振動(dòng)式螺母輸送機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含16張CAD圖紙】-jxsj40

振動(dòng)式螺母輸送機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘  要

螺母輸送機(jī)在生活中主要運(yùn)用于車企，與焊接設(shè)備進(jìn)行配套使用，這樣可以很好地杜絕安全隱患而且提高生產(chǎn)效率。在很多企業(yè)中，當(dāng)使用通用式點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行螺母與螺栓的焊接時(shí)，通常焊接壓力非常巨大，而傳統(tǒng)焊接時(shí)，工人用手放置焊接螺母或焊接螺栓時(shí)，常常因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間注意力不能集中或操作不當(dāng)，造成手部壓傷甚至殘廢。尤其是企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，工人難免會(huì)產(chǎn)生疲憊，每年很多企業(yè)都會(huì)發(fā)生類似的生產(chǎn)安全事故。

振動(dòng)式螺母輸送機(jī)完美的解決了這個(gè)問題，用機(jī)器運(yùn)輸焊接螺母，而不再使用人工放置焊接螺母，從而實(shí)現(xiàn)了從螺母的輸送到電焊機(jī)的自動(dòng)化。采用螺母輸送機(jī)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(diǎn)，然后機(jī)器就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)焊接作業(yè)，安全性大大提高，極大地優(yōu)化了工作任務(wù)，縮短了工作時(shí)間，只需要少量的工人既可以完成作業(yè)，節(jié)約生產(chǎn)成本，而且企業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，便于質(zhì)量監(jiān)管和生產(chǎn)方式管理。

關(guān)鍵詞 焊接螺母；振動(dòng)式；輸送機(jī)

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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2

