轴套双面自动切端面倒角机——自动上料装置设计

——自动上料装置设计
二级学院 机械学院
专 业 机械设计制造及其自动化
班 级 109040205
学生姓名 张铎 学号 10904020533
指导教师 罗宏 职称 教授
时 间 2013.5.18
目 录
摘 要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
第1章 总体方案的制定 (1)
1.1设计的目的和意义 (1)
1.2确定总体方案 (1)
第2章 振动盘动力学参数的计算 (4)
2.1振动盘的简介 (4)
2.2振动盘的结构和工作原理 (5)
2.3振动盘设计原始数据 (7)
2.4输送速度的计算 (8)
2.5激振力的计算以及电磁铁的选择 (10)
2.6振动输送参数的选择 (14)
第3章 振动盘的结构设计 (15)
3.1料盘基本参数的设定 (15)
3.2振动盘的定向方法 (17)
3.3板弹簧的设计 (18)
3.4橡胶减震胶垫的设计 (19)
3.5振动盘给料控制器的设计 (21)
第4章振动盘的使用和维护 (23)
4.1振动盘的使用 (23)
4.2振动盘常见故障 (24)
4.3振动盘的维护 (25)
第5章 推料装置和料仓的气缸选择 (26)
3.1气压传动的优缺点 (26)
3.2气缸的选择 (28)
结论 (30)
致谢 (31)
参考文献 (32)
文献综述 (32)
摘 要
轴套的自动上料装置，是一个既陌生又熟悉的机械系统，随着加工自动化的 发展，已经成为市场中不可或缺的一部分。

在使用这套系统之前，轴套加工时都 需要工人把轴套固定在机床上， 之后才能加工。

在这个过程中浪费了大量的时间， 同时也浪费了劳动力。

这套系统提高了机械加工效率，解放了劳动力，同时也保 证了工人的安全，所以我选择了本课题作为毕业设计课题。

本次设计的自动上料系统主要包括两大部分： 轴套的自动排序和轴套的自动 落料填装，主要使用振动盘和气缸两大机械装置来实现这个目的。

通过对轴套加 工现状的了解， 通过指导老师对本次设计背景的介绍和设计目的及要求的说明讲 解，通过在图书馆查看书籍、网络上查询相关资料和老师的指导下，完成了各个 部分的设计。

关键词：轴套 自动上料装置 振动盘 气缸
Abstrict
Sleeves’automatic feeding device which is a set of both strange and familiar mechanical system has become an independent part of the market with the development of the process automation.Before using the system,workers need put the sleeve on the machine.There is a lot of time and labor wasted in the process.The system can improve the efficiency of the machining,librate the labors and ensure the safety of the workers.So I choose this topic as my graduation project.
The design of the automatic feeding device consists of two main parts:the automatic sorting and automatic blanking filling of sleeves.The vibration plate and cylinder are mainly used to achieve this goal.By understanding the processing status of sleeves and teacher’s introduction,by looking for books in the school library and relevant information on the Internet,with the guidance of the teacher,I have completed various parts of the design.
Key words:sleeves;automatic feeding device;vibration plate;cylinder
第1章 总体方案的制定
1.1设计的目的和意义
随着科学技术的发展，机器的自动化程度越来越高，极大地提高了生产效。

轴套双面切端面自动倒角机—自动上料装置的设计， 就是为了在大批量的生产过 程中完成对轴套的自动上料，满足上料速度的要求，能够减少工人的劳动强度， 是一种对劳动力的解放，对工人的自身安全也有了一定的保障，一定程度上减少 了加工事故的发生，是人性化的一种体现。

