振動式螺母輸送機機械結構設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含16張CAD圖紙】-jxsj40

振動式螺母輸送機機械結構設計

摘  要

螺母輸送機在生活中主要運用于車企，與焊接設備進行配套使用，這樣可以很好地杜絕安全隱患而且提高生產效率。在很多企業(yè)中，當使用通用式點焊機進行螺母與螺栓的焊接時，通常焊接壓力非常巨大，而傳統(tǒng)焊接時，工人用手放置焊接螺母或焊接螺栓時，常常因為長時間注意力不能集中或操作不當，造成手部壓傷甚至殘廢。尤其是企業(yè)大規(guī)模生產時，工人難免會產生疲憊，每年很多企業(yè)都會發(fā)生類似的生產安全事故。

振動式螺母輸送機完美的解決了這個問題，用機器運輸焊接螺母，而不再使用人工放置焊接螺母，從而實現了從螺母的輸送到電焊機的自動化。采用螺母輸送機即安全又方便，效率還很高。工人只需要將螺母放入指定地點，然后機器就會自動運行實現焊接作業(yè)，安全性大大提高，極大地優(yōu)化了工作任務，縮短了工作時間，只需要少量的工人既可以完成作業(yè)，節(jié)約生產成本，而且企業(yè)實現了自動化生產，便于質量監(jiān)管和生產方式管理。

關鍵詞 焊接螺母；振動式；輸送機

Mechanical Structure Design of  Vibrating Nut Conveyor 

Abstract

Nut conveyor in life mainly used in car prices, and supporting the use of welding equipment, which can be a good put forward the security risks and improve production efficiency. In many enterprises, when the use of general-purpose spot welding machine for welding nuts and bolts, usually the welding pressure is very large, and the traditional welding, the workers placed by hand welding nuts or welding bolts, often because of long hours of attention can not be concentrated Or improper operation, resulting in hand injuries or even disabled. Especially when large-scale production of enterprises, workers will inevitably produce fatigue, many companies each year will occur similar to the production of security incidents.

The vibrating nut conveyor perfectly solves this problem by transporting the welding nut with the machine without the use of manual placement of the welding nuts to achieve the automation of the transfer from the nut to the welder. The use of nut conveyor is safe and convenient, the efficiency is still high. Workers only need to put the nut into the designated location, and then the machine will automatically run to achieve welding operations, greatly enhance the security, greatly optimize the work tasks, shorten the working hours, only a small number of workers can complete the operation, saving production costs , And enterprises to achieve the automated production, easy to quality control and production management.