1.4 選題的研究方法 3

第2章 振動(dòng)式輸送機(jī)概述 5

2.1 振動(dòng)式輸送機(jī)的應(yīng)用 5

2.2 振動(dòng)式輸送機(jī)的分類及特點(diǎn) 5

2.3 振動(dòng)式輸送機(jī)的概述 6

2.3.1 電振機(jī)的組成 7

2.3.2 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 7

2.4 電振機(jī)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(jié) 13

第3章 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)計(jì)算 14

3.1 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 15

3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇和計(jì)算 15

3.3 振動(dòng)系統(tǒng)的分析 17

3.4 彈簧的選擇 19

3.5 本章小結(jié) 19

第4章 電磁鐵與料斗的計(jì)算選擇 20

4.1 電磁鐵參數(shù)的計(jì)算選擇 21

4.2 料斗的設(shè)計(jì) 22

4.3 料斗的參數(shù)選擇 23

4.4 料斗的設(shè)計(jì) 24

4.5 本章小結(jié) 27

第5章 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)的調(diào)試 27

5.1 調(diào)試內(nèi)容 28

5.2 本章小結(jié) 28

結(jié)論 29

致 謝 30

參考文獻(xiàn) 31

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側(cè)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(dòng)定向方法 自動(dòng)定向料斗裝置 機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置 振動(dòng)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(dòng)料斗 圓盤式振動(dòng)料斗 一、機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置 ? 1、機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置的定向方法 機(jī)械傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)著的定向機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(yùn)動(dòng)時(shí)，堆放在料斗 3中的工件被銷子 4掛住后被帶向上，順次進(jìn)入輸料槽 5。當(dāng)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(jī)構(gòu)攪動(dòng)工件，使工件在不停的運(yùn)動(dòng)中落進(jìn)溝槽或縫隙實(shí)現(xiàn)定向。定向機(jī)構(gòu)可以作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(shí)例 ? 1 側(cè)蓋板； ? 2 聯(lián)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(jī)構(gòu)上一定形狀和尺寸的孔穴對(duì)工件進(jìn)行篩選，只有位置和截面相應(yīng)于型孔的工件，才能落入孔中而獲得定向。這種定向機(jī)構(gòu)大多都作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 旋轉(zhuǎn)管式料斗實(shí)例 ? 1 料斗； ? 2 料斗架； ? 3 齒輪軸； ? 4 定向管； ? 5 攪動(dòng)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(duì)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(gè)方向。對(duì)于某些重心偏移不太明顯的工件，則在料斗中用一些簡(jiǎn)單的構(gòu)件人為地造成重心偏移，借以使之定向。 5、卸料機(jī)構(gòu) ? 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(nèi)。當(dāng)上料桿（或機(jī)械手）將工件 5送入夾頭時(shí)，便強(qiáng)行將卸料桿 2向內(nèi)推入并壓縮彈簧 3。當(dāng)夾頭夾緊工件后，在整個(gè)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(jīng)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(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單，但是工件在彈簧力的沖擊下推出夾頭時(shí)，一方面勢(shì)必撞擊在其他部件或接料容器上，同時(shí)也不易保證工件在卸下后保持正確的定向。所以當(dāng)工件的表面不允許碰傷時(shí)，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(dòng)線中要求工件卸下后保持一定的方向運(yùn)送到下一臺(tái)機(jī)床去時(shí)，也不宜采用這種方式卸料。 2、振動(dòng)式料斗裝置 振動(dòng)式料斗裝置的類型 直槽式振動(dòng)料斗 圓盤式振動(dòng)料斗 ?振動(dòng)式料斗裝置的優(yōu)點(diǎn)： ?（ 1）送料和定向過程中沒有機(jī)械的攪拌、撞擊和強(qiáng)烈的摩擦作用，因而工作平穩(wěn)。對(duì)于已經(jīng)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(dòng)裝配過程中，對(duì)一些小型零件自動(dòng)送料，絕大多數(shù)都采用這種料斗。 ?（ 2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，比較耐用。 ?（ 3） 通用性強(qiáng)。對(duì)于一般小型工件都能適用，對(duì)于形狀特性不同的工件，只有定向元件不同，其它結(jié)構(gòu)都能通用。送料速度也可以較方便地調(diào)節(jié)。振動(dòng)送料的原理還可用于工件的輸送、提升等裝置。 ?振動(dòng)式料斗裝置的缺點(diǎn)： ?（ 1） 工作中有噪聲，特別當(dāng)工件較大或結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)得不合理時(shí)噪聲尤大，以致擾亂周圍的工作環(huán)境。因此必須合理地設(shè)計(jì)和調(diào)整，使之減小和避免噪聲，同時(shí)，這種料斗對(duì)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(dāng)工件表面染有油污或料道上有灰屑油污時(shí)，將顯著影響送料速度和工作效果。 直槽式振動(dòng)料斗的結(jié)構(gòu) ? 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(dòng)料斗的工作原理 ?以半波整流為例，整流電流與時(shí)間關(guān)系如圖 受力分析一 ?? 22 ?? ，電磁力逐漸減小，當(dāng)彈簧力＞電磁力時(shí)，在彈簧力作用下滑臺(tái)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(dāng) 時(shí)，靜摩擦力使 ??? s in)c 11 ??工件與滑臺(tái)保持相對(duì)靜止，一起向右上方運(yùn)動(dòng) 。 ?當(dāng) 時(shí)，工件相對(duì)滑臺(tái)向左下方滑移。 21 B 2B 1受力分析二 ? 當(dāng)電流從 ， 電磁力逐漸增大，當(dāng)彈簧力＜電磁力時(shí)，在電磁力作用下滑臺(tái)帶著工件以加速度 右上方向左下方移動(dòng)，受力情況如左圖。 252 ?? ?)s in(c 2 ??? ??? 0時(shí)，即 向右上方的合力 ： )s in(c ??? ?? s in(c 222 ????? ???? ? s in)c 2 ??① 當(dāng) 時(shí)，工件相對(duì)于滑臺(tái)向右上方滑移， ； ?②當(dāng) 時(shí)，工件相對(duì)于滑臺(tái)靜止，一起與滑臺(tái)向左下方移動(dòng)，仍在 ??? s in)c o s (22 ??312 ??? s in)c o s (22 ??B 2B 1B 3 1?ⅱ ）當(dāng) 即 時(shí)，工件跳起來，根據(jù)跳起的高度，落下時(shí)相對(duì)滑臺(tái)位置有三種情況： ?