1、 本科毕业论文 （ 20 届） 电磁振动给料器给料速度的分析 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文 I 摘要 在很多情况下，振动是一种不必要的和有害的现象。但在某些场合，振动是有益的。例如，利用振动可有效地完成许多工艺过程，也可用来提高某些 机器的工作效率。最近 30 多年来，振动机械得到了迅速的发展， 它是利用振动原理来完成各种工艺过程的机械设备。 当前这类机械已广泛应用在工农业生产及国防建设等部门，例如采矿、石油、机械、水利、建筑、铁路、公路交通、食品和谷物加工、农田耕作、作物收割等。这类机械可有效完成很多工艺过程，例如
2、给料、上料、输送、筛分、烘干、冷却、脱水、选分、粉磨、光饰、落砂、成型、整形、振捣、压路、钻挖、装载、振仓、犁土、沉桩、清理、采油、时效、切削、检测、诊断等。 据不完全的统计，目前已用于工业生产中的振动机械有几十种之多，其中 电磁振动 给料器 是 常用的一种 。 振动给料机是自动加工与自动装配系统中的一种供料装置，它广泛应用在冶金、煤炭、电力、化工、轻工和食 品 等工矿企业中 ， 具有上料效率高、定向性能 好 、结构简单、工作稳定可靠 等优点。 目 前振动给料机存在的 关键 问题是如何 更 进一步提高输送物料的效率，降低振动、噪音和能耗 。 随着人们对振动与控制问题认识的深入，也使得提高电磁振
3、动给料机的性能成为可能。 本文介绍了电磁振动送料器的工作原理和组成，通过建立振动微分方程求得料斗的振动位移，进而得出料斗的速度。再通过对物料在料斗振动时的受力情况和运动情况进行分析得出电 磁振动给料器送料的平均速度。并进一步对影响平均速度的几个因素进行分析 ,提出了物料在连续滑移条件下的最佳振幅、振动方向角和料槽平均升角的确定依据 ,从而为电磁振动给料器提供设计依据。 关键词 ： 振动机械；电磁 振动送料器 ；滑移；给料速度；振幅 本科生毕业论文 II Abstract In many cases, vibration is a unnecessary and harmful phenomen
4、on. But on some occasions, vibration is useful. For example, many processes process can be effectively completed by using vibration, and besides， it can be used to improve the efficiency of some machines。 In recent 30 years, the vibration mechanism has developed rapidly， and it is the mechanism equi
5、pment which use the vibration principle to finish some processes process。 At present, this type of machinery has been widely used in industrial and agricultural production and national defense construction and other sectors, such as mining, metallurgy, petroleum processing, machinery, water conserva
6、ncy, construction, railway and highway transportation, food and grain processing, farming， and crop harvesting. The completion of such machinery to be effective in many processes, such as feeding, feeding, conveying, screening, drying, cooling, dehydration, selected points, grinding, light decoratio
7、n, sand down, molding, plastic, vibration, pressure Road, drilling, loading, vibration positions, plow soil, pile driving, clean up, tied up, oil production, aging, cutting, testing, and diagnosis. According to incomplete statistics, there are more than 20 kinds of vibration mechanisms that has been
8、 used in industry， electromagnetic feeding-vibrator is one of the most commonly used . The electromagnetic vibration feeder is the automatic processing and automatic assembly system of a feeding device, it has been widely used in industrial production， such as metallurgy, coal, electricity, light in
9、dustry and food, with the material more efficient, targeted excellent performance, simple structure, stable and reliable. Currently, the main problem about vibration feeder is how to further improve the efficiency of transport materials, reduced kernel vibration, noise and energy consumption. With t
10、he more and more understanding of vibration ,it becomes possible to improve the performance of electromagnetic vibration feeder. In this chapter, the composition of the electromagnetic feeder and its operational principle are introduced， a vibration differential equation is established， the vibratio
11、n displacement of hopper is obtained， and then its speed is also obtained。 Analyzing force and movement of material when hopper was vibrated was obtained average speed of the vibration mechanism。 Analyzing several factors influencing the speed, the optimum amplitude and vibration direction angle of
12、material and average rising angle of feeder trough when material continuously slipped was put forward, consequently it provided design basis for vibration mechanism. Keywords: vibration mechanism， electromagnetic vibration feeder， slip ， feeder speed, amplitude 本科生毕业论文 III 目录 前 言 . 1 第 1 章 振动机械的组成、用
13、途、分类、结构及工作原理 . 2 1.1 振动机械的组成、用途与分类 . 2 1.1.1 振动机械的组成 . 2 1.1.2 振动机械的用途 . 2 1.1.3 振动 机械的分类 . 3 1.2 电磁式振动机械的工作原理与构造 . 6 1.2.1 电磁式振动机械的工作原理 . 6 1.2 2电磁式振动机械的构造 . 6 1.3 振动给料器的结构、工作原理与应用特点 . 8 1.3.1 振动给料器的结构 . 8 1.3.2 振动给料器的工作原理 . 8 1.3.3 振动给料器的应用特点 . 8 1.4 电磁式振动料斗的工作原理与构造 . 9 1.4.1 电磁式振动料斗的结构 . 9 1.4.2
14、电磁式振动料斗的工作原理 . 9 第 2 章 电磁振动给料器的理论分析 . 11 2.1 振动力学模型 . 11 2.2 电磁式振动机械的电磁激振力 . 11 2.2.1 电磁力基本公式的导出 . 11 2.2.2 电振机的气隙磁通密度 . 13 2.2.3 各类电振机的电磁激振力 . 18 第 3 章 振动机输送速度的理论分析及计算 . 19 3.1 直线运动振动机械物料运动的理论 . 19 3.2 电磁振动给料器的平均给料速度 . 20 3.3 主要参数对给料器输送平均速度的影响 . 21 3.3.1 振幅对输送速度的影响 . 21 3.3.2工作面摩擦系数对输送速度的影响 . 22 3.
