机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)——Φ6×6塑料放电管自动上料机构

1、三 江 学 院本科生毕业设计（论文）题 目 66塑料放电管自动上料机构 机械工程学院 机械设计制造及其自动化专业学生姓名 鲍译铭 学号 g095152001 指导教师 徐伟 职称 实验师 指导教师工作单位 三江学院 起讫日期 2013年2月-2013年6月 摘 要气体放电管是一种过压保护元件主要是用来保护通信系统、交通信号系统、计算机数据系统以及各种电子设备的外部电缆、电子仪器的安全运行。气体放电管也是电路防雷击及瞬时过压的保护元件。随着第三代移动通信技术（3g）在发达国家的逐步推广，作为拥有自主知识产权的我国，为了满足市场的对于3g的需求必然会建设大量的3g基站。放电管在雷达基站中起到很好的

2、防雷作用使得气体放电管的市场前景十分广阔。本文详细阐述了自动上料机构的整体设计。选择电磁激振作为上料机构的激振方式，采用了螺旋料槽盘和料盘孔套作为工件的定位剔除机构。同时选用了橡胶管作为系统的阻尼减振装置。本机构结构简单、能量消耗小、不需要传动装置、无需润滑、无部件之间的相互摩擦、易于控制等优点。上料速度可达90只/分。关键词：高速，自动上料，电磁激振，剔除机构，阻尼减振角abstractgas discharge tube is a kind of overvoltage protection device ,which is mainly used to protect communica

3、tions, traffic signal computer data systems and a variety of electronic equipment of the external cable. gas discharge tube to the safe operation of electronic instruments and circuits against lightning and transient over-voltage protection device as the third generation (3g) mobile communication te

4、chnology in developed countries gradually promotion, as with independent intellectual property rights in our country, in order to meet the market demand for 3g is bound to be construction of a large number of 3g base station discharge tube in the radar stations have very good lightning protection ef

5、fect makes gas discharge tube market prospect is very broad.this paper describes the automatic feeding mechanism of the overall design. optional electromagnetic excitation as a way of feeding organizations, using the spiral trough plate and the feed pan empty set as the positioning of the workpiece

6、removed bodies.also selected as the damping rubber tube damping device.the body structure is simple,energy consumption and does not require gear, no lubrication, no friction between components, easy control. feeding rate up to 90/min.keywords:high-speed; automatic feeding; electromagnetic excitation

7、; removing bodies; damping feet 目 录第一章 绪论.1 1.1上料机构的意义.1 1.1.1引言.11.2垫磁振动料斗国内外研究概况.1 1.3振动料斗的用途.2 1.4振动给料的主要特点.3 1.5电磁振动料斗简介.5 1.6全自动放电管打印机构.6 1.7课题的目的意义.8第二章 上料机构料斗的设计.10 2.1上料机构的工作原理.10 2.2料斗的基本尺寸确定.10 2.2.1料斗的直径d.11 2.2.2螺旋槽结构形式和主要参数.11 2.2.3料斗的出口.13 2.2.4料斗高度h.14 2.2.5料斗底板.14 2.2.6定向分选装置设计.14 2.

8、2.7料斗材料.17第三章 主弹簧及其支架.19 3.1主弹簧及其支架的设计.19 3.1.1主弹簧类型与支架的配合.19 3.1.2主弹簧的确定.20第四章 电磁振动器.21 4.1电磁振动料斗的激振力.21 4.2激振力的计算.24 4.3激振器的确定.24第五章 基座及减震器.25 5.1基座的设计.25 5.2减震器的设计.25第六章 上料机构简介.26第七章 振动料斗的调试.27 7.1机械调整.27 7.2主振系统的调整.27 7.2.1工作点的判断方法.27 7.2.2频率比的调节方法.27 7.2.3气隙调整.28结束语.29致谢.30参考文献.31第一章 绪论1.1上料机构的

9、设计意义1.1.1引言气体放电管是一种有效的设备输入端保护元件。主要是用来保护通信系统、交通信号系统、计算机数据系统以及各种电子设备的外部电缆、电子仪器的安全运行。气体放电管也是电路防雷击及瞬时过压的保护元件。随着市场的不断拓展、竞争日趋激烈，客户对自动化上料的要求也越来越高。大量的需求致使自动化上料和全自动打印的工艺提出了更高的要求。由于生产规模大，工艺要求先进稳定，工件质量要求一致性好，同事放电管的自身形状也适合自动上料机构的要求，电磁振动料斗成为了放电管自动上料的首选设备。经过东南大学电子机械课题组多年的研发与优化设计，放电管的上料工艺已经基本实现自动化生产，给放电管制造商解决了自动上料