Keywords  welding nuts；Vibration; Conveyor

目  錄

摘要 I

Abstract II

第1章 緒論 1

1.1 選題的目的 1

1.2 課題的意義 1

1.3 選題的國內外研究現狀 2

1.4 選題的研究方法 3

第2章 振動式輸送機概述 5

2.1 振動式輸送機的應用 5

2.2 振動式輸送機的分類及特點 5

2.3 振動式輸送機的概述 6

2.3.1 電振機的組成 7

2.3.2 振動式螺母輸送機的優(yōu)缺點 7

2.4 電振機工作原理及物料輸送原理 8

2.4.1 工作原理 8

2.4.2 物料輸送原理 9

2.5 本章小結 13

第3章 振動式螺母輸送機運動計算 14

3.1 已知原始數據及工作條件 15

3.2 運動學參數的選擇和計算 15

3.3 振動系統(tǒng)的分析 17

3.4 彈簧的選擇 19

3.5 本章小結 19

第4章 電磁鐵與料斗的計算選擇 20

4.1 電磁鐵參數的計算選擇 21

4.2 料斗的設計 22

4.3 料斗的參數選擇 23

4.4 料斗的設計 24

4.5 本章小結 27

第5章 振動式螺母輸送機的調試 27

5.1 調試內容 28

5.2 本章小結 28

結論 29

致 謝 30

參考文獻 31

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側板.dwg

出料槽.dwg

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總裝備圖.dwg

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料斗壁.dwg

料斗底.dwg

料斗槽.dwg

板彈簧.dwg

片彈簧.dwg

電磁鐵架.dwg

箱壁.dwg

箱底.dwg

箱蓋.dwg

銜鐵.dwg

銜鐵架.dwg

防磁化鋁片.dwg

防震橡膠座.dwg

斗裝置與自動定向方法 自動定向料斗裝置 機械傳動式料斗裝置 振動式料斗 用抓取法定向的料斗裝置 用槽隙定向的料斗裝置 用型孔選取法定向的料斗裝置 用重心偏移法定向的料斗裝置 直槽式振動料斗 圓盤式振動料斗 一、機械傳動式料斗裝置 ? 1、機械傳動式料斗裝置的定向方法 機械傳動式料斗裝置的定向方法 抓取法 槽隙定向法 型孔選取法 重心偏移法 (1)、用抓取法定向的料斗裝置 ? 1 鏈帶； ? 2 鏈帶輪； ? 3 料斗； ? 4 銷子； ? 5 輸料槽； 工作原理 ? 利用運動著的定向機構抓取工件的某些表面，如孔、凹槽等，使之從成堆的雜亂工件中分離出來并定向排列。常用的定向機構有桿、銷、鉤子等，適用于帶孔的套狀、碗狀和環(huán)狀零件。 ? 裝著銷 4的鏈帶 1在連續(xù)運動時，堆放在料斗 3中的工件被銷子 4掛住后被帶向上，順次進入輸料槽 5。當輸料槽中料充滿后，鏈帶 1上的銷子仍帶著工件向輸料槽中擠入，于是輸料槽彎曲部分的彈簧蓋門被壓開，多余的工件落入另外的料箱中。。 (2)、用槽隙定向的料斗裝置 ? 在這種料斗中，用專門的定向機構攪動工件，使工件在不停的運動中落進溝槽或縫隙實現定向。定向機構可以作直線往復運動、擺動運動或回轉運動。這一類料斗可用于螺釘、螺帽、片狀、圓環(huán)以及各種帶頭部的工件。 滑塊式料斗實例 ? 1 側蓋板； ? 2 聯接板； ? 3 雙軌式料槽； ? 4 滑塊； ? 5 曲柄； ? 6 連桿； ? 7 摩擦離合器； ? 8 皮帶輪； ? 9 料斗； ? 10剔除器。 (3)、用型孔選取法定向的料斗裝置 ? 在這種料斗中，利用定向機構上一定形狀和尺寸的孔穴對工件進行篩選，只有位置和截面相應于型孔的工件，才能落入孔中而獲得定向。這種定向機構大多都作連續(xù)的回轉運動。 旋轉管式料斗實例 ? 1 料斗； ? 2 料斗架； ? 3 齒輪軸； ? 4 定向管； ? 5 攪動器； ? 6 軟管； ? 輪； ? 輪； ? 圓錐齒輪； ? 圓錐齒輪； (4)、用重心偏移法定向的料斗裝置 對于一些在軸線方向重心偏移的工件，可以利用這一特性，使重端倒向一個方向。對于某些重心偏移不太明顯的工件，則在料斗中用一些簡單的構件人為地造成重心偏移，借以使之定向。 5、卸料機構 ? 1 彈簧夾頭； ? 2 卸料桿； ? 3 彈簧； ? 4 螺母； ? 5 工件； 工作原理 ? 卸料桿 2裝在彈簧夾頭 1內。當上料桿（或機械手）將工件 5送入夾頭時，便強行將卸料桿 2向內推入并壓縮彈簧 3。當夾頭夾緊工件后，在整個加工過程中彈簧 3一直處于壓縮狀態(tài)。加工完畢后夾頭一經松開，卸料桿便在彈簧 3的作用下將工件頂出。螺帽 4用以限制卸料桿伸出后的位置。 ? 彈簧式卸料桿的結構一般比較簡單，但是工件在彈簧力的沖擊下推出夾頭時，一方面勢必撞擊在其他部件或接料容器上，同時也不易保證工件在卸下后保持正確的定向。所以當工件的表面不允許碰傷時，卸料桿的彈簧力不宜過大或最好不采用這種方式卸料；如果在自動線中要求工件卸下后保持一定的方向運送到下一臺機床去時，也不宜采用這種方式卸料。 2、振動式料斗裝置 振動式料斗裝置的類型 直槽式振動料斗 圓盤式振動料斗 ?振動式料斗裝置的優(yōu)點： ?（ 1）送料和定向過程中沒有機械的攪拌、撞擊和強烈的摩擦作用，因而工作平穩(wěn)。對于已經精加工的工件，以及薄壁、彈性、脆性的工件用這種料斗是很合適的。所以在自動裝配過程中，對一些小型零件自動送料，絕大多數都采用這種料斗。 ?（ 2） 結構簡單，易于維護，比較耐用。 ?（ 3） 通用性強。對于一般小型工件都能適用，對于形狀特性不同的工件，只有定向元件不同，其它結構都能通用。送料速度也可以較方便地調節(jié)。振動送料的原理還可用于工件的輸送、提升等裝置。 ?振動式料斗裝置的缺點： ?（ 1） 工作中有噪聲，特別當工件較大或結構參數設計得不合理時噪聲尤大，以致擾亂周圍的工作環(huán)境。因此必須合理地設計和調整，使之減小和避免噪聲，同時，這種料斗對于尺寸和重量較大的工件不甚適合。 ?（ 2） 必須保持料斗中潔凈的工作條件。當工件表面染有油污或料道上有灰屑油污時，將顯著影響送料速度和工作效果。 直槽式振動料斗的結構 ? 1工件 ? 2滑道 ? 3板彈簧 ? 4鐵芯和線圈 ? 5銜鐵 ? 6底座 直槽式振動料斗的工作原理 ?以半波整流為例，整流電流與時間關系如圖 受力分析一 ?? 22 ?? ，電磁力逐漸減小，當彈簧力＞電磁力時，在彈簧力作用下滑臺帶著工件以加速度 左下方向右上方升移，受力情況如圖。 )]s in(c 111 ????? ???? ? s in)c 1 ???? s in)c 11 ??)s c o s 11 ??? ??? 向左下方合力： 當 時，靜摩擦力使 ??? s in)c 11 ??工件與滑臺保持相對靜止，一起向右上方運動 。 ?當 時，工件相對滑臺向左下方滑移。 21 B 2B 1受力分析二 ? 當電流從 ， 電磁力逐漸增大，當彈簧力＜電磁力時，在電磁力作用下滑臺帶著工件以加速度 右上方向左下方移動，受力情況如左圖。 252 ?? ?)s in(c 2 ??? ??? 0時，即 向右上方的合力 ： )s in(c ??? ?? s in(c 222 ????? ???? ? s in)c 2 ??① 當 時，工件相對于滑臺向右上方滑移， ； ?②當 時，工件相對于滑臺靜止，一起與滑臺向左下方移動，仍在 ??? s in)c o s (22 ??312 ??? s in)c o s (22 ??B 2B 1B 3 1?ⅱ ）當 即 時，工件跳起來，根據跳起的高度，落下時相對滑臺位置有三種情況： ?①工件騰空時間等于滑臺下降時間，則工件再次與滑臺接觸時，向前移一大步， ?②工件騰空時間小于或大于滑臺下降時間，則工件再次與滑臺接觸時，向前移一小步， ?③工件騰空時間等于滑臺往復時間，則工件再次與滑臺接觸時，落在原位； )s in(c ??? ?? 2 ?B 2B 3 3B 3 2二、振動上料器平穩(wěn)工作的條件： ?要求：平穩(wěn)前移，盡可能快，不要跳起，影響定向。 ?a）電磁力 彈簧力時，要求工件不跳起并盡可能前移。 ?i）工件不跳起： ?件前移： )s in(c ??? ?? s c o ???? ? s in)c o s (22 ??)]s i n(c os[s i n)c 22 ??????? ????? s )c o s ()c o s( s ???????????? 動畫演示 卸料機械手 機械手類型 專用機械手 通用機械手 架空式輸送機械手 專用機械手 運動自由度一般較少，結構不復雜； 通用機械手 具有較多的運動自由度，結構復雜； 架空式輸送機械手 不僅能自動裝卸工件，而且擔負著工位間的傳送工作。 機械手組成 機械手 手部 腕部 臂部 真空吸盤式 機械式 電磁式 ?機械式夾爪的幾點基本要求： ?（ 1）應具有足夠的夾緊力； ?（ 2）應具有一定的開閉角度，便于抓取和退出工件； ?（ 3）應保證工件能準確地定心或定位，使之能順利地安裝到機床夾具中； ?（ 4）盡可能使結構緊湊，重量輕，有利于減輕臂部的負載。 作業(yè) ?1、試述機械傳動式料斗裝置的定向方法。 ?2、試推導直槽式振動上料器正常工作應滿足的條件。 哈爾濱理工大學學士學位論文 I 振動式螺母輸送機機械結構設計 摘 要 螺母輸送機在生活中主要運用 于 車企，與焊接設備進行配套使用，這樣可以很好地杜絕安全隱患而且提高生產效率。在很多企業(yè)中，當使用 通用式點 焊機進行螺母與螺栓的焊接時，通常焊接壓力非常巨大，而傳統(tǒng)焊接時，工人用手放置焊接螺母或焊接螺栓時，常常因為長時間注意力不能集中或操作不當，造成手部壓傷甚至殘廢。尤其是企業(yè)大規(guī)模生產時，工人難免會產生疲憊，每年很多企業(yè)都會發(fā)生類似的生產安全事故。 振動式螺母輸送機完美的解決了這個問題，用機器運輸焊接螺母，而不再使用人工放置焊接螺母，從而實現了 從螺母的輸送到電焊機的自動化。采用螺母輸送機即安全又方便，效率還很高。工人只需要將螺母放入指定地點，然后機器就會自動運行實現焊接作業(yè)， 安全性大大提高，極大地 優(yōu)化了工作任務，縮短了工作時間，只需要少量的工人既可以完成作業(yè)，節(jié)約生產成本，而且企業(yè)實現了自動化生產，便于質量監(jiān)管和生產方式管理。 關鍵詞 焊接螺母 ； 振動式 ； 輸送機 哈爾濱理工大學學士學位論文 ut in in of be a In of is by or of of be r in or of to of by of of to of to of is is to to a of to to 爾濱理工大學學士學位論文 錄 摘要 ...................................................................................................................... I .............................................................................................................. 1 章 緒論 .................................................................................................... - 1 - 題的目的 ........................................................................................... - 1 - 題的意義 ........................................................................................... - 1 - 題的國內外研究現狀 ....................................................................... - 2 - 題的研究方法 ................................................................................... - 3 - 第 2 章 振動式輸送機概述 ............................................................................ - 5 - 動式輸送機的應用 ........................................................................... - 5 - 動式輸送機的分類及特點 ............................................................... - 5 - 動式輸送機的概述 ........................................................................... - 6 - 振機的組成 ................................................................................ - 7 - 動式螺母輸送機的優(yōu)缺點 ........................................................ - 7 - 振機工作原理及物料輸送原理 ....................................................... - 8 - 作原理 ........................................................................................ - 8 - 料輸送原理 ................................................................................ - 9 - 章小結 ............................................................................................. - 14 - 第 3 章 振動式螺母輸送機運動計算 .......................................................... - 15 - 知原始數據及工作條件 ................................................................. - 15 - 動學參數的選擇和計算 ................................................................. - 15 - 動系統(tǒng)的分析 ................................................................................. - 17 - 簧的選擇 ......................................................................................... - 19 - 章小結 ............................................................................................. - 20 - 第 4 章 電磁鐵與料斗的計算選擇 .............................................................. - 21 - 磁鐵參數的計算選擇 ..................................................................... - 21 - 斗的設計 ......................................................................................... - 22 - 斗的參數選擇 ................................................................................. - 23 - 斗的設計 ......................................................................................... - 24 - 章小結 ............................................................................................. - 27 - 第 5 章 振動式螺母輸送機的調試 .............................................................. - 28 - 試內容 ............................................................................................. - 28 - 章小結 ............................................................................................. - 29 - 結論 ................................................................................................................ - 30 - 哈爾濱理工大學學士學位論文 謝 .............................................................................................................. - 31 - 參考文獻 ........................................................................................................ - 32 - 附錄 A.................................................................................................. ..............錄 B.................................................................................................................- 1 - 第 1章 緒論 題的目的 現今，在大部分制造汽車的企業(yè)中，螺栓和螺母的焊接方式大都是與通用單點式點焊機配合來完成的。焊接螺母或焊接螺栓則一般是由熟練地操作工用手放入工件， 之后再焊接在一起 。 但是 通過 人 工放置焊接螺母或的 安裝方法有 著以下缺點： 眾 所周知，在使用通用單點式點焊機進行螺母或螺栓的焊接時，通常焊接時加 在焊接 螺母的壓力 都 在 500 上。 所以在使用人工放置焊接螺母或焊接螺栓時，有很大可能因操作失誤而 引起 焊機啟動，進而導致上 螺母輸送機 迅速 工作 ， 當不注意時 ， 會引起 放工件的手壓傷獲得不可逆轉的傷害。尤其是在企業(yè)大 規(guī)模 生產加工時，放置焊接螺栓或焊接螺母的人員經常會產生疲勞而導致思想不注意，每年 很多公司 都會發(fā)生類似 危險的 事故而產生損失。 2. 生產 率不高 ： 因為有著這樣危險的隱患 ，生產人員在放置焊接螺母焊接或螺栓時， 一定 會顯得非常小心翼翼， 由此 就會導致 企業(yè)生產活動效率不高 。 全自動化 機械加工無法實施 。 近年來 螺母國 家 標 準 的普及 與全球關于自動化生產的 重視， 振動式輸送機 變得 越來 越受到普及 。 