自动上料装置可以保证零件持续稳定 快速地到达被加工的位置，极大地提高了生产效率，降低了劳动成本，能够获得 更大的效益。

随着社会的不断进步与发展，2l 世纪正是我国全面地实现信息化、工业化和 高科技化的崭新时代。

自动化将会给我们带来生产效率的大幅度提高，以及社会 发展的稳定与进步。

工业自动化是现代先进工业科学的核心技术，是工业现代化 的物质基石，是工业现代化的重要标志。

当前，不断研究和探讨我国工业电气自 动化的发展和战略目标，有着极其深远的现实意义和时代意义。

同时，本设计通 过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合完成一个 特自动上料装置的设计， 能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生 的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确 的实施目标，能够实现理论和实践有机地结合起来。

1.2确定总体方案
方案一：使用机械手。

图1-1
优点：1.节约人工、减轻工人的工作劳动力；
2.安全性高；
3.提高效率；
4.稳定生产；
5.摆脱人工操作的惰性。

缺点：1.精度过高；
2.制造成本过高；
3.活动范围有限
方案二：采用振盘、料仓以及推料装置的组合。

图1-2
优点：1.节约人工、减轻工人的工作劳动力；
2.安全性高；
3.提高效率；
4.稳定生产；
5.结构简单；
6.制造成本低。

缺点：1由于有输送距离和提升高度，对送料有一定影响；
2.工作过程中会产生一定的磨损
以上对比了两种方案的优缺点，再参考了被输送物料的性质，决定采用第二 种方案。

第 2章振动盘动力学参数的计算
2.1振动盘简介
振动盘是一种自动组装或者自动加工机械的辅助送料装备， 最早是由振动给 料机演变而来的。

振动盘下面诱惑哥脉冲电磁铁，可以使料斗垂直方向振动，由 倾斜的板簧带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。

料斗内零件，由于受到这种振动， 而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。

其工作目的是通过振动将无序工件自动有 序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。

目前，振动盘广泛应用于电子、五金、 塑胶、钟表业、电池、食品、连接器、医疗器械、医药、食品、玩具、文具、日 常用品的制造等各个行业，是解决工作自动化设备供料的必须设备。

振动盘除满 足产品的定向排序外还可用于分选、检测、计数包装等，是一种现代化高科技产 品。

震动盘的料斗分为筒形料斗、螺旋、线料斗、锥形料斗、等分线料斗五种。

底盘有正拉底盘、侧拉底盘、压电式底盘、精密底盘四种。

控制器分为普通控制 器、分极控制器、调频控制器、带缓启动控制器、数显调频控制器五种。

这种料斗装置的主要优点：
（1）送料和定向过程中没有机械的搅拌、撞击、和强烈的摩擦作用，因而 工作稳定。

对于轴套这种料斗是很合适的，因此我们采用振动盘作为筛选排序装 置。

（2）结构简单，易于维护，比较耐用。

（3）通用性强。

振动盘在使用中的缺点和局限性：
(1)工作中有噪声，以致扰乱周围工作环境。

因此必须合理地设计和调整， 使之减小和避免噪声。

(2)必须保持料斗中洁净的工作环境，长时间工作后，必须给予清理，否则 将影响送料速度和工作效果。

2.2振动盘结构及工作原理
以电磁振动底座为例，主要由以下几部分组成，如图所示
图2-1
1.衔铁：衔铁焊接在一块钢板上，钢板通过螺钉和上底座连接，料斗通过螺 钉与上底座连接。

2.板弹簧：板弹簧作为振盘的储能装置，主要由65Mn 材料制成，板弹簧一 端固定在下底座上，另一端固定在上底座上组成弹性系统，将垂直振动方向的振 动转变为振盘绕其垂直轴做扭摆运动的重要工件， 材料的好坏会影响振动盘的工 作性能。

3.电磁铁：通电后产生吸引力，是振盘振动的原动力。

4.下底座： 通常用铸铁或者铸钢铸造而成， 起到固定板弹簧和电磁铁的作用， 同时作为平衡质量使用。

振动盘的工作原理
1­衔铁及上底座
2­板弹簧
3­电磁铁
4下底座
图2-2
如图所示，由料盘、上底座、衔铁、板弹簧的一部分以及料盘中的物料等构 成质量 1 m ；由电磁铁板弹簧的一部分以及下底座共同构成质量 2 m 。

