1、本科毕业论文（20 届）电容器引脚铆钉铆接机振动给料装置设计及其动态分析所在学院 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摘要随着社会的发展,对物料包装提出了更高的要求,其中粉粒状物料定量包装数量大,品种规格多，但有毒有害程度大，生产效率和经济效益都较低。因此,需要采用电磁振动给料器定量给料，使用这一装置，能够有效的提高生产效率和经济效益。本文以电磁振动给料装置位烟具对象，基本概括了铆接机的发展历史与振动料斗上料的特点，大体阐述了铆接机的整体设计以及生产工艺过程，主要介绍了电磁振动给料装置的设计以及其工件受力分析。在电磁振动给料装置设计
2、中，主要设计了料斗以及电气控制。在受力分析中，着重分析了工件产生跳跃的条件并计算了连续跳跃的数据。分析了电磁振动给料系统的力学模型，通过幅频特性曲线分析了固有频率和激振频率的关系,确定了电磁振动给料系统的工作状态,对系统在有阻尼和无阻尼两种不同的情况下进行振动仿真分析。通过使用软件，查找数据，参考资料，对电磁振动给料系统的工作状态进行分析，得到了动态变化曲线。由曲线得到了固有频率对生产效率以及工作状态的影响，对进一步提供参考与依据。关键词：电磁振动；受力分析；动态分析本科生毕业论文IIAbstractWith the development of society,Packaging mater
3、ials made of higher demand, which quantitative packaging materials, granular powder in large quantities, varieties and specifications, but the large degree of toxic and harmful, productivity and economic efficiency is relatively low.Therefore, the electromagnetic vibration feeder dosing, the use of
4、this device, can effectively increase productivity and economic benefits.In this paper, the electromagnetic vibration feeder device bit Smoking Object, summarizes the history riveting machine and vibration characteristics of the feeding hopper, generally described riveting machines overall design an
5、d production process, introduces the electromagnetic vibration feeder Device Stress Analysis and its artifacts. Feeding equipment in the design of electromagnetic vibration, the main design of the hopper and electrical controls. In the stress analysis, the focus of the workpiece and the condition ju
6、mp jump calculated continuous data.Analysis of the electromagnetic vibration feeder system, the mechanical model, the amplitude-frequency characteristic curve analysis of the inherent relationship between the frequency and excitation frequency, to determine the electromagnetic vibration feeder syste
7、m working state of the system with damping and without damping in two different Vibration Analysis circumstances. By using the software, find data, reference materials, the electromagnetic vibration feeder system working state analysis, the dynamic curve. Natural frequency obtained by the curve of p
