【導(dǎo)讀】機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書）

　　

【正文】 和電磁鐵的橫截面積是大致一樣的，這樣就構(gòu)成了一個(gè)“回路”，銜鐵是要和聯(lián)結(jié)叉配合安裝的，所以銜鐵的兩側(cè)要設(shè)計(jì) 2個(gè)側(cè)耳，分別在側(cè)耳上開 3個(gè)定位的螺孔，此螺孔的大小必須 和聯(lián)結(jié)叉的兩側(cè)螺孔要大小相同，位置相同。硅鋼片的夾緊需要用夾板來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過銜鐵兩側(cè)的夾板來(lái)對(duì)銜鐵進(jìn)行固定。銜鐵的高度設(shè)計(jì)為 110mm。 聯(lián)結(jié)叉的設(shè)計(jì) 聯(lián)結(jié)叉是一種鑄件，與槽體剛性連接在一起，起的作用就是將激振力傳給槽體。振動(dòng)體和槽體的連接就是通過聯(lián)結(jié)叉來(lái)實(shí)現(xiàn)的。聯(lián)結(jié)叉的叉頭位置和槽體的推力板連接在一起，而叉的底座和銜鐵連接在一起。因此，聯(lián)結(jié)叉的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)部分。一般的小型的聯(lián)結(jié)叉采用的是 HT2040的鑄鐵件材料，大型的聯(lián)結(jié)叉大多采用的是 ZG45材料的鑄鐵件，本論文設(shè)計(jì)的選用 ZG275485H的材料為殼體材料，這種材料的性能要優(yōu)越于 ZG45鑄鋼件，但為了設(shè)計(jì)的需要，確保機(jī)械強(qiáng)度和剛度，盡可能的去減少聯(lián)結(jié)叉的重量。 聯(lián)結(jié)叉的內(nèi)部用來(lái)放置板彈簧，板彈簧的寬度是選擇為 120mm的，還是兩排并排排列的，因此在聯(lián)結(jié)叉的設(shè)計(jì)上，其內(nèi)腔的寬度要比 2個(gè)板彈簧的寬度和大一些，本設(shè)計(jì)取聯(lián)結(jié)叉內(nèi)腔的寬度為 280mm，中間留出 10mm的距離，內(nèi)腔的兩邊各留出 15mm的寬度來(lái)放置墊板，其余的空間用來(lái)放置板彈簧；因?yàn)槁?lián)結(jié)叉的叉口是和槽體連在一起的，所以聯(lián)結(jié)叉的叉口尺寸要和推力板是一樣的。聯(lián)結(jié)叉的底座兩邊要 開 3個(gè)用來(lái)定位的螺孔，此螺孔的大小和銜鐵上 的螺孔是一樣的，位置也是相同的，用螺栓進(jìn)行連接，因此加工的過程中要保持螺孔的進(jìn)的 21 精度，安裝才能正確。 本次論文聯(lián)結(jié)叉設(shè) 計(jì)如 圖 4所示 ： 圖 4 聯(lián)結(jié)叉的設(shè)計(jì) 減震彈簧的確定 電磁振動(dòng)給料機(jī)安裝在結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)上時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過彈性支撐來(lái)消除或減少振動(dòng)產(chǎn)生的慣性力。本論文設(shè)計(jì)用的彈簧是座式的螺旋彈簧，其比較好的優(yōu)點(diǎn)是：制作成本比較低，加工工藝比較簡(jiǎn)單，內(nèi)部的摩擦比較小，在正確的使用下，具有較長(zhǎng)的使用壽命。 由于粘性阻尼的存在對(duì)緩和共振是有效的，而對(duì)隔振 是不利的。因此，在使用金屬?gòu)椈芍握駝?dòng)機(jī)械時(shí)，為了防止在啟動(dòng)或停車過程進(jìn)入共振狀態(tài)，則需并用阻尼器。小振幅時(shí)，使衰減不起作用，而且不干擾隔振。 應(yīng)特別指出，當(dāng)采用吊式掛式隔振彈簧時(shí)，再將彈簧頂緊后，一定要將螺母用銷鎖住，防止在振動(dòng)過程中螺母松動(dòng)脫落造成事故。座式螺旋彈簧由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)，不受環(huán)境影響，因而在振動(dòng)給料機(jī)中被廣泛使用。 振幅控制的電路設(shè)計(jì)和給料的控制 振幅電路的控制 控制的方式有很多種，目前比較采用的是通過單片機(jī)對(duì)激振器的振幅進(jìn)行控制，而振幅的控制就是通過調(diào)節(jié)晶閘管的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 如 圖 5 所示，電磁振動(dòng)給料機(jī)的線圈和晶閘管是接在回路中的，其供電為 380V 和 50HZ的。工作原理是：當(dāng)回路中的交流電壓過 0 時(shí)，此時(shí)過 0觸發(fā)器就會(huì)給單片機(jī)的系統(tǒng)發(fā)出一 22 個(gè)過 0的信號(hào)，在經(jīng)過單片機(jī)處理后，對(duì)晶閘管發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，這個(gè)控制信號(hào)經(jīng)過脈沖變壓器的隔離，然后經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路，將控制信號(hào)送到可控硅的控制級(jí)，從而控制晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)閉。 圖 5 系統(tǒng)工作圖框 圖 6 是晶閘管接負(fù)載時(shí)，電路的電壓輸出波形。用的是單相半波整流電路。如圖所示，在交流電壓輸入的正半周期時(shí)，可控 硅兩端加以正向電壓。