【導讀】機械工程學院畢業(yè)設計（說明書）

　　

【正文】 鐵和電磁鐵的橫截面積是大致一樣的，這樣就構成了一個“回路”，銜鐵是要和聯(lián)結叉配合安裝的，所以銜鐵的兩側要設計 2個側耳，分別在側耳上開 3個定位的螺孔，此螺孔的大小必須和聯(lián)結叉的兩側螺孔要大小相同，位置相同。硅鋼片的夾緊需要用夾板來實現，通過銜鐵兩側的夾板來對銜鐵進行固定。銜鐵的高度設計為 110mm。 聯(lián)結叉的設計 聯(lián)結叉是一種鑄件，與槽體剛性連接在一起，起的作用就是將激振力傳給槽體。振動體和槽體的連接就是通過聯(lián)結叉來實現的。聯(lián)結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)結叉的設計是整個設計中很重要的一個部分。一般的小型的聯(lián)結叉采用的是 HT2040的鑄鐵件材料，大型的聯(lián)結叉大多采用的是 ZG45材料的鑄鐵件，本論文設計的選用 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，但為了設計的需要，確保機械強度和剛度，盡可能的去減少聯(lián)結叉的重量。 聯(lián)結叉的內部用來放置板彈簧，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)結叉的設計上，其內腔的寬度要比 2個板彈簧的寬度和大一些，本設計取聯(lián)結叉內腔的寬度為 280mm，中間留出 10mm的距離，內腔的兩邊各留出 15mm的寬度來放置墊板，其余的空間用來放置板彈簧；因為聯(lián)結叉的叉口是和槽體連在一起的，所以聯(lián)結叉的叉口尺寸要和推力板是一樣的。聯(lián)結叉的底座兩邊要開 3個用來定位的螺孔，此螺孔的大小和銜鐵上 的螺孔是一樣的 ，位置也是相同的，用螺栓進行連接，因此加工的過程中要保持螺孔的進的 21 精度，安裝才能正確。 本次論文聯(lián)結叉設 計如 圖 4 所示 ： 圖 4 聯(lián)結叉的設計 減震彈簧的確定 電磁振動給料機安裝在結構或基礎上時，應當通過彈性支撐來消除或減少振動產生的慣性力。本論文設計用的彈簧是座式的螺旋彈簧，其比較好的優(yōu)點是：制作成本比較低，加工工藝比較簡單，內部的摩擦比較小，在正確的使用下，具有較長的使用壽命。 由于粘性阻尼的存在對緩和共振是有效的，而對隔振是不利的。因此，在使用金屬彈簧支撐振動機械時，為了防止在啟動或停車過程進入共振狀態(tài)，則需并用阻尼器。小振幅時，使衰減不起作用，而且不干擾隔振。 應特別指出，當采用吊式掛式隔振彈簧時，再將彈簧頂緊后，一定要將螺母用銷鎖住，防止在振動過程中螺母松動脫落造成事故。座式螺旋彈簧由于其結構簡，不受環(huán)境影響，因而在振動給料機中被廣泛使用。 振幅控制的電路設計和給料的控制 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對激振器的振幅進行控制，而振幅的控制就是通過調節(jié)晶閘管的控制器來實現的。 如 圖 5 所示，電磁振動給料機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：當回路中的交流電壓過 0 時，此時過 0 觸發(fā)器就會給單片機的系統(tǒng)發(fā)出一 22 個過 0的信號，在經過單片機處理后，對晶閘管發(fā)出一個控制信號，這個控制信號經過脈沖變壓器的隔離，然后經過驅動電路，將控制信號送到可控硅的控制級，從而控制晶閘管的導通和關閉。 圖 5 系統(tǒng)工 作圖框 圖 6 是晶閘管接負載時，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，可控硅兩端加以正向電壓。在 t時刻給晶閘管的控制級給一個觸發(fā)脈沖，晶閘管導通，負載上的電壓此時在交流電壓輸出的負半周期，此時晶閘管的兩端是一個反向的電壓，晶閘管截止，其負載輸出的電壓和電流都斷路，處于截止狀態(tài)，輸出為 0；顯然可以知道只有在輸出電壓的正半周期內，改變控制級觸發(fā)的脈沖的輸入時刻，其負載輸出電壓的波形就會隨之發(fā)生改變，我們這樣就控制了負載兩端電壓的大小。 晶閘管的導通有一定的電壓，只有超過這個電壓才會導通，在 ? 這個角度內，晶閘管是不會導通的， 這個角度稱為控制角， ? 角稱為導通角。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管的導通時間）就可以改變線圈的平均電流，也就改變了振幅的大小。 