电磁振动定量给料系统设计思路浅析

电磁振动定量给料系统设计思路浅析
Research on the Design of Electromagnetic Vibration Quantitative Feeding System
鹿建森
（合肥固泰自动化有限公司，
合肥230051）LU Jian-sen
(Hefei Gutai Automation Co.Ltd.,Hefei 230051,China)
【摘要】电磁振动定量给料系统广泛应用在医药以及化工等相关工业领域。

电磁振动系统可以与复杂的外界环境相适应，
工作安全可靠性较高，结构较为简单，通用性也非常好，随着近期的电磁振动在给料机领域的应用技术水平显著提升，其他类型的优化控制，电磁振动系统也在不断进行深入探索与研究。

论文对电磁振动定量给料系统设计的状况进行了全面及系统的分析。

【Abstract 】Electromagnetic vibration quantitative feeding system is widely used in medicine and chemical industry.Electronic vibration
system can adapt to complex external environment,its safety reliably is good,structure is simple and versatility is good.With the recent improvement of electromagnetic vibration technology in the field of feeders and other types of optimization control,electromagnetic vibration system has been further explored and studied.This paper makes a comprehensive and systematic analysis of the design of the quantitative electromagnetic vibration feeding system.
【关键词】电磁振动；控制；现状分析
【Keywords 】electromagnetic vibration;control;current situation analysis 【中图分类号】TP273
【文献标志码】B
【文章编号】1007-9467（2019）03-0083-02
【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2019.03.023
【作者简介】鹿建森（1980～），男,安徽合肥人，高级工程师，
从事水泥、建材、冶金行业物料计量、
输送、定量给料机电设备研发研究。

1引言
近年来，一种新型电磁振动定量给料系统被广泛使用到各大行业中。

电磁振动机械可以适应较为复杂的外部环境条件，因此，电磁振动可以广泛运用到国防建设、汽车电子通讯、航空航天等各大行业，电磁振动设备也能够用来发现早期的故障问题,有效提升模拟实际工况的真实性。

电磁振动设备的应用范围非常广，可靠性较高，适应性较强，相关的控制设备操作较为简便，性能稳定性较强。

电磁振动控制大量投入应用到给料机的使用中，用电磁振动控制之下的给料机装置整体的体积较小，工作的噪声也很小，
控制电路的数字化控制和显示频率都用PID 进行控制，对电机的控制系统也用到开环形控制。

本文对电磁振动控制设计的现状进行了全面且系统的分析，以电磁振动定量给料机作为主要的研究对象，并且对相关的产业以及技术发展进行了简要分析与阐述[1]。

2电磁振动给料机系列
2.1GZ 系列电磁振动给料机
这个系列的电磁振动定量给料机，作为一种新型的给料设备，通常使用在将颗粒状、粉状以及块状物从储料仓或漏斗中均匀、定量并且连续地运送到受料装置中。

该装置大多使用在矿山、冶金、化工、陶瓷、煤炭、水泥、粮食以及电力等企业中。

这一系列的电磁振动定量给料机重量轻、
噪声低、耗电少、工作频率高、体积小，并且能够使用自动控制流程，从而达到生产流程自动化的目标。

Manufacture Engineering Design
制造工程设计
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Construction&DesignForProject 工程建设与设计
2.2DZ系列振动给料机
DZ系列的振动定量给料机作为一种节能型的通用给料设备，能够运用新型的振动电机作为其激振源，同时有结构紧凑、简单的优点，使用程序以及维修等方面都非常简便。

这种设备还具有料槽磨损程度小，能够实现给料均匀，机械设备使用周期长等优势，通常和斗式提升机、破碎机、振动筛以及振动输送机等共同配合来完成工序。

通常会用在定量包装自动控制以及自动配称等功序过程中，大多会用在化工、建材、煤炭、冶金、陶瓷、粮食以及磨料磨具等行业中。

这种机械的工作原理和独特的结构特点为：DZ系列的震动给料机使用的是新形式的振动电机驱动，机体沿槽体方向周期地进行直线往复振动操作，从而达到定量并且均匀给料的目标。