①工件騰空時(shí)間等于滑臺(tái)下降時(shí)間，則工件再次與滑臺(tái)接觸時(shí)，向前移一大步， ?②工件騰空時(shí)間小于或大于滑臺(tái)下降時(shí)間，則工件再次與滑臺(tái)接觸時(shí)，向前移一小步， ?③工件騰空時(shí)間等于滑臺(tái)往復(fù)時(shí)間，則工件再次與滑臺(tái)接觸時(shí)，落在原位； )s in(c ??? ?? 2 ?B 2B 3 3B 3 2二、振動(dòng)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(shí)，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(dòng)畫演示 卸料機(jī)械手 機(jī)械手類型 專用機(jī)械手 通用機(jī)械手 架空式輸送機(jī)械手 專用機(jī)械手 運(yùn)動(dòng)自由度一般較少，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜； 通用機(jī)械手 具有較多的運(yùn)動(dòng)自由度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 架空式輸送機(jī)械手 不僅能自動(dòng)裝卸工件，而且擔(dān)負(fù)著工位間的傳送工作。 機(jī)械手組成 機(jī)械手 手部 腕部 臂部 真空吸盤式 機(jī)械式 電磁式 ?機(jī)械式夾爪的幾點(diǎn)基本要求： ?（ 1）應(yīng)具有足夠的夾緊力； ?（ 2）應(yīng)具有一定的開閉角度，便于抓取和退出工件； ?（ 3）應(yīng)保證工件能準(zhǔn)確地定心或定位，使之能順利地安裝到機(jī)床夾具中； ?（ 4）盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，有利于減輕臂部的負(fù)載。 作業(yè) ?1、試述機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置的定向方法。 ?2、試推導(dǎo)直槽式振動(dòng)上料器正常工作應(yīng)滿足的條件。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 螺母輸送機(jī)在生活中主要運(yùn)用 于 車企，與焊接設(shè)備進(jìn)行配套使用，這樣可以很好地杜絕安全隱患而且提高生產(chǎn)效率。在很多企業(yè)中，當(dāng)使用 通用式點(diǎn) 焊機(jī)進(jìn)行螺母與螺栓的焊接時(shí)，通常焊接壓力非常巨大，而傳統(tǒng)焊接時(shí)，工人用手放置焊接螺母或焊接螺栓時(shí)，常常因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間注意力不能集中或操作不當(dāng)，造成手部壓傷甚至殘廢。尤其是企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，工人難免會(huì)產(chǎn)生疲憊，每年很多企業(yè)都會(huì)發(fā)生類似的生產(chǎn)安全事故。 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)完美的解決了這個(gè)問題，用機(jī)器運(yùn)輸焊接螺母，而不再使用人工放置焊接螺母，從而實(shí)現(xiàn)了 從螺母的輸送到電焊機(jī)的自動(dòng)化。采用螺母輸送機(jī)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(diǎn)，然后機(jī)器就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)焊接作業(yè)， 安全性大大提高，極大地 優(yōu)化了工作任務(wù)，縮短了工作時(shí)間，只需要少量的工人既可以完成作業(yè)，節(jié)約生產(chǎn)成本，而且企業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，便于質(zhì)量監(jiān)管和生產(chǎn)方式管理。 關(guān)鍵詞 焊接螺母 ； 振動(dòng)式 ； 輸送機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)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(xué)學(xué)士學(xué)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................... - 2 - 題的研究方法 ................................................................................... - 3 - 第 2 章 振動(dòng)式輸送機(jī)概述 ............................................................................ - 5 - 動(dòng)式輸送機(jī)的應(yīng)用 ........................................................................... - 5 - 動(dòng)式輸送機(jī)的分類及特點(diǎn) ............................................................... - 5 - 動(dòng)式輸送機(jī)的概述 ........................................................................... - 6 - 振機(jī)的組成 ................................................................................ - 7 - 動(dòng)式螺母輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) ........................................................ - 7 - 振機(jī)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(jié) ............................................................................................. - 14 - 第 3 章 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)計(jì)算 .......................................................... - 15 - 知原始數(shù)據(jù)及工作條件 ................................................................. - 15 - 動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇和計(jì)算 ................................................................. - 15 - 動(dòng)系統(tǒng)的分析 ................................................................................. - 17 - 簧的選擇 ......................................................................................... - 19 - 章小結(jié) ............................................................................................. - 20 - 第 4 章 電磁鐵與料斗的計(jì)算選擇 .............................................................. - 21 - 磁鐵參數(shù)的計(jì)算選擇 ..................................................................... - 21 - 斗的設(shè)計(jì) ......................................................................................... - 22 - 斗的參數(shù)選擇 ................................................................................. - 23 - 斗的設(shè)計(jì) ......................................................................................... - 24 - 