电磁振动上供料器的工作原理

1、电磁振动上供料器的工作原理在电磁振动器作用下， 料斗作扭转式上下振动，使工件沿着螺旋轨道由低到高移 动，并自动排列定向，直至上部出料口而进入输料槽，然后由送料机构送至相应 工位。为方便分析，以直槽式上供料器为例，图 1-40电磁振动上供料器的工作过程， 是由于电磁铁的吸引和支承弹簧的反向复位作用， 使料槽产生高速、高频（50100 次/秒）、微幅（0.51mm）振动，使工件逐步 向高处移动。 *=0 时，料槽在支承弹簧作用下向右上方复位，工件依靠它与轨道的摩擦 而随轨道向右上方运动，并逐渐被加速。 *0 时，料槽在电磁铁的吸引下向左下方运动，工件由于受惯性作用而脱 离轨道,继续向右上方运动(滑

2、移或跳跃)。 ?下一循环，周而复始工件在轨道上作由低到高的运动。1、工件在轨道上的受力分析 * 工件在轨道上的受力：自重力、轨道反力、摩擦力、惯性力； * 摩擦力、惯性力与电磁铁的电流有关。 （1）=0 时，支承弹簧复位，轨道以加速度 a1 向右上方运动，工件力平衡如图 1-41：ma1cos +mgsin =F= N ma1sin +mgcos =N（21） （22）（2）0 时，电磁铁吸引，轨道以加速度 a2 向左下方运动，工件受力平衡如图 1-42：ma2cos -mgsin =F= N ma2sin -mgcos =-N（23） （24）2、工件在轨道上的运动状态分析 （1）运动分析

3、根据受力分析，工件在轨道上的运动有两种可能性： A、因惯性沿轨道下滑，此时=0，且有 ma1cos +mgsin N a1g(sin - cos )/( sin -cos ) （25） （26）当轨道向右上方运动的加速度 a1 满足上式时，工件便会沿轨道下滑。 这对振动上供料机构是不希望出现的。 B、沿轨道上行，此时根据电磁铁吸合与否可得： =0，a1g(sin - cos )/( sin -cos ) 0，a2g(sin + cos )/( sin +cos ) （27） （28）电磁振动供料器要实现预定的上供料，轨道向右上方运动的加速度 a1 和向左下方运动的加速度 a2 必须满足上述工件

4、沿轨道上行时的条件式。工件沿 轨道上行时的运动状态随多种条件而变。 （2）运动状态图 1-43 工件在料道上的运动状态(a)连续跳跃；(b)断续跳跃；(c)连续滑移；(d)断续滑移注：图示为料槽的两极限位置。A、连续跳跃3、运动过程： =0、弹簧使料斗复位，工件依靠摩擦、空间位置从 A 点上行到 B 点； 0、电磁铁吸合，由于惯性、工件由 B 点跳跃起来 （腾空时间料斗运行至最下方的时间）=0、工件再落至轨道上时已到达 C 点后又随轨道上行到 D 点。 如此往复，工件“随轨道上行-跳跃-再随轨道上行?” 工件跳跃式前进，跳跃间距为 AC 段。 * 特点： /工件具有大的供料速度，供料率高； /

5、工件运动平稳性差，对定向不利； /适用于形状简单、定向要求不高的件料及供料速度较大的场合。 * 运行条件：电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角较大。 但工件腾空时间过大料斗复位时工件再落至轨道过晚 A 点与 C 点的间距缩小，甚至落回原处而没有前移。 B、断续跳跃 * 运动过程： =0、弹簧使料斗复位，工件依靠摩擦、空间位置从 A 点上行到 B 点； 0、电磁铁吸合，由于惯性、工件由 B 点跳跃起来 （腾空时间0、电磁铁吸合，由于惯性、工件沿轨道由 B 点滑移 （滑移时间料斗运行至最下方的时间）=0、工件停下时已滑移至 C 点后又随轨道上行。 如此往复，工件“随轨道上行-滑移-再随轨道上行?” 工件滑