质量 1 m 和质 量 2 m 由板弹簧连接在一起，形成一个振动的弹性系统。

振动料斗有工作平稳， 消耗功率小的特点。

1­料盘
2­上底座
3­衔铁
4­气隙
5­板弹簧
6­电磁铁
7­下底座
图2-3
电磁铁的电流一般是经过半波整流的。

未经整流之前的电流如图a所示，经 过半波整流后，在正半周内有电压（图b）加在电磁线圈上的，此时线圈就有电 流通过，在电磁铁和衔铁之间产生一对大小相等的脉冲电力，见图c，从而互相 吸引。

此时料盘向下运动， 有成角度的板弹簧是料盘绕其中线做微小的旋转运动， 弹簧板发生变形，进而储存部分势能，在负半周，线圈没有电流通过，电磁铁吸 引力消失，弹簧板的势能就会释放，衔铁朝相反方向离开，料盘向上运动并且绕 其中线做反向旋转运动。

料盘的料道与激振力作用线间有一定的夹角，当料盘振 动加速度的垂直分量大于重力加速度时，，料盘的物料被连续抛起，并按抛物线 的轨迹向前进行跳跃运动。

振动盘振动频率很高，振幅很小，物料被抛起的高度 也很小，所以只能看见物料在振动盘中向前流动。

2.3振动盘设计原始数据
本次设计的振动盘基本参数如下：
1.物料名称：轴套（D=27.14，d=21.68，L=18.20）
2.输送量：12个/分钟
3.工作方式：连续
4.双振幅：0.5mm
5.振动频率：50Hz
6.料槽料道斜角： o 5
7.结构形式：料盘采用板弹簧支撑
2.4输送速度的计算
槽体的位移为：
) 2 cos 1 (
1 ft a S R p - = 式中 1 a ——槽体的振幅
f ——振动频率
t ——时间
槽体的速度为：
ft
fa S R p p 2 sin 2 1 '
= 槽体的加速度为：
ft a f S R p p 2
cos 4 1 2 2 ' ' = 产生抛掷运动的条件：
0 2 cos sin 4 1 2 2 = + = G ft a f g G N s p b p 得 b
p p sin 4 2 cos 1 2 2 a f g ft s - = 令 g
a f K 1 2 2 4p =
b b p sin sin 4 1 2 2 K g
a f = = G G 表示抛掷的特性，故命名为抛掷指数。

K 表示机械振动的强度，故命名为 机械指数。

由此得产生抛掷运动的时间：
) 1 arccos( 2 1 G
- = f t s p 当 1 < G 时，物料在整个振动周期中附于槽底，不可能被抛起，只有相对滑 动，为振动盘的工作状态。

当 1 = G 时， f
t s 2 1 = ，这时物料的起跳点和落下点重合。

当 1 > G 时，物料被连续抛掷，在槽体加速度垂直分量等于 重力加速度负值 的瞬间，物料被开始抛起，沿抛物线轨迹向前运动，经过一定时间此运动过程重 复进行，物料又被抛起，沿着抛物线方向向前运动。

通过物料的连续跳跃来实现 物料连续向前运动。

理论的输送速度为：
s m ctg ctg f
n P g v p / 029 . 0 70 50
9 . 0 1 2 8 . 9 2 2 2
= ´ = = o b 式中 g ——重力加速度（ 2 /s m )；
f ——振动频率（Hz）；
b ——振动方向角（ o ）；
p n ——跳跃系数（上式中取 9 . 0 = p n ） 当 1 = p n 时为物料落到槽
上当即被抛起；
P ——物料运动周期与槽振动周期的比值（上式中取 1 = P ） P
为正整数
考虑到物料性质及其他因素的影响后得到的实际输送速度为：
s m ctg ctg f
n P g v p / 0145 . 0 70 50
9 . 0 1 2 8 . 9 5 . 0 2 2 2
= ´ ´ = = o b h 实 式中 h ——修正系数（上式中取 5 . 0 = h ）
振动盘的供料能力：
h
/ 083 . 0 0145
. 0 52 . 0 10 6 . 0 160 10 32 3600 r 3600 3 3 KN v BH Q = ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ = = - - 实
式中 Q——供料能力（KN/h）
B——槽的宽度（m）
H——卸料端料层高度（m）
R——物料容量（ 3 /m KN ）
2.5激振力的计算
振动盘的结构经过简化，可以看做是一个双子有毒的双质点强迫振动系统， 其原理如图。

