振动料斗的研究现状

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1、振动料斗的研究现状钱晓栋摘要:振动料斗是一种利用振动对小型工件进行连续定向送料的装置，广泛用于食品加工、制药及电子元器件装配等许多生产领域［1］。本文简要叙述振动料斗的基本工作原理、研究现状。关键词:振动料斗驱动电路料斗样式动态仿真1•引言振动料斗，英文vibratorybowls,是一种连续的送料装置。如图1所示，电磁振动料斗主耍由料斗1、支撑弹簧3、电磁振动器4和5、底座6等几部分组成。在电磁振动器产牛的激振力和支撑弹簧的弹力的作用下，振动料斗产生振动，从而引起工件2沿料斗倾斜面向前滑动［2］。振动料斗优点有：①送料和定向过程中没有机械

2、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；②送料率高，且送料速度易于调整;③结构简单，易于维护，比较耐用。缺点主要就是由噪声，不宜输送尺寸重量较大或者有油污、水渍的工件。［:L3］2.工作原理2.1送料原理振动料斗是一种应用最为广泛的连续送料装置，如图2所示。由具有螺旋料槽的料盘，支承弹簧，电磁振动器，底座及减振底脚等基木构件组成。当电磁铁线圈中通入交变电流后，料盘被带动，作小振幅高频率的上下往复振动，并通过倾斜安装的支承弹簧同

3、时产生微振幅往返扭振。工件在惯性力、重力和摩擦力的综合作用下，沿料盘内壁的螺旋槽向上移动，并在上移过程中通过定向机构自动定向，然后由料盘上部出口处进入输料槽，送往加工位置。通过改变电磁铁线圈的输入电压，可以调整料盘的振幅，进而调整料斗的送料率［1,3］。图22.2物料定向运动状态的确定物料在槽中的运动大致有3种形式，即滑行运动、抛掷运动和滑行抛掷运动。为了提高生产率，同时减少给料槽体的磨损，最好选用抛掷运动状态。即物料沿槽体作抛掷运动，物料每次被抛起之后，都前进一个微小距离，从而实现物料的连续输送。简单的分析图3：1、摩擦力和重力X方向的分

4、力决定物料的滑动。2、重力Y方向的分力和槽对工件的支撑力决定工件的抛掷。图3可知：控制这几个力就能控制其运动状态2.3直线料斗的工作原理假设与水平面有一倾斜角Q（料斗升角」一般为1〜3。）的料槽，在振动策动力的作用下，得到一个与水平面成B角的振动运动，如图4。图42.4“瞬时腾空”现象:料斗工作时，料槽依靠弹力斜向上移，其速度自零开始从小到大，工件与料槽共同斜向上移，此时工件己具备动能。当料槽速度由大到小直至零的过程中，工件则不受料槽约束，依靠惯性单独前移。所以在电磁铁工作吸合衔铁时，料槽快速斜向下移，而工件仍有上移惯性，工件便会出现“瞬时

5、腾空”现象。2.5料斗的三种工作状态2.5.1工件“瞬时腾空”时间上料斗下移回行时间在这种情况下，工件与料槽再次接触时，工件就前进了一步。如图一所示，工件由位置“1”移至位置“2”o这样，再振动一次工件就沿料槽前行一步。2.5.2工件“瞬时腾空”时间<料斗下移回行时间如图所示，此时工件返回至料槽上的小段距离将随料槽回行下移，出现“进两步，退一步”现象。这样再振动一次移动的距离就较小。2.5.3工件无“瞬时腾空”时间若工件的惯性冲量不够，且料槽下移速度较慢，工件便不能实现“瞬时腾空”o即料槽回行时，工件一方面在斜槽上滑移，同时又被带回一

6、段距离。这样，工件的移动速度就减慢，甚至不能实现送料。3.研究现状3.1驱动电路振动料斗依靠料盘振动来实现工件定向与传输，因此振动料斗驱动信号直接影响着振动料斗的工作性能。在驱动电路方面有着很多问题。首先，电磁振动料斗是一电磁线圈，呈现感性，驱动电路应能满足感性负载的要求。其次，驱动电路耍能改变线圈的驱动信号频率和电流。由于被上料的工件各异，料斗也要随之变化，不仅激励振动的电磁力要变化，振动频率也要改变，以便产生不同频率和幅度的机械振动來适应传送各种工件的要求。而改变线圈的电流就能变化电磁力［4,5］o3.2料斗样式近年来，国外开始研究椭圆

7、振动料斗亦称异相位振动料斗。如图5,由于有相差位料槽的运动轨迹为一椭圆，故称为椭圆振动或异相位振动。实验证明,当位相角选择适当时，椭圆振动可显著提高物料的输送速度，而且物料的输送速度不受摩擦系数的影响研究现状［567］图5此外，目前还出现一种脉冲振动料斗，过去的电磁振动料斗所加电压多为正弦波，实验证明，脉冲波有利于物料输送速度的提高。目前国外市场上用的较好的是分离式料斗，如图6,其主要特点是料斗底与料斗体分离，并且可转动。这样大大减小了物料数量对料斗送料速度的影响［6］。图63.3振动料斗的动态仿真由于在振动料斗的设计与制造过程中存在着许多

8、棘手的问题,因此在实际制造与加工过程中，只能边调整边修蘑，加工周期很长。若能在实际加工之前就可知某设计是否可行，那无疑是很有意义的。基于实例推理技术(CBR)是人工智能中新崛起的