用重心偏移法定向的料斗装置 对于一些在轴线方向重心偏移的工件，可以利用这一特性，使重端倒向一个方向。对于某些重心偏移不太明显的工件，则在料斗中用一些简单的构件人为地造成重心偏移，借以使之定向。 5、卸料机构 1 弹簧夹头； 2 卸料杆； 3 弹簧； 4 螺母； 5 工件； 工作原理 卸料杆 2装在弹簧夹头 1内。当上料杆（或机械手）将工件 5送入夹头时，便强行将卸料杆 2向内推入并压缩弹簧 3。当夹头夹紧工件后，在整个加工过程中弹簧 3一直处于压缩状态。加工完毕后夹头一经松开，卸料杆便在弹簧 3的作用下将工件顶出。螺帽 4用以限制卸料杆伸出后的位置。 弹簧式卸料杆的结构一般比较简单，但是工件在弹簧力的冲击下推出夹头时，一方面势必撞击在其他部件或接料容器上，同时也不易保证工件在卸下后保持正确的定向。所以当工件的表面不允许碰伤时，卸料杆的弹簧力不宜过大或最好不采用这种方式卸料；如果在自动线中要求工件卸下后保持一定的方向运送到下一台机床去时，也不宜采用这种方式卸料。 2、振动式料斗装置 振动式料斗装置的类型 直槽式振动料斗 圆盘式振动料斗 振动式料斗装置的优点： （ 1）送料和定向过程中没有机械的搅拌、撞击和强烈的摩擦作用，因而工作平稳。对于已经精加工的工件，以及薄壁、弹性、脆性的工件用这种料斗是很合适的。所以在自动装配过程中，对一些小型零件自动送料，绝大多数都采用这种料斗。 （ 2） 结构简单，易于维护，比较耐用。 （ 3） 通用性强。对于一般小型工件都能适用，对于形状特性不同的工件，只有定向元件不同，其它结构都能通用。送料速度也可以较方便地调节。振动送料的原理还可用于工件的输送、提升等装置。 振动式料斗装置的缺点： （ 1） 工作中有噪声，特别当工件较大或结构参数设计得不合理时噪声尤大，以致扰乱周围的工作环境。因此必须合理地设计和调整，使之减小和避免噪声，同时，这种料斗对于尺寸和重量较大的工件不甚适合。 （ 2） 必须保持料斗中洁净的工作条件。当工件表面染有油污或料道上有灰屑油污时，将显著影响送料速度和工作效果。 直槽式振动料斗的结构 1工件 2滑道 3板弹簧 4铁芯和线圈 5衔铁 6底座 直槽式振动料斗的工作原理 以半波整流为例，整流电流与时间关系如图 受力分析一 22 ，电磁力逐渐减小，当弹簧力电磁力时，在弹簧力作用下滑台带着工件以加速度 左下方向右上方升移，受力情况如图。 )s in(c 111 s in)c 1 s in)c 11 )s c o s 11 向左下方合力： 当 时，静摩擦力使 s in)c 11 工件与滑台保持相对静止，一起向右上方运动 。 当 时，工件相对滑台向左下方滑移。 21 B 2B 1受力分析二 当电流从 ， 电磁力逐渐增大，当弹簧力电磁力时，在电磁力作用下滑台带着工件以加速度 右上方向左下方移动，受力情况如左图。 252 )s in(c 2 0时，即 向右上方的合力 ： )s in(c s in(c 222 s in)c 2 当 时，工件相对于滑台向右上方滑移， ； 当 时，工件相对于滑台静止，一起与滑台向左下方移动，仍在 s in)c o s (22 312 s in)c o s (22 B 2B 1B 3 1 ）当 即 时，工件跳起来，根据跳起的高度，落下时相对滑台位置有三种情况： 工件腾空时间等于滑台下降时间，则工件再次与滑台接触时，向前移一大步， 工件腾空时间小于或大于滑台下降时间，则工件再次与滑台接触时，向前移一小步， 工件腾空时间等于滑台往复时间，则工件再次与滑台接触时，落在原位； )s in(c 2 B 2B 3 3B 3 2二、振动上料器平稳工作的条件： 要求：平稳前移，尽可能快，不要跳起，影响定向。 a）电磁力 弹簧力时，要求工件不跳起并尽可能前移。 