图中 1 m 称为前质量（或有效质量）， 2 m 为后质量（或平衡质量）。

板弹簧分属于 2 1 m m 和 。

图2-4
在振动盘的振动系统中，一般存在以下几个力：
弹簧反力 ) ( 2 1 x x k - ，他是阻止位移的，力的方向与位移相反。

弹簧系统的内阻力 ) ( 2 ' 1 ' x x c - ，其大小与弹簧的位移速度成正比。

以上两力
同时作用在两个质点上，大小相等，方向相反。

外阻力 )
( 2 ' 2 1 ' 1 x r x r ，它与振动质量的运动速度成正比。

惯性力 ) ( 2 ' ' 2 1 ' ' 1 x m x m ，其方向与加速度相反。

激振力 ) sin( j w + t F ，它是同时作用在两个质点上，大小相等，方向相反。

综上所述，振动盘的双质点振动系统中的诸力可以用以下微分方程式表示：
) sin(
) ( ) ( 2 1 2 ' 1 ' 1 ' 1 1 ' ' 1 j w + = - + - + + t F x x k x x c x r x m ) sin( ) ( ) ( 2 1 2 ' 1 ' 2 ' 2 2 ' ' 2 j w + -
= - - - - + t F x x k x x c x r x m 式中 1 m 、 2 m ——振动质点的质量；
2 1 x x 、 ——由平衡位置算起，质点的各自位移；
2 1 r r 、 ——外阻力系数；
c——内阻力系数；
k——弹簧刚度；
j ——起始相位角。

以上两式相加，可得：
2 ' 2 2 ' ' 2 1 ' 1 1 ' ' 1 = + + + x r x m x r x m 这就是说，每个质量所产生的惯性力的瞬时值与外阻力之和，在任何时候都 等于零。

为了简化计算起见， 可以认为输送物料所产生的外阻力平均分布在两个质点 上，大小相等，方向相反，即：
2 ' 2 1 ' 1 = + x r x r 0
2 ' ' 2 1 ' ' 1 = + x m x m 这样可得：
2
1
2 1 1 2 m m r r x x - = - = 如以 2 1 a a 、 带入上式可得：
1
2
2 1 a a m m - = 式中 2 1 a a 、 分别为质体1和质体
2的振幅。

质量 = 1 m 料盘+物料+上底座+衔铁+板弹簧折算质量
=4.6kg+6kg+2.5kg+0.9kg+0.1kg=14.1kg
质量 = 2 m 下底座+电磁铁+板弹簧折算质量+橡胶减震座
=13.4kg+2.1kg+0.1kg=15.6kg
折算质量
kg
m m m m m 4 . 7 6
. 15 1 . 14 6 . 15 1 . 14 2
1 2
1 = + ´ = + ´ = 主振弹簧刚度：
) ( 0 z m m k w
w = × = 式中 w ——角频率（rad/s）；
z——调谐系数（z 取0.9）；
M——计算质量（kg）。

