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0 前言

電磁振動給料機是粉料自動配料稱量系統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構的強制作用，將儲料倉中的粉料卸出并連續(xù)均勻地輸送到稱量設備中。在粉料自動配料稱量系統中，既要求有高的班產量，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能控制料流，起到定量喂料的作用。另外，還要做到當電磁振動給料機停止工作時立即關閉出料口。尤其是需要不同成份、不同種類的多種原料時能按配方進行配料，且能進行精確的稱量，就是說要求電磁振動給料機既有喂料的作用，又有計量的作用。

1 結構及工作原理

電磁振動給料機的結構主要由料槽、電磁激振器、減振器組成。料槽是承載構件，用來承受儲料倉下來的物料，經電磁振動輸送到稱量設備。電磁激振器是使料槽產生往復振動能源的部件。減振器的作用是減少傳遞給基礎或框架上的振動力，給料機通過減振器懸掛在儲料倉壁上或建筑構件上。

電磁振動給料機屬于雙質點定向強迫振動機械。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動，兩者的綜合效應就使物料間歇向前作拋物線式的跳躍運動。物料的每次拋起和下落是在料槽的一個振動周期內完成的，約 0.02 s。由于振動頻率高而振幅小，物料拋起的高度很小，所以在料槽內的物料看起來象流水一樣，均勻連續(xù)地向前流動。

2 設計計算及應用

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， （° ） 。

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

V s 的計算應按（2）式進行 [ 2] ：

V s =C 1 C 2 C 3 V L （2）

式中：

C 1 ——槽體傾角影響系數，見表 1；

C 2 ——料層厚度影響系數，見表 2；

C 3 ——物料性質影響系數，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中，對電磁振動給料機的給料能力需進行自動連續(xù)無級調節(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，也有控制工藝參數，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 設計和安裝過程中應注意的問題

電磁振動給料機在粉料自動配料稱量系統中的工藝配置與安裝是否合理，將直接影響系統的使用性能。粉料稱量系統中需同時稱量的物料少則幾種，多則幾十種，物料的性質千差萬別。為此，應注意如下幾點：

（1 ）電磁振動給料機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的正常工作，必須盡量減少倉壓對給料機的影響，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，但有可能會造成物料在儲料倉內起井、起拱；另一個辦法是配置斜溜槽，用斜溜槽的后側板來承擔絕大部分倉壓，如圖 2 所示；還有一個辦法是在料倉卸料口設置蝶閥，依靠蝶閥的閥板承擔部分倉壓，如圖 3 所示。

（2 ）為便于調節(jié)給料槽中的料層厚度或檢修給料機時防止物料從料倉中流出，應在料倉的卸料口或溜槽上設置閘門，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沖出來，料倉不允許卸空，且應在料倉下部設置料位計，以保證一定的存料量。如因換料或其他原因卸空料倉，在再次投料時應關閉閘門。調節(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，達到調節(jié)給料能力的目的。

（3 ）安裝電磁振動給料機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% ，但也有可能因為物料的滑動增大引起自流，難以保證稱量精度。因此應根據物料的性質來確定是向上傾斜、向下傾斜還是水平放置。另外，在給料機的出料口增加一個翻板閥，可以在稱量結束、停止送料時關閉翻板閥，避免在給料機出口落料（見圖 3 ） 。

（4 ）電磁振動給料機應整體安裝，安裝時在給料機上不允許固結任何剛性附件，并且其周圍應留有一定的活動空間，使給料機工作時不與其他設備碰撞。給料機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 裝后的給料機橫向應處于水平狀態(tài)，避免給料機工作時物料向一側偏移。

2.3 調試過程中易出現的問題及解決措施

雖然電磁振動給料機結構簡單，但如果對調試過程中出現的問題不很好地解決，即使設計、安裝得都很正確，也有可能不能正常使用。

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

給料機的給料能力與振動頻率和振幅成正比關系。為得到高的工作效率，給料機的機械系統應在亞共振區(qū)工作，即頻率比為：

μ =ω/ω0 =0.85~0.95

式中：

ω0 — —給料機固有頻率，s- 1 。

判斷工作點的最簡單辦法是：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)現松開螺釘后振幅增大，則說明給料機處于接近臨界狀態(tài)下，即ω <ω0 ；若松開螺釘后，振幅隨著減小，則表明給料機處于超臨界狀態(tài)下，即ω <ω0。

調試可在空載或負載 2 種條件下進行，都能獲得小于ω0的工作狀態(tài)，同時觀察振幅，如接近實際值，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固有頻率ω0 。從ω0 =(k/m)0 .5 （k 為給料機的彈簧剛度；m 為給料機的折算質量）出發(fā)，采取的措施是：適當改變彈簧片數（截面積）或傾角以調整彈簧剛度k；改變給料機的部分質量（如減少料槽、銜鐵質量，增加鐵心、線圈、板簧、基座之類的質量）以改變折算質量。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，在進行激磁力調整時，應將吸合時的最小氣隙調整至 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，產生嗡嗡的音，應重新鉚合或更換電磁鐵；③各連接處的螺栓、螺母有松動，應全部擰緊。

3 結語

電磁振動給料機是一種新型的定量喂料設備，具有體積小且易于制造、便于安裝、維修方便、無相對運動的零部件、幾乎沒有機械摩擦、無潤滑點、密封性好、功率消耗低、設備運轉費用少、喂料均勻且可無級調速、便于實現喂料的全自動控制等許多優(yōu)點，是粉料自動稱量配料系統中比較理想的喂料設備。缺點是安裝調試要求較高，調整不好就不能正常工作、產生噪聲甚至不振動，不宜輸送極細的或潮濕的粘性粉狀物料，以及輸送距離短等。

目前，電磁振動給料機已應用于塑料、橡膠等行業(yè)的粉料自動稱量配料系統中，針對安裝、調試過程中出現的問題，只要按上述辦法進行了處理，基本上達到了預期的效果，使用情況良好。

參考文獻：

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

[2] 運輸機械設計選用手冊編輯委員會. 運輸機械設計選用手冊（下冊） . 北京：化學工業(yè)出版社，1999，413.

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

 

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