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題 目 鐵釘整理機
專 業(yè)
學生姓名 ╳╳╳
學 號
指導(dǎo)教師 ╳╳╳
論文字數(shù)
完成日期 2015年5月
摘 要
我們的生活中都離不開鐵釘。鐵釘，是和我們的生活是密不可分、息息相關(guān)的，隨著鐵釘?shù)钠毡?，鐵釘?shù)闹圃煸O(shè)備開始盛行，但在日常五金制造行業(yè)，鐵釘?shù)陌b和整理成為急需解決的問題，大量無序的鐵釘如何按照一定的次序或者排列方式排好，進行裝配或者包裝。現(xiàn)在大部分是靠人手整理，現(xiàn)利用諧波振動的原理，以及分選排序機構(gòu)的特點，設(shè)計出一臺全自動鐵釘整理機，實現(xiàn)自動整理功能
關(guān)鍵詞: 無序排列；諧波振動；鐵釘整理
Abstract
Our life cannot do without nails. Is the nail, and our life are inseparable,
is closely related with the common nails, nails, manufacturing equipment manufacturing industry began to flourish, but in daily hardware, nails, packaging and sorting becomes an urgent issue, a large number of disordered nails to accord with the order or arrangement layout, assembly or packaging. Now mostly rely on manpower arrangement, we use principle of harmonic vibration, and sorting sorting machine, designed an automatic nail finishing machine, automatic sorting function.
Keywords: random arrangement; harmonic vibration; finishing nails
目錄
第1章 緒論 1
1.1概述 1
1.2 整理機基礎(chǔ)研究 2
1.3 現(xiàn)有技術(shù)條件 2
1.4 產(chǎn)品現(xiàn)狀 2
第2章 設(shè)計內(nèi)容 3
2.1 設(shè)計任務(wù) 3
2.2 設(shè)計要求 3
2.3 設(shè)計方案的構(gòu)想 3。
第3章 設(shè)計實現(xiàn) 。
參考文獻 5
致 謝 。
附錄 圖紙列表 。
第1章 緒論
鐵釘有很多叫法，每個人的叫法可能都不同，有人叫成螺釘，有人叫成鐵釘，有人叫成標準件，有人叫成緊固件。雖然有這么多叫法，但意思都是一樣的，都是鐵釘。鐵釘是緊固件的通用說法。鐵釘?shù)脑硎抢梦矬w的斜面圓形旋轉(zhuǎn)和摩擦力的物理學和數(shù)學原理，循序漸進地緊固器物機件的工具。
鐵釘在日常生活當中和工業(yè)生產(chǎn)制造當中，是少不了的，鐵釘也被稱為工業(yè)之米?？梢婅F釘?shù)倪\用之廣泛。鐵釘?shù)倪\用范圍有：電子產(chǎn)品，機械產(chǎn)品，數(shù)碼產(chǎn)品，電力設(shè)備，機電機械產(chǎn)品。船舶，車輛，水利工程，甚至化學實驗上也有用到鐵釘。反正是超多地方都有用到鐵釘?shù)摹Ｌ厝鐢?shù)碼產(chǎn)品上面用到的精密鐵釘。DVD，照相機、眼鏡、鐘表、電子等使用的微型鐵釘;電視、電氣制品、樂器、家具等之一般鐵釘;至于工程、建筑、橋梁則使用大型鐵釘、螺帽;交通器具、飛機、電車、汽車等則為大小鐵釘并用。鐵釘在工業(yè)上負有重要任務(wù)，只要地球上存在著工業(yè)，則鐵釘之功能永遠重要。
鐵釘之型式，不論是眼鏡用的極小鐵釘或是大型重電工程用之大鐵釘其種類很多。鐵釘之精度通常為6g級(2級，美國規(guī)格“IFI”為2A牙)，建設(shè)工程用的粗制螺為1g級。
鐵釘?shù)倪\用范圍那么廣泛，所以鐵釘市場肯定比較大，需求量肯定相對來說巨大的，而且在鐵釘行業(yè)生產(chǎn)鐵釘廠家定然也比較多。采購們在選擇專業(yè)的鐵釘采購廠家時，肯定需要先了解鐵釘?shù)囊恍I(yè)基礎(chǔ)知識，比如說鐵釘分類標準規(guī)范及美式鐵釘規(guī)格表。
1.1傳統(tǒng)鐵釘制造概述
一，鋼材設(shè)計??
