振动式螺母输送机机械结构设计（全套含CAD图纸）
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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 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 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 - 谢 . - 31 - 参考文献 . - 32 - 附录 A. .录 B.V - 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： 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。 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。 - 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 - 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。 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； - 4 - 报纸及报告； - 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 - 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 。 式 输送机 。 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 - 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： 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 。 动主体、通电铁芯和线圈与必要的智能控制系统等。 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。 - 8 - 需要很多的电力，因此节省大量的能源。 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： 蚀性的物品。 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 - 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： 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。 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。 - 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 - 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 - 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 均为 0，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 - 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。 - 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。 - 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。 - 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 很大的不同。我选择机械指数 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 - 17 - 图 3 振动方向角和机械指数 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/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。 括料斗，衔铁、减震弹簧等， 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； - 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 - 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 - 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。 - 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 。 m 0 00w 次 80V。 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 ，振动幅度为 1，用的是半波电流。这是一种非常快的振动频率，符合工件向前运动的特性，由于在工业用电 380们需要选择电动机的时候就要选择小型的电动机。 图 4型铁芯示意图 - 22 - 同时，我们选择铁芯的时候也要选择体型较小的铁芯，图 4示铁芯满足需求，此种铁芯价格便宜，便于获取，安装简单而且适用范围广泛，和小型电振机配合使用。 图 4芯横截面积图 铁芯有效面积可按如下式子计算： （ 4 计算结果为 250 由于适用电磁铁吸引衔铁作运动，所以电磁忒与衔铁中间应该有一定的间隙，设置间隙为 但是工作时，不可能让衔铁与电磁铁完全接触，还要有一些当极限位移是的空余间隙，一般可选取为 们选择 以总的间隙空间为 从以上条件与我们计算出来的结果，我们选着 电磁铁围绕着普通通电线圈就可以满足需要。，选择的种类型号为 50*110 ,大小为5010 斗的设计 料斗有很多种不同的分类，而振动式料斗是其中一种常见的料斗，振动式料斗结构小巧，使用简单，占地面积小，又可以提供很好地运输方式，尤其对于整件的小型物品的输送更具有其他输送装置不能比拟的优势。在工业生产中，现在已经大量采用振动式料斗作为输送物品的方式了，他可以定 向输送可对单件物品，而且原理简单，在工厂生产中大量使用 20。 振动式料斗具有以下特点 : 斗低下为圆锥形的凸起，料斗依靠内部螺旋形状的料斗槽输送螺母。螺母受到电磁铁与衔铁引起的震动向前进，在螺旋形状的料斗槽内定向向前输送，稳定在料斗槽内运输，然后经过料斗的出料口，将螺母排出，到达指定地点，与焊接机配合完成焊接作业。 - 23 - 是回弹时却因考板弹簧的弹簧力而变回原装，由此来回做往复运动，振动螺母进行上料。 斗的参数选择 运输速率 （ 4 式中 Q 工件要求的每分钟上料的个数 l 物料沿指定方向前进的距离 h 工件运行的系数，一般 5h 由此算出 48 0m m /m 螺母在料斗中排列有出料槽螺旋上升，整齐的排列想前运行，需要有一个倾角 ， 的选取需要适合料斗的螺旋上升规律，太大会造成螺旋省上升的圈数 101 过多，导致设计不合理，太小又会引起上料速度减慢。此时一般选取。 我们选取 10 。 振动式螺母输送机中通常将板弹簧与料斗外壁连接在一起，即弹簧的上面与料斗的最大圆连接，此时弹簧会有一定角度的选择，则弹簧所倾斜的角度为 。如图 4角需要调整到一个相应位置才能起到应有的作用，引起料斗的正常振动上料。 图 4簧安装的示意图 - 24 - 板弹簧固结于 振力方向为 振动一次的垂直升降量设为 h=角为 = 时 = +，所以： （ 4 当弹簧固结于 据等效条件，具有相同的升量 作出 以具有相同作用的激振力方向应为 向，于是弹簧应与 此可得 = 以有 r c (4弹簧安装方向应该向螺旋料槽升角的反方向倾斜，而且弹簧的水平投影应切于料斗底部的固接点所在圆。 在这里为了方便计算，设计的板弹簧将固结在料斗直径 D 上，所以其弹簧安装角 =15 的确定 M 的运算公式为： 2121 mm M (4因此计算出质量 25 常用的料斗结构有两种，带内螺旋料槽的圆柱形料斗，结构工艺性较好；带内螺旋料槽的圆锥形料斗，适用于复杂的或较高的工件，但因上下直径不同，故其速度亦不相等。 由于输送螺母，选用带内螺旋的圆柱形料斗即可。 料斗需要选择结实耐用而不易受到腐蚀的材料，符合这些特点的有铝合金， 机合成材料等都是可以选用的理想材料，但是我们选用材料的时候还应考虑到价格等经济因素，铝虽然轻便便宜，但是工件会与表面形成的铝化膜摩擦接触，不能起到很好地保护作用。