圖 6 晶閘管接負載時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方面： （ 1）對振幅數據的采樣； （ 2）對采樣的數據進行檢測處理； （ 3）處理后對晶閘管進行信號控制。 其程序的過程為：程序初始化后，利用單片機的中斷處理功能，選擇定時器 T1。啟動A/D 轉換的時間為在正半周期內，每隔 1ms 就啟動一次 A/D 轉換，將得到的數據與上一次的進行比較，得到較大的存到相應的存儲單元。當程序進入到檢測的程序后，將三個采樣好的數據進行濾波來控制對采樣值的干擾。將采樣值與設定的最大值進行比較，如果大于最大值，立刻停止輸出，并立即報警；如果正常就按 PID 進行計算，講計算結果存入存儲單元，結果顯示在顯示器上。查詢鍵盤，無鍵按下， 繼續(xù)采樣。有鍵按下，轉入鍵程序。當有過零信號時，用 INT0 中斷檢測過零信號并同時啟動 T0 計時器用來輸出控制信號。當正弦交流電壓過零時，過零觸發(fā)器 將 一個低電平送至 INT0 引腳。 INT0 有效，進入到中斷程序。進入 INT0中斷程序后，關閉 INT0 中斷，將已經計算好的輸出值也即算好的 PID 值從存儲單元中取出，給 T0 賦為初值，啟動 T0 中斷。開 INT0 中斷，返回， INT0 中斷程序結束。當 T0 中斷時，進入 T0 中斷程序。從 口輸出一個高電平并延時一段時間，用以啟動晶閘管。啟動后，將 P1. 3 口置為低電平，返回，結束 T0 中斷程序。 采用了性價比較好的單片機為主的控制電路，無需外擴程序存儲器，解決了單片機外擴存儲器線路復雜問題，從而減小了單片機控制電路的體積。在模數轉換問題上，采用芯片作為轉換接口，不需要外部時鐘，并且有較高的轉換速度和轉換精度，提高了控制電路的精度。在程序設計上，每間隔 1ms 采樣一個數據，保證了采樣數據的準確性和有效性 .在輸出控制上，響應 INT0 中斷的同時啟動 T0 中斷，提高了系統(tǒng)的輸出精度。 24 本論文主要是根據電磁振動給料機的結構組成和原理來進行設計，闡述了電磁振動給料機的特點和激振器的組成， 根據設計的基本思路和設計要求，重點對電磁振動給料機的一些參數進行設計。 從動力系數、振動方向角、 物料的拋擲指數、傳輸速度、振幅等進行了計算，根據相關的設計要求選擇合適的參數。在給料機的結構上，主要確定了槽體的長度、截面積、寬度的大小，重點設計了激振器的結構和參數選擇。從硅鋼片的選擇、鐵芯的選擇、銜鐵的設計和聯(lián)結叉的設計進行了重點設計。 最后對電磁振動給料機的控制給出了總體的設計思路。完成本次論文設計任務，進行了長時間準備，在圖書館查閱了許多與本論文設計相關的資料。指導老師李慧也給了很大的幫助，對我疑難的地方進行了精心的答疑 ，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，才可以順利的完成次論文 的 設計。 最后，向各位評閱本論文的老師、教授表示真誠的謝意，祝各位身體健康，萬事如意。同時也感謝機械工程學院 領導 的支持。 25 參考文獻 【 1】 王德石，呂志強，電磁振動給料機的研究與制造 [J]，海軍工程學院學報， 1998。 【 2】 聞邦椿，劉鳳翹，振動機械的理論及應用 [M]，北京機械工業(yè)出版社， 1982。 【 3】 徐永德，性能優(yōu)越的電磁振動給料機控制器 [J]，山西電子技術， 1996。 【 4】 周微，陳白寧， MCS51 單片機對電磁振動給料機的控制，沈陽理工大學機械工程， 學院， 2020。 【 5】 王艷，周輝，電磁振動給料機參數的確定原則， 2020。 【 6】 王運池，國內振動給料設備的現狀與發(fā)展 [J]，煤質技術， 2020。 【 7】 黃鳳，電磁振動給料機振幅的自適應控制 [D]，河海大學碩士學位論文， 2020。 【 8】 劉育，國內煤礦振動給料設備的現狀及發(fā)展 [J]，煤礦機械， 2020。 【 9】 于雷，電磁振動給料機特性分析與仿真控制 [D]，廣西大學碩士學位論文， 2020。 【 10】電磁振動給料機編寫組，電磁振動給料機 [M]，北京機械工業(yè)出版社， 1973。 【 11】張紅安，李緯， G Z 型電磁振動給料機在鋁用炭陽極生產中的應用和維護 [J]，輕金 屬， 2020。 【 12】潘新民，單片微型計算機實用系統(tǒng)設計 [M]，人民郵電出版社， 1992 【 13】聞邦椿，振動機械的理論及應用，機械工業(yè)出版社， 1982 【 14】王積偉，控制工程基礎 [M]，北京高等教育出版社， 2020 【 15】 張競寰 .， 振動給料 [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