10、的问题。但是，随着时代不断发展，对生产率的要求也越来越高，实现更高效率上料成为必然的要求。1.2电磁振动料斗国内外研究概况目前，国内外铺面存在着各种粉、粒、快状物料料仓的阻流、撘拱问题。问题虽小，但影响颇大，比如，某面粉厂因料仓阻流造成几十万斤小麦霉烂；某火力发电厂的煤仓因阻流而自燃，甚至有的火力发电厂煤粉仓因阻流而引起爆炸；有的化工厂氰化钠粉仓因为阻塞，多年来一直靠人工在有害气氛下捅料；有的铸工车间落砂地坑内料仓因为阻塞，由专设的工人在高粉尘的地坑里捅料；有的高15m直径6m容量500t的砂仓仅有600直径的中心砂柱排料而工人爬到大、中、小型料仓上或钻到料仓内耙料或用大锤在料仓外敲打料仓，进

11、行破拱，更是屡见不鲜。可见，料仓阻流既会影响生产，又会造成事故。随着工业的发展，散体物料料仓越来越多。由于料仓的阻流或搭拱，是整个流水线或自动线受阻甚至停产。因此，解决粉、粒、块散体物料料仓的阻流问题、搭拱问题，已经越来越受到国内外专业人员的重视，并进行了多年的研究。近年来，美、日、德等国家对料仓阻流、搭拱的机理和解决的途径进行了许多研究工作。从1963年开始，美国首先在铸造行业研究振动给料斗，经过反复探索而应用于生产实际。由于它动力消耗小，破拱清仓性能好，又几乎不需要什么维护等优点，很快在其他部门得到了推广，它几乎消除了阻流、搭拱现象，也几乎可以应用于所有粉、粒、块状物体料仓，因此从上世纪7

12、0年代开始就形成了系列定型产品。俄罗斯等国家也相继开始了研制。上述各国曾先后有人取得专利或作者证书。我国从1977年开始研制振动给料斗并应用与生产实际，形成了几种系列十几种规格的定型产品，先后应用于煤炭、化工、电力、铸造、焊条制造、粮食、饲料等部门，使用性能好，运转正常，深受欢迎。由于振动给料斗较其他料仓破拱防塞装置具有突出的优越性，国外称它为“料斗活化器”（bin activator）或称“振动漏斗”（vibratory hoppers）；由于它具有给料机的性能，我国专业工作者会议上将其定名为“振动给料斗”。1.3振动料斗的用途振动料斗（见图1-1）的用途很多。据国内外资料介绍，已经应用振动

13、料斗的部门有煤炭、电力、机械、化工、建材、冶金、矿山、轻工、食品、粮食、医图1-1 振动料斗外形图药、交通运输等。适用的物料有煤炭、建筑用砂、铸造用砂、石渣、卵石、矿石、矿粉、烧结矿石、炉渣、电石、石灰、水泥、水泥生熟料、陶器原料、耐火材料、粘土、陶土、炭黑、烟灰、滑石粉、石膏、锌粉、铅粉、二氧化锰、氧化铁、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铬、氯化钾、氯化钠、氯化铵、重碳酸钠、碳酸氢钠、纯碱、碳酸钙、重晶石、石棉、金属碎屑或粉末、玻璃纤维、木屑、硅藻土、颜料、硫磺、聚氯乙烯、聚乙烯醇、尿素、树脂、六氯化苯、硬脂酸锌、洗衣粉、农药、化肥、饲料、麦麸、碎烟草、茶叶、大麦、大豆、花生、小麦、淀粉、乳粉、

14、食盐、砂糖、碎胶片已经泥饼等等。国外已定型的给料产品有多种系列，多种规格，直径从400mm到4200mm，激振电机的激振力从几牛顿到356kn，功率从几百瓦到11kw；每台振动料斗激振力363kn，功率14,.7kw；给料能力从每小时几百公斤到2000t/h；适用物料粒度从几微米到上百毫米；适用物料种类从轻质炭黑到粘性泥饼、重质矿粉；适用的料仓直径从400mm到21560mm，高度从几百毫米到25m，容积从几升到1000立方米；可以单独用过给料机，或者单独用作破拱清仓设备，也可以兼而用之。振动料斗可以在新建厂矿企业中广泛采用，也可以改造原有料仓，替换原有的旧给料设备。改造工作量很少，无需基础，