在 t 時(shí)刻給晶閘管的控制級(jí)給一個(gè)觸發(fā)脈沖，晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上的電壓此時(shí)在交流電壓輸出的負(fù)半周期，此時(shí)晶閘管的兩端是一個(gè)反向的電壓，晶閘管截止，其負(fù)載輸出的電壓和電流都斷路，處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出為 0；顯然可以知道只有在輸出電壓的正半周期內(nèi)，改變控制級(jí)觸發(fā)的脈沖的輸入時(shí)刻，其負(fù)載輸出電壓的波形就會(huì)隨之發(fā)生改變，我們這樣就控制了負(fù)載兩端電壓的大小。 晶閘管的導(dǎo)通有一定的電壓，只有超過這個(gè)電壓才會(huì)導(dǎo)通，在 ? 這個(gè)角度內(nèi)，晶閘管是不會(huì)導(dǎo)通的， 這個(gè)角度稱為 控制角， ? 角稱為導(dǎo)通角。因此，在給定的周期里，只要改變晶閘管控制角的大?。ǜ淖兙чl管的導(dǎo)通時(shí)間）就可以改變線圈的平均電流，也就改變了振幅的大小。 圖 6 晶閘管接負(fù)載時(shí)整流輸出電壓的波形圖 23 振幅控制的程序 程序主要為以下幾個(gè)方面： （ 1）對(duì)振幅數(shù)據(jù)的采樣； （ 2）對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)處理； （ 3）處理后對(duì)晶閘管進(jìn)行信號(hào)控制。 其程序的過程為：程序初始化后，利用單片機(jī)的中斷處理功能，選擇定時(shí)器 T1。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)間為在正半 周期內(nèi)，每隔 1ms 就啟動(dòng)一次 A/D 轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)據(jù)與上一次的進(jìn)行比較，得到較大的存到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。當(dāng)程序進(jìn)入到檢測(cè)的程序后，將三個(gè)采樣好的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波來(lái)控制對(duì)采樣值的干擾。將采樣值與設(shè)定的最大值進(jìn)行比較，如果大于最大值，立刻停止輸出，并立即報(bào)警；如果正常就按 PID 進(jìn)行計(jì)算，講計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)單元，結(jié)果顯示在顯示器上。查詢鍵盤，無(wú)鍵按下，繼續(xù)采樣。有鍵按下，轉(zhuǎn)入鍵程序。當(dāng)有過零信號(hào)時(shí)，用 INT0 中斷檢測(cè)過零信號(hào)并同時(shí)啟動(dòng) T0 計(jì)時(shí)器用來(lái)輸出控制信號(hào)。當(dāng)正弦交流電壓過零時(shí)，過零觸發(fā)器 將 一個(gè)低電平送至 INT0 引 腳。 INT0 有效，進(jìn)入到中斷程序。進(jìn)入 INT0中斷程序后，關(guān)閉 INT0 中斷，將已經(jīng)計(jì)算好的輸出值也即算好的 PID 值從存儲(chǔ)單元中取出，給 T0 賦為初值，啟動(dòng) T0 中斷。開 INT0 中斷，返回， INT0 中斷程序結(jié)束。當(dāng) T0 中斷時(shí)，進(jìn)入 T0中斷程序。從 口輸出一個(gè)高電平并延時(shí)一段時(shí)間，用以啟動(dòng)晶閘管。啟動(dòng)后，將 P1. 3 口置為低電平，返回，結(jié)束 T0 中斷程序。 采用了性價(jià)比較好的單片機(jī)為主的控制電路，無(wú)需外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器，解決了單片機(jī)外擴(kuò)存儲(chǔ)器線路復(fù)雜問題，從而減小了單片機(jī)控制電路的體積。在模數(shù)轉(zhuǎn)換問題上，采用芯片 作為轉(zhuǎn)換接口，不需要外部時(shí)鐘，并且有較高的轉(zhuǎn)換速度和轉(zhuǎn)換精度，提高了控制電路的精度。在程序設(shè)計(jì)上，每間隔 1ms 采樣一個(gè)數(shù)據(jù)，保證了采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性 .在輸出控制上，響應(yīng) INT0 中斷的同時(shí)啟動(dòng) T0 中斷，提高了系統(tǒng)的輸出精度。 24 本論文主要是根據(jù)電磁振動(dòng)給料機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和原理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，闡述了電磁振動(dòng)給料機(jī)的特點(diǎn)和激振器的組成， 根據(jù)設(shè)計(jì)的基本思路和設(shè)計(jì)要求，重點(diǎn)對(duì)電磁振動(dòng)給料機(jī)的一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 從動(dòng)力系數(shù)、振動(dòng)方向角、 物料的拋擲指數(shù)、傳輸速度、振幅等進(jìn)行了計(jì)算，根 據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求選擇合適的參數(shù)。在給料機(jī)的結(jié)構(gòu)上，主要確定了槽體的長(zhǎng)度、截面積、寬度的大小，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了激振器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇。從硅鋼片的選擇、鐵芯的選擇、銜鐵的設(shè)計(jì)和聯(lián)結(jié)叉的設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。 