济南东泰机械制造有限公司

灌装系统配料装置--电磁振动上供料器

时间: 2010-03-24

     在整个灌装系统中,设备的供料系统是比较重要的环节,如果配合不好就会形成系统运作的瓶颈,了解供料系统电磁震动上料器的原理对整个设计带来很大帮助。

电磁振动上供料器的工作原理
★ 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(50~100次/秒)、微幅(0.5~1mm)振动,使工件逐步向高处移动。
 **I=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。
 **I>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)I=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:
 
      ma1cosβ+mgsinα=F=μN          (2—1)
               ma1sinβ+mgcosα=N            (2—2)
(2)I>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:

    
 
      ma2cosβ-mgsinα=F=μN          (2—3)
      ma2sinβ-mgcosα=-N            (2—4)
       
? 2、工件在轨道上的运动状态分析
(1)运动分析
  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I=0,且有
      ma1cosβ+mgsinα>μN           (2—5)
a1>g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ)    (2—6)
  ——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:
   I=0,a1≤g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ)   (2—7)
   I>0,a2≥g(sinα+μcosα)/(μsinβ+cosβ)   (2—8)
  ——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
  * 运动过程:
  I=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;
   ↓
  I>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)
  I=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;
  /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:
  I=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;
   ↓
  I>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)
   ↓  →工件很快落至轨道上的C点、并随轨道下行到D点;
  I=0、工件再随轨道从空间位置D点上行到E点。
   ↓
 如此往复,工件“随轨道上行--跳跃后随轨道下行--再随轨道上行…”
       →工件断续跳跃式前进,跳跃间距为AD段。
  * 特点:
  /工件具有较大的供料速度,供料率较高;
  /工件运动平稳性一般。
  * 运行条件:电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角中等。
 C、连续滑移
  * 运动过程:
  I=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;
   ↓
I>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)
  I=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:
  I=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;
   ↓
  I>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;
  I=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,滑移间距为AC段。
  * 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
      a1≤g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ)
      a2≥g(sinα+μcosα)/(μsinβ+cosβ)
  如取α=2°(常为1~2°),β=20°(常为15~25°),μ=0.41,则
      a1≤0.47g
      a2≥0.41g
所以,只要合理设计,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(2—4)为
      ma2sinβ-mgcosα=0 
 所以产生跳跃的条件为
      a2≥gcosα/sinβ
  同上取α=2°,β=20°,μ=0.41,则有
      a1≤0.47g
      a2≥2.92g
  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
      amax=2π2f2A
  所以,当amax=2π2f2A=a2≥gcosα/sinβ,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。

 下面介绍震动给料机的工作特点:


1、节能高效,使用简单、投资少、体积小、重量轻、维修方便;
2、无转动零件,不需轴承、减速机构,不需润滑油等;

3 、耗电量少,启动电流小,噪音低;

4、给料槽磨损小,适用于输送磨损性大的物料;

5、输送量或给料方便,若与电子秤或微机控制等,设备配套实现自动控制。
振动给料机用途:
振动给料机在生产流程中,可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去,在砂石生产线中可为破碎机械连续均匀地喂料,并对物料进行粗筛分.振动给料机广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。

振动给料机性能特点:
振动给料机振动平稳、工作可靠、寿命长;可以调节激振力,可随时改变和控制流量,调节方便稳定;振动电机为激振源,噪声低,耗电小,调节性能好,无冲料现象。结构简单,运行可靠,调节安装方便,重量轻,体积小,维护保养方便,当采用封闭式结构机身时可防止粉尘污染。

振动给料机工作原理:
振动给料机是利用振动器中的偏心块旋转产生离心力,使筛厢、振动器等可动部分作强制的连续的圆或近似圆的运动。物料则随筛厢在倾斜的筛面上作连续的抛掷运动,并连续均匀地将物料送至受料口内。

振动给料机由运送物料的料槽、振动源的电磁铁及弹簧板组成。振动给料机利用控制器产生的脉冲电磁铁励磁后,料槽就被快速拉向后下方。因为其下降速度很快,所以物料就会浮在空中,并在重力作用下掉落到料槽。接着,在弹簧板的弹力作用下,料槽又被推回到上前方。这时使料槽上的物料向前方移动。该作用以每分钟3000次或3600次的高速度反复进行,使料槽上的物料平滑移动,所以不会引起物料破损。

综上可见:震动上料是给料系统中比较常见的方式,在灌装机中也得到广泛应用,尤其是颗粒灌装机,片剂灌装机

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