其他的材料也大多数太昂贵，所以我们选择的是最常用的也是最普遍的材料 获取，在当今社会中有着广泛的用途，但是我们所使用的是电磁振动式螺母输送机，输送机本身并无其他危害，但是党羽触后，会引起磁化反应，导致机器不能正常工作，所以我们在衔铁与衔铁架中加了一个圆形的铝片，起到隔离作用。 斗的设计 t 由之前运算我们已经得到，螺旋上升角为 ，但是当 确定后，螺距 t - 25 - 会随着料斗的直径增大而改变，我们选用的是小型电动机，小型电磁铁，尽量让螺母输送机的结构简单，尺寸小巧，所以 t 也应当不宜过大，选一个适合的尺寸。 螺旋间距 50 相应的料斗壁也不能设置的过厚，设定为 与料斗的高度 H 由上面已知，出料槽的倾角与螺旋间距已经确定 料斗外径为 D ,可用以下公式计算出： 2 （ 4 式中 D 即为料斗的外径； 斗内部的距离 e 料斗的厚度 计算的出料斗外径 D 为 320料斗壁厚为 料斗内部距离为 由于我们要使料斗的容量在 1000 个标准螺母以上，所以料斗必须有足够大的空间，但是，料斗夜莺有他小巧方便放置运输的特性，还应保持料斗中的螺母有一定的空间进行振动式的跳跃运输前进，我们将料斗的高度定位 出料槽是螺母经过筛选之后，从料斗中进入指定位置的最后一道输 出位置，料斗中的螺母经定向排列运输，经过出料槽，而出料槽在经过一次筛选，将不符合条件的螺母重新调入料斗中，合格的就经过出料槽进入工序位置。 图 4料槽三维图 - 26 - 从三维图中我们可以很清楚的看到，物料冲中间进入出来槽的运输通道，缺口位置即为二次筛选的位置，由于焊接螺母比正常螺母下方多了四个焊接点，所以正面放置回比反向放置低一点，通过这个原理，就可以很精准的筛选出我们要的正面放置的焊接螺母，反向放置的直接被挤压出出料槽，重新落回料斗槽中，再由料斗中重新运输，直到正确为止。而正向放置的螺母正常输送不会受到影 响， 这就是进行第二次筛选的原理。 螺母剩余报警器的作用是当料斗中剩余的螺母减少时，我们可以准确的测量出来，当料斗中的物料减少时，我们就可 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 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 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 错误 !未定义书签。 题的目的 . 错误 !未定义书签。 题的意义 . 错误 !未定义书签。 题的国内外研究现状 . 错误 !未定义书签。 题的研究方法 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 振动式输送机概述 . 错误 !未定义书签。 动式输送机的应用 . 错误 !未定义书签。 动式输送机的分类及特点 . 错误 !未定义书签。 动式输送机的概述 . 错误 !未定义书签。 振机的组成 . 错误 !未定义书签。 动式螺母输送机的优缺点 . 错误 !未定义书签。 振机工作原理及物料输送原理 . 错误 !未定义书签。 作原理 . 错误 !未定义书签。 料输送原理 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 振动式螺母输送机运动计算 . 错误 !未定义书签。 知原始数据及工作条件 . 错误 !未定义书签。 动学参数的选择和计算 . 错误 !未定义书签。 动系统的分析 . 错误 !未定义书签。 簧的选择 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 电磁铁与料斗的计算选择 . 错误 !未定义书签。 磁铁参数的计算选择 . 错误 !未定义书签。 斗的设计 . 错误 !未定义书签。 斗的参数选择 . 错误 !未定义书签。 斗的设计 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 振动式螺母输送机的调试 . 错误 !未定义书签。 试内容 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录 A. .录 B.- 1 - 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 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 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 - 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： 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。 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。 - 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 - 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。 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； - 4 - 报纸及报告； - 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 - 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 - 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： 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。 动主体、通电铁芯和线圈与必要的智能控制系统等。 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： 轮和轴的传送来让物体进行运动，实现机构的正常运作。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。 - 8 - 需要很多 的电力，因此节省大量的能源。 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 - 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： 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。 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。 - 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 - 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 - 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 - 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。 - 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。 - 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。 - 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 - 17 - 图 3 振动方向角和机械指数 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/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。 包括料斗，衔铁、减震弹簧等， 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； - 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 - 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 - 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。 - 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 。 m 0 00w 次 80V。
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