在緊固件制造中，正確選用緊固件材料是重要一環(huán)，因為緊固件的性能和其材料有著密切的關(guān)系。如材料選擇不當或不正確，可能造成性能達不到要求，使用壽命縮短，甚至發(fā)生意外或加工困難，制造成本高等，因此緊固件材料的選用是非常重要的環(huán)節(jié)。?冷鐓鋼是采用冷鐓成型工藝生產(chǎn)的互換性較高的緊固件用鋼。由于它是常溫下利用金屬塑性加工成型，每個零件的變形量很大，承受的變形速度也高，因此，對冷鐓鋼原料的性能要求十分嚴格。?在長期生產(chǎn)實踐和用戶使用調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合GB/T6478-2001《冷鐓和冷擠壓用鋼技術(shù)條件》GB/T699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》及目標JISG3507-1991《冷鐓鋼用碳素鋼盤條》的特點，以8.8級，9.8級鐵釘螺釘?shù)牟牧弦鬄槔?，各種化學元素的確定。?C含量過高，冷成形性能將降低；太低則無法滿足零件機械性能的要求，因此定為0.25％－0.55％。?Mn能提高鋼的滲透性，但添加過多則會強化基體組織而影響冷成形性能；在零件調(diào)質(zhì)時有促進奧氏體晶粒長大的傾向，故在國際的基礎(chǔ)上適當提高，定為0.45％－0.80％。?Si能強化鐵素體，促使冷成形性能降低，材料延伸率下降定為Si小于等于0.30％。?S.P.為雜質(zhì)元素，它們的存在會沿晶界產(chǎn)生偏析，導(dǎo)致晶界脆化，損害鋼材的機械性能，應(yīng)盡可能降低，定為P小于等于0.030％，S小于等于0.035％。?B.含硼量最大值均為0.005％，因為硼元素雖然具有顯著提高鋼材滲透性等作用，但同時會導(dǎo)致鋼材脆性增加。含硼量過高，對鐵釘，螺釘和螺柱這類需要良好綜合機械性能的工件是十分不利的。??
二，球化（軟化）退火??
沉頭螺釘，內(nèi)六角圓柱頭鐵釘采用冷鐓工藝生產(chǎn)時，鋼材的原始組織會直接影響著冷鍛加工時的成形能力。冷鐓過程中局部區(qū)域的塑性變形可達60％－80％，為此要求鋼材必須具有良好的塑性。當鋼材的化學成分一定時，金相組織就是決定塑性優(yōu)劣的關(guān)鍵性因素，通常認為粗大片狀珠光體不利于冷鐓成形，而細小的球狀珠光體可顯著地提高鋼材塑性變形的能力。?對高強度緊固件用量較多的中碳鋼和中碳合金鋼，在冷鐓前進行球化（軟化）退火，以便獲得均勻細致的球化珠光體，以更好地滿足實際生產(chǎn)需要。?對中碳鋼盤條軟化退火而言，其加熱溫度多選擇在該鋼材臨界點上下保溫，加熱溫度一般不能太高，否則會產(chǎn)生三次滲碳體沿晶界析出，造成冷鐓開裂，而對于中碳合金鋼的盤條采用等溫球化退火，在AC1＋(20-30%)加熱后，爐冷到略低于Ar1，溫度約700攝氏度等溫一段時間，然后爐冷至500攝氏度左右出爐空冷。鋼材的金相組織由粗變細，由片狀變球狀，冷鐓開裂率將大大減少。?35\45\ML35\SWRCH35K?鋼軟化退火溫度一般區(qū)域為715－735攝氏度；而SCM435\40Cr\SCR435鋼球化退火加熱溫度一般區(qū)域為740－770攝氏度，等溫溫度680－700攝氏度。??
三，剝殼除鱗??