6、移式前进，滑移间距为 AC 段。 * 特点： /工件具有较大的供料速度和供料率； /工件运动平稳，利于定向； /适用于形状较规则、有定向要求的件料及供料速度较大的场合。 * 运行条件：电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角均较跳跃时的小。 D、断续滑移 * 运动过程： =0、弹簧使料斗复位，工件依靠摩擦、空间位置从 A 点上行到 B 点； 0、电磁铁吸合，由于惯性、工件沿轨道由 B 点滑移 （滑移时间料斗运行至最下方的时间） 工件很快停在轨道上的 B?点、并随轨道下行到 C 点；=0、工件再随轨道从空间位置 C 点上行。 如此往复，工件“随轨道上行-滑移后随轨道下行-再随轨道上行?” 工件断续滑移式前进

7、，滑移间距为 AC 段。5* 特点： /工件供料速度和供料率较小； /工件运动平稳，亦利于定向； /适用于有定向要求但供料速度要求不高的场合。 * 运行条件：电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角均小。 综上：设计合理、参数选择恰当不产生跳跃、平稳滑移、供料较快 首选连续滑移。 3、工件在轨道上滑移和跳跃的条件 （1）滑移条件 由前分析，工件沿轨道上行滑移的条件 a1g(sin - cos )/( sin -cos ) a2g(sin + cos )/( sin +cos ) 如取 =2（常为 12） ， =20（常为 1525） ， =0.41，则 a10.47g a20.41g 所以，只要合理设计，

8、使轨道向左下方运行的加速度 a2 满足一定条件，便 可获得预定的滑移状态。 （2）跳跃条件 工件在惯性力作用下产生跳跃，脱离轨道，此时受力式（24）为 ma2sin -mgcos =0 所以产生跳跃的条件为 a2gcos sin 同上取 =2， =20， =0.41，则有 a10.47g a22.92g 如将料槽受电磁力作用产生的振动视作简谐振动，其频率为 f、振幅为 A， 则轨道最大加速度 amax 为6amax=2 ?f?A 所以，当 amax=2 ?f?A=a2gcos sin ，工件就会产生跳跃式前进。 由上分析可知，连续跳跃所需加速度 a2 最大，断续滑移时 a2 最小。 圆筒形料斗

9、与直槽形的工作原理、件料运动状态完全相同，但振动形式有区 别：直槽形料斗是往复直线式振动，而圆筒形是往复扭转式振动。振动供料器（振动盘）的设计（一）供料率 Q * 振动上料器的供料率取决于供料器的给料速度； * 给料速度一般用工件在料道上移动的平均速度 Vp 来估算，它与料槽的倾角 、振动升角 、工件物理特性、电磁振动参数等有关。 * 料斗结构确定之后，上料器的供料率为 Q=60Vp /l=60 fAk /lk-速度损失系数* 设计时，上料器生产率比自动机械的生产率大 15%20%。 （二）料斗设计 1、料斗的结构设计 料斗的结构多样，大多采用圆筒形结构，图 1-44。7料斗筒体与轨道 一般料

10、斗：筒体与螺旋轨道采用整体结构（车制轨道或整体铸造）。 大型料斗：常采用拼焊结构形式。 轨道的工作面一般与料斗内壁成直角，有时向上倾斜 510。为使工件顺利料斗筒体与筒底（料斗底盘） 一般分别加工，再用螺钉连接（是由于工艺原因）； 筒体与筒底的连接须注意同心度和牢靠； 筒底上部一般做成锥形（锥角 160170）。使工件易向周边料斗底盘与衔铁之间应装有隔磁板（铜或铝材），或用隔磁材料做底盘。为防磁化工轨道及其出口 轨道最上部的出料口应以切线方向伸出一段距离。为使工件顺利进入出料口与输料槽的连接方法有对接法和承接法，且出料口（振动）与输料槽 （静止）之间应留有间隙 （如图 1-45）。以防出料口8