得： k=900753.58（N/m)
把 0 2 ' ' 2 1 ' ' 1 = + x m x m 简化为单质量的强迫振动系统，其方程式为：
) sin( ' ' ' j w + = + + + t m
F x m k x m c r x 1
2
2
2 1 1 1 1 m m r m m r c + = + = 方程的特解为： ) sin( 2 0
a j w w l - + = t m F x 2
2 2 4 ) 1 ( 1
z b z + - = l
其中
0 w r c b + = ，取b=0.05-0.07 式中 x——相对位移（m）；
F——激振力幅（N）；
l ——共振放大系数；
a ——激振力之后位移的相位角；
Z——调谐系数；
B——衰减系数。

激振力为板弹簧最大变形与弹簧刚度之积：
max
x k F × = 2
2 2 4 ) 1 ( z b z Ak Ak
F + - = = l 取b=0.07，则：
N
F 26 . 213 9
. 0 07 . 0 4 ) 9 . 0 1 ( 58 . 900753 10 5 2 2 2 2 4 = ´ ´ + - ´ ´ ´ = - 式中 A——相对振幅（m）；
z——调谐系数（z 取0.9）；
b——衰减系数；
K——板弹簧刚度（N/m）。

则电磁铁吸力为： N F F 63 . 106 2
= = 吸 所以选择功率为96W 震动重量为12kg 的电磁铁。

图2-5
2.6振动输送参数的选择
机械指数K 的确定
设备的机械指数K 主要受机械零件强度和结构刚度限制。

输送距离长，输送 量大的振动输送机， 为提高设备利用系数， 使设备不过于庞大复杂并能长期工作。

通常动力系数K=4-6,。

在选用振动次数 n 与振幅l 时，应满足振动强度【K】的 要求。

【K】一般为5-10，所以按照下式验算振动盘的振动强度：
]
[ 900 2 2 2 K g n g K < = =
l p l w 所以机械系数K 取5。

抛掷系数G 的选择
对于各种振动机械，抛掷系数的选择范围是不相同的。

对于大多数长距离大 产量的振动输送机，抛掷系数通常为1.4-2.5；对于振动盘，由于长度较短，为 了获得较大的输送速度，抛掷系数的选择范围为2.5-3.3。

物料在抛掷状态下运 动，由于物料与料槽底部接触时间较短，大部分时间处于空中运行状态，所以对 槽体磨损较小。

振动盘采用中速抛掷状态，在这种状态下，振动输送率较高，能 耗少，对机体强度和刚度要求不太高。

第 3章 振动盘的结构设计
3.1料盘基本参数的确定
料斗的结构形式最常用的有螺旋槽的圆柱形料斗和圆锥形料斗两种 ,圆柱 形料斗因其结构工艺性好应用比较广泛 ,料斗的基本尺寸如图所示 。

图3-1
(1)料斗直径D。

料斗直径就是指料斗圈直径,它的大小取决于件料尺寸和件 料的装载量,一般希望 D 小一些,从而使料斗结构紧凑些,但不宜过小，过小将影 响装载量和较长件料的上料,一般取 Dmin=(8～12)L料(L料为件料的最大外形尺 寸mm;料斗圈的壁厚也尽可能薄一些,一般壁厚多为1～3 mm ,对塑料料斗也尽可 能小于8～10mm )。

取D=400mm。

（2）螺旋槽结构形式和主要参数。

螺旋槽与料壁所构成的料斗圈通常有整 体或和镶焊式两种 ,整体式是料斗壁与螺旋槽原为同一坯料加工制出 ,而镶焊 式则是将螺旋槽镶入料斗壁上切成的螺旋凹槽中焊牢,也可直接将螺旋槽焊在料 斗圈的光滑内壁上。

螺旋槽的截面形状 ,根据件料的结构形状和定向方法有所不 同 ,,常见的有如图所示的几种
图3-2
斜角γ是便于件料输送和定向用的。

螺旋槽的螺旋升距t:当料斗直径一定时 , t 的变化将影响螺旋槽的螺旋升角λ的变化,故在决定 t 时应同时考虑λ的变化 , 另外还要注意不要使两个重叠在一起的件料同时在槽上行进,一般取t = 1. 5 h 料+δ(h料-件料在螺旋槽中的定向高度 mm,δ-螺旋槽的厚度mm ) 。