章小結(jié) ............................................................................................. - 27 - 第 5 章 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)的調(diào)試 .............................................................. - 28 - 試內(nèi)容 ............................................................................................. - 28 - 章小結(jié) ............................................................................................. - 29 - 結(jié)論 ................................................................................................................ - 30 - 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 謝 .............................................................................................................. - 31 - 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................ - 32 - 附錄 A.................................................................................................. ..............錄 B.................................................................................................................- 1 - 第 1章 緒論 題的目的 現(xiàn)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(diǎn)式點(diǎn)焊機(jī)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(diǎn)： 眾 所周知，在使用通用單點(diǎn)式點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行螺母或螺栓的焊接時(shí)，通常焊接時(shí)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(shí)，有很大可能因操作失誤而 引起 焊機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致上 螺母輸送機(jī) 迅速 工作 ， 當(dāng)不注意時(shí) ， 會(huì)引起 放工件的手壓傷獲得不可逆轉(zhuǎn)的傷害。尤其是在企業(yè)大 規(guī)模 生產(chǎn)加工時(shí)，放置焊接螺栓或焊接螺母的人員經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生疲勞而導(dǎo)致思想不注意，每年 很多公司 都會(huì)發(fā)生類似 危險(xiǎn)的 事故而產(chǎn)生損失。 2. 生產(chǎn) 率不高 ： 因?yàn)橛兄@樣危險(xiǎn)的隱患 ，生產(chǎn)人員在放置焊接螺母焊接或螺栓時(shí)， 一定 會(huì)顯得非常小心翼翼， 由此 就會(huì)導(dǎo)致 企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)效率不高 。 全自動(dòng)化 機(jī)械加工無法實(shí)施 。 近年來 螺母國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 的普及 與全球關(guān)于自動(dòng)化生產(chǎn)的 重視， 振動(dòng)式輸送機(jī) 變得 越來 越受到普及 。 尤其 對(duì) 應(yīng)用 固定式 自動(dòng)化機(jī)器 的企業(yè) 生產(chǎn)人員 更是 非常 樂意使用， 如此 專業(yè)的 自動(dòng)化機(jī) 器 ， 符合人體結(jié)構(gòu)而 設(shè)計(jì)的 器械 ， 有利于 保護(hù) 公司 生產(chǎn) 人員 的 安慰 ， 公司 對(duì)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(fèi) ， 引起了 正面 的 引導(dǎo) 作用 。 題的意義 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)通常與 焊接設(shè)備 成套 使用， 比如機(jī)械行 業(yè)經(jīng)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(jīng)常 會(huì) 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(yùn)送工件的 手時(shí)就進(jìn)行焊接 作業(yè) ， 就會(huì) 很容易 使 手指 受傷 。 所以企業(yè) 為了升高 產(chǎn)品 生產(chǎn)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(zhǔn)的 振動(dòng)式 螺母輸送機(jī) 用 來 替換手工 方式 放置螺母完美的解決了這個(gè)危害。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 2 - 圖 1母輸送機(jī) 題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我們知道在生產(chǎn)汽車或者其零部件時(shí)，許多工件是通過焊接螺母或者焊接螺栓來進(jìn)行連接的。針對(duì)目前采用的焊接設(shè)備存在的缺點(diǎn)，深圳市祥豐自動(dòng)化設(shè)備有限公司推出了固定式點(diǎn)焊機(jī) 螺母螺釘輸送機(jī)，很好地解決了點(diǎn)焊中螺母及螺栓的焊接與輸送的問題，實(shí)現(xiàn)了從螺母的輸送到焊機(jī)的焊接全過程自動(dòng)化，并能方便地使輸送機(jī)和焊機(jī)接入生產(chǎn)流水線，若能與機(jī)器人配套使用，則還能實(shí)現(xiàn)無人化操作。關(guān)于螺母輸送機(jī)，比較成熟的有中國(guó)的 煙臺(tái)海 召輸送設(shè)備有限公司 ，河北躍興 ， 鄭礦機(jī) ）， 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(yùn)輸機(jī)三大優(yōu)勢(shì)： 不同型號(hào)螺母，也可以共用一個(gè)機(jī)臺(tái)，只需要更換便捷的機(jī)頭就即使用（省成本） 新型機(jī)頭，不卡螺母，不漏打，更換簡(jiǎn)單操作方便，打造零售后模式（高技術(shù)） 螺母植入后，高低穩(wěn)定，公差達(dá)到高要求，不拉絲，不溢科，不損工件外表（更安全） 螺母輸送機(jī)實(shí)際是為國(guó)標(biāo)螺母輸送所使用的標(biāo)準(zhǔn)螺母輸送設(shè)備，對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的螺母支持不好，容易卡螺母。當(dāng)然非標(biāo)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(dòng)化機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)來說這已哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 3 - 經(jīng)是非常的寬松了。除標(biāo)準(zhǔn)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(duì)這樣螺母的輸送一樣擁有標(biāo)準(zhǔn)范圍，這需要使用企業(yè)與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)協(xié)商。國(guó)內(nèi)振動(dòng)式螺母輸送機(jī)經(jīng)過多年發(fā)展，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。至今為止，生產(chǎn)的螺母輸送機(jī)已經(jīng)達(dá)到歐美國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)與要求 。