11、料斗的零件材料选用 料斗应尽量做得轻巧系统易起振。 重量轻、易加工、表面光洁，耐磨损、隔磁，成本低。 常用材料有： 不锈钢表面光洁、耐磨，但加工困难、成本高、比重大； 铝合金质轻、不会磁化，但表面不光； 铜合金加工方便、不会磁化，但比重也较大； 硬塑料或有机玻璃都较轻、表面光洁，但耐磨性较差。 2、振动料斗中工件定向方法 *电磁振动上供料器中的单件在进入加工工位前，要求沿料道自下而上，并自动排列、定向。 *自动定向常采用剔除法根据工件形状、重心，在轨道上安置挡块、缺 口、斜面、槽子等，以使不符合定向的工件被矫正或剔除，而符合定向的工件顺 利通过，从而实现自动排列、定向。 3、料斗的尺寸计算 A

12、、料斗的螺旋升角 * 由升程及中径小决定： 越小工件平均速度就高 /但升程减小料道螺旋圈数增加料斗尺寸增大。 太大工件上料速度降低，甚至无法向上滑移。 *根据工件上行滑移的临界条件(a1a2)可得 tg ?tg 或 maxtg-1( ?tg )式中： 工件与料道间的摩擦系数； 振动升角，工件抛射角。 料斗的螺旋升角 与工件抛射角 及工件与料道间的摩擦系数 有关（表 1-3）。9B、料斗的直径 料斗内径 DH常取 DH(810)l工 工(mm)，工（l 为工件最大外形尺寸，DH-l 见表 1-4）料斗外径 DeDe=DH+2e (mm)，（e 为筒体壁厚，一般取 e=510mm）料斗平均直径 D

13、pDp=DH-B (mm)，（B 为料道宽度，B=b+ b，b 为工件直径或宽度， b 为余量：13mm）C、料斗的螺距 t t= Dptg (mm) 又根据结构要求 t1.5h+ (mm)（h-工件直径或高度， -料道厚度：48mm）D、料斗的高度 H H=nt (mm)（n-螺旋料道的圈数：1.53.5）考虑到料斗外观匀称，应使 H=（1/41/2）D （三）振动升角（工件抛射角）的确定。振动升角 由主振弹簧的安装角 及料道升角 确定。 的大小直接影响作用在工件上的惯性力，要选择合理： 选得太小影响工件移动速度、所需电磁力增加；10 选得太大工件不易前进或只会上抛。 根据受力分析可得：tg

14、 ，- 关系见表 1-5。（四）支承弹簧的设计计算?支承弹簧的作用：电磁振动供料器的料斗通过其安装在基座上。 ?圆筒形料斗一般采用三根弹簧支承。 ?支承弹簧的截面有矩形和圆形：矩形截面的称为板弹簧宽度和厚度常不一致， 其刚度在不同方向上差 别较大，故安装要求较高，支座形式如图 1-46a。 圆形截面的称为圆弹簧圆柱弹簧杆加工容易，各向刚度一致，故安装 调整方便,支座形式如图 1-46b。11?支承弹簧的安装角 支承弹簧处于静止时与垂直面的夹角。是保证工件获得抛射角 的结构性措施； 是影响工件在料道上的运动状态和供料速度的重要几何参数； 与 和 及弹簧固结点有关：121）当弹簧固结点处在料斗中径