15、3.3 振动方向角对输送速度的影响 . 23 本科生毕业论文 IV 3.3.4 槽体的螺旋角对输送速度的影响 . 24 3.3.5 料层厚度、物料性质等因素对输送速度的影响 . 25 第 4 章 振动机械弹性元件的设计与计算 . 27 4.1 弹性元件的种类和用途 . 27 4.2 板弹簧的 刚度与强度设计计算 . 27 4.3 橡胶弹簧的刚度与强度设计计算 . 30 第 5 章 其他需注意的结构设计问题及注意事项 . 35 5.1 其他需注意的结构 设计问题 . 35 5 1.1 改善送料轨道表面状况 . 35 5 1.2 改善机座振动情况 . 35 5 1.3 加定向装置 . 35 5.2
16、 其他需注意的事项 . 35 5 2.1 主振弹簧调整时须注意的事项 . 35 5 2.2 隔振系统调整时须注意的事项 . 35 5 2.3 气隙调整时须注意的事项 . 36 小结 . 37 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 38 本科生毕业论文 1 前 言 振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象。事实上，人类就生活在振动的世界里，地面上的车辆、空中的飞行器、海洋中的船只等都在不断的振动着。房屋建筑、桥梁水坝等在受到激励后也会发生振动。就连茫茫宇宙中，也到处存在着各种形式的振动，如风、雨、雷、电等随时间的不断变化 2。 工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是近
17、代机器结构正向大功率、高速度、高精度、轻型化、大型化和微型化等方向发展，振动问题也就 越来越突出，因此掌握振动规律就显得十分重要了，也只有掌握了振动规律和特征以后，才能有效地利用振动有益的方面和限制振动有害的一面。众所周知，振动在日常生活和工程中会带来危害，例如，振动引起噪声污染，影响精密仪器设备的功能，降低机械加工的精度和光洁度，加剧构建的疲劳和磨损，缩短机器和结构物的使用寿命；机械振动还要消耗能量，降低机器效率；振动有时会使结构发生大变形而破坏，甚至造成灾难性的事故。然而，振动也可以用来为人们服务，例如，利用钟摆振动原理制造钟表；工程实际中数以万计的振动机器和振动仪器可以完成许多不同的工艺
18、工程，如：给料、上料、输送、筛分、布料、烘干、冷却、振仓、犁土、清理、粉磨、成型、振捣、沉桩、采油、检桩、诊断等，这些机器和仪器包括振动给料机、振动输送机、振动整形机、振动筛选机、振动脱水机、振动干燥机、振动冷却机、振动破碎机、振动球磨机、振动光饰机、振动采油机、各种形式的振捣机和激振器等，它们极大地改善了劳动条件，甚至成百倍地提高了劳动生产率；可见研究和掌握振动规律有着十分重要的意义，可以使人们能更好地利用振动有益的一面，而减少有害的一面。 当前，各种振动机械的设计依据，直接与物料的运动情况有关。因此， 阐明物料在振动工作面上的运动理论、根据对料斗力学模型的建立分析导出振动给料器的平均速度，
19、对于正确选取振动机械的参数，以保证各种工艺过程有效、高效地进行将会产生极其重大的意义。 由此可以预计，随着生产实践和科学研究的不断进展，人们对振动过程的认识将愈益深化，机械振动的利用将会更加广泛，我们的许多关于振动利用的畅想，会逐步地变为现实，并造福人类。 本科生毕业论文 2 第 1 章 振动机械的组成、用途、分类、结构及工作原理 1.1 振动机械的组成、用途与分类 振动机械是 20 世纪后半期得到迅速发展的一种机械 ，它是利用振动原理来完成各种工艺过程的机械设备。 利用振动可有效地完成许多工艺过程，也可用来提高某些机器的工作效率。而 随着社会的加速发展，竞争的日趋激烈，要求人们最大限度地降低