该设备是由振动电机、减震装置以及给料槽体共同构成[2]。

2.3GZV系列微型电磁振动给料机
GZV微型电磁振动给料机，通常用于粮食加工、商业、轻工、化工等行业中。

一般运用在颗粒状以及粉状物料给料定量、自动包装和配料等生产工艺过程当中，同时，还能够进行自动化控制以及集中控制。

和其他形式的给料机相比较，该设备有结构简单、耗电省、重量轻、体积小，并且能够进行无级调节给料等优势。

GZV微型电磁振动给料机的相关配套控制箱既能够手动调节，也可以自动化调节。

微型的给料机一般是座式结构，在工作过程中需要将其放置到工作台上。

2.4DMA系列电磁振动给料机
DMA系列电磁振动给料机大多用在煤炭、冶金、建材、化工、电力、粮食、机械以及矿山等行业中，通常是将粉状物以及颗粒状物料从漏斗或储仓中连续、均匀并且定量地输送到受料装置中。

2.5TZG系列电磁振动给料机
TZG系列电磁振动给料机结构一般为折弯成型，结构合理，轻钢补强，造型较为美观。

这种产品通常有两类激振形式：第一类是振动型电机，可以直接驱动，不需要皮带等相关传动装置，较为节能，振幅较为稳定，运用变频器对给料量进行调节，非常方便。

另一类为普通Y系列的电机直接驱动内激振器，该机械的工作结构较为紧凑，设计更加合理，其使用寿命也较长[3]。

3电磁振动定量给料系统结构设计思路分析3.1电磁振动定量给料控制系统
电磁振动给料机的给料精度控制自动循环系统，通常由溜槽式固体流量计、电磁振动给料机、水平振动输送机、储料器以及垂直型的螺旋振动输送机5大部位共同组成。

根据目前的设备状况来看，这种控制系统在整个设计中，电磁振动给料机、水平及垂直振动输送机是主要的控制对象，电磁振动机的控制箱具有执行操作功能，为了让整个物料系统循环运作起来，可以通过垂直振动输送机以及水平型的振动输送机达到物料回流的目的，从而共同组成1个物料的循环给料系统。

对于计算机的控制部分，微机使用通常都需要考虑到具体的工业环境，在该环境下的计算机一般使用集成一体化的采集卡。

信号输入的部分为前向通道，这当中的放大器与传感器利用的就是系统给料量的最大值，经由分析与实验来最终决定整个系统工作在线性段相对较佳的位置，从而使流量信号的准确度得到保障。

3.2电磁振动给料机的工作原理及特点
电磁振动给料机又叫做电振机，通常由振动器、减震器以及料槽3大部分共同构成激振器，又是由衔铁与电磁铁，以及装在两者中间的主振弹簧等部分共同组成，这是产生振动的激振源，其需要经由控制装置进行相应的控制操作。

通常情况下会对给料器的振幅进行控制，从而实现定量给料的目标。

电磁振动给料机的振幅，通常是由可控型的硅整流器来加以调节，电振机定量给料系统大多运用的方式是对振幅加以控制，从而实现定量给料目标。

该系统中的电振机，一般是由可控硅半波整流器对其加以控制，电源的电流经由可控硅半波整流时，对电源正半周进行可控制硅导通。

电流经过电磁铁线圈，在衔铁与电磁铁中产生相应的电磁吸力，让衔铁向前推动，能量将会储存到弹簧中。

当正半周结束后，电流与电磁激励取得最大值，依据电磁感应的相关原理，自感电式电流不会立刻进行截止，通常都会延续一段时间，电磁力与电流逐渐减弱，最终消失[4]。

4结语
本文通过对电磁振动控制设计的现状进行全面、系统的分析与阐述。

在工业生产过程中，电磁振动控制系统一方面体现出了其稳定性、快捷性以及灵活性的优势，另一方面由于电磁振动系统可以很好地适应较为复杂的外界条件，使工作较为安全可靠。

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又因其通用性较高，结构较为简单，该设备可以使用到发现早期故障的工序当中，可以有效提升模拟实际工况的真实性。

电磁振动设备的应用面非常广，其适用性也较强，控制设备可靠性较高，操作较为简便，性能状况相对稳定，电磁振动控制系统被广泛运用到定量给料机当中。

电磁振动定量给料机从20世纪60年代到目前经过一系列的技术改造，以及相关设备的更新发展，目前已经能够高效运用到工业给料传动以及送料等相关系统的控制过程中。

电磁振动定量给料机的通讯性能非常好，可以在高温，低温等复杂环境条件下依旧保
持良好性能平稳运行，整个电磁振动定量给料机控制系统的发展前景非常好。

【参考文献】
【1】戚俊,龚大伟,李燕,等.基于模糊PID控制的电磁式定量给料系统[J].食品与机械,2016,32(11):74-78.
【2】张锁贵.电磁振动定量给料机控制系统[J].商,2013(15):317-318.【3】潘春月,余剑敏.动态矩阵控制算法的电磁振动定量给料控制系统[J].轻工机械,2008(2):102-104.
【4】王绍侠,高刚华.种子定量电子秤电磁振动变速给料的原理与应用[J].农业机械学报,1998(S1):143-149.
【收稿日期】2019-01-02
岩屑、岩粉、泥。