螺旋槽的螺旋升角λ:λ的大小影响件料的沿螺旋向上行进的难易程度 ,在 一定程度上也影响着送料速度 ,一般取λ在 1°～3°范围内。

升距t、升角λ及 料斗直径 D 三者之间具有如下的几何关系 ,即 tgλ = t/πD。

当其中两个参数 确定后 , 即可算出另外一个参数 ,通常在图纸上只标注D和t,而不标λ。

取λ =1。

螺旋槽的宽 B:B 的大小影响料斗在一定容量条件下的尺寸,自然也影响着料 斗的重量 ,一般不宜太宽 ,通常为 B= b 料+ ( 2～5) mm ,式中 b 料为件料在螺 旋槽上定向送出的宽度或直径。

取B=25mm。

螺旋圈数 n:n 的选取主要应考虑件料由料斗底部爬上螺槽后,在螺旋槽上定 向所需的长度,当需要多次定向时,螺旋槽的长度应长一些,另外,还应考虑件料 倒入料斗后堆积的件料对料斗底部的影响,螺旋槽的螺旋圈数建议取为 1. 5 ～ 3. 5 圈。

螺旋槽的表面应光滑平整,无凹壳凸起及毛刺,以利于件料在其上行进。

特别是料槽起始处与料斗底板相接的地方应修整平滑,使之无缝隙,无凹壳凸台, 否则件料不易爬上螺旋槽而影响料斗的送料率。

取n=3.
（3）料斗高度 H 料斗高度 H 的大小,主要决定于所选取的螺旋槽升距 t,螺
旋槽的圈数 n 以及出料口的高度等。

一般宜小于三到四倍螺旋槽升距,即 H
<(3～4) t。

取H=155mm
3.2 振动盘的定向方法
在振动式料斗中， 是以剔除法来进行定向的。

一般都在螺旋料道的最上一层， 根据工件的形状特性和定向要求， 安装一些剔除构件， 或将某一段料道开出缺口、 槽子，或做出斜面等，将不符合定向要求的工件剔除，使之重新落入料斗底部， 而让正确定向的工件通过。

这样的结果就能满足都干的定向问题。

图3-3
在振动式料斗中， 是以剔除法来进行定向的。

一般都在螺旋料道的最上一层， 根据工件的形状特性和定向要求， 安装一些剔除构件， 或将某一段料道开出缺口、 槽子，或做出斜面等，将不符合定向要求的工件剔除，使之重新落入料斗底部， 而让正确定向的工件通过。

图(a)为凸缘定向分选结构，通过在料斗内壁适当位置设置一段凸缘，容许大头 向下的正立物品顺利通过，倒立、侧卧者则被剔除并落回料斗，实现定向分选。

图(b)和图(c)适用于王冠瓶盖及有凸缘瓶盖的定向分选。

图(b)为限制板结构， 限制板与螺旋输送道间的距离只容许一个瓶盖自由通过， 重叠的盖受阻并被分隔 开，下面的盖从限制板下通过，上面的盖受限制板的阻挡而落回料斗，未能分离 开的重叠盖都落回料斗。

图(c)是拱桥结构，一般设置在限制板结构之后，适用 于盖口向上的送料场合，方位合乎要求的盖通过拱桥结构继续前进，不合要求的
盖从剔除孔落回料斗。

图(d)和图(e)为缺口结构，适用于小杯、小盖、小盒等的 定向分选，通常直接在输送槽或道上开设特定形状的缺口，盖口朝上者可通过， 盖口朝下者剔除回料斗。

图(f)为凸块结构，适用于高度大于直径的圆柱或圆筒 形盖、塞的分选。

在螺旋输送道上高度大于物件直径但小于物件高度的位置处设 置特殊形状的凸块，物件直立者输送至凸块处即被推倒或剔除回料斗。

为使圆柱 形物品沿输送道前进时，其中心线与输送道中心线方向一致，将设置凸块结构之 后的螺旋输送道逐步减小宽度，这样，不符合定向的又被除，实现二次定向分选 挡条是常用于保证零件单项纵向的机构，剔除静置其他零件之上的零件。