15、只需将料仓出口改成适于安装的振动给料斗的法兰，即可安装。振动料斗可用于料仓排料，向皮带输送机、斗式提升机、埋刮板运送机、螺旋输送机等输送设备给料，或向破碎机、筛分机、烘干机、成型机等设备给料，也可以向配料机、定量器等设备给料，可以实行单机或群机自动控制。它的给料量也可以按信号进行调节控制。由于振动料斗具有很好的密封性，因此它可应用于具有高粉尘和有害气体的物料料仓；由于物料对它磨损很小它又可应用与磨损性大的物料料仓；当振动料斗是由耐热性钢板或不锈钢板制作时，它可应用于高温或有腐蚀性物料的料仓。总之，振动料斗在散体物料料仓破拱清仓和给料方面，应用十分广泛，并且具有广阔的发展前景。1.4振动给料的主

16、要特点（1）兼有破拱、给料、关闭作用。振动料斗靠振动破拱和实现给料，振动停止，物料即刻停止卸出。破拱给料关闭三者合为一体，无需另外加装破拱助流装置或设备，也不必要再安装料仓闸门，这样，既节省了设备和能耗，又简化了生产操作和设备维修。（2）具有给料机构性能，给料松散、连续、均匀、准备。振动料斗是靠振动将料仓内物料诱导活化成流态化，使物料蓬松后呈群流状态连续均匀地流水般排出，直至停机或卸空，其给料精度可达4%，gd型振动料斗鉴定测试建筑用砂的给料精度为0.68%，当然，它和其他给料设备一样，由于不是定量设备，其给料精度尚不及定量准确的定量设备。由于活化作用，在排料过程中不仅没有物料粒度偏析，而且还

17、有一定的混合作用（见图1-2），使原有偏析得到一定程度的改善。（3）破拱助流能力强，性能超过目前其他破拱助流装置和给料设备。 振动料斗将振动传给料仓内的物料，在适宜的振频下诱导物料颗粒活化，大大降低了会导致搭拱阻流的颗粒之间的摩擦力和内聚力，使物料顺利下移，不易成拱。同时，振动也可以摧毁已有的拱桥。这一作用靠的是诱导而不是强制，同时又是流态化，因此，这一作用超过其他已有的破拱助流装置和给料设备。（4）结构简单，制造容易，造价低廉，安装操作简便，运行可靠，维修方便。振动料斗是将激振器（如电磁激振器或振动电机）直接安装在振动料斗斗体上产生振动的，没有减速器等传动装置；振动料斗自身结构也极简单，多为

18、焊接结构，制造容易。它与料仓之间采用法兰螺栓联接。接通电源，即可运行。长期连续运行，也可不必设专人操作，工作可靠，几乎不用维护保养，一般只对振动电机轴没工作10000h注油一次。（5）重量轻、功耗小、隔振好、磨损小、噪音低。由于振动料斗结构简单，自重仅为同类产品的几分之一到十几分之一。它省去了功耗较大的破拱助流装置。功率利用率高，功耗最小，功率仅为同类产品的几分之一到十几分之一。物料在振动料斗内作抛掷运动，对内壁几乎没有相对滑动，使振动料斗的磨损很小，即使用于强磨琢性物料，使用五年也无明显磨损。图1-2 振动料斗排料过程由于振动料斗本身无相对振动，吊挂（或支承）装置以隔振器隔振，所以传给料仓及

19、构架的振动很小。曾对一台1000的惯性振动给料斗实测，隔震效率达98%；噪音在50-56db之间，大大低于国家规定值（85db）。这在振动机械中，噪音是较小的；与其他给料机构和破拱装置比较，噪音也较小。（6）不需要基础和附加装置。振动料斗与料仓仅靠法兰螺栓联接，不像其他给料设备（如圆盘给料机等）需要混凝土基础和需要调整套、破拱助流装置等附加装置，也可不用闸门。其造价仅为其他产品的几分之一到几十分之一，又省去了上述附加装置的费用，可使工程造价降低。（7）安装高度低，可取代料仓椎体或部分椎体。振动料斗斗体坡度小，自身安装高度低；同时可以取代小型料仓的椎体或大中型料仓的部分椎体，可增大料仓容积，或在