冷鐓鋼盤條去除氧化鐵板工序為剝亮，除鱗，有機械除鱗和化學酸洗兩種方法。用機械除鱗取代盤條的化學酸洗工序，既提高了生產(chǎn)率，又減少了環(huán)境污染。此除鱗過程包括彎曲法（普遍使用帶三角形凹槽的圓輪反復(fù)彎曲盤條），噴九法等，除鱗效果較好，但不能使殘余鐵鱗去凈（氧化鐵皮清除率為97％），尤其是氧化鐵皮粘附性很強時，因此，機械除鱗受鐵皮厚度，結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)的影響，使用于低強度緊固件（小于等于6.8級）用的碳鋼盤條。高強度緊固件（大于等于8.8級）用盤條在機械除鱗后，為除凈所有的氧化鐵皮，再經(jīng)化學酸洗工序即復(fù)合除鱗。?對低碳鋼盤條而言，機械除鱗殘留的鐵皮容易造成粒拔模不均勻磨損。當粒拔?？子捎诒P條鋼絲摩擦外溫時粘附上鐵皮，使盤條鋼絲表面產(chǎn)生縱向粒痕，盤條鋼絲冷鐓凸緣鐵釘或圓柱頭螺釘時，頭部出現(xiàn)微裂紋的原因，95％以上是鋼絲表面在拉拔過程中產(chǎn)生的劃痕所引起。因此，機械除鱗法不宜用來高速拉拔。??
四，拉拔??
拉拔工序有兩個目的，一是改制原材料的尺寸；二是通過變形強化作用使緊固件獲得基本的機械性能，對于中碳鋼，中碳合金鋼還有一個目的，即是使盤條控冷后得到的片狀滲碳體在拉拔過程中盡可能的破解，為隨后的球化（軟化）退火得到粒狀滲碳體做好準備，然而，有些廠家為降低成本，任意減少拉拔道次，過大的減面率增加了盤條鋼絲的加工硬化傾向，直接影響了盤條鋼絲的冷鐓性能。?如果各道次的減面率分配不合適，也會使盤條鋼絲在拉拔過程中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)裂紋，這種沿鋼絲縱向分布，周期一定的裂紋在鋼絲冷鐓過程中暴露。此外，拉拔過程中如潤滑不好，也可造成冷拔盤條鋼絲有規(guī)律地出現(xiàn)橫裂紋。?盤條鋼絲出出粒絲?？谏暇硗瑫r的切線方向與拉絲模不同心，會造成拉絲模單邊孔型的磨損加劇，使內(nèi)孔失圓，造成鋼絲圓周方向的拉拔變形不均勻，使鋼絲的圓度超差，在冷鐓過程中鋼絲橫截面應(yīng)力不均勻而影響冷鐓合格率。?盤條鋼絲拉拔過程中，過大的部分減面率使鋼絲的表面質(zhì)量惡化，而過低的減面率卻不利于片狀滲碳體的破碎，難以獲得盡可能多的粒狀滲碳體，即滲碳體的球化率低，對鋼絲的冷鐓性能極為不利，采用拉拔方式生產(chǎn)的棒料和盤條鋼絲，部分減面率直控制在10％－15％的范圍內(nèi)。?
五，冷鍛成形??
通常，鐵釘頭部的成形采用冷鐓塑性加工，同切削加工相比，金屬纖維（金屬留線）沿產(chǎn)品形狀呈連續(xù)狀，中間無切斷，因而提高了產(chǎn)品強度，特別是機械性能優(yōu)良。?冷鐓成形工藝包括切料與成形，分單工位單擊，雙擊冷鐓和多任務(wù)位自動冷鐓。一臺自動冷鐓機分別在幾個成型凹模里進行沖壓，鐓鍛，擠壓和縮徑等多任務(wù)位工藝。?單工位或多任務(wù)位自動冷鐓機使用的原始毛坯的加工特點是由材料尺寸長5－6米的棒料或重量為1900－2000KG的盤條鋼絲的尺寸決定的，即加工工藝的特點在于冷鐓成型不是采用預(yù)先切好的單件毛坯，而是采用自動冷鐓機本身由棒料和盤條鋼絲切取和鐓粗的（必要時）毛坯。?在擠壓型腔之前，毛坯必須進行整形。通過整形可得到符合工藝要求的毛坯。在鐓鍛，縮徑和正擠壓之前，毛坯不需整形。毛坯切斷后，送到鐓粗整形工位。該工位可提高毛坯的質(zhì)量，可使下一個工位的成型力降低15－17％，并能延長模具壽命，制造鐵釘可采用多次縮徑。?1.用半封閉切料工具切割毛坯，最簡單的方法是采用套筒式切料工具；切口的角度不應(yīng)大于3度；而當采用開口式切料工具時，切口的斜角可達5－7度。?2.短尺寸毛坯在由上一個工位向下一個成型工位傳遞過程中，應(yīng)能翻轉(zhuǎn)180度，這樣能發(fā)揮自動冷鐓機的潛力，加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜的緊固件，提高零件精度。?3.在各個成型工位上都應(yīng)該裝有沖頭退料裝置，凹模均應(yīng)帶有套筒式頂料裝置。?4.成型工位的數(shù)量（不包括切斷工位）一般應(yīng)達到3－4個工位（特殊情況下5個以上）。?5.