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)與歐美、日韓螺母輸送機(jī)基本都達(dá)到了以下幾點(diǎn)： 點(diǎn)焊機(jī)連接，可以采用自動(dòng)化或半自動(dòng)化作業(yè)。 編程控制 +人機(jī)界 面操作系統(tǒng)，可供編程、儲(chǔ)存、調(diào)用、修改，具有可靠、先進(jìn)、故障少、美觀、便于維修。 有喂料裝置，每分鐘可送 15，無級(jí)調(diào)速，輸送正確率高，不低于 99％。 作步驟為啟動(dòng)→輸送螺母→點(diǎn)焊機(jī)聯(lián)動(dòng)工作，當(dāng)螺母不到位或故障、或點(diǎn)焊機(jī)不工作，可與點(diǎn)焊機(jī)及其它設(shè)備進(jìn)行互動(dòng)、聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 腦觸摸屏顯示，并有信號(hào)燈表示螺母到位情況。 檢測(cè)信號(hào)反饋給點(diǎn)焊機(jī)。 聯(lián)動(dòng)功能，供客戶調(diào)整、試機(jī)時(shí)用。 為解決傳統(tǒng)焊接設(shè)備的不足，提高生產(chǎn)效率和杜絕此類的安全隱患，用能快速準(zhǔn)確的螺母輸送機(jī)來代替人手方式裝配則是一個(gè)很好的解決方案。只需將螺母輸送機(jī)的接線簡(jiǎn)單的接入焊接控制器，工人只需進(jìn)行一次操作即國(guó)產(chǎn)先進(jìn)螺母輸送機(jī)可完成把螺母送進(jìn)定位銷，然后焊接的工序 經(jīng)得到眾多車廠的廣泛使用。 題的研究方法 我選擇的是振動(dòng)式輸送機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，不僅培養(yǎng)我們獨(dú)立解決實(shí)際生產(chǎn)生活中遇到問題的能力，而且 經(jīng) 過這次全面的 課題研究 對(duì)所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際解決問題能 力的一次 全面的 挑戰(zhàn)， 同時(shí)讓 我們的研究、運(yùn)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(dòng)式螺母輸送機(jī)的機(jī)械構(gòu)造等； 軟件繪制主要零部件圖； 行三維圖的繪制； 對(duì)論文排版、 修改； 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 4 - 報(bào)紙及報(bào)告； 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 5 - 第 2章 振動(dòng)式輸送機(jī)概述 動(dòng)式輸送機(jī)的應(yīng)用 振動(dòng)式輸送機(jī)是持續(xù)高效運(yùn)行的重要的輸送方式，在 煉金 、采 煤 、運(yùn)輸、建筑用品等重要產(chǎn)業(yè) 方向 及交通輸送部門中 多應(yīng)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(dòng)式螺母輸送機(jī)是煤礦業(yè)最 優(yōu)質(zhì) 的連續(xù)有效輸送機(jī)械 之一 ，相對(duì)于其他輸送機(jī)械相比 （如擺動(dòng)給練級(jí)，圓盤給料機(jī)，帶式輸送機(jī)等）進(jìn)行比較，有很多優(yōu)點(diǎn)，如：具有 運(yùn)輸規(guī)模 較高， 能量消耗 較少， 機(jī)器占地面積不大 ， 功能結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)明易懂 ，性能 穩(wěn)定 ， 利 于維護(hù)保養(yǎng)和檢修，容易實(shí)現(xiàn)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)等。最近幾年，因?yàn)樯a(chǎn)的不斷進(jìn)步與 改良 ，研發(fā)出了 很多種 型號(hào) 功能用于不同環(huán)境具有不同功能的振動(dòng)輸送機(jī)。振動(dòng)式輸送機(jī)的功率可由十幾瓦到幾千千瓦以上，每小時(shí) 運(yùn)輸量可以 由幾公斤到達(dá) 幾千公斤 以上。各種不同的振動(dòng)式輸送機(jī)足以滿足不同的工作需要。 振動(dòng)式輸送機(jī)是持續(xù)輸送的一種傳統(tǒng)的機(jī)械，其輸送方式是通過激振器驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸物料振動(dòng)，依靠振動(dòng)物料來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸?shù)膲K、散狀物從裝載地點(diǎn)到指定地點(diǎn)的運(yùn)輸而且還在此過程中實(shí)現(xiàn)挑 選符合需求的目標(biāo)。現(xiàn)今在礦業(yè)，機(jī)械生產(chǎn)，煤 業(yè) ，化工 產(chǎn) 業(yè)，建筑用品以及 蔬菜運(yùn)輸 ，重工業(yè)等 領(lǐng)域取得了 很大 的市場(chǎng)。 振動(dòng)輸送機(jī) 可以應(yīng)用于不同的產(chǎn)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(duì)傳統(tǒng) 擁有 600米的大 規(guī)模物料，甚至規(guī)模達(dá)到 1000上的超大塊運(yùn)輸物品，都有很好的運(yùn)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(yùn)輸裝置理應(yīng)注意制造成全密封 裝置 ），當(dāng)使用恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸 方式 后，還可以輸送溫度很高的物品。 動(dòng)式輸送機(jī)的分類及特點(diǎn) 振動(dòng)式輸送機(jī)的運(yùn)輸方式也有很多種類 。 從振動(dòng) 方式不同來劃分，大致可分成以下三種方式： 送機(jī) 。 是包括中心 軸、連 接 桿、 振動(dòng) 彈簧和 儲(chǔ)料抓裝置 等組成。 中心 軸 運(yùn)動(dòng)引起 連 接 桿 開始 作 來回的活動(dòng) ， 引起儲(chǔ)料 作 固定運(yùn)動(dòng) 。 引起運(yùn)送的物料一直向設(shè)定的方向移動(dòng) 。 通常使用頻率較低， 振幅 較大 或 一般振動(dòng) 頻率與 一般 振幅。 送機(jī) 。 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(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 6 - 簧 等組成。 當(dāng) 整流后的電流通過線圈時(shí)， 導(dǎo)致鐵芯帶有磁力， 產(chǎn)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(dòng)。 通常應(yīng)用 頻率 很高， 振幅 很小的裝置 。 送機(jī) 。 一般 組成有 偏心 裝置 、 轉(zhuǎn)動(dòng) 軸、 物料 槽， 通過 偏心裝置高速運(yùn)動(dòng) 時(shí) 引起 的 離心運(yùn)動(dòng) 引 起 物 料 高速 振動(dòng)。 通常應(yīng)用高等振幅和中等頻率。 圖 12? 螺母輸送機(jī)與點(diǎn)焊機(jī) 動(dòng)式輸送機(jī)的概述 現(xiàn)今，電磁振動(dòng)式輸送機(jī)在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛， 工廠 生產(chǎn)活動(dòng)中主要使用得電磁振機(jī)式輸送機(jī)具有兩種 不同得輸送機(jī) ，電磁直槽式給料機(jī)和旋轉(zhuǎn)料槽振動(dòng)式 輸送機(jī) 。第一種給料槽作重復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用于不需要具有方向排列的較小物品的輸送；第二種簡(jiǎn)稱振動(dòng)式 輸送機(jī) ，使用有旋轉(zhuǎn) 裝置的 振動(dòng) 儲(chǔ)料裝置帶動(dòng)物料 旋轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)用于不 用 指定方向排列 物料哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 7 - 圖 22? 振動(dòng)式輸送機(jī) 振動(dòng)圖 振機(jī)的組成 以上這 2 個(gè)中 不同 的 輸送機(jī) 都 具備以下 三個(gè) 關(guān)鍵部位 ： 其中有放置物料的裝置 、 用于引起振動(dòng)的 銜鐵和 優(yōu)質(zhì)的起運(yùn)動(dòng)作用的彈簧。 振動(dòng)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(yù)留的減震空間和應(yīng)有的各種減震的彈簧。 