20、产品成本 ,电磁振动送料器就是在这样的背景下产生的。 据不完全的统计，目前已用于工业生产中的振动机械有几十种之多，其中 电磁振动给料器 是 常用的一种 。 振动给料机是自动加工与自动装配系统中的一种供料装置，它广泛应用在冶金、煤炭、电力、化工、轻工 、落纱、成型、振捣 和食 品 等工矿企业中 ， 具有上料效率高、定向性能 好 、结构简单、工作稳定可靠 等优点。 目 前振动 给料机存在的关键 问题是如何 更 进一步提高输送物料的效率，降低振动、噪音和能耗 及提高自动化程度。 随着人们对振动与控制问题认识的深入，也使得提高电磁振动给料机的性能成为可能。 1.1.1 振动机械的组成 振动机械通常是由
21、激振器、工作机体及弹性元件三个部分组成 1（图 1-1a）。 1.激振器 用于产生周期变化的激振力，使工作机体产生持续的振动。常用的激振器有惯性式激振器、弹性连杆式激振器、电磁式激振器、液压式或气动式激振器，以及凸轮式激振器等。 2.工作机体或平衡机体 如输送槽、筛箱、台面和平衡架体等。但在一些振动 机中无平衡架体。为了完成各种工艺过程，它们通常作周期性的运动。 3.弹性元件（弹簧） 包括隔振弹簧（其作用是支承振动机体，使机体实现所要求的振动，并减少传给机体或结构架的动载荷）、主振弹簧（即共振弹簧或称蓄能弹簧）和连杆弹簧（传递激振力等）。在一些振动机械中无弹性元件。 振动机械与其它类型的机械相
22、比，优点是结构简单、制造容易、重量较轻、金属消耗量少、成本低、能耗小、安装方便、维修容易等。某些振动机械也存在着振幅不够稳定、调整复杂、传给地基的振动较大、零部件工作寿命较短及噪声较大等缺点。 1.1.2 振动机械的 用途 1.物料的输送 利用振动的槽体（或管体），可使物料沿指定的方向作滑行或抛掷运动，从而可以达到输送物料的目的。用管体封闭的振动输送机，能输送含有矽尘的矿物及其它有害或有毒的物料，可为现场工人创造良好的工作环境，以保证他们的身体健康；此外，便于输送高温物料。这两个优点是其它输送设备所不能比拟的 12。 2.物料的筛分、选别、脱水、冷却和干燥 因为振动可使物料松散地和均匀地分布于
23、工作面上，同时在振动面上物料受重力（在离心力场中则为离心力）、冲击力、摩擦力和惯性力的频繁作用，所以在输送物料的过程中，可有本科生毕业论文 3 效地 完成诸如筛分、选别、脱水、冷却和干燥等各种工艺过程。 3.物料的粉磨、物件的清理和工件的光饰 利用振动可使物料（或物件）内部的裂纹易于形成，并迅速展开；利用振动可加剧物料（或物件）与研磨介质之间的相互摩擦和撞击，从而可有效地完成物料粉磨、物件的清理、铸件的落砂和工件（或刀具）光饰等各种工艺过程。 4.土壤或砂石的夯实、振捣及沉拔桩等 利用振动可减少土壤、砂石和其它混合物的内摩擦力，可降低土壤对贯入物体（桩或管）的阻力，因而可有效地完成夯土、压路、
24、振捣和沉拔桩等工作，并可大大减轻工人的体力劳动。 5.仪器、机 器及其零部件的测试 利用激振器对机件进行振动试验；利用振动试验台或振动测量仪测定仪器、机器及其零部件的参数；利用振动原理对回转零部件进行动平衡试验等。 6.其它用途 利用振动可以加快铸件或焊接构件内部形变晶粒重新排列的过程，缩短消除内应力的时间等。 1.1.3 振动机械的分类 对振动机械的分类的目的是：按照振动机械的类型，分别对它们进行研究，找出它们的共性与特性，便于了解与掌握各种振动机械的特点，以使它们得到更合理的使用。振动机械可以按照它们的用途、结构特点以及动力学特性进行分类。 1.按用途分类 表 1.1 振动机械按用途分类