在有效使用期內(nèi)，主滑塊導(dǎo)軌和工藝部件的結(jié)構(gòu)都能保證沖頭和凹模的定位精度。?6.在控制選料的擋板上必須安裝終端限位開關(guān)，必須注意鐓鍛力的控制。?在自動冷鐓機上制造高強度緊固件所使用的冷撥盤條鋼絲的不圓度應(yīng)在直徑公差范圍內(nèi)，而較為精密的緊固件，其鋼絲的不圓度則應(yīng)限制在1/2直徑公差范圍內(nèi)，如果鋼絲直徑達不到規(guī)定的尺寸，則零件的鐓粗部分或頭部就會出現(xiàn)裂痕，或形成毛刺，如果直徑小于工藝所要求的尺寸，則頭部就會不完整，棱角或漲粗部分不清晰。?冷鐓成型所能達到的精度還同成型方法的選擇和所采用的工序有關(guān)。此外，它還取決于所用的設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，工藝特點及其狀態(tài)，工模具精度，壽命和磨損程度。?冷鐓成型和擠壓使用的高合金鋼，硬質(zhì)合金模具的工作表面粗糙度不應(yīng)大Ra=0.2um,這類模具工作表面的粗糙度達到Ra=0.025-0.050um時，具有最高壽命。??
1.2整理機基礎(chǔ)研究
國內(nèi)外的研究發(fā)展：
中國真空整理機形成行業(yè)僅10年，基礎(chǔ)相對薄弱，技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對滯后，在某種程度上拖了五金和整理工業(yè)的后腿。預(yù)測到2010年，國內(nèi)行業(yè)總產(chǎn)值可達到1300億元(現(xiàn)價)，而市場需求可能達到2000億元。如何能夠盡快的趕上并且抓住這個巨大的市場是我們迫切需要解決的問題。
我國真空整理機行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國真空整理機起步于上個世紀70年代末，年產(chǎn)值只有七八千萬元產(chǎn)品,品種僅有100多種，銷售總額由1994年的150億元增加到2000年的300億元，產(chǎn)品品種由1994年的270種發(fā)展到2000年的3700種。產(chǎn)品水平上了新臺階，開始出現(xiàn)規(guī)模化、成套化、自動化的趨勢，傳動復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備開始出現(xiàn)。可以說我國的機械生產(chǎn)已滿足了國內(nèi)的基本需求，并開始向東南亞及第三世界國家出口，如我國2000年的進出口總額為27.37億美元，其中出口額為12.9億美元，比1999年提高了22.2%。在出口的機械品種中以五金真空整理機等設(shè)備已開始成套出口。
整理機械行業(yè)的發(fā)展
中國整理機械起步較晚，起于上個世紀70年代，北京市商業(yè)機械研究所在研究了日本的整理機械后，完成制造了中國第一臺整理機，經(jīng)過20多年的發(fā)展，中國整理機械已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一，為中國整理工業(yè)快速發(fā)展提供了有力的保障，有些整理機械填補了國內(nèi)空白，已能基本滿足國內(nèi)市場的需求，部分產(chǎn)品還有出口。中國整理機械進口額與總產(chǎn)值大抵相當，與發(fā)達國家相差甚遠。
在行業(yè)快速發(fā)展的同時也存在一系列的問題，現(xiàn)階段中國整理機械行業(yè)水平還不夠高。整理機械市場日趨壟斷化，除了瓦楞紙整理機械和一些小型整理機有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其它整理機械幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套整理生產(chǎn)線，如液體灌裝生產(chǎn)線、飲料整理容器成套設(shè)備、無菌整理生產(chǎn)線等，在世界整理機械市場中均被幾家大整理機械企業(yè)集團所壟斷，面對國外品牌強勁沖擊國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該采取積極對策。
