專利名稱：低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于振動(dòng)式輸送機(jī)械。
電磁振動(dòng)給料機(jī)是一種把塊狀、顆粒狀及粉狀物料從貯料倉或漏斗中均勻連續(xù)或定量地給到受料裝置中去的傳輸設(shè)備。目前國內(nèi)外產(chǎn)品大都是由單相交流電經(jīng)可控硅半波整流后供電給電磁振動(dòng)器，使之驅(qū)動(dòng)料槽振動(dòng)達(dá)到送料之目的，如朝陽振動(dòng)機(jī)械廠生產(chǎn)的GZ系列電磁振動(dòng)給料機(jī)，就是一種代表型式。這種給料機(jī)處于低臨界近共振狀態(tài)工作，即激振頻率ω與系統(tǒng)的固有頻率ω0之比(調(diào)諧值)Z＝ω／ω0＝0.9受電網(wǎng)電源限制振動(dòng)頻率高，3000次／分，被送物料破碎嚴(yán)重，在輸送粉狀物料高粘性物料時(shí)效率低，并影響物料輸送的連續(xù)性。噪聲大，一般都高于80分貝以上。同時(shí)為使給料機(jī)處于低臨界近共振狀態(tài)工作調(diào)諧值保持在0.9左右，彈性元件裝卡調(diào)試過程十分繁瑣，給操作帶來不便。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)了的低頻穩(wěn)幅低噪聲共振狀態(tài)工作的電磁給料機(jī)。
低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)是將結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)為調(diào)諧值Z＝ω／ω0＝1即共振狀態(tài)工作，主振彈簧采用非線性彈簧元件，并在原可控硅半波整流電路中加入自適應(yīng)共振系統(tǒng)(專利號(hào)85100017)及調(diào)幅穩(wěn)幅電路，控制電磁振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)(可簡稱電振機(jī))在共振狀態(tài)平穩(wěn)地工作。


圖1為電振機(jī)原理示意圖，圖2為非線性彈簧特性，圖3為某頻率電振機(jī)共振曲線圖4為
圖1中A、B方框所示電路例圖5為
圖1中D、E方框所示電路例圖6為電振機(jī)實(shí)施例示意圖圖7為
圖1中C方框所示電路例。
圖中1－料槽，2－磁鋼，3－傳感器，4－銜鐵；5－主振彈簧，6－鐵芯7－線包，8－減振器，9－殼體和慣性塊，A－反饋信號(hào)電路，B－調(diào)幅穩(wěn)幅電路，C－自適應(yīng)共振單元及起振電路，D－可控硅控制電路，E－激振器電源，10－運(yùn)放LM324用作放大器，11－運(yùn)放LM324用作比較器，12，13，14，18，19，20－電阻，15，16，34－二極管，21－運(yùn)放LM324用作減法器，17，22，66，77－電位器，23，24，25，26－光電耦合集成塊TIL113，27－大功率可控硅28－激振器，29－運(yùn)放LM324，30、31、32、33－四或非門CD4001，111，222，333－電路聯(lián)結(jié)點(diǎn)。電磁振動(dòng)給料機(jī)一般主要由料槽、電磁振動(dòng)器、減振器和控制箱部分組成。
圖1所示為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。其中電磁振動(dòng)器由銜鐵4、線包7、鐵芯6組成。低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成雙質(zhì)量共振系統(tǒng)，即Z＝ω／ω0＝1而系統(tǒng)的固有頻率ω0＝C／M，式中C為主振彈簧的總剛度，M＝ (M1·M2)/(M1+M2) 其中料槽1和銜鐵4、磁鋼2的質(zhì)量、主振彈簧折算質(zhì)量的一半和料槽中物料的當(dāng)量質(zhì)量共同構(gòu)成質(zhì)量M1；振動(dòng)器殼體和慣性塊9、傳感器3、鐵芯6、線包7的質(zhì)量及主振彈簧折算質(zhì)量的一半構(gòu)成質(zhì)量M2。本實(shí)用新型的主振彈簧采用非線性彈簧，例如不等距的非線性螺旋彈簧組以取代現(xiàn)有給料機(jī)用的板彈簧。非線性彈簧的特性如圖2所示，縱座標(biāo)F(X)為彈性力，橫座標(biāo)X為振動(dòng)位移，當(dāng)電振機(jī)在某一頻率工作時(shí)系統(tǒng)的共振曲線如圖3所示，縱座標(biāo)表示振幅，橫座標(biāo)為工作頻率，其共振點(diǎn)附近為一較平坦的曲線，便于調(diào)整振動(dòng)頻率，提高振幅的穩(wěn)定性。
