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发表于 2008-9-5 15:07:39
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电磁振动上供料器的工作原理
7 V' c/ @2 a6 ?7 X! T" ^; |, `5 E/ x w5 X# y' k6 o7 ?. a: ~
★ 原理:* s# N) S) ^9 t
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。
4 I/ L1 Q0 j' A4 Z$ M 为方便分析,以直槽式上供料器为例,图1-409 \6 M* M3 m' R
# Z0 Z6 ]% J+ E/ g! X
' {+ A: w2 ]+ B" e* T$ u8 [* F) N2 e; R# }! ^
l
1 x! G! ]2 B7 k- C, N9 [+ q b* i8 ]+ H5 \! h
* 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。3 t7 r* I! D+ P0 `
**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。. o! H- n0 M6 l; v$ F4 m
**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)。
5 s- ~8 n5 N6 `) ?( e ……下一循环,周而复始→工件在轨道上作由低到高的运动。 2 c. Z5 D* V1 ]% Q9 F1 r2 v) n) y( C! Q; b
) C) U; h, j/ N( L; N
1、工件在轨道上的受力分析
2 j4 \( F. |# P+ t * 工件在轨道上的受力:自重力、轨道反力、摩擦力、惯性力;
0 K0 G+ X+ @* Z( Y) o6 } * 摩擦力、惯性力与电磁铁的电流有关。# j$ Z9 @( W) B; z ?& |
(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: 5 Z; K2 I |$ a( f4 j1 }- v
1 T0 Q6 I- e/ T2 V4 `
6 H& o8 @( ^! r
ma1cosβ+mgsinα=F=μN (2—1)5 u: Q3 u- z7 ~
+ n4 _; W. T6 N4 h! Z C/ o
ma1sinβ+mgcosα=N (2—2) # t" R7 y0 X, |4 K v! Y% c) e
4 y7 O; Z8 e2 z* ]9 }: v9 q J
(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:
! a' @8 c: v/ }) ]. ?6 b+ G
7 s9 H t& {5 \3 Z2 h$ v, M6 N7 K2 s5 L$ u% G- X* \
ma2cosβ-mgsinα=F=μN (2—3)
* _ Z' j$ @3 r: [ ma2sinβ-mgcosα=-N (2—4)4 J% E {0 p7 `, @3 ~) V a
% s1 V) n3 E' z3 T; a% N. ^0 Ml 2、工件在轨道上的运动状态分析7 z. Z6 p H! ^7 |0 n, p7 e* X$ L8 e
(1)运动分析& y# X6 x0 y2 u- g. J x `& }
根据受力分析,工件在轨道上的运动有两种可能性:
$ U# N9 J+ N* { A、因惯性沿轨道下滑,此时I=0,且有
1 @ i0 j- M- J1 V ma1cosβ+mgsinα>μN (2—5)& e% ~& s/ d) I! B9 l0 ]; g" v
3 H) S. i& r( O* p4 ~4 b$ ] ma1>g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ) (2—6) u3 L( @% L2 S6 o
——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。
% K0 U, Q0 r; Q2 l B、沿轨道上行,此时根据电磁铁吸合与否可得:- x) s. ?0 |( R2 D( Z3 w- o
I=0,a1≤g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ) (2—7)( e8 M8 g- F- ?9 z4 b3 e3 Q
I>0,a2≥g(sinα+μcosα)/(μsinβ+cosβ) (2—8)
9 H7 _5 S' \3 O; Y9 r$ R5 m ——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。 3 Y9 L6 `$ V: B. Y% ]# F
. O0 p r$ I8 p% Q(2)运动状态 ; E2 _9 \9 G; |
* Z. W, y& c" v, C( m8 Y& V/ B% s! i, p" o+ p, k
图1-43 工件在料道上的运动状态# _* H( g( m. Q v/ @/ o9 N+ U
(a)连续跳跃;(b)断续跳跃;(c)连续滑移;(d)断续滑移 & R% ^* i9 t, H8 j! R
; d, S* N& g+ i5 S4 S. _5 b, N9 `) Q
注:图示为料槽的两极限位置。
5 i/ }8 j( n- L5 G( V A、连续跳跃