從現(xiàn)階段情況看，全球的整理機械需求以每年5.3%的速度增長。美國擁有最大的整理設(shè)備生產(chǎn)商，其次是日本，其他主要生產(chǎn)商還包括德國、意大利和中國。但未來整理設(shè)備生產(chǎn)增長最快的是在發(fā)展中的國家和地區(qū)。發(fā)達國家將從刺激國內(nèi)需求中獲利，并在發(fā)展中國家尋找當?shù)睾线m的生產(chǎn)廠家，特別是在五金加工廠進行投資，提供整理機械設(shè)備。而中國自加入世貿(mào)組織以來取得了長足的進步，中國的整理機械水平提升非常快，與世界的先進水平差距逐漸縮小。隨著中國的日益開放，中國的整理機械也將進一步打開國際市場。
我國的五金整理企業(yè)大部分規(guī)模偏小，“小而全”是其主要特征之一，同時存在著不顧行業(yè)發(fā)展要求，重復(fù)生產(chǎn)那些成本低、工藝水平比較落后、易于制造的機械產(chǎn)品，行業(yè)內(nèi)大約有1/4的企業(yè)存在低水平重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象。這是對資源的極大浪費，造成整理機械市場的混亂，阻礙行業(yè)的發(fā)展。
多數(shù)企業(yè)年產(chǎn)值在幾百萬元到1000萬元之間，低于100萬元的企業(yè)為數(shù)還不少。每年有近15%的企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)或倒閉，但又有15%的企業(yè)加入這個行業(yè)，極其不穩(wěn)定，現(xiàn)象阻礙了行業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，各種五金、水產(chǎn)加工品的出現(xiàn)，對五金整理技術(shù)和設(shè)備都提出了新的要求。五金整理機械競爭日趨激烈，未來的五金整理機械將配合產(chǎn)業(yè)自動化，促進整理設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的五金整理設(shè)備。
1.3 現(xiàn)有技術(shù)條件
1）鐵釘整理諧波振動盤
動盤工作原理主要是由一個振動馬達作動力,振動馬達工作時產(chǎn)生定向頻率的力.只
要把振動盤看成是一種斜面，再對這個斜面進行物理學的受力分析，你就能很容易理解
他的工作原理了。振動盤電磁線圈在工作中的，斜面受電磁吸力會微小的上下振幅，調(diào)整振動盤的工作頻率以及間隙就可實現(xiàn)順利工作。振動電磁鐵原理：利用了電磁鐵產(chǎn)生交變磁場，振動部分是一個鐵片懸浮在電磁鐵前方，信號經(jīng)過電磁鐵的時候會使電磁鐵 磁場變化，從而使鐵片振動發(fā)聲。調(diào)節(jié)鐵片和電線圈之間的距離從而影響的它 振動的頻率。
第2章 設(shè)計內(nèi)容
2.1 設(shè)計任務(wù)
要求完成一臺鐵釘整理機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，此設(shè)備能夠?qū)⒋罅繜o序輸入的鐵釘，按照確定的方位要求，有序輸出。
主要設(shè)計內(nèi)容包括：
1、原理和方案設(shè)計：通過分析元件特征，確定元件篩選排序方案。
2、運動計算：按照設(shè)計指標，完成運行邏輯圖設(shè)計，計算傳動系統(tǒng)的運動參數(shù)。
3、動力計算：計算與動力和能量相關(guān)的參數(shù)。
4、靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計：分析設(shè)備組成，完成各功能部件總體布置設(shè)計，完成靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5、運動結(jié)構(gòu)設(shè)計：完成運動零部件設(shè)計。
6、關(guān)鍵零件強度、剛度計算校核。
7、最終提交：
（1）不少于15000字的設(shè)計說明書；
（2）給出三維實體裝配及零件文檔；
（3）工程圖3張，其中1張裝配圖（A2以上）、2張零件圖
2.2 設(shè)計要求
全自動鐵釘整理機，只需手工加料，能自動完成整理。