20、满足容积要求的情况下，可以降低料仓高度。许多火力发电厂的煤仓，为了防止煤仓搭拱阻塞，不得不设计曲线料仓，使料仓高度大大增加，建筑物造价也大大增加，采用振动料斗后，可以取代原给料机和破拱装置，减小料仓高度，节省料仓本身投资和降低建筑造价。（8）密封性好，无需局部除尘或防毒。振动料斗自身全密封，也与上部料仓和下部受料装置全密封，实现全封闭给料，不必另加局部通风除尘和空气净化装置。（9）给料量可调，易于实现单机或群机自动控制。电磁振动料斗可在运行中无级调节给料量，惯性振动料头可在停机时调节给料量，两种料斗均可实现单机或群机自动控制。振动料斗还可以根据电信号自动条件给料量。1.5电磁振动料斗简介由于本

21、次设计的物料是电器元件放电管，所以不再过多介绍其他种类的振动料斗，经过多年的研究发展电器原件的电磁振动料斗已经成熟稳定。电磁振动料斗是一种高效的供料装置，它的结构简单，能量消耗小，工作可靠平稳，工件间相互摩擦力小，不易损伤物料，改换品种方便，供料速度容易调节。从结构上分有直槽式和圆盘式两类，从激振方式分电磁激振式、机械激振式和气动激振式。在电子工业中，电磁式圆周振动料斗常简称为振动料斗。振动料斗是借助于电磁力产生微小的振动，依靠惯性力和重力综合作用驱使件料沿料槽向上向前送进，并在送料过程中自动定向，成单行按规定的方向和位置排列送出，它是一种常用的件料上料机构，常用振动料斗的典型结构如图1-3所

22、示。图1-3 振动料斗结构简图振动料斗上料时具有以下的优点：送料和定向过程中没有机械搅动，撞击和强烈的摩擦作用，因此一般不致于破坏件料的精度和加工表面，也不会产生堵塞现象，对于已经加工的件料，以及薄壁、弹性、脆性制件使用这种料斗是很合适的；定向容易，通用性强，输送形状特征不相同的件料，只要更换定向元件，振动料斗的其它结构都可采用；送料率高，且送料速度易于调整；结构简单，易于维护，比较耐用。1.6全自动放电管打印机构放电管就是一种广泛用于铁路、通信等系统中的过压保护元件，其标记通常采用手工或半自动设备打印，打印效果难以令人满意。随着市场的不断拓展、竞争日趋激烈，客户对外观要求越来越高，尤其是三极

23、放电管，大部分用于出口，外商常常因打印标记达不到要求而退货。针对这一客观状况，经过东南大学电子机械课题组多年的研究与优化设计，在2002年研制开放出一款非常优秀的全自动打印机构apdt-00三极放电管全自动打印机。三极放电管全自动打印机主要由自动上料机构、打印机构、传动机构、控制部件、下料槽等组成。该设备能够满足前述打印质量的要求，具有以下特点：（1）采用电磁振动料斗实现放电管的全自动定向与上料。（2）生产效率：6090只/min。（3）印子精度：一致性0.02mm。（4）具有故障报警和自动计数功能。图1-4 工作流程图该机主要工作流程如图所示，首先将一定量的三极放电管放入电磁振动料斗的料盘中

24、，在电磁振动料斗的振动作用下，三极放电管在料盘中实现自动定向，进入料槽，并在振动料斗的推动以及重力的作用下滑入打印导轨。由运动架上的推杆将三极放电管推至打印工位，推杆同时兼作隔料器。由定位机构完成三极放电管的精确定位后开始打印，打印头所在运动架的直线运动由凸轮控制。打印结束后，三极放电管将经下料槽被自动送至料仓。图1-5 全自动打印机结构图这是一台完整的放电管自动打印机，这台机器实现了自动上料，全自动打印和自动下料。已经达到高度自动化，同时其中也有电磁振动料斗，给我这次设计带来了很好的设计思路。1.7课题的目的意义本课题主要是自动上料机构中前置料斗的设计，前置料斗操作简单，同时它还可以节省人力

25、和无力。前置料斗无需机械传动装置，没有相互摩擦的运动部件，无需润滑，易于维护，故障少，可靠性高；它靠微小的振动送料，没有强烈搅拌、碰撞等现象；送料均匀，连续性好、激振力可调，操作方便、调节性能好，无断料现象，振动平稳、工作可靠，寿命长。目前随着科技的高速发展，各家企业开始络绎不绝的生产前置料斗，市场上的前置料斗数不胜数。前置料斗不仅可以提高工人的工作效率而且可以提高企业的生产总值，本次设计的目的就是为了大幅提高生产效率，针对生产放电管而设计的前置料斗。（一）课题要求：1、了解前置料斗的各种类型、工作原理，各类型前置料斗的特点，优缺点。2、熟悉电磁振动料斗的工作原理，以及将来所应用的场合。3、要