尤其 對 應用 固定式 自動化機器 的企業(yè) 生產人員 更是 非常 樂意使用， 如此 專業(yè)的 自動化機 器 ， 符合人體結構而 設計的 器械 ， 有利于 保護 公司 生產 人員 的 安慰 ， 公司 對外 的 良好的 形象，工藝 的 制作 流程 ， 排除 危害安全以 及 縮減 非必須 的 公司的支出花費 ， 引起了 正面 的 引導 作用 。 題的意義 振動式螺母輸送機通常與 焊接設備 成套 使用， 比如機械行 業(yè)經常 需要在鋼板上焊接螺母， 假如 使用 人 工 放置螺母 ， 第一 工作 效率 十分 低， 第二經常 會 發(fā)生 精神不集中而 操作失誤 而發(fā) 生 可怕的 事情 ， 如果 還 未 完全松開運送工件的 手時就進行焊接 作業(yè) ， 就會 很容易 使 手指 受傷 。 所以企業(yè) 為了升高 產品 生產效率 與根本防止 此類的安全 事故發(fā)生 ， 而使 用 可以方便 精準的 振動式 螺母輸送機 用 來 替換手工 方式 放置螺母完美的解決了這個危害。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 2 - 圖 1母輸送機 題的國內外研究現狀 我們知道在生產汽車或者其零部件時，許多工件是通過焊接螺母或者焊接螺栓來進行連接的。針對目前采用的焊接設備存在的缺點，深圳市祥豐自動化設備有限公司推出了固定式點焊機 螺母螺釘輸送機，很好地解決了點焊中螺母及螺栓的焊接與輸送的問題，實現了從螺母的輸送到焊機的焊接全過程自動化，并能方便地使輸送機和焊機接入生產流水線，若能與機器人配套使用，則還能實現無人化操作。關于螺母輸送機，比較成熟的有中國的 煙臺海 召輸送設備有限公司 ，河北躍興 ， 鄭礦機 ）， 上海天焊 ， 深圳華造科技有限公司 。 而 深圳華造科技有限公司最新研究出的螺母運輸機三大優(yōu)勢： 不同型號螺母，也可以共用一個機臺，只需要更換便捷的機頭就即使用（省成本） 新型機頭，不卡螺母，不漏打，更換簡單操作方便，打造零售后模式（高技術） 螺母植入后，高低穩(wěn)定，公差達到高要求，不拉絲，不溢科，不損工件外表（更安全） 螺母輸送機實際是為國標螺母輸送所使用的標準螺母輸送設備，對于不符合標準的螺母支持不好，容易卡螺母。當然非標的螺母一樣可以輸送但要求為：螺紋孔與周邊距離 偏差 ，螺母兩平面誤差及螺母周邊尺寸誤差最大不能超過 于自動化機械標準來說這已哈爾濱理工大學學士學位論文 - 3 - 經是非常的寬松了。除標準以外的螺母一樣可以輸送，也稱為特殊型螺母 (帶法蘭盤的螺母等 )對這樣螺母的輸送一樣擁有標準范圍，這需要使用企業(yè)與生產企業(yè)進行技術協商。國內振動式螺母輸送機經過多年發(fā)展，有了長足的進步。至今為止，生產的螺母輸送機已經達到歐美國家的標準與要求 ?，F在國內與歐美、日韓螺母輸送機基本都達到了以下幾點： 點焊機連接，可以采用自動化或半自動化作業(yè)。 編程控制 +人機界 面操作系統(tǒng)，可供編程、儲存、調用、修改，具有可靠、先進、故障少、美觀、便于維修。 有喂料裝置，每分鐘可送 15，無級調速，輸送正確率高，不低于 99％。 作步驟為啟動→輸送螺母→點焊機聯動工作，當螺母不到位或故障、或點焊機不工作，可與點焊機及其它設備進行互動、聯鎖，實現自動化。 腦觸摸屏顯示，并有信號燈表示螺母到位情況。 檢測信號反饋給點焊機。 聯動功能，供客戶調整、試機時用。 為解決傳統(tǒng)焊接設備的不足，提高生產效率和杜絕此類的安全隱患，用能快速準確的螺母輸送機來代替人手方式裝配則是一個很好的解決方案。只需將螺母輸送機的接線簡單的接入焊接控制器，工人只需進行一次操作即國產先進螺母輸送機可完成把螺母送進定位銷，然后焊接的工序 經得到眾多車廠的廣泛使用。 題的研究方法 我選擇的是振動式輸送機機械結構設計作為畢業(yè)設計的題目，不僅培養(yǎng)我們獨立解決實際生產生活中遇到問題的能力，而且 經 過這次全面的 課題研究 對所學理論知識與實際解決問題能 力的一次 全面的 挑戰(zhàn)， 同時讓 我們的研究、運算和綜合能力都得到了大幅度的提升。具體研究措施通過以下幾方面： 解振動式螺母輸送機的機械構造等； 軟件繪制主要零部件圖； 行三維圖的繪制； 對論文排版、 修改； 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 4 - 報紙及報告； 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 5 - 第 2章 振動式輸送機概述 動式輸送機的應用 振動式輸送機是持續(xù)高效運行的重要的輸送方式，在 煉金 、采 煤 、運輸、建筑用品等重要產業(yè) 方向 及交通輸送部門中 多應用于 輸送大量散、塊貨物，如鐵礦石、燃煤、砂土等粉、塊狀物和包裝好的整件商品。振動式螺母輸送機是煤礦業(yè)最 優(yōu)質 的連續(xù)有效輸送機械 之一 ，相對于其他輸送機械相比 （如擺動給練級，圓盤給料機，帶式輸送機等）進行比較，有很多優(yōu)點，如：具有 運輸規(guī)模 較高， 能量消耗 較少， 機器占地面積不大 ， 功能結構 簡明易懂 ，性能 穩(wěn)定 ， 利 于維護保養(yǎng)和檢修，容易實現企業(yè)自動化生產等。最近幾年，因為生產的不斷進步與 改良 ，研發(fā)出了 很多種 型號 功能用于不同環(huán)境具有不同功能的振動輸送機。振動式輸送機的功率可由十幾瓦到幾千千瓦以上，每小時 運輸量可以 由幾公斤到達 幾千公斤 以上。各種不同的振動式輸送機足以滿足不同的工作需要。 振動式輸送機是持續(xù)輸送的一種傳統(tǒng)的機械，其輸送方式是通過激振器驅動運輸物料振動，依靠振動物料來實現運輸的塊、散狀物從裝載地點到指定地點的運輸而且還在此過程中實現挑 選符合需求的目標?，F今在礦業(yè)，機械生產，煤 業(yè) ，化工 產 業(yè)，建筑用品以及 蔬菜運輸 ，重工業(yè)等 領域取得了 很大 的市場。 振動輸送機 可以應用于不同的產品輸送上 ，不論是 體積 在 米之上的非常微小的 物品，還是 通常 的相對傳統(tǒng) 擁有 600米的大 規(guī)模物料，甚至規(guī)模達到 1000上的超大塊運輸物品，都有很好的運輸能力；尤其是它在輸送粉末狀物料（那些容易飄散的粉狀物品，運輸裝置理應注意制造成全密封 裝置 ），當使用恰當的運輸 方式 后，還可以輸送溫度很高的物品。 動式輸送機的分類及特點 振動式輸送機的運輸方式也有很多種類 。 從振動 方式不同來劃分，大致可分成以下三種方式： 送機 。 是包括中心 軸、連 接 桿、 振動 彈簧和 儲料抓裝置 等組成。 中心 軸 運動引起 連 接 桿 開始 作 來回的活動 ， 引起儲料 作 固定運動 。 引起運送的物料一直向設定的方向移動 。 通常使用頻率較低， 振幅 較大 或 一般振動 頻率與 一般 振幅。 