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0 前言

電磁振動(dòng)給料機(jī)是粉料自動(dòng)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(chǔ)料倉(cāng)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(chǔ)料倉(cāng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)給料機(jī)停止工作時(shí)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(shí)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(dòng)給料機(jī)既有喂料的作用，又有計(jì)量的作用。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

電磁振動(dòng)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(chǔ)料倉(cāng)下來的物料，經(jīng)電磁振動(dòng)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(dòng)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(dòng)力，給料機(jī)通過減振器懸掛在儲(chǔ)料倉(cāng)壁上或建筑構(gòu)件上。

電磁振動(dòng)給料機(jī)屬于雙質(zhì)點(diǎn)定向強(qiáng)迫振動(dòng)機(jī)械。通過激振器按一定方向作簡(jiǎn)諧振動(dòng)或近似于簡(jiǎn)諧振動(dòng)。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(shí)作水平運(yùn)動(dòng)，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(dòng)。物料的每次拋起和下落是在料槽的一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)完成的，約 0.02 s。由于振動(dòng)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(dòng)。

2 設(shè)計(jì)計(jì)算及應(yīng)用

2.1 物料給料能力的計(jì)算

物料的理論移動(dòng)速度 V L 可按（1）式計(jì)算：

V L = ω Acos β               （1）

式中：

ω ——工作頻率，s- 1 ；

A ——振幅，m ；

β ——振動(dòng)方向角， （° ） 。

由于物料的實(shí)際移動(dòng)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(dòng)速度

V s 的計(jì)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(jì)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(dòng)配料稱量系統(tǒng)中，對(duì)電磁振動(dòng)給料機(jī)的給料能力需進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)無級(jí)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(dòng)頻率 [ 3 ] 。雖然改變振幅也可改變給料能力，但電磁振動(dòng)給料機(jī)一般采用小振幅，若增加振幅會(huì)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(jì)和安裝過程中應(yīng)注意的問題

電磁振動(dòng)給料機(jī)在粉料自動(dòng)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(shí)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(dòng)給料機(jī)的入料口一般與儲(chǔ)料倉(cāng)的卸料口軟連接。過大的倉(cāng)壓將會(huì)降低給料機(jī)的正常工作，必須盡量減少倉(cāng)壓對(duì)給料機(jī)的影響，通常的做法是將料倉(cāng)垂直投射在槽體上的面積控制在小于料倉(cāng)卸料口面積 1 / 4 范圍內(nèi)，但有可能會(huì)造成物料在儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)起井、起拱；另一個(gè)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(cāng)壓，如圖 2 所示；還有一個(gè)辦法是在料倉(cāng)卸料口設(shè)置蝶閥，依靠蝶閥的閥板承擔(dān)部分倉(cāng)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(shí)防止物料從料倉(cāng)中流出，應(yīng)在料倉(cāng)的卸料口或溜槽上設(shè)置閘門，見圖 3。正常工作時(shí)，為防止從儲(chǔ)料倉(cāng)投料時(shí)物料順著給料機(jī)沖出來，料倉(cāng)不允許卸空，且應(yīng)在料倉(cāng)下部設(shè)置料位計(jì)，以保證一定的存料量。如因換料或其他原因卸空料倉(cāng)，在再次投料時(shí)應(yīng)關(guān)閉閘門。調(diào)節(jié)料倉(cāng)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(dòng)給料機(jī)時(shí)傾斜角選擇的合適與否對(duì)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?dòng)增大引起自流，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(gè)翻板閥，可以在稱量結(jié)束、停止送料時(shí)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(dòng)給料機(jī)應(yīng)整體安裝，安裝時(shí)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(dòng)空間，使給料機(jī)工作時(shí)不與其他設(shè)備碰撞。給料機(jī)長(zhǎng)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(shí)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(dòng)給料機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但如果對(duì)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題不很好地解決，即使設(shè)計(jì)、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(dòng)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(jiǎn)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(shí)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(shí)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(duì)于給料機(jī)處于超臨界狀態(tài)下，即ω>ω0的情況，一個(gè)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(gè)辦法是通過變頻器直接減小工作頻率ω 。

（2 ）工作時(shí)噪聲大，這是一個(gè)常見的問題。造成工作時(shí)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(shí)，應(yīng)將吸合時(shí)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(dòng)，應(yīng)全部擰緊。

3 結(jié)語

電磁振動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件、幾乎沒有機(jī)械摩擦、無潤(rùn)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(jí)調(diào)速、便于實(shí)現(xiàn)喂料的全自動(dòng)控制等許多優(yōu)點(diǎn)，是粉料自動(dòng)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(dòng)，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(dòng)給料機(jī)已應(yīng)用于塑料、橡膠等行業(yè)的粉料自動(dòng)稱量配料系統(tǒng)中，針對(duì)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(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) （上冊(cè)） . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003. 2.

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

 

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