I ^( G# e- T. b3 P) M+ w * 运动过程: w& H' e5 d# r3 ]& \
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;
, y7 l9 z; j/ N p0 Z3 f5 { ↓
: r7 j$ D/ H4 }9 ~4 }& r: f$ H I>0、电磁铁吸合,由于惯性、工件由B点跳跃起来
2 a% E( A. G+ k1 d ↓ (腾空时间≥料斗运行至最下方的时间)8 x& q6 ^$ z5 A% }2 T
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。
3 p2 d' @" E& {7 M, e ↓7 y0 J+ }, C% j# e# J$ j
如此往复,工件“随轨道上行--跳跃--再随轨道上行…”) D& u# w- u. d/ J6 p0 y
→工件跳跃式前进,跳跃间距为AC段。& f' ?9 o4 e+ T) {! V3 v# c
* 特点:1 y" L/ [! [" X, ^0 B+ d
/工件具有大的供料速度,供料率高;- f5 S0 A4 x, v2 V* e$ u
/工件运动平稳性差,对定向不利;
9 e. I7 v% l2 k1 R0 A4 r: R m /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。
7 Z+ [, C% |$ `5 V# u" D * 运行条件:电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角较大。
1 o t0 C; F" ^. U' R ?+ w 但工件腾空时间过大→料斗复位时工件再落至轨道过晚' |1 E3 D; H- j' N. H, Y
→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. Q" b. M: K/ K& y6 ^6 c
* 运动过程:; j$ `7 H: |- S4 u5 `
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;
( N- t7 i. t) q: \+ z' L5 A ↓
7 o2 H( d* b! o* V% q2 v8 @ I>0、电磁铁吸合,由于惯性、工件由B点跳跃起来5 X: {/ |& o6 @
(腾空时间<料斗运行至最下方的时间)
( s1 v4 N! f4 _0 r- e$ }5 G. v ↓ →工件很快落至轨道上的C点、并随轨道下行到D点;
- n0 F I A3 M' H- Q$ g8 t1 o' S I=0、工件再随轨道从空间位置D点上行到E点。9 j! [" l$ T: \- \( a
↓
- n6 O! `" z: @# |, n/ a) j 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…”
: u7 K7 ^) g* k/ p( ]2 l →工件断续跳跃式前进,跳跃间距为AD段。
5 K, N- F3 i' F& w# O9 J% B' ^ * 特点:
/ w& O! p) ?8 a /工件具有较大的供料速度,供料率较高;
1 ]+ X& d: ?# ?( z& b" p% W8 y Y /工件运动平稳性一般。
0 ?- P0 H6 ?! m) g! x% V5 G8 ~ * 运行条件:电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角中等。 + j$ t, o. v3 ~
a. S* S2 q9 @
C、连续滑移
1 N, V5 p3 a, i- b& z) m * 运动过程:
6 A0 v1 _3 E6 ? 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;: L9 h2 y+ G' b
↓
' y2 `' E7 o$ | W, b) p3 RI>0、电磁铁吸合,由于惯性、工件沿轨道由B点滑移4 U3 Q% S& c7 g. ]
↓ (滑移时间≥料斗运行至最下方的时间)
9 o) V& {: {' y+ W* K1 L1 z I=0、工件停下时已滑移至C点→后又随轨道上行。7 G# ?) u( d! C5 l4 o% H
↓: a9 K) Z4 I1 G
如此往复,工件“随轨道上行--滑移--再随轨道上行…”
: `+ W7 i8 b i9 C →工件滑移式前进,滑移间距为AC段。
% D- W+ q" H! T! R$ i, J * 特点:
4 G4 ~9 I/ q4 c: i0 @1 s$ J /工件具有较大的供料速度和供料率;
. A# |% F& j* R( v /工件运动平稳,利于定向;
7 @, p8 \+ s6 a4 @$ d /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。3 A" F/ @0 Y/ a h
* 运行条件:电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角均较跳跃时的小。 / Z; x$ M$ O# G
$ a, l4 L3 ` ]% n& E% e# O D、断续滑移: Q1 H l- I! a% Y: H# ^1 \
* 运动过程:* y/ v: F; O; [& E, B( \: L3 K" q
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;6 u& }9 f+ L9 E$ Z9 M, r9 e& ?