i）工件不跳起： 件前移： )s in(c s c o s in)c o s (22 )s i n(c oss i n)c 22 s )c o s ()c o s( s 动画演示 卸料机械手 机械手类型 专用机械手 通用机械手 架空式输送机械手 专用机械手 运动自由度一般较少，结构不复杂； 通用机械手 具有较多的运动自由度，结构复杂； 架空式输送机械手 不仅能自动装卸工件，而且担负着工位间的传送工作。 机械手组成 机械手 手部 腕部 臂部 真空吸盘式 机械式 电磁式 机械式夹爪的几点基本要求： （ 1）应具有足够的夹紧力； （ 2）应具有一定的开闭角度，便于抓取和退出工件； （ 3）应保证工件能准确地定心或定位，使之能顺利地安装到机床夹具中； （ 4）尽可能使结构紧凑，重量轻，有利于减轻臂部的负载。 作业 1、试述机械传动式料斗装置的定向方法。 2、试推导直槽式振动上料器正常工作应满足的条件。 哈尔滨理工大学学士学位论文 I 振动式螺母输送机机械结构设计 摘 要 螺母输送机在生活中主要运用 于 车企，与焊接设备进行配套使用，这样可以很好地杜绝安全隐患而且提高生产效率。在很多企业中，当使用 通用式点 焊机进行螺母与螺栓的焊接时，通常焊接压力非常巨大，而传统焊接时，工人用手放置焊接螺母或焊接螺栓时，常常因为长时间注意力不能集中或操作不当，造成手部压伤甚至残废。尤其是企业大规模生产时，工人难免会产生疲惫，每年很多企业都会发生类似的生产安全事故。 振动式螺母输送机完美的解决了这个问题，用机器运输焊接螺母，而不再使用人工放置焊接螺母，从而实现了 从螺母的输送到电焊机的自动化。采用螺母输送机即安全又方便，效率还很高。工人只需要将螺母放入指定地点，然后机器就会自动运行实现焊接作业， 安全性大大提高，极大地 优化了工作任务，缩短了工作时间，只需要少量的工人既可以完成作业，节约生产成本，而且企业实现了自动化生产，便于质量监管和生产方式管理。 关键词 焊接螺母 ； 振动式 ； 输送机 哈尔滨理工大学学士学位论文 ut in in of be a In of is by or of of be r in or of to of by of of to of to of is is to to a of to to 尔滨理工大学学士学位论文 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . - 1 - 题的目的 . - 1 - 题的意义 . - 1 - 题的国内外研究现状 . - 2 - 题的研究方法 . - 3 - 第 2 章 振动式输送机概述 . - 5 - 动式输送机的应用 . - 5 - 动式输送机的分类及特点 . - 5 - 动式输送机的概述 . - 6 - 振机的组成 . - 7 - 动式螺母输送机的优缺点 . - 7 - 振机工作原理及物料输送原理 . - 8 - 作原理 . - 8 - 料输送原理 . - 9 - 章小结 . - 14 - 第 3 章 振动式螺母输送机运动计算 . - 15 - 知原始数据及工作条件 . - 15 - 动学参数的选择和计算 . - 15 - 动系统的分析 . - 17 - 簧的选择 . - 19 - 章小结 . - 20 - 第 4 章 电磁铁与料斗的计算选择 . - 21 - 磁铁参数的计算选择 . - 21 - 斗的设计 . - 22 - 斗的参数选择 . - 23 - 斗的设计 . - 24 - 章小结 . - 27 - 第 5 章 振动式螺母输送机的调试 . - 28 - 试内容 . - 28 - 章小结 . - 29 - 结论 . - 30 - 哈尔滨理工大学学士学位论文 谢 . - 31 - 参考文献 . - 32 - 附录 A. .录 B.- 1 - 第 1章 绪论 题的目的 现今，在大部分制造汽车的企业中，螺栓和螺母的焊接方式大都是与通用单点式点焊机配合来完成的。焊接螺母或焊接螺栓则一般是由熟练地操作工用手放入工件， 之后再焊接在一起 。 但是 通过 人 工放置焊接螺母或的 安装方法有 着以下缺点： 众 所周知，在使用通用单点式点焊机进行螺母或螺栓的焊接时，通常焊接时加 在焊接 螺母的压力 都 在 500 上。 