灌装系统配料装置--电磁振动上供料器
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- 发布时间
- 2010/3/24
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。