2.3設(shè)計方案構(gòu)想
利用整理振動機和直線理料機，完成自動整理，自動需要PLC做控制
第3章 設(shè)計實現(xiàn)
3.1 振動整理盤設(shè)計
在很多情況下，振動是一種不必要的和有害的情況，但是在某些場合振動卻是有益的，振動整理機就是一個例子。振動整理機是一種自動供料裝置，同其他上料機相比它具有上料效率高、整列定向性能好、工作穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、工件間相互摩擦小、不易損傷物料、通用性好、改換品種方便、供料速度容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點;在上料過程中，可以利用擋板、缺口或偏重等方法對零件進行定向整理，分離篩選后供料;也可在高溫、低溫或真空環(huán)境中操作。因而它被廣泛應(yīng)用于輕工、電子產(chǎn)品、鐘表元件的自動加工、裝配等機械上，在醫(yī)藥、食品的自動輸送、稱重、包裝上也得到非常廣泛應(yīng)用。振動整理機的分類和發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)外，生產(chǎn)和使用振動整理機的廠家很多，從起振方式的分類來說，主要有四種，即機械式往復(fù)整理機、電磁振動整理機、電機振動整理機和壓電陶瓷式整理機。
1) 2 0世紀50年代初，最常用的是機械往復(fù)式整理機，它由偏心軸、連桿及連桿端部的彈簧所組成，工作機體借彈性連桿激起振動。其優(yōu)點有:結(jié)構(gòu)簡單、維修量小、布置所需高度小、耐用，且對物料的粒度組成、外在水分、物理性質(zhì)等要求不嚴格，能適應(yīng)礦井等惡劣的環(huán)境，使用可靠、性能穩(wěn)定。目前國內(nèi)較大的振動機械廠如:唐山礦山機械廠、河南省鶴壁市煤電通用機械廠等仍在生產(chǎn)這種K型往復(fù)式整理機。其主要缺點是:由連桿和偏心軸傳動，往復(fù)作業(yè)，比較笨重、動力消耗大、處理量小且成間接成堆式不均勻給料;另外，隨著工業(yè)機械化、自動化程度的提高機械往復(fù)式整理機己無法滿足生產(chǎn)的需要，繼而在60年代出現(xiàn)了電磁振動整理機。
2) 電磁整理機(簡稱電振機)屬于雙質(zhì)體共振型，它是由電磁激振器驅(qū)動的。電磁激振器由鐵芯、線圈及銜鐵組成，交變電流或脈動電流通過線圈，使電磁鐵產(chǎn)生周期變化的電磁吸力，從而使工作機體產(chǎn)生振動。其相對于機械往復(fù)式整理機具有處理能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、可無極調(diào)速以及電耗少等優(yōu)點，適應(yīng)性更加廣泛，在全國工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛得應(yīng)用。
目前，電磁振動整理機存在的主要問題是輸送物料的效率低、能耗大，尤其是直接影響整理機運量的振幅大小，需由電磁鐵間隙、板彈簧片數(shù)以及聯(lián)接桿螺母松緊程度等因素決定，調(diào)節(jié)起來比較復(fù)雜;并且經(jīng)過長期使用，整理機會出現(xiàn)彈性系數(shù)改變、頂緊螺栓變松等情況，給振幅的精確控制帶來困難[71。另外，給料槽和物料質(zhì)量的改變會改變整理機的固有頻率，也就是說在電磁式振動整理機的使用過程中由于物料成分、密度等物理性質(zhì)的不同所引起的不同程度的負載效應(yīng)也會影響整理機振幅的穩(wěn)定性。
3) 到了70年代末至80年代初，旨在改進電磁振動整理機上述缺點的電機振動給煤機應(yīng)運而生，它是一種單質(zhì)體振動型的給料設(shè)備，雖然其從原理看遠不如前者，但就本身結(jié)構(gòu)而言，既簡化了調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)使工人便于調(diào)節(jié)和操作，又使同機型的運量有所增加，機重減少。