所以在使用人工放置焊接螺母或焊接螺栓时，有很大可能因操作失误而 引起 焊机启动，进而导致上 螺母输送机 迅速 工作 ， 当不注意时 ， 会引起 放工件的手压伤获得不可逆转的伤害。尤其是在企业大 规模 生产加工时，放置焊接螺栓或焊接螺母的人员经常会产生疲劳而导致思想不注意，每年 很多公司 都会发生类似 危险的 事故而产生损失。 2. 生产 率不高 ： 因为有着这样危险的隐患 ，生产人员在放置焊接螺母焊接或螺栓时， 一定 会显得非常小心翼翼， 由此 就会导致 企业生产活动效率不高 。 全自动化 机械加工无法实施 。 近年来 螺母国 家 标 准 的普及 与全球关于自动化生产的 重视， 振动式输送机 变得 越来 越受到普及 。 尤其 对 应用 固定式 自动化机器 的企业 生产人员 更是 非常 乐意使用， 如此 专业的 自动化机 器 ， 符合人体结构而 设计的 器械 ， 有利于 保护 公司 生产 人员 的 安慰 ， 公司 对外 的 良好的 形象，工艺 的 制作 流程 ， 排除 危害安全以 及 缩减 非必须 的 公司的支出花费 ， 引起了 正面 的 引导 作用 。 题的意义 振动式螺母输送机通常与 焊接设备 成套 使用， 比如机械行 业经常 需要在钢板上焊接螺母， 假如 使用 人 工 放置螺母 ， 第一 工作 效率 十分 低， 第二经常 会 发生 精神不集中而 操作失误 而发 生 可怕的 事情 ， 如果 还 未 完全松开运送工件的 手时就进行焊接 作业 ， 就会 很容易 使 手指 受伤 。 所以企业 为了升高 产品 生产效率 与根本防止 此类的安全 事故发生 ， 而使 用 可以方便 精准的 振动式 螺母输送机 用 来 替换手工 方式 放置螺母完美的解决了这个危害。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 2 - 图 1母输送机 题的国内外研究现状 我们知道在生产汽车或者其零部件时，许多工件是通过焊接螺母或者焊接螺栓来进行连接的。针对目前采用的焊接设备存在的缺点，深圳市祥丰自动化设备有限公司推出了固定式点焊机 螺母螺钉输送机，很好地解决了点焊中螺母及螺栓的焊接与输送的问题，实现了从螺母的输送到焊机的焊接全过程自动化，并能方便地使输送机和焊机接入生产流水线，若能与机器人配套使用，则还能实现无人化操作。关于螺母输送机，比较成熟的有中国的 烟台海 召输送设备有限公司 ，河北跃兴 ， 郑矿机 ）， 上海天焊 ， 深圳华造科技有限公司 。 而 深圳华造科技有限公司最新研究出的螺母运输机三大优势： 不同型号螺母，也可以共用一个机台，只需要更换便捷的机头就即使用（省成本） 新型机头，不卡螺母，不漏打，更换简单操作方便，打造零售后模式（高技术） 螺母植入后，高低稳定，公差达到高要求，不拉丝，不溢科，不损工件外表（更安全） 螺母输送机实际是为国标螺母输送所使用的标准螺母输送设备，对于不符合标准的螺母支持不好，容易卡螺母。当然非标的螺母一样可以输送但要求为：螺纹孔与周边距离 偏差 ，螺母两平面误差及螺母周边尺寸误差最大不能超过 于自动化机械标准来说这已哈尔滨理工大学学士学位论文 - 3 - 经是非常的宽松了。除标准以外的螺母一样可以输送，也称为特殊型螺母 (带法兰盘的螺母等 )对这样螺母的输送一样拥有标准范围，这需要使用企业与生产企业进行技术协商。国内振动式螺母输送机经过多年发展，有了长足的进步。至今为止，生产的螺母输送机已经达到欧美国家的标准与要求 。现在国内与欧美、日韩螺母输送机基本都达到了以下几点： 点焊机连接，可以采用自动化或半自动化作业。 编程控制 +人机界 面操作系统，可供编程、储存、调用、修改，具有可靠、先进、故障少、美观、便于维修。 有喂料装置，每分钟可送 15，无级调速，输送正确率高，不低于 99。 