8、roduction efficiency and the impact of working conditions, and the basis for further reference.Key words :electromagnetic vibration; stress analysis; dynamic analysis本科生毕业论文III目 录前言 .1第 1 章 总体方案设计 .21.1 电容器铆接机装配工艺分析 .21.2 电容器铆接机方案设计 .2第 2 章 电磁振动给料装置的方案设计 .52.1 电磁振动给料器的特点和原理 .52.2 圆盘式电磁振动料斗设计 .62.2.1
9、 料斗设计 .72.2.2 主弹簧 .82.2.3 重盘、减震器和电磁振动器 .92.3 控制系统设计 .9第 3 章 工件运动分析 .113.1 工件的运动状态分析 .113.1.1 各种运动状态 .113.1.2 跳跃和连续滑移 .123.2 工件的受力分析 .13第 4 章 振动给料装置动态分析 .154.1 振动给料器力学模型 .154.2 振动给料器结构参数分析 .184.2.1 振动质体参数 .184.2.2 弹簧刚度 .204.3 振动系统动态分析 .21小结 .24致谢 .24参考文献 .25本科生毕业论文1前言1.课题的由来：振动在很多情况下都被认为是一种有害的现象。任何事物
10、都有它的两面性，震动也不例外，它在某些场合也会发挥效用。最近 30 多年来，应用振动原理而工作的机械得到了迅速发展，它们在矿山和冶金工厂，选煤厂，化工厂，发电厂，铸造厂，建筑基地，水泥厂，以及粮食和食品加工厂中得到了广泛的应用。据不完全统计，目前运用在工业生产中的振动机械有几十种了。这些振动机械在它们的岗位上都发挥着重要作用。 振动机械的主要用途可分为：（1）物料的输送;（2）物料的冷却，脱水，干燥，筛分和选别;（3）工件的光饰，物料的粉磨和清理;（4）松散物料的成型与紧实;（5）土壤或沙石的振捣和夯实以及沉拔桩;（6）机器和仪器检测，零部件的测试。可以预见，随着我国经济的不断发展，科学研究的
11、进一步提高，新用途的振动机械将会不断涌现，在各个部门的用途也会日益增多，并将发挥越来越重要的作用。2.振动给料的优点：电磁振动料斗是一种高效的给料装置,它的结构比较简单，工作可靠且平稳,能量消耗较小,工件间的相互摩擦力小,不易损伤到物料,改换品种也方便,供料较速度容易调节。振动料斗是借助电磁力产生的微小振动,依靠重力以及惯性力的综合作用来驱使件料沿着料槽向上向前运动,且在送料的过程中自动定向,形成单行按规定的位置和方向排列输出,它是一种较常用的工件给料装置。振动料斗给料时具有下列优点:（1）结构简单,容易维护且比较耐用；（2）送料效率高,并且送料速度容易调整；（3）易于定向,通用性比较强,输送
12、特征形状不相同的工件时,只要更换定向元件,振动料斗的其它结构都可采用；（4）在送料和定向的过程中，没有产生机械撞击和搅动，以及强烈的摩擦作用,因此一般不会破坏工件的精度与加工表面,也不会产生堵塞的现象,对于已经加工的工件,和薄壁、弹性、脆性制件使用这种料斗是非常合适的。3.铆接技术概况铆接技术是一项古老而又实用的技术，在现代社会，我们依然依赖着这项技术完成我们加工的产品。铆接技术也相应的取得了极大的发展和促进。早期的铆接设备只是简单的利用冲压膨胀使铆钉将两块被连接板紧固的单机械加工工艺，生产效率低，精度差。最早使用的冲击式热铆接工艺，噪声大，而采用液压式铆接则铆接力过高，铆钉易被镦粗。2O 世
13、纪 9O年代出现了 TOX 圆点连接技术。随着计算机技术的发展， 钻铆自动化已从单台数控钻铆机同多台自动钻铆机或钻铆装置、托架、钉传递装置、真空集屑装置、传感控制装置等组成的计算机集成控制的柔性自动装菖己系统方向发展。本科生毕业论文2第 1 章 总体方案设计1.1 电容器铆接机装配工艺分析由于所设计的的铆接机的主要用途的在盖板的空中自动地插入两个引脚，再将盖板盖上，接着送入工位进行铆接，引脚和盖板的结构如图 1.1 所示。由于电位器的引脚和盖板的种类尺寸有很多，而本文中只是提出一个比较通用的的，概括的方案，所以这里的铆接机只是一个方案，而对它的具体的尺寸、型号、公差及力的分析不做深入的计算。将
14、两个引脚以相差的距离，以不同方向不同状态插入到盖板中，这就要求两个引脚在送料或者是装入时有180所不同，其结构图如图 1.2 所示。由于所设计的要求和结构比较的简单，两个引脚的输送可以由两条输送链来完成盖板位于盖片和引脚之间，所以装配的顺序应该是先在工作台上装上两个引脚，再将盖板套到引脚上，最后一步就是将盖片套上引脚进行铆接这一道工艺。因为两个盖片没有具体的方向，所以可以在同一道工序中将两个盖板一次性套入到引脚中由于在加工过程中会不可避免的产生一定量的废品，导致某个工位没能实现装入，这样将会影响后面的装配任务，即使完成了装配，但其完成品也是废品一件。所以必须在其中加入一道检测工序。这样可以在检