動(dòng)式螺母輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 振動(dòng) 螺母 輸送機(jī)是 利用磁鐵吸引銜鐵引起物體運(yùn)動(dòng)，再利用彈簧的反彈力量來時(shí)物料運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生預(yù)期的效果的，最顯著的效果有以下幾個(gè) ： 現(xiàn)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)作。由于運(yùn)輸?shù)奈锢砗吐菽高\(yùn)輸機(jī)之間 不 作 摩擦運(yùn)動(dòng) ， 由此不會(huì)有很大的機(jī)器的磨損，大大提高輸送機(jī)的使用壽命 。 而且 ， 螺母輸送機(jī)的 結(jié)構(gòu) 十分簡(jiǎn)單 ， 尺寸較小 ， 維修很方 便 。 以智能方便的改變輸送機(jī)的運(yùn)輸速度，運(yùn)輸數(shù)量，可以再工作中同時(shí)進(jìn)行，方便調(diào)整 。 具有劇烈混合、碰撞、摩擦等現(xiàn)象，因此物料與電磁振動(dòng)輸送機(jī)都不容易破損，應(yīng)用年限的到大幅提高。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 8 - 母 輸送機(jī)是在 由于物料振動(dòng)而運(yùn)輸?shù)?， 不需要很多的電力，因此節(jié)省大量的能源 。 母 輸送機(jī) 一般和電焊機(jī)一起使用 ， 不用人工放置焊接螺母，安全性大大提高。 同時(shí)電磁振動(dòng)式輸送機(jī)還有下列 問題 ： 易產(chǎn)生較大噪音污染。 振機(jī)工作原理及物料輸送原理 作原理 圖 2 電振動(dòng)工作示意圖 上圖 中將 運(yùn)送工件置于 由振動(dòng) 裝置工作 的 運(yùn)送轉(zhuǎn)置 上， 由于 銜鐵與 裝載物料的機(jī)構(gòu)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(shí)電磁鐵生成了足夠打的吸引力 [1]。 下 圖 顯示的在一個(gè)前半周期內(nèi)通電 線圈 流過脈沖電流 ， 電磁體變產(chǎn)生了吸引力 鐵心 ，由此 吸引銜鐵， 令裝載裝置向下作運(yùn)動(dòng) ， 振動(dòng)裝置發(fā)生改 變， 產(chǎn)生了可以引起運(yùn)動(dòng)的彈簧的反彈的能力 ； 當(dāng)后半周期 內(nèi) 通電 線圈中 停止通過電流 ， 鐵芯與線圈產(chǎn)生的磁力 消失，彈簧 就會(huì)恢復(fù)原樣 ， 振動(dòng)裝置 向 恢復(fù)原樣的方向 運(yùn)動(dòng)， 在抵達(dá)最大運(yùn)動(dòng)極限位置后又做返回運(yùn)動(dòng) [2]， 對(duì)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(dòng)式螺母輸送 機(jī)是 在一個(gè) 周期 內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng)，如圖 2 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 9 - 圖 42? 電磁力隨電流變 化圖 由于振動(dòng)式螺母輸送機(jī)應(yīng)用 不同的振 動(dòng) 幅 度 、 振動(dòng) 頻率時(shí)， 運(yùn)動(dòng)工件會(huì)在輸送物料的料斗 上 呈現(xiàn)各不相 同 方式 的 動(dòng)作 。 工件一般會(huì)有以下幾種運(yùn)動(dòng)方式 ： 動(dòng) 工件在料斗內(nèi)停止運(yùn)動(dòng) 。 工件在料斗內(nèi)與料斗一直在接觸，同時(shí)工件會(huì)向前作相對(duì)于料斗的向前運(yùn)動(dòng)。 工件在料斗內(nèi)與料斗一直在接觸，同時(shí)工件會(huì)向后作相對(duì)于料斗的向后運(yùn)動(dòng)。 動(dòng) 工件與料斗內(nèi)壁接觸時(shí)，有時(shí)會(huì)被拋擲起來，作振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物料邊振動(dòng)邊向前做運(yùn)動(dòng)。 以上 4 種 運(yùn)動(dòng)方式 中， 只有靜止不動(dòng)時(shí)工件不做位移運(yùn)動(dòng) ， 向后運(yùn)動(dòng)對(duì)于我 們要設(shè)計(jì)的振動(dòng)式螺母輸送機(jī)沒有作用。通常狀況下 ，只有 向前運(yùn)動(dòng) 和 振動(dòng)向前 運(yùn)動(dòng)才 能應(yīng)用于我們的螺母輸送機(jī)中 。 可是實(shí)際生活中，各種運(yùn)輸機(jī)器都是集中各不相同的運(yùn)動(dòng)方式組合起來的，而且各種運(yùn)動(dòng)方式都起到不同的作用 。 工廠中大部分振動(dòng)裝置采用的通常都是做振動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)的拋擲運(yùn)動(dòng)來完成生產(chǎn)生活中的任務(wù)的 ， 由此我們所設(shè)計(jì)的主要是以拋擲運(yùn)動(dòng)當(dāng)做我們運(yùn)動(dòng)的主要方式 [3]。 料輸送原理 工件 在 承載裝置中移動(dòng) 如 下圖 所示。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 10 - 圖 52? 工件在承載裝置 中的 移動(dòng) 其中 α 為 承載裝置的傾斜角 ， φ 是主要振動(dòng)的 方向 大小 ， 裝載裝置 在磁鐵吸引 下引 S 方向作 往復(fù)運(yùn)動(dòng) ， 因此在承載裝置中向上運(yùn)輸即可用下式表達(dá) s?S （ 2 式中 ?A 承載裝置中在振動(dòng) 方向的 振動(dòng)幅度 ； ?ω 振動(dòng)時(shí)的頻率大小 在承載裝置中工件運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)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(duì)位移量 ： （ 2 （ 2 圖 2 承載裝置中 運(yùn)動(dòng) 變化 圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 11 - 由以上計(jì)算可以得到工件在承載裝置中的 運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)時(shí)具有的 慣性力 ，與輸送機(jī)之間的 摩擦力（ 還沒有做振 動(dòng)拋擲的運(yùn)動(dòng) ） [4]， 這時(shí)工件 受力圖 如圖 2 圖 2工件 受力圖 其中 ， β 為 振動(dòng)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(hào)是由于工件正向運(yùn)動(dòng)，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(dòng) 工件順著 x 方向 正向 滑動(dòng)， 由于順著 x 方向 的力合成 為 0 ， 所以 ? ? 0s ? （ 2 經(jīng)過轉(zhuǎn)換可以得到 ? ?? ???? ??? ss 12 A? ???（ 2 機(jī)械 參數(shù) A/? （ 2 拋擲運(yùn)動(dòng)參數(shù) α)φ )/s μc o s ( μ*?? （ 2 當(dāng)拋擲運(yùn)動(dòng)參數(shù) 1時(shí)， t*ω 不存在 ， 此時(shí)工件 不 會(huì)向前運(yùn)動(dòng) ， 由此得到向前運(yùn)動(dòng)時(shí) 1才符合 ， 此時(shí) t*ω 才會(huì)向前運(yùn)動(dòng)角度為 ψk 。 這哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 12 - 時(shí) φ)μ? 和 φ)? 均 大于零 ， 此時(shí)相前運(yùn)動(dòng)角度 ψk 一定會(huì)在?? 1800 ? 之間 ，此區(qū)間 我們將他命名為 正向滑 動(dòng) 區(qū)； 由此得到的 反向滑動(dòng)區(qū)的角度 在 ?? 360180 ? 之間 [6]，如圖 2 圖 2正向滑 動(dòng) 區(qū)和反向滑 動(dòng) 區(qū) 工件在承載裝置中作 向 前進(jìn)的 運(yùn)動(dòng)時(shí)， 工件因?yàn)?慣性 力 對(duì) 承載裝置的下部 的 分解出的力比較大 ， 所以動(dòng) 摩擦力 也會(huì)變得比較大 ， 此時(shí)工件不會(huì)運(yùn)動(dòng)而靜止 。 而當(dāng)工件在承載裝置中 作 連續(xù)下降速度的運(yùn)動(dòng)的 時(shí) 后 ， 工件會(huì)因?yàn)閯?dòng)摩擦力削弱而 對(duì) 承載裝置的向下 壓 力減小 ， 因此 摩擦力 縮小 ， 工件此時(shí)就會(huì)做向前的 相對(duì) 位移 [7]。 