26、求所设计的前置料斗达到所要求的各项指标。4、要求熟悉掌握计算机制图软件，绘制出设计的装备图与零件图。（二）设计有关的原始数据：本次毕业设计任务是针对86陶瓷放电管打印工序，设计自动上料装置的前置料斗，实现半导体放电管打印工艺自动化，要求供料时保持表面清洁，没有污染，一次在前置料斗放料15000只，确保自动供料的供料率90只/分钟。（三）主要问题、难点：1、料斗上料时放电管不能起振动或达不到预期的上料速度，工作前进速度不均匀稳定；2、如何控制电磁振动料斗中的数量；3、减少放电管的相互摩擦，以避免粗糙的陶瓷表面与金属摩擦后使得陶瓷表面受到污染；4、防止工作时有严重噪音；5、根据总体设计绘制冲床自动

27、分度装置各零件的零件图。第二章 上料机构料斗的设计2.1上料机构的工作原理经过半波整流后的交流电输入至电磁铁的线包时，产生频率为50 或100hz的磁性吸力，从而吸引料斗底部下面的铁芯，带动料斗下降，由于在料斗底部边缘的同一圆周上相隔120并倾斜放置的三根弹簧 (个别也有用四根弹簧，其相互间隔 90)的作用，使，料斗下降的同时，产生沿弹簧倾斜方向的圆周扭转。当电磁铁的磁力迅速减小并趋近于零时，料斗在弹簧作用下，反向回转上升，恢复原位。如此在电磁力作用下，连续地对料斗进行螺旋式圆周振动，这样使料斗内的杂乱件料，沿着料斗内壁的螺旋槽成行地向上行进，并从料斗顶部进入外面的料道，送往上料器自动上料。

28、2.2料斗的基本尺寸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2-1。 图2-1 料斗的基本尺寸2.2.1料斗的直径d料斗的直径就是指料斗圈的直径，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 =(812) 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13 mm ,对塑料料斗也尽可能小于810 mm )。因为此次的工件最大外形尺寸为6mm，dmin=126=72mm。 但同时需要考虑到现场的

29、应用情况，因此取d外=180mm，壁厚为3mm。2.2.2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4所示的几种,斜角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的变化，故在决定t时应同时考虑的变化，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 + (h料 -件料在螺旋槽中的定向高度 mm,-螺旋槽的厚度 mm )。 t=1.56+2=11 考虑螺距的加工的复杂

30、性，螺距t适当的可以取大一些，则取螺距t=20mm。供料器的料盘形状可分为：（1） 斗形料斗（2） 圆锥形料斗（3） 椭圆形料斗（4） 直线振动料斗（5） 分离底式振动料斗从料盘的大小可分为： 小型、中型、大型三个系列。图2-2 单轨道 螺旋槽有逆时针式的，也有顺时针式的。 同时轨道的设计也有很多中，有单轨道、多轨道等等。图2-3 多轨道因考虑到工件形状的原因，本次选用轨道面不倾斜的轨道。（原因在后面一章节阐述）螺旋槽的螺旋升角: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，一般取在 13范围内。升距t、升角及料斗直径d三者之具有如下的几何关系，即 tg= t / d

31、。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。因工件较轻较小，为减少圈数，加快送料速度取为3。图2-4 螺旋槽截面形状 螺旋槽的宽度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+ (25) mm，式中b料为件料在螺旋槽上定向送出的宽度或直径。螺旋圈数n: n的选取主要应考虑件料由料斗底部爬上螺旋槽后，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. 53. 5圈。螺旋槽的表面应光滑平整，无凹壳凸起及毛刺，

32、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。 b=6+5=13mm。2.2.3料斗的出口螺旋槽最上部的终点处，就是料斗的出口处，为便于件料迅速离开料斗进入料道，该段料道宜以切线方向伸出料斗，而且短上些较好。料斗出口部分料槽的前端与料斗外料道的相接方法，常见的有对接法和承接法中。为避免振动中料槽与静止的料道相碰，两者应有少量间隙。2.2.4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 (34) t。 h320=60mm

33、故取h=40mm2.2.5料斗底板为使件料能顺利地由底板中部移向料斗边缘部分，然后进入螺旋槽，一般都将底板上部作成锥形，其锥角建议在160174范围内选取(即斜面与底平面成310的夹角)。底板与料斗圈，一般为沿径向用螺钉连接或焊接，为防止电磁铁的磁力线穿透料斗底板而磁化件料，在衔铁与底板间应装隔磁板。 2.2.6定向分选装置设计振动料斗用于输送具有方向性的规则块类工件时，须在输送料槽上设置一定的定向分选排列装置，以使工件都按给定的方向排列输送。使散乱的工件实现定向排列，常用两种方法：消极定向法和积极定向法。消极定向法的特点是按选定的方向基准，采取适当的措施，让符合要求的工件能在输送道上始终保持