它还用 于剔除那些直立方向上移动的零件。

如果零件楔形挤入挡条下，使用这种机构将 会出现阻塞，这种阻塞机构与零件的几何结构有关。

据曲线图可以确定最大可接 受挡条斜角 max q ，它与由阻塞角 b 表示的零件几何结构有关。

通过的零件层与挡条之间的最大间隙近似等于零件的厚度。

可以确定其最小
间隙，它是输送速度的函数。

当 q 值达 ° 60
时， q 对进给速度的影响可以忽略不 计。

2.8板弹簧的设计
振动器板弹簧一般有优质弹簧钢65Mn 材料制成的板弹簧片叠装而成。

板弹 簧经过淬火后，要求硬度HRC=40-42，热处理后板弹簧不允许有扭曲、裂纹、夹 渣、锤痕等缺陷；表面脱碳层厚度不得超过板弹簧厚度的1/100；
板弹簧叠片两端用螺栓压紧，其中一端与底盘用螺栓连接，另一端与上底盘 连接。

当振动时，板弹簧两端有相对平移，所以在计算弹簧刚度时应考虑压不紧 系数。

有材料力学弯曲变形知识可知， 若忽略板弹簧本身质量， 视两端为固定梁， 两端受一对大小相同，方向相反的力，其挠度为
J
PI y 12 3
= 12
3 bh J =
式中：
P——作用力（N）
I——板弹簧的有效长度（m）
E——钢的拉伸弹性系数， Pa
E 9 10 206´ = J——惯性矩（ 4 m ）
b——板弹簧宽度（m）
h——板弹簧的厚度（m）
弹簧刚度：
3 3 3 12 I
Ebh I EJ y p k i = = = 由弹簧叠片，并考虑到压紧系数，则弹簧板束总刚度为：
3 3 l
Ebh i k a = 式中：
k——弹簧片总刚度（N/m）
a ——压紧系数，与弹簧板厚度和片数有关，一般 25 . 1 05 .
1 - = a 板弹簧的有线长度为140mm，宽度20mm，厚度 2mm。

主振弹簧刚度：
2 2 0
1 w m z k = a 为不压紧系数，取a =1.25，
37 . 12 16 3 3
= = Ebh
l k i a 取板弹簧片数为12片。

2.9橡胶减震胶垫的设计
在振动设备的设计中， 橡胶或橡胶金属零件可用作减震器或者激振器的主弹 簧。

它与金属弹簧相比有以下的特点：可以塑模成所需的形状和尺寸；可以随意
选择三个方向的弹簧刚度；改变橡胶弹簧的内部构造，可以大幅度地改变弹簧刚 度；此外由于相较具有较大的内摩擦，在共振或者近共振工作时，其振幅不易出 现浪涌现象。

使用实心圆柱橡胶减震座， mm r 15 = mm
h 40 = 则： 2
2 5 . 706 mm r A L = =p
2
3768 2 mm hr A F = = p 1875 . 0 3768 5 . 706 = = = F
L A A s 24
. 1 ) 65 . 1 1 ( 2 . 1 2 = + = s m 则压缩方向上的弹簧刚度为：
E E h A k L 22 40
24 . 1 5 . 706 = ´ = = ^ m 上式中： L A
——受力面积（ 2 mm ） F A ——自由面积（ 2 mm ）
s——受力面积与自由面积之比，称为形状因素
m ——形状系数
^ k ——竖直方向的橡胶弹簧系数
E——橡胶静态弹性系数
减震橡胶的挠曲量一般取15%，其静力挠曲量为：
100 15 = h d 6 15 . 0 40 = ´ = d （mm）
橡胶的邵氏硬度
当邵氏硬度取 o 50 = H 时，所需减震器荷重为：
公斤） ( 2010 6 . 0 3350
= ´ = = ^ d k W 动载的挠曲量为：
) ( 5 2
. 1 6 mm d d = = = d d 2.10振动盘给料量控制器的设计
振动盘的振幅就是调节她得给量， 所谓振动盘的调节特性就是指改变点参数 引起给料量变化的特性。