為了使工件能夠很快而又流暢的做向前的相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，我們的滑行指數(shù) 當(dāng)大于 1，此時(shí)我們選取你去 數(shù)值為 32? [8]。 工件 在 承載裝置中作 拋擲運(yùn)動(dòng) 向前 時(shí)， 承載裝置不受物料的壓力，此時(shí)壓力為 0，摩擦力也為 ， 因此條 件，我們得到以下兩個(gè)式子 : ? ? 0m g c o 2 ???? ???? (2?? ?? s 2 A???(2由以上計(jì)算可知，選取振動(dòng)頻率 ω ，拋擲 參數(shù) D 還有相關(guān)的因子 ψ 、α 我們都已經(jīng)確定 ， 因此我們能求出裝載裝置的振動(dòng)幅度 A ?? ?21 (2哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 13 - 圖 2 工件的初始 速度及加速度 工件在每次 振動(dòng) 時(shí) 物 料 作拋擲運(yùn)動(dòng) 一 回 ， 我們把作 一 回拋擲運(yùn)動(dòng) 的 在空中的 時(shí)間 和單個(gè)時(shí)期之內(nèi)之間的比 稱為 騰空 系數(shù) [10]， 騰空 系數(shù) 和 拋離指數(shù) 有如下圖所示的比例關(guān)系 。 圖 2 D – 從圖中我們可以清楚地看出騰空系數(shù)與拋離指數(shù)的關(guān)系，騰空指數(shù)由0到 1，而拋離指數(shù)由 1到 期間物料由靜止?fàn)顟B(tài)，到隨著承載裝置一起作拋擲運(yùn)動(dòng)，拋擲角度也從 ?0 到 ?360 ， 這說明騰空時(shí)間與振動(dòng)的一個(gè)周期是作配合運(yùn)動(dòng)的，而當(dāng) ?360 時(shí)也就是工件由拋起騰空而有到落在承載裝置上。當(dāng)騰空指數(shù)為 2時(shí)，就是下一個(gè)騰空周期，此時(shí)在做拋起，騰空，落地周而復(fù)始，向前前進(jìn)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 14 - 章小結(jié) 本章主要概括了振動(dòng)式螺母輸送機(jī)的應(yīng)用范圍，振動(dòng)式運(yùn)輸機(jī)的分類與特點(diǎn) 體詳細(xì)介紹了輸送機(jī)的組成和優(yōu)缺點(diǎn)，也對(duì)電振機(jī)的工作原理和物料輸送原理進(jìn)行了分析。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 15 - 第 3章 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)計(jì)算 知原始數(shù)據(jù)及工作條件 以下為 振動(dòng) 式螺母輸送機(jī) 運(yùn)送的焊接螺母的規(guī)格參數(shù)（圖 3， 應(yīng)該能滿足下列的輸送條件，才符合設(shè)計(jì)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(jī)運(yùn)輸?shù)?的為 普通 焊接螺母，其 大小與個(gè)方面尺寸和普通 螺母一樣， 僅螺母的正下方多了 3個(gè)焊接點(diǎn)。 s 為 10 2 m 為 5 焊點(diǎn) 的 高為 00個(gè) 普通焊接 螺母重 量大致為 動(dòng)學(xué)參數(shù)的選擇和計(jì)算 對(duì)螺母輸送機(jī)的工作性能有影響的各種參數(shù)有 拋擲指數(shù) D 、機(jī)械指數(shù)K 、振動(dòng)次數(shù) n 、振 動(dòng) 幅 度 A 、 傾斜 角 ψ 、工作面傾 斜 角 α 、物料 運(yùn)輸 速度 V 及電振機(jī)生產(chǎn)率 Q [11]。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 16 - 當(dāng) 物料 向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，做 拋擲運(yùn)動(dòng) ， 物料 料斗的料槽 接觸時(shí)間 非常短 ，很多時(shí)候都采取跳動(dòng) 狀態(tài)， 因此振動(dòng)上料的優(yōu)點(diǎn) 是 物料與 工作面 的相互磨損很小 ， 還 能 具有很 高的 前進(jìn)速度 ，缺點(diǎn) 也很明顯，由于物料是拋擲前進(jìn)，當(dāng)振動(dòng)劇烈時(shí)，導(dǎo)致物料表面反生損壞 ， 因?yàn)檫@個(gè)原因，還 需要提高對(duì) 物料工作 強(qiáng)度的 需求 [12]。 因此實(shí)際生活中的大部分 振動(dòng) 式螺母輸送 機(jī)都使用中等速度作 拋擲 向前 運(yùn)動(dòng)，拋擲指數(shù)的 大致 范圍 在 ? 由此，我采用的 拋擲指數(shù) 為 k 選擇 由于受物料的材料強(qiáng)度和主振機(jī)體的剛度等因素的影響，機(jī)械指數(shù) 選擇機(jī)械指數(shù) 5k? n 的選擇 振動(dòng)次數(shù) 通常是 根據(jù)電振機(jī) 的運(yùn)行 方式 的不用來使用不同得頻率 ， 由于使用的電振機(jī)為全波整流型，所以 00 0n 次? 的選擇 振 動(dòng) 幅 度 A 是 依據(jù) 物料的 不同 運(yùn)動(dòng) 速率來選取 的， 有下列公式可以求得 ?? ?2（ 3 前面我們已經(jīng)計(jì)算出了振動(dòng)次數(shù) n 還有 振 動(dòng) 幅 度 A 時(shí) 滿足條件的 機(jī)械指數(shù) k， 但是計(jì)算的都是理論指數(shù)，還要進(jìn)行再次的驗(yàn)算 [13]。 ? ??? 02212 ?? （ 3 振動(dòng)方向角Ψ的 一般應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件 ，一是 在考慮到物料的物理性質(zhì)的條件下， 盡 可能 提高輸送速 度。 振動(dòng)方向角 還應(yīng) 考慮 物料的各種物理性質(zhì)性質(zhì) 如 物料 的 硬度 、 質(zhì)量 、物理特性 、 常溫下工作狀況等 [15]。 我 選擇的振動(dòng)方向角 ?15ψ? ° 料槽的 作用為 可向上 螺旋運(yùn)送物料 ， 有時(shí)也需要 向下傾斜 運(yùn)送物料 。在這里，我們需要的時(shí) 料槽向上 螺旋 運(yùn)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(shè)置工作面的傾斜，所以傾角 α =0° . 螺母輸送機(jī) 向上 螺旋運(yùn)輸時(shí) 時(shí)β =α +Ψ， 所以 β =15° 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 17 - 圖 3 振動(dòng)方向角Ψ 和 機(jī)械指數(shù) 選擇 當(dāng)物料在料斗槽中運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的位移量與所應(yīng)用的時(shí)間之比，既為工件的輸送速度。 P ?????? c o c o 2122 ??? ???（ 3 計(jì)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(duì) 行修正。實(shí)際平均速度公式為 由于此計(jì)算出來的數(shù)值 理論數(shù)值，還受到實(shí)際因素的影響 [17]，因此我們還應(yīng)該對(duì) 此得到的實(shí)際平均速度為 ? ???? 3 物料 物理性能 對(duì)輸送速度的影響系數(shù) 于 小型 物料為 料質(zhì)量 對(duì)輸送機(jī)速度的影響系數(shù) 安裝 時(shí) 傾 斜 角對(duì) 輸送機(jī) 速度的影響系數(shù) 此重新 計(jì)算出來 25mm/符合 要求。 動(dòng)系統(tǒng)的分析 振動(dòng)式螺母輸送機(jī) 的結(jié)構(gòu)可以 看 成一個(gè)雙自由度雙質(zhì)體的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和力學(xué)模型如圖 3示。 送機(jī)上半部分 質(zhì)量，包括 料斗 ，銜鐵、 減震彈簧 等， 送機(jī)下半部分 質(zhì)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(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 18 - 圖 3工作力學(xué) 圖 因此 此振動(dòng)系統(tǒng) 可得到 如下關(guān)系 ： 1220102112 ??? （ 3 由 上式 可知，物料 離開 初始 位置 時(shí) 的位移與其 重量不成正比 ， 但是與振幅成正比 關(guān)系 ， 所以由以上可知，將工作力學(xué)圖 簡(jiǎn)化為圖 3 圖 3簡(jiǎn)化的力學(xué)模型 由上圖可知 2 的剛度為 他們又都與彈簧的長(zhǎng)度成反比，得到下式 ?????20201 （ 3 ?????1020102m （ 3 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 19 - 所以 ，雙質(zhì)體振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率可以用一個(gè)簡(jiǎn)化的單質(zhì)體振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率表示簡(jiǎn)化后的振動(dòng)系統(tǒng)稱為有阻尼單強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng) [18]。