34、稳定的运动状态，并设法剔除所有不符合选定方向要求的工件，使之集中回流。这种方法比较简单，应用较广。按其剔除不符合选定方向要求的工件的结构形式，可分为斜面剔除法、缺口剔除法、挡板剔除法、拱桥剔除法等。积极定向法的特点是采取强制性措施使原来不符合选定方向要求的工件全部改变为选定的基准方向，这种方法常用于直槽式料斗和圆盘料斗出料口之外的输料槽中。 定向分选装置的设计是一个合格的振动料斗设计中的重点部分。轨道的设计也是多种多样。图2-5 常用的轨道形式这次的物料为66的圆柱形放电管。方案一：首先考虑到的是倒角过后的轨道，再加上挡板来让物料定向。 图2-6 轨道横截面（1）但问题随之出现。这次的物料高度

35、跟直径过于接近，虽应会被挡板住。但可能会卡住导致送料堵塞，故考虑其他方案。方案二：采用负角，轨道面向中心倾斜，倾斜45度，重叠或者重心不稳的物料将自行跌落。图2-7 轨道横截面（2）但因缺乏实验，无法验证实际使用的可行性，故考虑其他方案。方案三：因此次的物料长度和直径比为1：1，所以考虑采用落料孔使物料沿轴线垂直进入孔中。图2-8 落料孔的设计此方案最为适合物料长度和直径比接近于1:1的情况下使用，故选择此方案。2.2.7料斗材料选用料斗材料时，应注意满足下列要求：使料斗重量较轻，表面光洁、易于加工、隔振、耐磨、成本低廉等，常用的材料有不锈钢、铜、铝、硬塑料和有机玻璃等，铝较轻，但表面粗糙；铜

36、加工方便，而且不会磁化，但重量较大；不锈钢表面光滑，但加工困难，而且较重，成本较高；有机玻璃和硬塑料都比较轻，而且表面光滑。所以这些材料各有利弊，应根据料斗的要求，结合材料的优缺点选用。 因这次的物料为放电管。不受电磁力的影响，为了减少成本，降低整体的系统重量以及料盘重量，但同时又要保证料斗的基本性能。所以决定采用铝合金zl101作为料盘的材料。铝合金zl101的力学性能较高，但高温力学性能较低。不容易被磁化，耐蚀性好，铸造、焊接性能好。但是气体放电管的表面是陶瓷材料，陶瓷材料的硬度大而且粗糙，在料斗工作时，工件之间容易相互挤压、碰撞，容易致使工件的表面发黑，表面的不美观无法达到所需的要求。因

37、此，在料盘的内表面进行喷塑处理，便可以解决这一问题。下图为此次设计的料斗。图2-9 料斗的设计第三章 主弹簧及其支架3.1主弹簧及其支架的设计主弹簧又叫支承弹簧，一般为三根(少数振动料斗为四根)以相同的方向，向螺旋槽相反的方向倾斜一个角度中，它们固定于料斗底板与重盘之间靠近两者边缘部分的支架上，要求主弹簧中心线在水平面上的投影，与料斗中心同心的圆(固定圆)相切，切点间角度相等（即三根弹簧时，每根弹簧相距120），其误差不大与1。3.1.1主弹簧类型与支架的配合常用的有板弹簧和圆柱弹簧两种，板弹簧可分为单片和多片两种，改变弹簧厚度或增减弹簧片数来实现共振调节，板弹簧的刚度在不同弯曲方向上差别很大

38、，对安装精度要求很高。几根弹簧应调整的一致，否则会影响料斗的正常工作。在支架上安装主弹簧时，除应保证紧固可靠，能防止振动回松外，还应易于调节主弹簧的片数或主弹簧的长度。支承弹簧是料斗与基座之间的连接构建，而板弹簧的刚度在不同玩去方向上的差别很大，故对安装精度要求很高。一般的，没每根弹簧可以使用一对支架实现板弹簧与基座的安装角度的稳定性。支架如下图所示。支架的倾斜面与板弹簧的下端定位安装孔安装配合。支架的倾斜面固定住了板弹簧与基座的倾斜角度。保证了板弹簧与基座间的角度支架与基座之间的固定简便易行，同时也保证了板弹簧与基座之间的固定稳定性。如图3-1所示。几根弹簧应调整一致，否则会影响料斗的正常工

