电磁振动上供料器的工作原理

电磁振动上供料器的工作原理

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 ma1sinβ+mgcosα=N

（2—1）（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 ma2sinβ-mgcosα=-N

（2—3）（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

a1>g(sinα-μcosα)/(μsinβ-cosβ) （2—5）（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(sin α-μcosα)/(μsinβ-cosβ) Ｉ>0，a2≥g(sinα+μcosα)/(μsinβ+cosβ) （2—7）（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

3、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；

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/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。

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* 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

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amax=2π?f?A 所以，当amax=2π?f?A=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。

振动供料器（振动盘）的设计

（一）供料率Q * 振动上料器的供料率取决于供料器的给料速度；* 给料速度一般用工件在料道上移动的平均速度Vp 来估算，它与料槽的倾角α、振动升角β、工件物理特性、电磁振动参数等有关。* 料斗结构确定之后，上料器的供料率为Q=60Vp·η/l=60πfA·k·η/l

k-速度损失系数

* 设计时，上料器生产率比自动机械的生产率大15%~20%。（二）料斗设计1、料斗的结构设计料斗的结构多样，大多采用圆筒形结构，图1-44。

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料斗筒体与轨道——一般料斗：筒体与螺旋轨道采用整体结构（车制轨道或整体铸造）。大型料斗：常采用拼焊结构形式。轨道的工作面一般与料斗内壁成直角，有时向上倾斜5°~10°。

为使工件顺利

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料斗筒体与筒底（料斗底盘）——一般分别加工，再用螺钉连接（是由于工艺原因）；筒体与筒底的连接须注意同心度和牢靠；筒底上部一般做成锥形（锥角160°~170°）。

使工件易向周边

料斗底盘与衔铁之间应装有隔磁板（铜或铝材），或用隔磁材料做底盘。