作步骤为启动输送螺母点焊机联动工作，当螺母不到位或故障、或点焊机不工作，可与点焊机及其它设备进行互动、联锁，实现自动化。 脑触摸屏显示，并有信号灯表示螺母到位情况。 检测信号反馈给点焊机。 联动功能，供客户调整、试机时用。 为解决传统焊接设备的不足，提高生产效率和杜绝此类的安全隐患，用能快速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的解决方案。只需将螺母输送机的接线简单的接入焊接控制器，工人只需进行一次操作即国产先进螺母输送机可完成把螺母送进定位销，然后焊接的工序 经得到众多车厂的广泛使用。 题的研究方法 我选择的是振动式输送机机械结构设计作为毕业设计的题目，不仅培养我们独立解决实际生产生活中遇到问题的能力，而且 经 过这次全面的 课题研究 对所学理论知识与实际解决问题能 力的一次 全面的 挑战， 同时让 我们的研究、运算和综合能力都得到了大幅度的提升。具体研究措施通过以下几方面： 解振动式螺母输送机的机械构造等； 软件绘制主要零部件图； 行三维图的绘制； 对论文排版、 修改； 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 4 - 报纸及报告； 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 5 - 第 2章 振动式输送机概述 动式输送机的应用 振动式输送机是持续高效运行的重要的输送方式，在 炼金 、采 煤 、运输、建筑用品等重要产业 方向 及交通输送部门中 多应用于 输送大量散、块货物，如铁矿石、燃煤、砂土等粉、块状物和包装好的整件商品。振动式螺母输送机是煤矿业最 优质 的连续有效输送机械 之一 ，相对于其他输送机械相比 （如摆动给练级，圆盘给料机，带式输送机等）进行比较，有很多优点，如：具有 运输规模 较高， 能量消耗 较少， 机器占地面积不大 ， 功能结构 简明易懂 ，性能 稳定 ， 利 于维护保养和检修，容易实现企业自动化生产等。最近几年，因为生产的不断进步与 改良 ，研发出了 很多种 型号 功能用于不同环境具有不同功能的振动输送机。振动式输送机的功率可由十几瓦到几千千瓦以上，每小时 运输量可以 由几公斤到达 几千公斤 以上。各种不同的振动式输送机足以满足不同的工作需要。 振动式输送机是持续输送的一种传统的机械，其输送方式是通过激振器驱动运输物料振动，依靠振动物料来实现运输的块、散状物从装载地点到指定地点的运输而且还在此过程中实现挑 选符合需求的目标。现今在矿业，机械生产，煤 业 ，化工 产 业，建筑用品以及 蔬菜运输 ，重工业等 领域取得了 很大 的市场。 振动输送机 可以应用于不同的产品输送上 ，不论是 体积 在 米之上的非常微小的 物品，还是 通常 的相对传统 拥有 600米的大 规模物料，甚至规模达到 1000上的超大块运输物品，都有很好的运输能力；尤其是它在输送粉末状物料（那些容易飘散的粉状物品，运输装置理应注意制造成全密封 装置 ），当使用恰当的运输 方式 后，还可以输送温度很高的物品。 动式输送机的分类及特点 振动式输送机的运输方式也有很多种类 。 从振动 方式不同来划分，大致可分成以下三种方式： 送机 。 是包括中心 轴、连 接 杆、 振动 弹簧和 储料抓装置 等组成。 中心 轴 运动引起 连 接 杆 开始 作 来回的活动 ， 引起储料 作 固定运动 。 引起运送的物料一直向设定的方向移动 。 通常使用频率较低， 振幅 较大 或 一般振动 频率与 一般 振幅。 送机 。 大部分由 铁 心 、 可通电 线圈、衔铁 、 料槽 和 主振 弹哈尔滨理工大学学士学位论文 - 6 - 簧 等组成。 当 整流后的电流通过线圈时， 导致铁芯带有磁力， 产生 具有 周期 行改变 的电磁吸力， 而引 起料槽 发生快速 振动。 通常应用 频率 很高， 振幅 很小的装置 。 送机 。 