39、作。为了保证达到安装的精度，又是在振动的条件下工作，因此为了保证弹簧一切连接件（如螺钉、螺栓等）均应用弹簧垫圈等防松装置，以免连接处产生松动而破坏料斗的正常工作。图3-1 主弹簧与支架3.1.2主弹簧的确定主弹簧的倾斜角倾斜角是影响惯性力作用方向角如图 5所示，从而影响件料振动送进情况和送料速度的重要几何参数，角愈小，则振动时作用于件料前进的分速度v送= v惯cos愈大，有利于生产率的提高，但是角减小的同时，件料作瞬时腾空的分速度v腾=v惯sin (+)也减小，有使生产率降低的倾向。同理，角也不能太大，否则件料易向上抛而不易前进，较适当的角，是略大小或等于件料与螺旋槽的摩擦角，即tg=(为件料

40、与螺旋槽间的干磨擦系数）。所以在决定角时应考虑具有较佳的角，使件料沿螺旋槽具有最大的送进速度。式中为放电管与料槽间的摩擦系数。故=17。弹簧倾角是保证获得升角的结构措施。若弹簧固结点在料斗的螺旋槽中心点，设弹簧固结点半径为r，弹簧倾角=+。为了减小整个料斗的机构尺寸，常把弹簧固结点设在半径为r（rr）。由于弹簧固结点的改变，为了保证料槽仍具有相同的振动升角，弹簧倾角应作相应的改变。则故，取=30第4章 电磁振动器4.1电磁振动料斗的激振力理论分析与实际研究所得出的结论完全一致的，即：电磁振动料斗在激振力不变的情况下，在共振区附近工作时，则振幅较小。反之，在工作振幅相同时，在近共振区工作的振动质

41、体，所需激振力较小，而在原理共振区工作时，则所需激振力较大。已经将电磁振动料斗的双质体振动系统简化为计算质量弹簧刚度k的单质体振动系此时，即可按有阻尼单质体强迫振动系统分析。那么，这个系统力平衡方程式为： （4-1）式中 计算质量；外阻力系数；内阻力系数；弹簧刚度；激振力幅值；振动频率；激振时间；起始相位角。其方程解为 （4-2）式中 位移滞后于激振力的相位差角。而 （4-3） （4-4）代入平衡式并化简： （4-5）而位移滞后于激振力的相位差角 （4-6） （4-7）与的关系见图 图4-1 相位角和频率比的关系曲线式中 阻尼比；综合阻力系数，；空载频率比。由上得到激振力 （4-8）式中动力系

42、数。 图4-2 动力系数和频率比的关系曲线由公式（4-8）和图（4-2）可以看出：（1） 当电磁振动料斗在近共振区工作时（），动力系数总是大于1或。这就可以从公式上得出结论：用较小的激振力得到所需要的相对振幅。（2） 如果是无阻尼的强迫振动，其最大的振幅出现在时。但在实际运行中，电磁振动料斗总是有一定的阻尼。此时，振动系统的共振频率将小于无阻尼时的共振频率。其最大振幅点随着阻尼的增加而左移。在实际计算中，为了简便起见，多用共振振幅代替最大振幅，在阻尼不很大的情况下，计算结果与实际出入不大。（3） 当时，即激振频率远小于固有频率时，动力系数，此时，两质体的相对位移很接近于激振力引起的弹簧静变形。

43、相反时，强迫振动振幅趋近于零。（4） 越趋近于1，所需激振力越小，但阻尼变动对动力系数和振幅a的影响越灵敏，振动料斗振动稳定性越差。所以在设计中，应使固有频率稍大于激振频率，即，也就是使电磁振动料斗在低近共振状态下工作。从图中可看出，当阻尼增大时，固有频率变小，使增大而接近于1，这时，振幅又趋于变大，但激振力未变。它们之间相互补偿，使电磁振动料斗能够比较稳定的工作。相反，如果，阻尼值变化使振幅向一个方向变化，运行不稳定。这就是取低近共振振动的原因。4.2激振力的计算 激振力可按下式计算： （4-9）式中 振动系统固有频率（hz），；质体1的单振幅（m），；质体1的质量（kg），；频率比，阻尼比