15、测出前一工位产生错误操作是，程序就会停止后面的工序，但不影响前面的加工。这样可以使得时间和成本得到节约，减少废品的产生。图 1.1 铆钉和盖板的结构 图 1.2 铆钉、盖板、盖片装配本科生毕业论文31.2 电容器铆接机方案设计由整体加工工艺分析，本方案采取圆周型循环方式，如图 1.3 所示。整个系统总共可以分为 10 个同时进行的工位，在其中间放置一个圆盘，R=20cm，每次旋转的角度为 36，将10 个工作台安装在大的旋转盘上，每个工作台之间的角度也为 36，这样可以使工作台与旋转盘的旋转角度相对应，之所以这样与接下去的工位对应有关。10 个工位距旋转盘边缘有一定的距离，而且在旋转盘周围相隔
16、也都是 36，这样才能使旋转盘能够进行的正常转动。每个工位在旋转盘径直方向都是和一个工作台相对应的，这样一来每个工位的工作都是在同一时间进行的，当旋转盘转过 36 后，工作台便转到下一个工位进行工作。这样从第一个工位到第十个工位的工作作为一个循环，完成一次循环后，产品将在第 9 个工位被输送出去，废品将在第 10 个工位被输出（总体方案工艺如图 1.4 所示） 。具体工位工作情况如下：工位 1：插入一个由震动盘、传输带、插引、光电感应器角装置组成的引脚，而且这个引脚必须有一定的方向性；工位 2：检测装置，当工位由 1 旋转 30 进行检测，检测工位 1 是不是已经有引脚插入到工作台上，如果有的
17、话进行下一工位，否则将后对工件不做接下去的工作，当逆时针转到工位 1 后再重新插引脚；工位 3：插入第二个引脚，这道工序与工位 1 的工作情况基本相似，只是工位 1 以顺时针方向送料而工位 3 则相反以逆时针方向送料，这个目的是为了使工位 1 与工位 3 所插的一脚相对（引脚脚尖用一个弯曲，最后两脚尖的方向如图 1.3 所示对立） ；本科生毕业论文4图 1.3 两引脚的对立关系图工位 4：检测，这道工作的情况与工位 2 的相同，此时检测的是工位 3 是不是插上了第2 个引脚，如果没插不进行接下去的工位；工位 5：放置盖板，它由送料装置、输送带、翻转装置、板定位装置、放板装置、光电感应器等组成，
18、盖板正面相对盖板反面颜色淡一点，使盖板有方向地套在两个引脚上；工位 6：检测，对工位 5 进行检查，看其是否上板，要是已经上板就进行工位 7，负责不进行接下去的工位，到达工位 10 后再将其自动输引脚； 工位 7：放盖片，它由双轨输送带、放盖片装置、送料装置组成，在两引脚上插入盖片；工位 8：检测，对工位 7 进行检测，看其是否已经上了盖片。已经套上的话就进行工位9，负责不进行接下去的工位，进入工位 10 后输出； 工位 9：成品，它通过两个槽套入两引脚的脚端，通过施加一个压力把它压在盖片上，使引脚、盖板、盖片三者连接起来，使三者成为一个完整的系统，这样便能够形成产品，再自动从工作台中把成品拔
19、出来，通过重力使其自动掉入导向管再进入成品箱；工位 10：退废品，把从前面几个检测装置中检测出来的废品退出循环过程。本科生毕业论文5图 1.4 总体方案的工艺图第 2 章 电磁振动给料装置的方案设计电磁振动供料器是利用电磁振动使工件自动排列和定向供料的装置。电磁振动料斗是通过电磁线圈作用产生电磁力并激励带有弹簧的料盘而进行振动的装置,使工件得到振动,并沿螺旋轨道产生移动,经过定向筛选,最终在料槽内将工件排列的整齐有序以供连续上料。由于它传送工件实用性比较好,因此,在广泛地运用在电子、仪器仪表等行业中。振动料斗在工业自动及流水线中起到重要的省力作用,设计制造出结论合理、满足使用要求的料斗是非常重
20、本科生毕业论文6要的,振动料斗的结构设计具有一定的通用性。2.1 电磁振动给料器的特点和原理(1)特点分析电子工业中，电磁式圆周振动料斗通常简称成振动料斗。振动料斗是借助了电磁力产生的微小的振动，依靠惯性力以及重力的综合作用推动工件沿料槽向上向前输送，并在送料的过程中产生自动定向，形成单行按规定的方向和位置排列输出，它是一种常用的工件给料装置，振动料斗的典型结构，如图 2.1 所示。1 是出料口的引出板，末断与输送链板相连。2 是挡片，当输送道里的盖板多于工作需要时将它们导向盘底。3 是盘壁螺旋升板。4 也是挡片，它与螺旋升板的距离比盖板厚度稍大，目的在于使叠在一起的盖板单层排列。电磁振动给料
21、器的特点（与机械装置比较）： 优点：1.动力消耗少。2.工件在排列、定向过程中，无需机械传动装置，故结构简单、紧凑、经久耐用、使用、维修方便。3.供料速度快，效率高，并且供料速度调节容易。（直径 300的料斗，工件 线速度达 4 10m/min，供料率为 100 200Pes/min)4.通用性广。工件尺寸小于100， 图 2.1 振动料斗结构 重量小于 0.1 都能适用。更换一、二个定向元件，就可适用于不同形状和尺寸的工件送料。5.由于工件在定向过程中，不会发生机械搅拌和撞击以及一些强烈的摩擦作用，因而送料比较平稳，损伤程度小，对于精加工、薄壁、弹性和脆性工件的定向供料都比较适合。缺点：1. 不适用于有油污、水渍或很轻的薄片和细小的工件。2. 有噪声和较大的振动。(2)工作原理在电磁振动器的作用下，圆筒料斗作扭转式上下振动，使工件沿着螺旋料道由低到高移动，并利用若干定向元件，使其自动排列、定向直到上部出料口进入输料槽，然后由送料机构将工件送到加工位置。当电磁铁电流 I0 时，料道在支承弹簧的作用下，向右上方作复位移动，此时工件依靠它与料道的摩擦力，和料道同步向右上方移动，并逐渐被加速。