一般 组成有 偏心 装置 、 转动 轴、 物料 槽， 通过 偏心装置高速运动 时 引起 的 离心运动 引 起 物 料 高速 振动。 通常应用高等振幅和中等频率。 图 12 螺母输送机与点焊机 动式输送机的概述 现今，电磁振动式输送机在工业实际生产中应用广泛， 工厂 生产活动中主要使用得电磁振机式输送机具有两种 不同得输送机 ，电磁直槽式给料机和旋转料槽振动式 输送机 。第一种给料槽作重复的直线运动，应用于不需要具有方向排列的较小物品的输送；第二种简称振动式 输送机 ，使用有旋转 装置的 振动 储料装置带动物料 旋转振动，应用于不 用 指定方向排列 物料哈尔滨理工大学学士学位论文 - 7 - 图 22 振动式输送机 振动图 振机的组成 以上这 2 个中 不同 的 输送机 都 具备以下 三个 关键部位 ： 其中有放置物料的装置 、 用于引起振动的 衔铁和 优质的起运动作用的弹簧。 振动主体、 通电 铁 芯和 线圈与必要的 智能控制系统 等。 置 :具有防震橡胶底座，预留的减震空间和应有的各种减震的弹簧。 动式螺母输送机的优缺点 振动 螺母 输送机是 利用磁铁吸引衔铁引起物体运动，再利用弹簧的反弹力量来时物料运动，产生预期的效果的，最显著的效果有以下几个 ： 现机构的正常运作。由于运输的物理和螺母运输机之间 不 作 摩擦运动 ， 由此不会有很大的机器的磨损，大大提高输送机的使用寿命 。 而且 ， 螺母输送机的 结构 十分简单 ， 尺寸较小 ， 维修很方 便 。 以智能方便的改变输送机的运输速度，运输数量，可以再工作中同时进行，方便调整 。 具有剧烈混合、碰撞、摩擦等现象，因此物料与电磁振动输送机都不容易破损，应用年限的到大幅提高。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 8 - 母 输送机是在 由于物料振动而运输的 ， 不需要很多的电力，因此节省大量的能源 。 母 输送机 一般和电焊机一起使用 ， 不用人工放置焊接螺母，安全性大大提高。 同时电磁振动式输送机还有下列 问题 ： 易产生较大噪音污染。 振机工作原理及物料输送原理 作原理 图 2 电振动工作示意图 上图 中将 运送工件置于 由振动 装置工作 的 运送转置 上， 由于 衔铁与 装载物料的机构连接在一起 ， 而在铁芯上缠绕线圈，通过线圈的为单向的脉冲电流（此脉冲电流救过半波整流），组合而成 电磁铁 ，同时电磁铁生成了足够打的吸引力 1。 下 图 显示的在一个前半周期内通电 线圈 流过脉冲电流 ， 电磁体变产生了吸引力 铁心 ，由此 吸引衔铁， 令装载装置向下作运动 ， 振动装置发生改 变， 产生了可以引起运动的弹簧的反弹的能力 ； 当后半周期 内 通电 线圈中 停止通过电流 ， 铁芯与线圈产生的磁力 消失，弹簧 就会恢复原样 ， 振动装置 向 恢复原样的方向 运动， 在抵达最大运动极限位置后又做返回运动 2， 对于 电磁力 是作以 周期 为改变 的 连续力的改变 ， 所以电 磁振动式螺母输送 机是 在一个 周期 内作往复运动的振动系统，如图 2 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 9 - 图 42 电磁力随电流变 化图 由于振动式螺母输送机应用 不同的振 动 幅 度 、 振动 频率时， 运动工件会在输送物料的料斗 上 呈现各不相 同 方式 的 动作 。 工件一般会有以下几种运动方式 ： 动 工件在料斗内停止运动 。 工件在料斗内与料斗一直在接触，同时工件会向前作相对于料斗的向前运动。 工件在料斗内与料斗一直在接触，同时工件会向后作相对于料斗的向后运动。 动 工件与料斗内壁接触时，有时会被抛掷起来，作振动运动，此时物料边振动边向前做运动。 以上 4 种 运动方式 中， 只有静止不动时工件不做位移运动 ， 向后运动对于我 们要设计的振动式螺母输送机没有作用。通常状况下 ，只有 向前运动 和 振动向前 运动才 能应用于我们的螺母输送机中 。 