↓
# z9 W$ Q! I; q I>0、电磁铁吸合,由于惯性、工件沿轨道由B点滑移
" w2 ?% X9 K% _ (滑移时间<料斗运行至最下方的时间)4 {. U# [6 X5 E* R9 U/ E/ F0 D
↓ →工件很快停在轨道上的B´点、并随轨道下行到C点;
$ p7 U2 J# S7 K7 }) y I=0、工件再随轨道从空间位置C点上行。" u+ k* H0 D' F {6 E
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…”
2 z5 J" v+ N2 J. E3 |* s1 v →工件断续滑移式前进,滑移间距为AC段。
- w1 n' c' l( M5 s2 N% U! B) U" l * 特点:
, ]. B3 a2 x# p1 [4 z /工件供料速度和供料率较小;
( H: c4 k9 G3 Q /工件运动平稳,亦利于定向;
# o( y& s- `; n5 | /适用于有定向要求但供料速度要求不高的场合。
' ?1 O2 Y3 \" Y f& k- l * 运行条件:电磁铁吸力、料槽振幅及抛射角均小。
5 p- u3 R4 s6 W) U9 E
T) B2 x" c4 S' a5 ^' W 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
' B" X- l6 g. i% R →首选连续滑移。
+ E* l) } {- M- Y
/ h8 M6 w1 L! ?1 I2 {( a$ W3、工件在轨道上滑移和跳跃的条件
% l% m9 G, W4 r* c! `(1)滑移条件
# y8 j1 z. e T" K, |! c+ V8 K 由前分析,工件沿轨道上行滑移的条件3 M1 `8 ^7 M/ h, n
a1≤g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ)* S% X7 r+ Y ~6 j
a2≥g(sinα+μcosα)/(μsinβ+cosβ)
+ y- N7 h5 H% m9 G7 c 如取α=2°(常为1~2°),β=20°(常为15~25°),μ=0.41,则2 j* A1 K+ X4 K5 y4 `
a1≤0.47g( ~$ l. f/ n# E. ^, i
a2≥0.41g9 _2 I8 u9 ~4 }8 F9 t% C, ]
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。
) a/ j- M+ L$ s3 O(2)跳跃条件
9 e+ y8 F4 h1 T7 }1 \8 ?7 z& x 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, |5 T% D' d$ [5 k: f1 }
ma2sinβ-mgcosα=0 - z9 `) l! t* [
所以产生跳跃的条件为* w' o! Q) B9 K7 `1 A5 E) Q& X) _
a2≥gcosα/sinβ6 X0 K# z+ A% s
同上取α=2°,β=20°,μ=0.41,则有: N% f2 { |9 R! S
a1≤0.47g
% r* h$ m0 m5 e, q a2≥2.92g
4 ?' j" g5 C1 H g, r 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
# F; H0 U% f0 I0 s+ Y amax=2π²f²A9 I" E2 ?+ r7 Q( W7 P- {- l
所以,当amax=2π²f²A=a2≥gcosα/sinβ,工件就会产生跳跃式前进。 & k9 x' _4 h8 Y* W! g
6 K8 ?8 N# h, Z3 f6 V2 X* dl ★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。
: G3 }% R, z* q/ m3 \. m8 _ ★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。 |
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