其力學(xué)模型如圖 3 3 自由度力學(xué)模型 簧的選擇 振動(dòng)式螺母輸送機(jī) 的 運(yùn)動(dòng) 元件 為彈簧，主要元件是振動(dòng) 彈簧和減振彈簧， 適應(yīng)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(zhì)彈簧鋼板 組合 而成的， 因?yàn)槠?片數(shù)可以 在使用范圍內(nèi)增 減 ， 變于調(diào)整彈簧的彈性 。 彈簧會(huì)有最大極限的玩去角度，因此這種振動(dòng)類彈簧的振動(dòng)幅度不可以太大，振動(dòng)幅度一般來說 2，這類彈簧能完成需求，而且較輕便。 此時(shí)彈簧的剛度系數(shù) K 可以由以下式子求出： ?? ????????????????????? mm mm 2 有根據(jù)材料性質(zhì)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(zhǎng)度滿足他說要承受的力與形變。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè) 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(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 20 - 章小結(jié) 本章主要是對(duì)輸送機(jī)的 主要參數(shù)的 設(shè)計(jì)計(jì)算。通過原始數(shù)據(jù)，螺母的尺寸與重量與工作時(shí)的條件，對(duì)電磁振動(dòng)運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇與計(jì)算。 還 對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)其振動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇 合適 的 彈簧。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 21 - 第 4章 電磁參數(shù)與料斗的計(jì)算選擇 磁鐵參數(shù)的計(jì)算選擇 選擇 電磁 鐵 參數(shù)前 有 下列 初始 數(shù)據(jù) 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(shí)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(diào)整線圈匝數(shù) ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 方便操作 ， 缺點(diǎn)為我們需要相對(duì)較大的電磁力，要小等型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。 圖 4振機(jī)示意圖 我們所選擇的是振動(dòng)頻率在 000 次 ，振動(dòng)幅度為 1，用的是半波電流。這是一種非?？斓恼駝?dòng)頻率，符合工件向前運(yùn)動(dòng)的特性，由于在工業(yè)用電 380溫下工作，我們需要選擇電動(dòng)機(jī)的時(shí)候就要選擇小型的電動(dòng)機(jī)。 圖 4 型鐵芯示意圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 22 - 同時(shí)，我們選擇鐵芯的時(shí)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(jià)格便宜，便于獲取，安裝簡(jiǎn)單而且適用范圍廣泛，和小型電振機(jī)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(jì)算： ? ?? ?? （ 4 計(jì)算結(jié)果為 250 由于適用電磁鐵吸 引銜鐵作運(yùn)動(dòng)，所以電磁忒與銜鐵中間應(yīng)該有一定的間隙，設(shè)置間隙為 但是工作時(shí)，不可能讓銜鐵與電磁鐵完全接觸，還要有一些當(dāng)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(jì)算出來的結(jié)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(hào)為 50*110 ,大小為5010 斗的設(shè)計(jì) 料斗有很多種不同的分類，而振動(dòng)式料斗是其中一種常見的料斗，振動(dòng)式料斗結(jié)構(gòu)小巧，使用簡(jiǎn)單，占地面積小，又可以提供很好地運(yùn)輸方式，尤其對(duì)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(shì)。在工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)在已經(jīng)大量采用振動(dòng)式料斗作為輸送物品的方式了，他可以定向輸送 可對(duì)單件物 品 ，而且原理簡(jiǎn)單，在工廠生產(chǎn)中大量使用 20]。 振動(dòng) 式 料斗 具有以下特點(diǎn) : 圓盤形狀 ， 料斗低下為圓錐形的凸起 ， 料斗依靠?jī)?nèi)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(dòng)向前進(jìn)，在螺旋形狀的料斗槽內(nèi)定向向前輸送，穩(wěn)定在料斗槽內(nèi)運(yùn)輸，然后經(jīng)過料斗的出料口，將螺母排出，到達(dá)指定地點(diǎn)，與焊接機(jī)配合完成焊接作業(yè)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 23 - 是回彈時(shí)卻因考板彈簧的彈簧力而變回原裝，由此來回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)螺母進(jìn)行上料。 斗的參數(shù)選擇 p （ 4 式中 ?Q 工件要求的每分鐘上料的個(gè)數(shù) ?l 物料沿指定方向前進(jìn)的距離 ?h 工件運(yùn)行 的系數(shù) ， 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(yùn)行，需要有一個(gè)傾角 α ， α 的選取需要適合料斗的螺旋上升規(guī)律，太大會(huì)造成螺旋省上升的圈數(shù) ?? 101 ??? 過多，導(dǎo)致設(shè)計(jì)不合理，太小又會(huì)引起上料速度減慢。此時(shí)一般選取。 我們選 取 ?10α? 。 振動(dòng)式螺母輸送機(jī)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(shí)彈簧會(huì)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(diào)整到一個(gè)相應(yīng)位置才能起到應(yīng)有的作用，引起料斗的正常振動(dòng)上料 。 圖 4簧 安裝 的 示意圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 24 - 板 彈簧固結(jié)于 振力方向?yàn)?振動(dòng)一次的垂直升降量設(shè)為 h=角為θ =∠ 時(shí)β =α +φ，所以： ? ???? ???? （ 4 當(dāng)彈簧固結(jié)于 據(jù)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(yīng)為 向，于是彈簧應(yīng)與 此可得β =∠ 以有 ? ??????? ???? ??? r c (4彈簧安裝方向應(yīng)該向螺旋料槽升角的反方向傾斜，而且彈簧的水平投影應(yīng)切于料斗底部的固接點(diǎn)所在圓。 在這里為了方便計(jì)算，設(shè)計(jì)的板彈簧將固結(jié)在料斗直徑 D 上，所以其彈簧安裝角β =15° 的確定 M 的運(yùn)算 公式為： 2121 mm ??????M (4因此計(jì)算出質(zhì)量 25 型設(shè)計(jì) 常用的料斗結(jié)構(gòu)有兩種，帶內(nèi)螺旋料槽的圓柱形料斗，結(jié)構(gòu)工藝性較好；帶內(nèi)螺旋料槽的圓錐形料斗，適用于復(fù)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(nèi)螺旋的圓柱形料斗即可。 料斗 需要選擇結(jié)實(shí)耐用而不易受到腐蝕的材料，符合這些特點(diǎn)的有鋁合金，