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0 前言

電磁振動給料機(jī)是粉料自動配料稱量系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，它一般安裝于儲料倉的卸料口，依靠粉料的重力作用和喂料工作機(jī)構(gòu)的強(qiáng)制作用，將儲料倉中的粉料卸出并連續(xù)均勻地輸送到稱量設(shè)備中。在粉料自動配料稱量系統(tǒng)中，既要求有高的班產(chǎn)量，即稱量效率高，又要求高的稱量精度，這就要求電磁振動給料機(jī)能控制料流，起到定量喂料的作用。另外，還要做到當(dāng)電磁振動給料機(jī)停止工作時立即關(guān)閉出料口。尤其是需要不同成份、不同種類的多種原料時能按配方進(jìn)行配料，且能進(jìn)行精確的稱量，就是說要求電磁振動給料機(jī)既有喂料的作用，又有計量的作用。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

電磁振動給料機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由料槽、電磁激振器、減振器組成。料槽是承載構(gòu)件，用來承受儲料倉下來的物料，經(jīng)電磁振動輸送到稱量設(shè)備。電磁激振器是使料槽產(chǎn)生往復(fù)振動能源的部件。減振器的作用是減少傳遞給基礎(chǔ)或框架上的振動力，給料機(jī)通過減振器懸掛在儲料倉壁上或建筑構(gòu)件上。

電磁振動給料機(jī)屬于雙質(zhì)點(diǎn)定向強(qiáng)迫振動機(jī)械。通過激振器按一定方向作簡諧振動或近似于簡諧振動。由于激振力作用線與槽底呈一定角度（一般為 2 0° ） ，因此激振力在任一瞬間均可分解為垂直分力 Py和水平分力 Px 。P y使物料以大于重力加速度的加速度向上拋起；Px使物料在上拋的同時作水平運(yùn)動，兩者的綜合效應(yīng)就使物料間歇向前作拋物線式的跳躍運(yùn)動。物料的每次拋起和下落是在料槽的一個振動周期內(nèi)完成的，約 0.02 s。由于振動頻率高而振幅小，物料拋起的高度很小，所以在料槽內(nèi)的物料看起來象流水一樣，均勻連續(xù)地向前流動。

2 設(shè)計計算及應(yīng)用

2.1 物料給料能力的計算

物料的理論移動速度 V L 可按（1）式計算：

V L = ω Acos β               （1）

式中：

ω ——工作頻率，s- 1 ；

A ——振幅，m ；

β ——振動方向角， （° ） 。

由于物料的實(shí)際移動速度受到槽體傾角、料層厚度及物料性質(zhì)的影響，故實(shí)際移動速度

V s 的計算應(yīng)按（2）式進(jìn)行 [ 2] ：

V s =C 1 C 2 C 3 V L （2）

式中：

C 1 ——槽體傾角影響系數(shù)，見表 1；

C 2 ——料層厚度影響系數(shù)，見表 2；

C 3 ——物料性質(zhì)影響系數(shù)，見表 3

其給料能力按（3 ）式計算：

Q=3 600BHV sρ        

（3）式中：

Q— —給料能力，t/ h；

B — —槽體寬度，m ；

H — —料層厚度，m，推薦 H=（1/3~1/4）B；

ρ— —物料堆積密度，t/m3 。

在粉料自動配料稱量系統(tǒng)中，對電磁振動給料機(jī)的給料能力需進(jìn)行自動連續(xù)無級調(diào)節(jié)。由（2 ）式和（3 ）式可以看出，影響給料能力的因素既有幾何尺寸、物料性質(zhì)，也有控制工藝參數(shù)，需綜合考慮。一旦槽體幾何尺寸和被輸送物料確定之后，最理想的調(diào)節(jié)給料能力的方法就是改變振動頻率 [ 3 ] 。雖然改變振幅也可改變給料能力，但電磁振動給料機(jī)一般采用小振幅，若增加振幅會增大激振器的氣隙，從而帶來許多不良后果，如電流增大等。

2.2 設(shè)計和安裝過程中應(yīng)注意的問題

電磁振動給料機(jī)在粉料自動配料稱量系統(tǒng)中的工藝配置與安裝是否合理，將直接影響系統(tǒng)的使用性能。粉料稱量系統(tǒng)中需同時稱量的物料少則幾種，多則幾十種，物料的性質(zhì)千差萬別。為此，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

（1 ）電磁振動給料機(jī)的入料口一般與儲料倉的卸料口軟連接。過大的倉壓將會降低給料機(jī)的正常工作，必須盡量減少倉壓對給料機(jī)的影響，通常的做法是將料倉垂直投射在槽體上的面積控制在小于料倉卸料口面積 1 / 4 范圍內(nèi)，但有可能會造成物料在儲料倉內(nèi)起井、起拱；另一個辦法是配置斜溜槽，用斜溜槽的后側(cè)板來承擔(dān)絕大部分倉壓，如圖 2 所示；還有一個辦法是在料倉卸料口設(shè)置蝶閥，依靠蝶閥的閥板承擔(dān)部分倉壓，如圖 3 所示。

（2 ）為便于調(diào)節(jié)給料槽中的料層厚度或檢修給料機(jī)時防止物料從料倉中流出，應(yīng)在料倉的卸料口或溜槽上設(shè)置閘門，見圖 3。正常工作時，為防止從儲料倉投料時物料順著給料機(jī)沖出來，料倉不允許卸空，且應(yīng)在料倉下部設(shè)置料位計，以保證一定的存料量。如因換料或其他原因卸空料倉，在再次投料時應(yīng)關(guān)閉閘門。調(diào)節(jié)料倉卸料口閘門開度的大小，可以增減料槽中的料層厚度，達(dá)到調(diào)節(jié)給料能力的目的。