15、圆上的A 点，即 OA=R，则弹簧安装角 与直槽形料斗相同， = + ；（2）对大型料斗（D500mm），为减少基座尺寸，则将固结点设在半径 r 处,tg =R/rtg( + ) =arctgR/rtg( + )R料道中径圆半径； r弹簧固结点分布圆半径。在确定料道升角 、振动升角 及 R 和 r 之后，就可确定弹簧的安装角 。?支承弹簧尺寸计算 170对振动料斗的弹性系统的要求：（1）在输送较大较重工件时，弹簧刚度应选的低些保证料斗在共振状态下工作，可增大振幅、减少功耗；（2）在输送小型或较轻工件时，弹簧刚度应选的大些允许料斗在强迫振动状态下工作，以保证送料平稳。 板弹簧尺寸计算 板弹簧厚度

16、 板弹簧长度 板弹簧宽度 h=(4 ?fo?L?My/3Eb)1/3 L3.3y ?f?E?My/ -13b1/3 b（610）hfo自振频率，(1.05-1.1)f圆柱弹簧尺寸计算 弹簧杆的直径 弹簧杆的长度 d=2(4 fo?L?My/9E)? L4.48( f?E?y4My/ -14)1/5（五）电磁铁的设计计算?电磁铁由铁芯、线圈、衔铁等组成。 ?电磁铁的频率和电压：小而轻的工件、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 。?电磁铁安装方式不同电磁铁安装方式所需电磁铁吸力不同： 若电磁铁垂直于支承弹簧安装所需电磁铁吸力为 F0； 则电磁铁垂直于基座安装所需电磁铁吸力为 F0/sin ； 而电磁铁水平安装所需电磁铁吸力为 F0/cos 。 中小型料斗常用电磁铁垂直于基座安装方式 结构简单、调整方便，但所需电磁铁吸力相对较大； 大型料斗常用电磁铁垂直于支承弹簧安装方式 减少电磁铁功率，但电磁铁数目一般与支承弹簧数相同 电磁铁间的协调要求较高。?电磁铁气隙14在电磁铁工作过程中，衔铁与铁芯的气隙 对供料效果影响较大： 太大电磁铁吸力不足影响正常工作； 太小因各种误差的存在衔铁与铁芯相撞 产生噪声

18、、破坏振动节奏影响正常供料。一般最佳的气隙为：衔铁吸合后，尚存余隙min=0.10.3mm。?电磁铁的吸力与功率选购电磁铁时一般按其吸力与功率进行。 F0=2 AfMy /sin （ 阻尼系数； 移相角）N=9.8A? ?f?My 10-3 。N=9.8A? ?f?My 10-3 （ 阻尼系数； 移相角）?电磁铁尺寸计算15图 1-51 铁芯尺寸 e=(0.50.7)a铁芯截面积 S=ab=23107F/B2 式中：F电磁铁吸力； B气隙中磁感应强度，600010000（Gs）。 线圈匝数 Z=4500k1k2U/S 式中：k1整流系数，不整流时为 1，整流时为 1.21.3； k2气隙系数，

19、 =0 时 k2=1， =0.5 时 k2=1.31.5； U电压。 导线直径 d=0.7I?=0.7(N/U)? 式中：I电流； N电磁铁功率。 （六）隔振器与基座的设计?按结构设计要求：料斗应轻巧易起振，提高振动效果； 基座质量要较大使其振幅减小，向基体传输的振动减弱 取其质量为料斗的 210 倍，常采用铸铁。?为减少上料器基座的振动对机体的影响16在基座和机体间加设减振弹簧或橡胶柱脚作支承（应注意根据共振条件即激振频率略高于固有频率选择和设计支承弹簧）。?基座可设外罩将电磁铁、支承弹簧、电阻、接线开关等罩在其中防尘、安全、美观、整齐。电磁振动上供料器的有关设计参数如表1-7。振动盘底盘调