可是实际生活中，各种运输机器都是集中各不相同的运动方式组合起来的，而且各种运动方式都起到不同的作用 。 工厂中大部分振动装置采用的通常都是做振动向前运动的抛掷运动来完成生产生活中的任务的 ， 由此我们所设计的主要是以抛掷运动当做我们运动的主要方式 3。 料输送原理 工件 在 承载装置中移动 如 下图 所示。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 10 - 图 52 工件在承载装置 中的 移动 其中 为 承载装置的倾斜角 ， 是主要振动的 方向 大小 ， 装载装置 在磁铁吸引 下引 S 方向作 往复运动 ， 因此在承载装置中向上运输即可用下式表达 sS （ 2 式中 A 承载装置中在振动 方向的 振动幅度 ； 振动时的频率大小 在承载装置中工件运动的移动量沿 S 方向可以 分解 得 到 x 方向（ 水平方向 ）和 y 方向（ 竖纸房乡 ）， 由此得到工件在承载装置中的 x 和 y 方向的 相对位移量 ： （ 2 （ 2 图 2 承载装置中 运动 变化 图 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 11 - 由以上计算可以得到工件在承载装置中的 运动 变化 图 62 。 工件 在 承载装置 中受到的力 多种，如工件本身具 有 的 重力 ，运动时具有的 惯性力 ，与输送机之间的 摩擦力（ 还没有做振 动抛掷的运动 ） 4， 这时工件 受力图 如图 2 图 2工件 受力图 其中 ， 为 振动装置的 垂线 方向角 ， Q 为 工件自身的重量 ， 得到下式 * （ 2 * （ 2 N* （ 2 式中 N 5； 工件与承载装置之间 的 有效 摩擦力； “ -” 符号是由于工件正向运动，与摩擦力真好相反 ； 工件 与 承载装置中 的摩擦 因子 。 正向滑动 工件顺着 x 方向 正向 滑动， 由于顺着 x 方向 的力合成 为 0 ， 所以 0s （ 2 经过转换可以得到 ss 12 A （ 2 机械 参数 A/ （ 2 抛掷运动参数 ) )/s c o s ( * （ 2 当抛掷运动参数 1时， t* 不存在 ， 此时工件 不 会向前运动 ， 由此得到向前运动时 1才符合 ， 此时 t* 才会向前运动角度为 k 。 这哈尔滨理工大学学士学位论文 - 12 - 时 ) 和 ) 均 大于零 ， 此时相前运动角度 k 一定会在 1800 之间 ，此区间 我们将他命名为 正向滑 动 区； 由此得到的 反向滑动区的角度 在 360180 之间 6，如图 2 图 2正向滑 动 区和反向滑 动 区 工件在承载装置中作 向 前进的 运动时， 工件因为 惯性 力 对 承载装置的下部 的 分解出的力比较大 ， 所以动 摩擦力 也会变得比较大 ， 此时工件不会运动而静止 。 而当工件在承载装置中 作 连续下降速度的运动的 时 后 ， 工件会因为动摩擦力削弱而 对 承载装置的向下 压 力减小 ， 因此 摩擦力 缩小 ， 工件此时就会做向前的 相对 位移 7。 为了使工件能够很快而又流畅的做向前的相对滑动运动，我们的滑行指数 当大于 1，此时我们选取你去 数值为 32 8。 工件 在 承载装置中作 抛掷运动 向前 时， 承载装置不受物料的压力，此时压力为 0，摩擦力也为 ， 因此条 件，我们得到以下两个式子 : 0m g c o 2 (2 s 2 A(2由以上计算可知，选取振动频率 ，抛掷 参数 D 还有相关的因子 、 我们都已经确定 ， 因此我们能求出装载装置的振动幅度 A 21 (2哈尔滨理工大学学士学位论文 - 13 - 图 2 工件的初始 速度及加速度 工件在每次 振动 时 物 料 作抛掷运动 一 回 ， 我们把作 一 回抛掷运动 的 在空中的 时间 和单个时期之内之间的比 称为 腾空 系数 10， 腾空 系数 和 抛离指数 有如下图所示的比例关系 。 