其中岩块是大块状，形态上多为片状、透镜状，粒径超过2mm，具有不明显的定向排列特性，只有局部含有泥膜，在软弱结构面中属于较为坚硬的一类物质，整体的抗剪能力较强；岩屑呈现出肉眼可见的形状，具有显著的定向排列特性，不存在连续的泥质夹膜，且岩屑缺少黏性，粒径在0.1~ 2mm之间；岩粉具有不明显的定向排列特性，整体构造较为破碎，无黏性或具有不显著的黏性，并经过大量研磨形成，没有或存在较少其他方面的改造，粒径多在0.1mm以下；泥具有一定的黏性，主要是由黏粒、粉粒共同构成。

只要明确软弱结构面的结构特征，这些类型的软弱结构面就很容易进行分类。

3.2.2根据软弱结构面的抗剪强度进行分类
软弱结构面在剪切面上的定向程度增加，其内摩擦角也会同步增大，但整体的凝聚力会降低，颗粒定向程度高的软弱结构面结构虽然均匀，但整体的层理结构连接强度却非常低。

而随着颗粒沿剪切应力方向重新定位之后，软弱结构面的抗剪强度会不断下降，对于结构疏松、孔隙率大的凝聚接触型软弱结构面，其抗剪强度很低。

运用抗剪强度能够对软弱结构面进行有效分类。

如岩块的抗剪强度在0.6~0.65MPa、岩屑的抗剪强度在0.45~0.5MPa、岩粉的抗剪强度在0.25~0.3MPa、泥的抗剪强度在0.15~0.2MPa，通过一定的工程地质方式能够获取岩体的抗剪强度，从而显著区分出软弱结构面的类型[4]。

3.2.3根据软弱结构面的岩层指标进行分类
采取相应措施获取软弱结构面的吸水率、容重、强度、空隙率等重要的岩层指标，然后通过相应标准对软弱结构面进行分类，这种方式也可以进行软弱结构面分类工作。

岩块的吸水率在0.01%~0.10%，容重在1~1.9g/m3，强度在300~380kg/m2，空隙率在1%~5%；岩屑的吸水率在0.11%~0.20%，容重在2~3.0g/m3，强度在200~300kg/m2，空隙率在6%~10%；岩粉的吸水率在0.21%~0.30%，容重在3.1~4.0g/m3，强度在100~ 200kg/m2，空隙率在11%~15%；泥的吸水率在0.31%~0.40%，容重在4.1~5.0g/m3，强度在10~100kg/m2，空隙率在15%~20%等，根据相应的这些岩层指标可以进行软弱结构面的有效分类[5]。

4结语
软弱结构面的形成原因、具体物质组成、整体特征及性质都非常复杂，若根据单一要素进行软弱结构面的分类都无法充分反映出软弱结构面的复杂特性，造成相应的单一分类容易受到局限。

相关工程地质勘察人员需要充分了解软弱结构面的结构特征、组成成分、形成要素等，才能合理地进行工程地质分类，并通过对软弱结构面的工程地质分类进行探索研究，为工程项目建设和社会经济发展提供便利，促进工程地质
勘察工作更好地发展。

【参考文献】
【1】丁军浩,王浪,邓辉,等.澜沧江某水电站控制性结构面对岩质边坡的失稳破坏影响[J].水利水电技术,2018,49(2):144-151.
【2】赵凯,曾亚武,曾超.基于颗粒流法含软弱结构面岩质边坡稳定性分析[J].科学技术与工程,2018,18(1):97-102.
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【4】张勇,石胜伟,何江达.基于云模型的隧洞围岩工程地质分类方法及应用[J].工程地质学报,2016,24(3):339-344.
【5】李亮辉.顺层岩质边坡软弱结构面原位剪切试验及其稳定性分析研究[D].武汉:华中科技大学,2005.
【收稿日期】2019-01-08
Environment Engineering Design
环境工程设计
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