目前國內(nèi)外各振動整理機生產(chǎn)廠商的主要產(chǎn)品均為電磁振動整理機和電機振動整理機，除國內(nèi)的唐山礦山機械廠、河南省鶴壁市煤電通用機械廠外還有眾多國外大型企業(yè)，如美國的JVI振動機械和FMC科技等[9,10]電機 振 動 整理機的不足之處有3點:①將振源改在電動機內(nèi)部，這樣普通電機己不能滿足要求，必須選用振動電機，到現(xiàn)在為止國內(nèi)廠家生產(chǎn)的該電機功率為2.2^6 kW，成功的功率為3 kW，保質(zhì)的功率為2.2 kW，且其價格比普通電機高，如用防爆型不但造價高，性能也很難保證。②參振電機在整理機槽體上立式安裝，軸承除受正常的徑向力外，尚有較大的軸向力，嚴重影響電機的使用壽命(在開機率較高的地方，最長使用壽命不超過1年，并多為一次性報廢).③振動帶來槽體破裂，也增加了維修工作量。正是由于這些致命缺點的存在，電機振動整理機的應(yīng)用受到很大的限制，電機振動整理機并沒能取代電磁振動整理機，相反電磁振動整理機的應(yīng)用更為廣泛。
4) 壓電式振動整理機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)作為振動源的壓電式振動供料裝置。壓電陶瓷是鐵電材料，它經(jīng)過一定的物理處理后，陶瓷體就變成了永久的壓電晶體，在一定的條件下它可將機械能轉(zhuǎn)換為電能，或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為機械能，以壓電陶瓷作為起振器，具有高效，低能耗，低噪音等諸多優(yōu)點。目前壓電式振動整理機的供應(yīng)商主要是日本產(chǎn)機SANKI株式會社，而在我國它還處在研究階段，并且因為振動幅度不大限制了它在生產(chǎn)的應(yīng)用。
系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
工作時,電磁振動整理機按控制給定量,將貯料斗里的物料送給固體流量計,流量計將實際給料量檢測出來,反饋給控制系統(tǒng)。如果實際值與系統(tǒng)的給定值不相符,調(diào)節(jié)電磁振動整理機,使給料量達到系統(tǒng)的值。從溜槽式固體流量計流出的物料經(jīng)水平振動輸送機,垂直螺旋輸送機又回到貯料器中,構(gòu)成一個循環(huán)系統(tǒng)(見圖1) 。如果實際值與系統(tǒng)的給定值相符,物料就由輸料口輸出。采用控制整理機的振幅來達到定量給料,作為控制對象的電磁振動整理機的振幅,由晶閘管控制的電壓決定。電磁振動給料系統(tǒng)是以電磁激振器產(chǎn)生的周期變化的電磁力作為激振力來維持其持，入而穩(wěn)定的振動。電磁激振器所產(chǎn)生的電磁激振力，取決于電磁鐵線圈的供電方式，一般對電磁振動給料系統(tǒng)所用的電磁激振器采用交流供電或半波整流供電。當采用交流供電時，線圈直接通交流電，在半個周期內(nèi)，線圈回路中的電流達到其最大值就有一次，因此電磁振動給料系統(tǒng)的激振頻率就比交流電的頻率增加一倍。當采用半波整流供電時，在線圈的供電線路中串聯(lián)一個整流器，那么線圈回路中的電流在一個周期內(nèi)達到其最大值只有一次，在這種情況下，電磁振動給料系統(tǒng)的激振頻率與交流電的頻率相同。假設(shè)電磁鐵線圈中通入的是半波整流電流，在正半周內(nèi)，線圈中有電流通過，在銜鐵和電磁鐵之間產(chǎn)生一對大小相等的脈沖電磁力而相互吸引，使斜槽向后運動，主振動彈簧因此變形，儲存了一定的勢能t在負半周內(nèi)，線圈中無電流通過，在銜鐵和電磁鐵之間的電磁力消失，豐振彈簧存儲的勢能釋放，銜鐵朝反方向離開，使斜槽向前運動，在達到振幅位置之后又返回向后運動，這樣電磁振動整理機就如此作往復(fù)振動。由于電磁力是一個周期變化的強迫作用力，因此電磁振動給料系統(tǒng)是一個以電磁力為周期干擾力的強迫振動系統(tǒng)。
電磁振動系統(tǒng)的基本運動形式