图 2 D 从图中我们可以清楚地看出腾空系数与抛离指数的关系，腾空指数由0到 1，而抛离指数由 1到 期间物料由静止状态，到随着承载装置一起作抛掷运动，抛掷角度也从 0 到 360 ， 这说明腾空时间与振动的一个周期是作配合运动的，而当 360 时也就是工件由抛起腾空而有到落在承载装置上。当腾空指数为 2时，就是下一个腾空周期，此时在做抛起，腾空，落地周而复始，向前前进。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 14 - 章小结 本章主要概括了振动式螺母输送机的应用范围，振动式运输机的分类与特点 体详细介绍了输送机的组成和优缺点，也对电振机的工作原理和物料输送原理进行了分析。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 15 - 第 3章 振动式螺母输送机运动计算 知原始数据及工作条件 以下为 振动 式螺母输送机 运送的焊接螺母的规格参数（图 3， 应该能满足下列的输送条件，才符合设计要求。 确保每分钟输送的焊接螺母在 45 方向 一 定，整齐排列向前。 3角螺母的尺寸图 输送机运输的 的为 普通 焊接螺母，其 大小与个方面尺寸和普通 螺母一样， 仅螺母的正下方多了 3个焊接点。 s 为 10 2 m 为 5 焊点 的 高为 00个 普通焊接 螺母重 量大致为 动学参数的选择和计算 对螺母输送机的工作性能有影响的各种参数有 抛掷指数 D 、机械指数K 、振动次数 n 、振 动 幅 度 A 、 倾斜 角 、工作面倾 斜 角 、物料 运输 速度 V 及电振机生产率 Q 11。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 16 - 当 物料 向前运动时，做 抛掷运动 ， 物料 料斗的料槽 接触时间 非常短 ，很多时候都采取跳动 状态， 因此振动上料的优点 是 物料与 工作面 的相互磨损很小 ， 还 能 具有很 高的 前进速度 ，缺点 也很明显，由于物料是抛掷前进，当振动剧烈时，导致物料表面反生损坏 ， 因为这个原因，还 需要提高对 物料工作 强度的 需求 12。 因此实际生活中的大部分 振动 式螺母输送 机都使用中等速度作 抛掷 向前 运动，抛掷指数的 大致 范围 在 由此，我采用的 抛掷指数 为 k 选择 由于受物料的材料强度和主振机体的刚度等因素的影响，机械指数 选择机械指数 5k n 的选择 振动次数 通常是 根据电振机 的运行 方式 的不用来使用不同得频率 ， 由于使用的电振机为全波整流型，所以 00 0n 次 的选择 振 动 幅 度 A 是 依据 物料的 不同 运动 速率来选取 的， 有下列公式可以求得 2（ 3 前面我们已经计算出了振动次数 n 还有 振 动 幅 度 A 时 满足条件的 机械指数 k， 但是计算的都是理论指数，还要进行再次的验算 13。 02212 （ 3 振动方向角的 一般应满足以下两个条件 ，一是 在考虑到物料的物理性质的条件下， 尽 可能 提高输送速 度。 振动方向角 还应 考虑 物料的各种物理性质性质 如 物料 的 硬度 、 质量 、物理特性 、 常温下工作状况等 15。 我 选择的振动方向角 15 料槽的 作用为 可向上 螺旋运送物料 ， 有时也需要 向下倾斜 运送物料 。在这里，我们需要的时 料槽向上 螺旋 运送物料 ， 一般 倾斜角度 =0 但是倾角 过大将使 物料 输送速度 受到影响 16。 在这里选择螺旋上升， 不设置工作面的倾斜，所以倾角 =0 . 螺母输送机 向上 螺旋运输时 时 = +， 所以 =15 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 17 - 图 3 振动方向角 和 机械指数 选择 当物料在料斗槽中运动时，运动的位移量与所应用的时间之比，既为工件的输送速度。 