振动料斗料槽几何参数的研究与设计

第3期2016年3月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool &Automatic Manufacturing Technique No.3Mar.2016文章编号:1001-2265(2016)03-0138-03一一一一DOI:10.13462/https://www.360docs.net/doc/e613993912.html,ki.mmtamt.2016.03.038

收稿日期:2015-05-12

作者简介:孙为韬(1990 ),男,江苏盐城人,江南大学硕士研究生,研究方向为自动机械与机电一体化,(E -mail)811175044@https://www.360docs.net/doc/e613993912.html,;通讯作

者:吕彦明(1966 ),男,山西合胜人,江南大学教授,博士,研究领域为CAD /CAM 和工装夹具计算机辅助设计,(E -mail)995846621@https://www.360docs.net/doc/e613993912.html,三振动料斗料槽几何参数的研究与设计

孙为韬,吕彦明

江南大学机械工程学院,江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏无锡一214122)

摘要:针对振动料斗料槽在设计过程中完全依靠制作经验的情况,考虑其几何设计参数料槽升角α和振动方向角β,利用达朗贝尔原理,建立了用于判断物料运动状态的振动料斗料槽的数学模型三提出了在实现最佳送料率时物料所需的运动状态,并利用所述最佳运动状态计算出振动料斗料槽的几何参数α和β的设计范围三最后,通过对某料槽设计参数可变的直线振动料斗进行实验研究,考查了料槽几何参数α和β的变化对平均送料速度的影响三结果表明,平均送料速度随着直线振动料斗料槽升角α的增大和振动方向角β的减小而变大,这为设计高效的振动料斗提供了依据三

关键词:振动料斗;运动状态;送料率;几何设计参数

中图分类号:TH122;TG65一一一文献标识码:A

Investigation and Design of the Geometric Parameters of Vibratory Feeder Trough SUN Wei-tao,LV Yan-ming (School of Mechanical Engineering,Jiang Nan University,Jiangsu Province Key Laboratory of Advanced Manu-facturing Technology and Equipment of Food,Wuxi Jiangsu 214122,China)Abstract :As the vibratory feeder trough entirely on experience in the design process ,considering the geo-metric design parameters rise angle αand vibration direction angle βof trough ,Darren bell principle was used to build a mathematical model of the vibratory feeder trough through to determine the state of the move-ment of parts.A view was put forward that optimal feed rate needed corresponding moving state of compo-nents ,and then the best moving state was applied to calculate the design geometric parameters rise angle αand vibration direction angle βof vibratory feeder trough.Finally ,the experiment of feeding speed of a vi-bratory feeder with variable design parameters was made to investigate the effects of vibratory feeder s geo-metric design parameters trough rise angle αand vibration direction angle βon the feeding rate ,respective-ly.The results show that the greater of angle αthe smaller the feed rate ,the greater of angle βthe greater the feeding speed which provides a basis for designing efficient vibratory feeder.Key words :vibratory feeder ;movement states ;feeding speed ;geometric design parameters

0一引言

目前,在工业生产中,工厂需要提高生产效率来保

证竞争力,而在大量小零件的生产组装过程中会出现

供料效率低的问题,振动料斗作为能够有效解决中小

零件自动供料问题的最经济的供料装置[1],得到越来越多的学者们的关注三Ding 和Dai 将振动料斗作为三

组平行的弹簧机构模型进行了模态分析[2]三他们还对振动料斗的料槽和物料的运动状态用状态空间方程分

别建立了数学模型[3]三Silverside 等对振动料斗进行了力学分析[4]三Ramalingam 等对直线料槽的输送速度进行了研究实验[5]三国内的杜玉明教授等提出广义物理效应引入法用于实现振动料斗定向机构的设计[6]三傅蔡安教授等人对原有编码系统进行了改进[7],提出了一种适用于振动料斗料道设计的新的编码方法三还有一些研究集中在振动料斗的激励信号方面,通常将正弦信号作为振动料斗的驱动信号,但在研究过程中也有考虑不均匀的脉冲信号和PWM 信号三为了提高生产效率,需要对振动料斗进行合理设计来提高其送料速度三振动料斗送料速度的影响因素有很多[9],包括激励电流的大小和频率二振动料斗料槽与物料之间的摩擦系数二料槽的几何设计参数等三本文在考虑振动料斗料槽的几何设计参数的情况下,通过建立料槽的数学模型,对物料在输送过程中的运动状态进行了分析,得出了实现最佳送料率所需的振动料斗料槽设计参数α和β,为振动料斗的设计提供理论依据三1一振动料斗结构及工作原理振动料斗从送料轨道类型上可以分为螺旋式和直