（3 ）安裝電磁振動給料機(jī)時傾斜角選擇的合適與否對給料能力和稱量精度影響很大。如果向下傾斜 10° ，則給料能力比水平放置可增加約 3 0% ，但也有可能因?yàn)槲锪系幕瑒釉龃笠鹱粤?，難以保證稱量精度。因此應(yīng)根據(jù)物料的性質(zhì)來確定是向上傾斜、向下傾斜還是水平放置。另外，在給料機(jī)的出料口增加一個翻板閥，可以在稱量結(jié)束、停止送料時關(guān)閉翻板閥，避免在給料機(jī)出口落料（見圖 3 ） 。

（4 ）電磁振動給料機(jī)應(yīng)整體安裝，安裝時在給料機(jī)上不允許固結(jié)任何剛性附件，并且其周圍應(yīng)留有一定的活動空間，使給料機(jī)工作時不與其他設(shè)備碰撞。給料機(jī)長度方向的空間一般最小為 50 mm，寬度方向一般為 25 mm。

（ 5 ）安 裝后的給料機(jī)橫向應(yīng)處于水平狀態(tài)，避免給料機(jī)工作時物料向一側(cè)偏移。

2.3 調(diào)試過程中易出現(xiàn)的問題及解決措施

雖然電磁振動給料機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，但如果對調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題不很好地解決，即使設(shè)計、安裝得都很正確，也有可能不能正常使用。

（1 ）料槽不能起振或達(dá)不到預(yù)期的給料能力，物料前進(jìn)速度不均勻穩(wěn)定。其原因可能是工作點(diǎn)不在共振區(qū)或亞共振區(qū)，解決的辦法是調(diào)整主振系統(tǒng)頻率，使其工作點(diǎn)在共振區(qū)或亞共振區(qū)。

給料機(jī)的給料能力與振動頻率和振幅成正比關(guān)系。為得到高的工作效率，給料機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)在亞共振區(qū)工作，即頻率比為：

μ =ω/ω0 =0.85~0.95

式中：

ω0 — —給料機(jī)固有頻率，s- 1 。

判斷工作點(diǎn)的最簡單辦法是：先將板簧的壓緊螺釘擰緊到足夠的程度，然后稍微松開壓緊螺釘，這時彈簧剛度將隨之減小，若發(fā)現(xiàn)松開螺釘后振幅增大，則說明給料機(jī)處于接近臨界狀態(tài)下，即ω <ω0 ；若松開螺釘后，振幅隨著減小，則表明給料機(jī)處于超臨界狀態(tài)下，即ω <ω0。

調(diào)試可在空載或負(fù)載 2 種條件下進(jìn)行，都能獲得小于ω0的工作狀態(tài)，同時觀察振幅，如接近實(shí)際值，則說明頻率比大小是適合的，即處于亞共振區(qū)。

對于給料機(jī)處于超臨界狀態(tài)下，即ω>ω0的情況，一個辦法是增大給料機(jī)固有頻率ω0 。從ω0 =(k/m)0 .5 （k 為給料機(jī)的彈簧剛度；m 為給料機(jī)的折算質(zhì)量）出發(fā)，采取的措施是：適當(dāng)改變彈簧片數(shù)（截面積）或傾角以調(diào)整彈簧剛度k；改變給料機(jī)的部分質(zhì)量（如減少料槽、銜鐵質(zhì)量，增加鐵心、線圈、板簧、基座之類的質(zhì)量）以改變折算質(zhì)量。另一個辦法是通過變頻器直接減小工作頻率ω 。

（2 ）工作時噪聲大，這是一個常見的問題。造成工作時有嚴(yán)重噪聲的原因及解決措施是：①電磁鐵的銜鐵與電磁鐵碰撞，在進(jìn)行激磁力調(diào)整時，應(yīng)將吸合時的最小氣隙調(diào)整至 0 . 1 ~0.3 mm，保證料槽在“懸浮狀態(tài)”下工作；②電磁鐵鉚合不良，有可能漏磁，產(chǎn)生嗡嗡的音，應(yīng)重新鉚合或更換電磁鐵；③各連接處的螺栓、螺母有松動，應(yīng)全部擰緊。

3 結(jié)語

電磁振動給料機(jī)是一種新型的定量喂料設(shè)備，具有體積小且易于制造、便于安裝、維修方便、無相對運(yùn)動的零部件、幾乎沒有機(jī)械摩擦、無潤滑點(diǎn)、密封性好、功率消耗低、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、喂料均勻且可無級調(diào)速、便于實(shí)現(xiàn)喂料的全自動控制等許多優(yōu)點(diǎn)，是粉料自動稱量配料系統(tǒng)中比較理想的喂料設(shè)備。缺點(diǎn)是安裝調(diào)試要求較高，調(diào)整不好就不能正常工作、產(chǎn)生噪聲甚至不振動，不宜輸送極細(xì)的或潮濕的粘性粉狀物料，以及輸送距離短等。

目前，電磁振動給料機(jī)已應(yīng)用于塑料、橡膠等行業(yè)的粉料自動稱量配料系統(tǒng)中，針對安裝、調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，只要按上述辦法進(jìn)行了處理，基本上達(dá)到了預(yù)期的效果，使用情況良好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司. 化工設(shè)備設(shè)計手冊 （上冊） . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003. 2.

[2] 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊編輯委員會. 運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊（下冊） . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999，413.

[3] 張榮善. 散料輸送與儲存. 北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社， 1996，192.

 

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