P c o c o 2122 （ 3 计算出来 60mm/际平均输送速度 于受 若干因素的影响要比理论平均输送速度低，因此要对 行修正。实际平均速度公式为 由于此计算出来的数值 理论数值，还受到实际因素的影响 17，因此我们还应该对 此得到的实际平均速度为 3 物料 物理性能 对输送速度的影响系数 于 小型 物料为 料质量 对输送机速度的影响系数 安装 时 倾 斜 角对 输送机 速度的影响系数 此重新 计算出来 25mm/符合 要求。 动系统的分析 振动式螺母输送机 的结构可以 看 成一个双自由度双质体的强迫振动系统，其结构简图和力学模型如图 3示。 送机上半部分 质量，包括 料斗 ，衔铁、 减震弹簧 等， 送机下半部分 质量， 其中包涵 激振器 主体部分 、 电磁铁 、 配合线圈以及必要的系统控制装置 等； 弹簧刚度； 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 18 - 图 3工作力学 图 因此 此振动系统 可得到 如下关系 ： 1220102112 （ 3 由 上式 可知，物料 离开 初始 位置 时 的位移与其 重量不成正比 ， 但是与振幅成正比 关系 ， 所以由以上可知，将工作力学图 简化为图 3 图 3简化的力学模型 由上图可知 2 的刚度为 他们又都与弹簧的长度成反比，得到下式 20201 （ 3 1020102m （ 3 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 19 - 所以 ，双质体振动系统的固有频率可以用一个简化的单质体振动系统的固有频率表示简化后的振动系统称为有阻尼单强迫振动系统 18。其力学模型如图 3 3 自由度力学模型 簧的选择 振动式螺母输送机 的 运动 元件 为弹簧，主要元件是振动 弹簧和减振弹簧， 适应工作的需要可以 选用板弹簧、 不锈钢 弹簧或 空气 弹簧。 我们选择 板弹簧， 这是由于 板弹簧 的使用特性决定的，板弹簧可以自由选择 单片或者多片优质弹簧钢板 组合 而成的， 因为其 片数可以 在使用范围内增 减 ， 变于调整弹簧的弹性 。 弹簧会有最大极限的玩去角度，因此这种振动类弹簧的振动幅度不可以太大，振动幅度一般来说 2，这类弹簧能完成需求，而且较轻便。 此时弹簧的刚度系数 K 可以由以下式子求出： mm mm 2 有根据材料性质的原因，他的固定的与料斗槽接触的横截面积可由以下式子求出： 203 （ 3 由于弹簧的厚度可以由 D 求出。弹簧要有足够的长度满足他说要承受的力与形变。 根据机械设计 手册 我 选择 宽度为 5度为 180 板弹簧 ，满足使用要求 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 20 - 章小结 本章主要是对输送机的 主要参数的 设计计算。通过原始数据，螺母的尺寸与重量与工作时的条件，对电磁振动运输机的运动参数的选择与计算。 还 对振动系统进行分析，对其振动进行计算。然后根据计算结果，选择 合适 的 弹簧。 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 21 - 第 4章 电磁参数与料斗的计算选择 磁铁参数的计算选择 选择 电磁 铁 参数前 有 下列 初始 数据 需要了解： 为 500N 。 工作频率 m 0 00w 次 用的电压为 工业用电 380V。 作 时需要在正常的温度下 。 由于以上条件，我们将铁芯与线圈组成的电磁铁安装在底座的正中央 ， 安装在在正中央的好处有很多，如利于调整线圈匝数 ， 结构简单 ， 方便操作 ， 缺点为我们需要相对较大的电磁力，要小等型号的电动机。 图 4振机示意图 我们所选择的是振动频率在 000 次 ，振
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