送機 。 大部分由 鐵 心 、 可通電 線圈、銜鐵 、 料槽 和 主振 彈哈爾濱理工大學學士學位論文 - 6 - 簧 等組成。 當 整流后的電流通過線圈時， 導致鐵芯帶有磁力， 產生 具有 周期 行改變 的電磁吸力， 而引 起料槽 發(fā)生快速 振動。 通常應用 頻率 很高， 振幅 很小的裝置 。 送機 。 一般 組成有 偏心 裝置 、 轉動 軸、 物料 槽， 通過 偏心裝置高速運動 時 引起 的 離心運動 引 起 物 料 高速 振動。 通常應用高等振幅和中等頻率。 圖 12? 螺母輸送機與點焊機 動式輸送機的概述 現今，電磁振動式輸送機在工業(yè)實際生產中應用廣泛， 工廠 生產活動中主要使用得電磁振機式輸送機具有兩種 不同得輸送機 ，電磁直槽式給料機和旋轉料槽振動式 輸送機 。第一種給料槽作重復的直線運動，應用于不需要具有方向排列的較小物品的輸送；第二種簡稱振動式 輸送機 ，使用有旋轉 裝置的 振動 儲料裝置帶動物料 旋轉振動，應用于不 用 指定方向排列 物料哈爾濱理工大學學士學位論文 - 7 - 圖 22? 振動式輸送機 振動圖 振機的組成 以上這 2 個中 不同 的 輸送機 都 具備以下 三個 關鍵部位 ： 其中有放置物料的裝置 、 用于引起振動的 銜鐵和 優(yōu)質的起運動作用的彈簧。 振動主體、 通電 鐵 芯和 線圈與必要的 智能控制系統(tǒng) 等。 置 :具有防震橡膠底座，預留的減震空間和應有的各種減震的彈簧。 動式螺母輸送機的優(yōu)缺點 振動 螺母 輸送機是 利用磁鐵吸引銜鐵引起物體運動，再利用彈簧的反彈力量來時物料運動，產生預期的效果的，最顯著的效果有以下幾個 ： 現機構的正常運作。由于運輸的物理和螺母運輸機之間 不 作 摩擦運動 ， 由此不會有很大的機器的磨損，大大提高輸送機的使用壽命 。 而且 ， 螺母輸送機的 結構 十分簡單 ， 尺寸較小 ， 維修很方 便 。 以智能方便的改變輸送機的運輸速度，運輸數量，可以再工作中同時進行，方便調整 。 具有劇烈混合、碰撞、摩擦等現象，因此物料與電磁振動輸送機都不容易破損，應用年限的到大幅提高。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 8 - 母 輸送機是在 由于物料振動而運輸的 ， 不需要很多的電力，因此節(jié)省大量的能源 。 母 輸送機 一般和電焊機一起使用 ， 不用人工放置焊接螺母，安全性大大提高。 同時電磁振動式輸送機還有下列 問題 ： 易產生較大噪音污染。 振機工作原理及物料輸送原理 作原理 圖 2 電振動工作示意圖 上圖 中將 運送工件置于 由振動 裝置工作 的 運送轉置 上， 由于 銜鐵與 裝載物料的機構連接在一起 ， 而在鐵芯上纏繞線圈，通過線圈的為單向的脈沖電流（此脈沖電流救過半波整流），組合而成 電磁鐵 ，同時電磁鐵生成了足夠打的吸引力 [1]。 下 圖 顯示的在一個前半周期內通電 線圈 流過脈沖電流 ， 電磁體變產生了吸引力 鐵心 ，由此 吸引銜鐵， 令裝載裝置向下作運動 ， 振動裝置發(fā)生改 變， 產生了可以引起運動的彈簧的反彈的能力 ； 當后半周期 內 通電 線圈中 停止通過電流 ， 鐵芯與線圈產生的磁力 消失，彈簧 就會恢復原樣 ， 振動裝置 向 恢復原樣的方向 運動， 在抵達最大運動極限位置后又做返回運動 [2]， 對于 電磁力 是作以 周期 為改變 的 連續(xù)力的改變 ， 所以電 磁振動式螺母輸送 機是 在一個 周期 內作往復運動的振動系統(tǒng)，如圖 2 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 9 - 圖 42? 電磁力隨電流變 化圖 由于振動式螺母輸送機應用 不同的振 動 幅 度 、 振動 頻率時， 運動工件會在輸送物料的料斗 上 呈現各不相 同 方式 的 動作 。 工件一般會有以下幾種運動方式 ： 動 工件在料斗內停止運動 。 工件在料斗內與料斗一直在接觸，同時工件會向前作相對于料斗的向前運動。 工件在料斗內與料斗一直在接觸，同時工件會向后作相對于料斗的向后運動。 動 工件與料斗內壁接觸時，有時會被拋擲起來，作振動運動，此時物料邊振動邊向前做運動。 以上 4 種 運動方式 中， 只有靜止不動時工件不做位移運動 ， 向后運動對于我 們要設計的振動式螺母輸送機沒有作用。通常狀況下 ，只有 向前運動 和 振動向前 運動才 能應用于我們的螺母輸送機中 。 可是實際生活中，各種運輸機器都是集中各不相同的運動方式組合起來的，而且各種運動方式都起到不同的作用 。 工廠中大部分振動裝置采用的通常都是做振動向前運動的拋擲運動來完成生產生活中的任務的 ， 由此我們所設計的主要是以拋擲運動當做我們運動的主要方式 [3]。 料輸送原理 工件 在 承載裝置中移動 如 下圖 所示。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 10 - 圖 52? 工件在承載裝置 中的 移動 其中 α 為 承載裝置的傾斜角 ， φ 是主要振動的 方向 大小 ， 裝載裝置 在磁鐵吸引 下引 S 方向作 往復運動 ， 因此在承載裝置中向上運輸即可用下式表達 s?S （ 2 式中 ?A 承載裝置中在振動 方向的 振動幅度 ； ?ω 振動時的頻率大小 在承載裝置中工件運動的移動量沿 S 方向可以 分解 得 到 x 方向（ 水平方向 ）和 y 方向（ 豎紙房鄉(xiāng) ）， 由此得到工件在承載裝置中的 x 和 y 方向的 相對位移量 ： （ 2 （ 2 圖 2 承載裝置中 運動 變化 圖 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 11 - 由以上計算可以得到工件在承載裝置中的 運動 變化 圖 62? 。 工件 在 承載裝置 中受到的力 多種，如工件本身具 有 的 重力 ，運動時具有的 慣性力 ，與輸送機之間的 摩擦力（ 還沒有做振 動拋擲的運動 ） [4]， 這時工件 受力圖 如圖 2 圖 2工件 受力圖 其中 ， β 為 振動裝置的 垂線 方向角 ， Q 為 工件自身的重量 ， 得到下式 * （ 2 * （ 2 N*? （ 2 式中 N 5]； 工件與承載裝置之間 的 有效 摩擦力； “ -” 符號是由于工件正向運動，與摩擦力真好相反 ； 工件 與 承載裝置中 的摩擦 因子 。 正向滑動 工件順著 x 方向 正向 滑動， 由于順著 x 方向 的力合成 為 0 ， 所以 ? ? 0s ? （ 2 經過轉換可以得到 ? ?? ???? ??? ss 12 A? ???（ 2 機械 參數 A/? （ 2 拋擲運動參數 α)φ )/s μc o s ( μ*?? （ 2 當拋擲運動參數 1時， t*ω 不存在 ， 此時工件 不 會向前運動 ， 由此得到向前運動時 1才符合 ， 此時 t*ω 才會向前運動角度為 ψk 。 