電磁振動整理機是通過斜槽的振動來輸送物料的，當電磁振動整理機采用不同的幾何參數(shù)和動力學參數(shù)時，物料在斜槽上將出現(xiàn)四種基本運動形式：相對靜止、正向滑行、反向滑行和拋擲運動。相對靜止就是物料根斜槽一起運動，物料相對于斜槽有沒位移。正向滑行是物料與斜槽保持接觸，在斜槽的每一個振動周期內(nèi)，物料沿輸送方向?qū)π辈鄱加邢鄬\動，且向前滑行一個微小距離，因而在斜槽已一定的頻率連續(xù)振動的情況下，就可以將物料連續(xù)地從斜槽中輸送出去。反向滑行是物料與斜槽保持接觸，在斜槽的每一個振動周期內(nèi)，物料逆方向?qū)π辈鄱加邢鄬\動，且向后滑行一個微小距離。拋擲運動是物料時而與斜槽接觸，時而與斜槽脫離，即物料時而被斜槽向前上方輕微拋起，做拋物線運動，時而會落在斜槽表面。物料每次被拋起之后，都向前前進一個微小距離，從而實現(xiàn)物料的連續(xù)輸送。上述四種形式中，相對靜止不能輸送物料，反向滑行對輸送物料來說是非理想的運動狀態(tài)，只有正向滑行和拋擲運動才有實用意義。但由于參數(shù)的某些限制，在實際工作中上述幾種運動形式可能有各種不同的組合形式。
（一）供料率Q
* 整理理料器的供料率取決于供料器的給料速度；
* 給料速度一般用工件在料道上移動的平均速度Vp來估算，它與料槽的傾角α、振動升角β、工件物理特性、電磁振動參數(shù)等有關(guān)。
* 料斗結(jié)構(gòu)確定之后，整理理料器的供料率為
Q=60Vp·η/l=60πfA·k·η/l
* 設(shè)計時，整理理料器生產(chǎn)率比自動機械的生產(chǎn)率大15%~20%。
（二）料斗設(shè)計
1、料斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計
料斗的結(jié)構(gòu)多樣，大多采用圓筒形結(jié)構(gòu)，圖1-44。
▲ 料斗筒體與軌道——
一般料斗：筒體與螺旋軌道采用整體結(jié)構(gòu)（車制軌道或整體鑄造）。
大型料斗：常采用拼焊結(jié)構(gòu)形式。
▲ 料斗筒體與筒底（料斗底盤）——
一般分別加工，再用螺釘連接（是由于工藝原因）；
筒體與筒底的連接須注意同心度和牢靠；
筒底上部一般做成錐形（錐角160°~170°）?！ ×隙返妆P與銜鐵之間應(yīng)裝有隔磁板（銅或鋁材），或用隔磁材料做底盤?！ ?軌道及其出口——
軌道最上部的出料口應(yīng)以切線方向伸出一段距離。
出料口與輸料槽的連接方法有對接法和承接法，且出料口（振動）與輸料槽（靜止）之間應(yīng)留有間隙δ（如圖1-45）
▲ 料斗的零件材料選用——
料斗應(yīng)盡量做得輕巧→系統(tǒng)易起振。
重量輕、易加工、表面光潔，耐磨損、隔磁，成本低。
常用材料有：
不銹鋼——表面光潔、耐磨，但加工困難、成本高、比重大；
鋁合金——質(zhì)輕、不會磁化，但表面不光；
銅合金——加工方便、不會磁化，但比重也較大；
硬塑料或有機玻璃——都較輕、表面光潔，但耐磨性較差。
2、振動料斗中工件定向方法
*電磁振動上供料器中的單件在進入加工工位前，要求沿料道自下而上，并自動排列、定向。
*自動定向常采用剔除法——根據(jù)工件形狀、重心，在軌道上安置擋塊、缺口、斜面、槽子等，以使不符合定向的工件被矯正或剔除，而符合定向的工件順利通過，從而實現(xiàn)自動排列、定向。
3、料斗的尺寸計算
A、料斗的螺旋升角α
*α由升程及中徑小決定：
α越小→工件平均速度就高
/但升程減小→料道螺旋圈數(shù)增加→料斗尺寸增大。
α太大→工件整理速度降低，甚至無法向上滑移。
*根據(jù)工件上行滑移的臨界條件(a1
[s]＝1.5
滿足要求。
3.1.7 軸的靜強度安全系數(shù)校核
該校核的目的在于校核軸對塑性變形的抵抗能力，軸的強度是根據(jù)軸所受的最大瞬時載荷（包括動載荷和沖擊載荷）來計算的
公式見手冊《1》P801，=[]
式中： ——軸危險截面上的最大彎矩和扭矩
——作用于軸上的最大軸向載荷
W ——軸危險截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)。
A——軸危險截面的面積
查手冊《1》表5-1-1的屈服極限為 =490
表5-1-22有[]=1.7~2.2 且/=190/685=0.72屬于低塑材料
==5.354[]＝2.2
也滿足要求。
綜上，輸送帶根據(jù)數(shù)據(jù)在SolidWorks三維軟件下設(shè)計如下圖：
整機：
參考文獻
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