振动盘调节给料量的方法有两种，一是改变激振力，二是改变激振频率。

1.改变激振力
随着电压的变化给料量变化很大，这是因为振幅正比于电压的平方，对于要 求给料量稳定的系统不可不注意电流电压波动的影响。

可控硅调节器也属于这一 类型，通过改变可控硅整流器的开放角度就可以调节振幅。

由于这个办法简单可 行，而且调节范围广，所以得到广泛的应用。

2.改变激振电源频率调节物料量
利用变频电源改变激振频率。

由于频率增加使得单个物料的跳跃次数增加， 振幅不变时输送量也会增加。

在激振力幅值不变时由于调谐指数的变化也会使振 幅有所增加。

应当注意变频电源为保证激振力不变，需保持电压与频率的比值不 变。

振幅调节器的几种类型
1.调压型振幅调节器
如图所示，利用调压器调节电压，经过半波整流供给振动盘。

由于调压容器
的限制，只用于小型振动盘。

这种调节器比较简单，调节范围大，但是不宜实现 自动控制。

图3-4
2.可变电阻调节器
如图所示，通过改变电阻值，改变电振机线圈输入电压，从而调节振幅，这 种调节器的损耗比较大，一般用于小型振动盘。

3.可变电感调节器
本调解器调节特性平滑，损耗小，但是功率因数低.
4.可变电容调节器
本调节器特性均匀性差，但功率引因数高，只用于微型振动盘。

5.可控硅整流调节器
利用可控硅半波整流调节器控制方案是比较理想的。

其优点：
（1）调节范围大，可以从零调到额定值。

（2）能实现闭环自动控制，大大简化自动控制系统，并且可以达到很高的 精度。

（3）成本低，体积小。

所以选用可控硅整流调节器。

第 4章 振动盘的使用和维护
4.1振动盘的使用
振动盘虽然运转安全、使用可靠、操作容易、维护简单，但实践证明，一旦 出了故障，若不及时停机并予以排除，也会在短时间内损坏。

因此，工作人员和 维护人员需要掌握振动盘的性能，严格执行操作规程，做到及时维护，才能保证 振动盘长期正常运转。

1.开机前注意事项
（1）检查振动盘周围是否有影响振动的因素，一旦发现，应立即排除。

（2） 检查振动盘身情况是否正常： 所有螺母是否紧固 （弹簧紧固螺母尤为重要）； 焊缝等有无裂纹等等；振动盘是否放置水平。

（3）检查各种控制装置的完整性、灵敏性和可靠性。

（4）检查出料口和料盘内情况是否符合要求。

2.开机时注意事项
（1）启动是否正常，启动时电压调整按钮应调制0档。

（2）开机后有无不正常噪音和振动异常现象。

（3）给料状态是否均匀、连续、松散、准确。

3.运转时注意事项
（1）观察振动是否正常。

（2）观察给料是否稳定。

（3）检查螺母有无松动，有无异常噪音。

（4）检查电磁铁是否唱过允许温升。

4振动盘的使用
（1）接通振动盘的转换开关，信号灯亮，振动盘接入电网，振动盘启动后 调节电压控制器，便可以调节给料量到需要值，并开始稳定工作。

通常电位器在 启动前都是振幅最小甚至在零工位，然后逐渐增加到需要值，也可以直接在需要 值工位启动，或者在需要值工位停机。

新投产的振动盘，工作一段时间后，应再 次检查各个需要紧固的螺母是否紧固。

（2）向电子秤等定量给料时，可在电气线路上设计成以时间继电器控制先。