44、； 将数字代入式（4-9）中得 4.3激振器的确定 根据文献。u=36v；线圈n=280匝，i=183.75a，由此可知，电流过大。若把线圈改成n=2000匝，则电流为i=0.0918a。从而求得激振器的截面积s=1884，因此，激振器外径，。第五章 基座及减震器5.1基座的设计基座是固定电磁吸铁和主弹簧的基础零件，也是影响下可动部分质量的主要零件，其外径一般比料斗外径略大，这主要决定于主弹簧的固定方法及主弹簧在基座上的固定半径等，其厚度则主要根据对重量的要求和所用材料的比重，一般希望料斗的振幅大而基座的振幅小，故下活动部分的质量为上活动部分质量的2到10倍。5.2减震器的设计振动料斗的减震器

45、，一般有圆柱形弹簧和橡胶弹簧两种，在电子工学中常用真空橡皮管作的橡胶减振垫。图（5-1）为这次设计使用的橡胶减震器。 图5-1 减震器截面图第6章 上料机构设计简介通过一学期左右的努力并且在指导老师的细心指导下，完成了此次的设计任务，如图6-1所示。图6-1 放电管自动上料机构设计这便是本次设计的66放电管自动上料机构，在此做一个简单的介绍。料盘是铝合金zl101，这种铝合金具备较高的力学性能，同时切削性能也高，重量轻，经过表面喷塑后，可以有效的阻止工件的陶瓷表面与料盘金属材质的摩擦，保证工件的外观质量。考虑到机构的通用性，因此在料盘的下端加上托盘装置，料盘与托盘之间可以用m8的螺栓固定。托盘

46、主要是起到托盘住料盘同时固定支架额作用，当线圈通入电流后，激振器产生与托盘之间的激振力，依靠惯性力和重力综合作用驱使件料沿料槽向上向前送进，并在上移的过程中，自动定向。方位不正确的工件就无法通过料盘孔套，同时会被其他的工件挤回料盘内，重新定位，上料。振动料斗上的支架，主要作用是固定板弹簧，同时确保板弹簧的倾角，确定了板弹簧的倾角也就意味着保证了料槽的运动升角，从而保证了送料率。可以说支架对振动料斗送料起到了一个很大的作用。第7章 振动料斗的调试电磁振动料斗子啊生产过成中能否可靠地工作，除了取决于设计、制造和安装的正确性外，很重要的是取决于设备的调试工作。电磁振动料斗属于双质体近共振机械，它的调

47、试工作大致包括以下内容。7.1机械调整电磁振动料斗上体和斗体之间的间隙，应靠调节隔震吊挂（或支承）装置，升降振动料斗斗体来调节。调节时应使间隙均匀，斗体平正，在不影响振动的情况下，使其尽量减小，以免工作时物料外溢。调整密封波形管，使其不影响振动。机械调整合适后，紧固应固定的螺栓，需要锁紧的再次检查并锁紧。机械调整完毕后，用手推动一下斗体，看是否灵活，隔震弹簧是否压死，时候有机械碰撞，如发现有不良现象，应设法排除。7.2主振系统的调整以振动料斗斗体等组成的主振质量和以激振器平衡重等组成的平衡质量与主振弹簧构成主振系统。这个系统，通常工作在低近共振状态下。如前所述，一般选取空载频率比，负载频率比因

48、此，主振系统的调整工作，最主要的是使其工作点调整至上述合适的范围内。7.2.1工作点的判断方法试运转时，首先应判断工作点范围，然后加以调整。最常用的判断方法有：（1） 测量振动周期法（2） 利用松紧板弹簧压紧螺钉法（3） 利用电磁振动料斗空载和负载时振幅的变化情况（4） 利用在气隙中间加塞胶木板的办法，观察电流的变化7.2.2频率比的调节方法对板弹簧激振的电磁振动料斗来说，值过小时，即固有频率过高时，必须减少板弹簧的数目，反之，应增加板弹簧的数目。对螺旋弹簧激振的电磁振动料斗来说，值过小时，则应增大配重的质量；反之，则应减小配重的质量。对橡胶弹簧激振的电磁振动料斗来说，值过小时，可适当减小橡胶弹簧的预压缩量；反之，则应增大橡胶弹簧的预压缩量。在调整主振弹簧的过程中，必须注意下列事项：调整板弹簧激振的电磁振动料斗的板弹簧数量时，需先将激振器壳体上下的检修螺栓拧紧，是联接叉与衔铁定位，然后增减板弹簧数目。这时必须注意，板弹簧中间及两端的垫板厚度和数量应该相同，以免板弹簧出现非正常弯曲。调整完毕后，必须松开检修螺栓，并用螺母锁紧，以防松动。7.2.3气隙调整电磁激振器