這哈爾濱理工大學學士學位論文 - 12 - 時 φ)μ? 和 φ)? 均 大于零 ， 此時相前運動角度 ψk 一定會在?? 1800 ? 之間 ，此區(qū)間 我們將他命名為 正向滑 動 區(qū)； 由此得到的 反向滑動區(qū)的角度 在 ?? 360180 ? 之間 [6]，如圖 2 圖 2正向滑 動 區(qū)和反向滑 動 區(qū) 工件在承載裝置中作 向 前進的 運動時， 工件因為 慣性 力 對 承載裝置的下部 的 分解出的力比較大 ， 所以動 摩擦力 也會變得比較大 ， 此時工件不會運動而靜止 。 而當工件在承載裝置中 作 連續(xù)下降速度的運動的 時 后 ， 工件會因為動摩擦力削弱而 對 承載裝置的向下 壓 力減小 ， 因此 摩擦力 縮小 ， 工件此時就會做向前的 相對 位移 [7]。 為了使工件能夠很快而又流暢的做向前的相對滑動運動，我們的滑行指數 當大于 1，此時我們選取你去 數值為 32? [8]。 工件 在 承載裝置中作 拋擲運動 向前 時， 承載裝置不受物料的壓力，此時壓力為 0，摩擦力也為 ， 因此條 件，我們得到以下兩個式子 : ? ? 0m g c o 2 ???? ???? (2?? ?? s 2 A???(2由以上計算可知，選取振動頻率 ω ，拋擲 參數 D 還有相關的因子 ψ 、α 我們都已經確定 ， 因此我們能求出裝載裝置的振動幅度 A ?? ?21 (2哈爾濱理工大學學士學位論文 - 13 - 圖 2 工件的初始 速度及加速度 工件在每次 振動 時 物 料 作拋擲運動 一 回 ， 我們把作 一 回拋擲運動 的 在空中的 時間 和單個時期之內之間的比 稱為 騰空 系數 [10]， 騰空 系數 和 拋離指數 有如下圖所示的比例關系 。 圖 2 D – 從圖中我們可以清楚地看出騰空系數與拋離指數的關系，騰空指數由0到 1，而拋離指數由 1到 期間物料由靜止狀態(tài)，到隨著承載裝置一起作拋擲運動，拋擲角度也從 ?0 到 ?360 ， 這說明騰空時間與振動的一個周期是作配合運動的，而當 ?360 時也就是工件由拋起騰空而有到落在承載裝置上。當騰空指數為 2時，就是下一個騰空周期，此時在做拋起，騰空，落地周而復始，向前前進。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 14 - 章小結 本章主要概括了振動式螺母輸送機的應用范圍，振動式運輸機的分類與特點 體詳細介紹了輸送機的組成和優(yōu)缺點，也對電振機的工作原理和物料輸送原理進行了分析。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 15 - 第 3章 振動式螺母輸送機運動計算 知原始數據及工作條件 以下為 振動 式螺母輸送機 運送的焊接螺母的規(guī)格參數（圖 3， 應該能滿足下列的輸送條件，才符合設計要求。 確保每分鐘輸送的焊接螺母在 45 方向 一 定，整齊排列向前。 3角螺母的尺寸圖 輸送機運輸的 的為 普通 焊接螺母，其 大小與個方面尺寸和普通 螺母一樣， 僅螺母的正下方多了 3個焊接點。 s 為 10 2 m 為 5 焊點 的 高為 00個 普通焊接 螺母重 量大致為 動學參數的選擇和計算 對螺母輸送機的工作性能有影響的各種參數有 拋擲指數 D 、機械指數K 、振動次數 n 、振 動 幅 度 A 、 傾斜 角 ψ 、工作面傾 斜 角 α 、物料 運輸 速度 V 及電振機生產率 Q [11]。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 16 - 當 物料 向前運動時，做 拋擲運動 ， 物料 料斗的料槽 接觸時間 非常短 ，很多時候都采取跳動 狀態(tài)， 因此振動上料的優(yōu)點 是 物料與 工作面 的相互磨損很小 ， 還 能 具有很 高的 前進速度 ，缺點 也很明顯，由于物料是拋擲前進，當振動劇烈時，導致物料表面反生損壞 ， 因為這個原因，還 需要提高對 物料工作 強度的 需求 [12]。 因此實際生活中的大部分 振動 式螺母輸送 機都使用中等速度作 拋擲 向前 運動，拋擲指數的 大致 范圍 在 ? 由此，我采用的 拋擲指數 為 k 選擇 由于受物料的材料強度和主振機體的剛度等因素的影響，機械指數 選擇機械指數 5k? n 的選擇 振動次數 通常是 根據電振機 的運行 方式 的不用來使用不同得頻率 ， 由于使用的電振機為全波整流型，所以 00 0n 次? 的選擇 振 動 幅 度 A 是 依據 物料的 不同 運動 速率來選取 的， 有下列公式可以求得 ?? ?2（ 3 前面我們已經計算出了振動次數 n 還有 振 動 幅 度 A 時 滿足條件的 機械指數 k， 但是計算的都是理論指數，還要進行再次的驗算 [13]。 ? ??? 02212 ?? （ 3 振動方向角Ψ的 一般應滿足以下兩個條件 ，一是 在考慮到物料的物理性質的條件下， 盡 可能 提高輸送速 度。 振動方向角 還應 考慮 物料的各種物理性質性質 如 物料 的 硬度 、 質量 、物理特性 、 常溫下工作狀況等 [15]。 我 選擇的振動方向角 ?15ψ? ° 料槽的 作用為 可向上 螺旋運送物料 ， 有時也需要 向下傾斜 運送物料 。在這里，我們需要的時 料槽向上 螺旋 運送物料 ， 一般 傾斜角度α =0° 但是傾角 α過大將使 物料 輸送速度 受到影響 [16]。 在這里選擇螺旋上升， 不設置工作面的傾斜，所以傾角 α =0° . 螺母輸送機 向上 螺旋運輸時 時β =α +Ψ， 所以 β =15° 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 17 - 圖 3 振動方向角Ψ 和 機械指數 選擇 當物料在料斗槽中運動時，運動的位移量與所應用的時間之比，既為工件的輸送速度。 P ?????? c o c o 2122 ??? ???（ 3 計算出來 60mm/際平均輸送速度 于受 若干因素的影響要比理論平均輸送速度低，因此要對 行修正。實際平均速度公式為 由于此計算出來的數值 理論數值，還受到實際因素的影響 [17]，因此我們還應該對 此得到的實際平均速度為 ? ???? 3 物料 物理性能 對輸送速度的影響系數 于 小型 物料為 料質量 對輸送機速度的影響系數 安裝 時 傾 斜 角對 輸送機 速度的影響系數 此重新 計算出來 25mm/符合 要求。 動系統(tǒng)的分析 振動式螺母輸送機 的結構可以 看 成一個雙自由度雙質體的強迫振動系統(tǒng)，其結構簡圖和力學模型如圖 3示。 