25、类别 用途 机器名称 输送给料器 物料输送、给料、预防料仓起拱、作闸门用 振动给料机； 水平振动输送机； 振动料斗； 垂直振动输送机； 仓壁振动器 选分冷却类 筛分、选别、脱水、冷却、干燥 振动筛； 共振筛； 弹簧摇床； 惯性四轴摇床； 振动离心摇床； 重介质振动溜槽； 振动离心脱水机； 槽式振动冷却机； 塔式振动冷却机； 振动干燥机 研磨清理类 粉磨、光饰、落砂、清理、除灰 振动球磨机； 振动光饰机； 振动落砂机； 振动除灰机； 矿车清底用振动器 成型紧实类 成型、紧实 石墨电极振动成型机； 耐火砖振动成型机； 混凝土预制件振动成型机； 振动造型机 振捣打拔类 夯土、振捣、压路、沉拔桩、挖掘
26、、装载、凿岩 振动夯土机； 插入式振捣器； 附着式振捣器； 振动压路机； 振动沉拔桩机； 电铲振动斗齿； 振动装载机； 风动或液压冲击器 试验测试类 测试、试验 试验用激振器； 振动试验台； 动平衡试验机； 振动测试仪器 其它 振动时效等 振动时效用振动台 本科生毕业论文 4 2.按驱动装置（激振器）的形式分类 （ 1）惯性式振动机（图 1.1）。目前惯性式振动机在工业部门中得到了广泛的应用。 例如，惯性振动筛、振动球磨机、振动落砂机、振动成型机和振捣器等等。 图 1.1 惯性式振动机 a ）惯性振动机简图 b ）惯性激振器 1 激振器 2 工作机体 3 弹性元件 4 偏心块 5 主轴 6 轴
27、承和轴承座 （ 2）弹性连杆式振动机（图 1.2）。弹性连杆式振动机构通常用于工业中的该类振动机有弹性连杆式振动输送机、振动冷却机和重介质振动溜槽等。弹性连杆式振动机构通常用于长度较大的振动机中。 图 1.2 弹性连杆式振动机 1 工作机体 2-连杆弹簧 3 弹性元件 4 连杆 5 偏心轴 （ 3）电磁式振动机（图 1.3）。目前用于工业中的该类振动机有电磁振动给料机、电磁振动输送机、电磁振动筛和电磁振动试验台等。 图 1.3 电磁式振动机 a）外形图 b）电磁激振器 1-激振器 2 工作机体 3 弹性元件 4 板弹簧 5 联接叉 6 线圈 7 铁心 8 衔铁 本科生毕业论文 5 （ 4）其它
28、振动机。它们由风动式激振器、液压式激振器和凸轮式激振器驱动。 3.按动力学特性分类 表 1.2 振动机械按动力学特性分类表 振动机类型 动力学状态的特点 常用激振器的形式 振动机名称 线性非共振 类振动机 线性或近似于线性非共振（ 0 ） 惯性激振器、风动式激振器、液压式激振器等 单轴或双轴惯性振动； 自同步概率筛； 自同步振动给料机； 双轴振动输送机； 双轴振动落砂机 ； 单轴振动球磨机；惯性式振动光饰机 惯性振动成型机；插入式振捣器；振动压路机；惯性式振动试验台 ； 惯性振动冷却机； 线性近共振类振动机 线性或近似于线性近共振（ 0 ） 惯性激振器、弹性连杆式激振器、电磁激振器等 电磁振动
29、给料机；惯性式近 共振给料机；电磁式螺旋振动上料机；槽式近共振冷却机；线性共振筛；振动炉排弹性连杆式、惯性式及电磁式近共振输送机；线性振动离心脱水机； 非线性振动机 非线性、非共振（ 0 ），或近共振（ 0 ） 惯性激振器、弹性连杆式激振器、电磁激振器等 非线性振动给料机；振动离心摇床；附着式振捣器；振动沉拔桩机；非线性振动离心脱水机；非线性振动输送机；弹簧摇床；非线性共振筛 ； 冲击式振动机 非线性、非共振（ 0 ），或近共振（ 0 ） 惯性激振器、电磁激振器、风动式激振器或液压式激振器等 蛙式振动 夯 土机；振动钻探机；振动锻锤叫；冲击式振动落砂机；冲击式振动造型机；风动式冲击器；振动夯土机（抛离式）；液压式冲击器； 除了按照前述特性进行分类外，还常常按照振动质体的数目及自由度的数目对振动机进行分类。