最后對(duì)電磁振動(dòng)給料機(jī)的控制給出了總體的設(shè)計(jì)思路。完成本次論文設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間準(zhǔn)備，在圖書館查閱了許多與本論文設(shè)計(jì)相關(guān)的資料。指導(dǎo)老師李慧也給了很大的幫助，對(duì)我疑難的地方進(jìn)行了精心的答疑 ，感謝李慧老師在這次論文中的幫助和支持，同事也感謝幫助我的那些同學(xué)，才可以順利的完成次論文 的 設(shè)計(jì)。 最后，向各位評(píng)閱本論文的老 師、教授表示真誠(chéng)的謝意，祝各位身體健康，萬(wàn)事如意。同時(shí)也感謝機(jī)械工程學(xué)院 領(lǐng)導(dǎo) 的支持。 25 參考文獻(xiàn) 【 1】 王德石，呂志強(qiáng)，電磁振動(dòng)給料機(jī)的研究與制造 [J]，海軍工程學(xué)院學(xué)報(bào)， 1998。 【 2】 聞邦椿，劉鳳翹，振動(dòng)機(jī)械的理論及應(yīng)用 [M]，北京機(jī)械工業(yè)出版社， 1982。 【 3】 徐永德，性能優(yōu)越的電磁振動(dòng)給料機(jī)控制器 [J]，山西電子技術(shù)， 1996。 【 4】 周微，陳白寧， MCS51 單片機(jī)對(duì)電磁振動(dòng)給料機(jī)的控制，沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械工程， 學(xué)院， 2020。 【 5】 王艷，周輝，電磁振動(dòng)給料機(jī)參數(shù)的確定原則， 2020。 【 6】 王運(yùn)池，國(guó)內(nèi)振動(dòng)給料設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]，煤質(zhì)技術(shù)， 2020。 【 7】 黃鳳，電磁振動(dòng)給料機(jī)振幅的自適應(yīng)控制 [D]，河海大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020。 【 8】 劉育，國(guó)內(nèi)煤礦振動(dòng)給料設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展 [J]，煤礦機(jī)械， 2020。 【 9】 于雷，電磁振動(dòng)給料機(jī)特性分析與仿真控制 [D]，廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020。 【 10】電磁振動(dòng)給料機(jī)編寫組，電磁振動(dòng)給料機(jī) [M]，北京機(jī)械工業(yè)出版社， 1973。 【 11】張紅安，李緯， G Z 型電磁振動(dòng)給料機(jī) 在鋁用炭陽(yáng)極生產(chǎn)中的應(yīng)用和維護(hù) [J]，輕金 屬， 2020。 【 12】潘新民，單片微型計(jì)算機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]，人民郵電出版社， 1992 【 13】聞邦椿，振動(dòng)機(jī)械的理論及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社， 1982 【 14】王積偉，控制工程基礎(chǔ) [M]，北京高等教育出版社， 2020 【 15】 張競(jìng)寰 .， 振動(dòng)給料 [M] .， 北京水利電力出版社 , 1989 26 The design of the electromagic vibration feeder over a long distance Electrical and mechanical technology education WuJianhua Teacher Li Hui Abstrct : This design introduces the distance the classification and characteristics of electromagic vibration feeder and its control mode and briefly illustrates the development and application of electromagic vibration feeder. And focus on the design structure of the main parameters of electromagic vibrating feeder, from mechanical index, index of vibration, mechanical vibration Angle, amplitude and vibration frequency calculated for the optimal scheme of electromagic vibration feeder transporting material。 From the width of a length of tub structure in the tub, tub, tub factors discussed in the section of high transmission precision, bue, and on the premise of guarantee the strength and stiffness, should reduce the tub quality the best tub structure as far as possible. The final control of the feeder has carried on the simple design. Key words: remote electromagic vibrating feeder。 Vibrator。 Tub。 resonance