送機上半部分 質量，包括 料斗 ，銜鐵、 減震彈簧 等， 送機下半部分 質量， 其中包涵 激振器 主體部分 、 電磁鐵 、 配合線圈以及必要的系統(tǒng)控制裝置 等； 彈簧剛度； 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 18 - 圖 3工作力學 圖 因此 此振動系統(tǒng) 可得到 如下關系 ： 1220102112 ??? （ 3 由 上式 可知，物料 離開 初始 位置 時 的位移與其 重量不成正比 ， 但是與振幅成正比 關系 ， 所以由以上可知，將工作力學圖 簡化為圖 3 圖 3簡化的力學模型 由上圖可知 2 的剛度為 他們又都與彈簧的長度成反比，得到下式 ?????20201 （ 3 ?????1020102m （ 3 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 19 - 所以 ，雙質體振動系統(tǒng)的固有頻率可以用一個簡化的單質體振動系統(tǒng)的固有頻率表示簡化后的振動系統(tǒng)稱為有阻尼單強迫振動系統(tǒng) [18]。其力學模型如圖 3 3 自由度力學模型 簧的選擇 振動式螺母輸送機 的 運動 元件 為彈簧，主要元件是振動 彈簧和減振彈簧， 適應工作的需要可以 選用板彈簧、 不銹鋼 彈簧或 空氣 彈簧。 我們選擇 板彈簧， 這是由于 板彈簧 的使用特性決定的，板彈簧可以自由選擇 單片或者多片優(yōu)質彈簧鋼板 組合 而成的， 因為其 片數可以 在使用范圍內增 減 ， 變于調整彈簧的彈性 。 彈簧會有最大極限的玩去角度，因此這種振動類彈簧的振動幅度不可以太大，振動幅度一般來說 2，這類彈簧能完成需求，而且較輕便。 此時彈簧的剛度系數 K 可以由以下式子求出： ?? ????????????????????? mm mm 2 有根據材料性質的原因，他的固定的與料斗槽接觸的橫截面積可由以下式子求出： 203 ?? （ 3 由于彈簧的厚度可以由 D 求出。彈簧要有足夠的長度滿足他說要承受的力與形變。 根據機械設計 手冊 我 選擇 寬度為 5度為 180 板彈簧 ，滿足使用要求 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 20 - 章小結 本章主要是對輸送機的 主要參數的 設計計算。通過原始數據，螺母的尺寸與重量與工作時的條件，對電磁振動運輸機的運動參數的選擇與計算。 還 對振動系統(tǒng)進行分析，對其振動進行計算。然后根據計算結果，選擇 合適 的 彈簧。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 21 - 第 4章 電磁參數與料斗的計算選擇 磁鐵參數的計算選擇 選擇 電磁 鐵 參數前 有 下列 初始 數據 需要了解： 為 500N 。 工作頻率 m 0 00w 次? 用的電壓為 工業(yè)用電 380V。 作 時需要在正常的溫度下 。 由于以上條件，我們將鐵芯與線圈組成的電磁鐵安裝在底座的正中央 ， 安裝在在正中央的好處有很多，如利于調整線圈匝數 ， 結構簡單 ， 方便操作 ， 缺點為我們需要相對較大的電磁力，要小等型號的電動機。 圖 4振機示意圖 我們所選擇的是振動頻率在 000 次 ，振動幅度為 1，用的是半波電流。這是一種非常快的振動頻率，符合工件向前運動的特性，由于在工業(yè)用電 380溫下工作，我們需要選擇電動機的時候就要選擇小型的電動機。 圖 4 型鐵芯示意圖 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 22 - 同時，我們選擇鐵芯的時候也要選擇體型較小的鐵芯，圖 4示 鐵芯滿足需求，此種鐵芯價格便宜，便于獲取，安裝簡單而且適用范圍廣泛，和小型電振機配合使用。 圖 4芯橫截面積圖 鐵芯有效面積可按如下式子計算： ? ?? ?? （ 4 計算結果為 250 由于適用電磁鐵吸 引銜鐵作運動，所以電磁忒與銜鐵中間應該有一定的間隙，設置間隙為 但是工作時，不可能讓銜鐵與電磁鐵完全接觸，還要有一些當極限位移是的空余間隙，一般可選取為 們選擇 以總的間隙空間為 從以上條件與我們計算出來的結果，我們選著 電磁鐵圍繞著 普通通電線圈就可以滿足需要。，選擇的種類型號為 50*110 ,大小為5010 斗的設計 料斗有很多種不同的分類，而振動式料斗是其中一種常見的料斗，振動式料斗結構小巧，使用簡單，占地面積小，又可以提供很好地運輸方式，尤其對于整件的小型物品的輸送更具有其他輸送裝置不能比擬的優(yōu)勢。在工業(yè)生產中，現在已經大量采用振動式料斗作為輸送物品的方式了，他可以定向輸送 可對單件物 品 ，而且原理簡單，在工廠生產中大量使用 20]。 振動 式 料斗 具有以下特點 : 圓盤形狀 ， 料斗低下為圓錐形的凸起 ， 料斗依靠內部螺旋形狀的料斗槽輸送螺母。螺母受到電磁鐵與銜鐵引起的震動向前進，在螺旋形狀的料斗槽內定向向前輸送，穩(wěn)定在料斗槽內運輸，然后經過料斗的出料口，將螺母排出，到達指定地點，與焊接機配合完成焊接作業(yè)。 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 23 - 是回彈時卻因考板彈簧的彈簧力而變回原裝，由此來回做往復運動，振動螺母進行上料。 斗的參數選擇 p （ 4 式中 ?Q 工件要求的每分鐘上料的個數 ?l 物料沿指定方向前進的距離 ?h 工件運行 的系數 ， 一般 5h ?? 由此算出 48 0m m /m 螺母在料斗中排列有出料槽螺旋上升，整齊的排列想前運行，需要有一個傾角 α ， α 的選取需要適合料斗的螺旋上升規(guī)律，太大會造成螺旋省上升的圈數 ?? 101 ??? 過多，導致設計不合理，太小又會引起上料速度減慢。此時一般選取。 我們選 取 ?10α? 。 振動式螺母輸送機中通常將板彈簧與料斗外壁連接在一起，即彈簧的上面與料斗的最大圓連接，此時彈簧會有一定角度的選擇， 則彈簧 所傾斜的角度為 φαβ ?? 。如圖 4角 需要調整到一個相應位置才能起到應有的作用，引起料斗的正常振動上料 。 圖 4簧 安裝 的 示意圖 哈爾濱理工大學學士學位論文 - 24 - 板 彈簧固結于 振力方向為 振動一次的垂直升降量設為 h=角為θ =∠ 時β =α +φ，所以： ? ???? ???? （ 4 當彈簧固結于 據等效條件，具有相同的升量 作出△ 以具有相同作 用的激振力方向應為 向，于是彈簧應與 此可得β =∠ 以有 ? ??????? ???? ??? r c (4彈簧安裝方向應該向螺旋料槽升角的反方向傾斜，而且彈簧的水平投影應切于料斗底部的固接點所在圓。 在這里為了方便計算，設計的板彈簧將固結在料斗直徑 D 上，所以其彈簧安裝角β =15° 的確定 M 的運算 公式為： 2121 mm ??????M (4因此計算出質量 25 型設計 常用的料斗結構有兩種，帶內螺旋料槽的圓柱形料斗，結構工藝性較好；帶內螺旋料槽的圓錐形料斗，適用于復雜的或較高的工件，但因上下直徑不同，故其速度亦不相等。 由于輸送螺母，選 用帶內螺旋的圓柱形料斗即可。 料斗 需要選擇結實耐用而不易受到腐蝕的材料，符合這些特點的有鋁合金，