20、整方法振动盘底盘的调节是能否制作一台优质振动盘的关键。 除了设计、 加工、 选材需要严格按照规范进行，调试也是关键。根据国内外多家知名企业多年 积累的经验，总结出科学的调试方法如下： 振动盘制作完成后，打开控制器，调节振幅约在满刻度的 35% to 40%， 应该能看到部分零件开始运动，如果速度过低，缓慢增大振幅直至达到满意 水平；如果调到了 80%的水平，而没有达到满意效果，甚至发生过强的现象， 需要检查振盘本体是否与其他东西接触，然后按照以下步骤调整振盘： 1. 拧开一个簧片紧固螺丝，慢慢地，直至发生加速或减速现象发生，如发生 加速，说明弹性过强，相对的一组簧片中，必须拆下最薄的簧片，更换

21、簧 片应该参照规范进行。 2. 如果出现弹性过弱的情况，应该补装簧片。非常重要：为保持平稳送料， 相对的簧片组，簧片数量应该相等。 3. 本体应当处于欠调谐，但其程度必须是有限的。 4. 簧片会随着时间推移而逐渐硬化， 而导致过调谐， 如 1 所述检查振动状况。175. 如果增加簧片后，仍然感觉欠调谐，可能有簧片断裂，通常发生于簧片下 半部和簧片支架的顶部，某些情况下，簧片的断裂不容易看出来，可以取 下簧片，与硬物碰撞，看是否断裂。 6. 如要查找断裂的簧片，应先检查最薄的簧片。 7. 确认螺丝有足够长度将簧片拧紧到底座上。 8. 另一个影响调谐的因素是螺丝的延展性，一般使用 5 级螺栓，可以

22、保证持 久的硬度。 9. 振体的以下部位如出现焊点开裂也会影响振动频率 A、 顶盘的安装法兰 B、 螺旋轨道 C、 返回盘的底部 D、 吊带、侧壁、回料区（一般地，这些部位会产生额外噪 声，能够轻易感受到） 10. 另一个经常发生但不易发现的情况是：橡胶底脚未拧紧并拐开，导致与 安装台面发生硬接触，从而使谐振漂移，必须重新拧紧底脚。 11. 特别注意的是顶盘与振体的连接必须牢固，当重新安装或搬移顶盘时， 使用铁管作助力扳手。 （使用力矩扳手，效果更好） 12. 另外，不要向外拉顶盘，哪怕是轻轻的，从紧固螺栓拉向已装好的送料 轨道，可以另外使用千斤顶。如果顶盘不水平，会导致零件掉落、零件从 料道

23、上滑走而不进入定位料座，并导致卡料、掉向、降低送料率，送料器 必须保持水平，方能保证送料平稳。 13. 千万不要忽视簧片间垫片的作用，往往在更换簧片时容易发生遗漏。这 些垫片的作用等同于簧片，如果遗漏就难以准确调整好振盘。 14. 如果振盘安装到机器上，没有把橡胶脚固定好，也会影响送料效果。 15. 如果振动盘附加了滑道或者直线轨道，依靠振盘的驱动力送料，可能会 产生副作用。解决的办法是使用独立的直线驱动单元。 16. 如果振盘多处出现死点，通常需要检查这些死点的对角处。一般地，需 要重新调整配重，线圈气隙也要重调，也可能有焊点开裂，簧片断裂，簧 片紧固螺栓松动等现象。振动盘及驱动器的故障原因及其处理振动盘不工作的可能原因1、电源电压不足 2、振动盘与控制器间的连线断裂 3、控制器保险丝烧断 4、线圈烧断 5、线圈与骨架间隙过小或过大 6、有零件卡在线圈与骨架间 7、振动盘抵住硬物，顶盘或底盘碰到其他设备 振动盘振动乏力或过慢，零星地或不规则地送料，可能是由于： 1.弹簧断裂182. 底板过薄 3. 安装台面有缺陷，缺少硬度。如果悬吊于设备台面，会造成振动过弱，台 面厚度应该至少达到 1-1/2，这样才不会吸振，圆柱式撑脚必须配备三角 支撑片。 4. 台面不水平 5. 盘内有杂物 6.线圈气隙应尽可能小（以调到最大振幅刚好不发生碰撞为准） 7. 机器节奏过