現(xiàn)有的電磁振動(dòng)給料機(jī)，其電磁振動(dòng)器由單相交流電經(jīng)可控硅半波整流后給電的，頻率與電網(wǎng)頻率相同，只能是50HZ，即工作頻率為3000次／分。而理論分析指出，電磁振動(dòng)給料機(jī)理想工作頻率為1250次／分，激振器頻率選在20HZ左右為佳。如用電網(wǎng)電壓加上分頻可控硅半波整流裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，無商業(yè)推廣價(jià)值。低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)采用了自適應(yīng)共振單元及起振電路和調(diào)幅穩(wěn)幅電路，使電磁振動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)在15－24。5HZ頻率范圍內(nèi)工作。傳感器3與磁鋼2相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)經(jīng)反饋信號(hào)電路A和調(diào)幅穩(wěn)幅電路B對(duì)信號(hào)檢波放大穩(wěn)幅作為控制信號(hào)，另一路徑自適應(yīng)共振單元自動(dòng)跟蹤自振頻率亦輸出一控制信號(hào)，上述兩控制信號(hào)同時(shí)作用于可控硅控制電路，使可控硅27給出導(dǎo)角，控制激振器供電的頻率和幅值，以達(dá)到共振和限幅的目的。運(yùn)放29及四或非門30、31、32、33組成自適應(yīng)單元電路，其中或非門32、33又兼作振蕩器。開機(jī)時(shí)系統(tǒng)尚未起振，傳感器信號(hào)為零，電振機(jī)是靠如圖7所示自適應(yīng)共振單元及起振電路一例中產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，使電磁振動(dòng)器起振驅(qū)動(dòng)電振機(jī)振蕩電路可通過電位器77調(diào)節(jié)頻率，當(dāng)振幅稍大時(shí)傳感器3檢測到的信號(hào)取代了原振蕩電路的信號(hào)，自適應(yīng)共振單元自動(dòng)跟蹤，使系統(tǒng)自動(dòng)步入共振狀態(tài)。整個(gè)電路為一閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或物料粒度變化較大時(shí)，調(diào)幅穩(wěn)幅電路B利用電壓反饋進(jìn)行雙重補(bǔ)賞自動(dòng)調(diào)節(jié)振幅，如外界影響使振幅下降，則控制電壓自動(dòng)增益，使振幅回升直至穩(wěn)定；若振幅突然加大以至超過限值，則控制電壓自動(dòng)降低使振幅下降到允許范圍穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。圖4所示為A、B方框反饋信號(hào)電路及調(diào)幅穩(wěn)幅電路的實(shí)施例。運(yùn)放10、21組成穩(wěn)幅電路，運(yùn)放10作為加法器21作為放大器，當(dāng)電振機(jī)在某一負(fù)載下正常運(yùn)行時(shí)，由電位器66給定一個(gè)振幅值，經(jīng)運(yùn)放10、21輸出一個(gè)正電位給圖5中電位器22經(jīng)可控硅控制電路，對(duì)應(yīng)可控硅27－導(dǎo)通角θ，對(duì)應(yīng)電振機(jī)一振幅。當(dāng)外因使電振機(jī)振幅改變時(shí)，如導(dǎo)致振幅增加，經(jīng)二極管34輸送給運(yùn)放10的負(fù)值將增加和給定相加后絕對(duì)值減小，故輸出亦減小，依次類推電位器22的正電位減小，導(dǎo)通角θ小，使振幅減小趨于原值。電源＋E1、二極管15、16及比較器11(運(yùn)放11用作比較器)、電位器17及有關(guān)電阻12、13、14、18、20組成限幅電路，用于大振幅波動(dòng)。正常情況下比較器11設(shè)計(jì)成F點(diǎn)電位絕對(duì)值大于G點(diǎn)電位絕對(duì)值，當(dāng)振幅超過限定值后，F(xiàn)點(diǎn)電位絕對(duì)值大幅度減小，當(dāng)?shù)陀贕點(diǎn)電位時(shí)，比較器11輸出由正躍變?yōu)樨?fù)，二極管16導(dǎo)通，運(yùn)放21的N點(diǎn)電位由零變?yōu)樨?fù)(正常情況下N點(diǎn)電位為零)。運(yùn)放21用作減法運(yùn)算，限幅起作用時(shí)，由于N點(diǎn)電位為負(fù)，運(yùn)放21的輸出將大幅度減小，導(dǎo)致導(dǎo)通角大幅度減小，使電振機(jī)趨于維持原振幅。電源＋E1決定限幅的起始值。(如4mm開始限幅)電位器17決定限幅的終值(如限到3mm)。光電耦合元件在電振機(jī)中的應(yīng)用圖5中23、24、25、26為光電耦合元件，隨著光電耦合集成塊價(jià)格下降，用于電振機(jī)中以弱電控制強(qiáng)電成為可能。本實(shí)用新型利用控制大功率單向可控硅27，對(duì)弱電和強(qiáng)電兩不共地電源有很好的隔離作用，抗干擾能力強(qiáng)，是本實(shí)用新型的一個(gè)特征。
實(shí)施例如圖6示意，料槽1與銜鐵4磁鋼2固定在一起構(gòu)成運(yùn)動(dòng)部分鐵芯6、線包7、固定檢殼體和慣性塊9中與傳感器3構(gòu)成另一部分，兩部分用主振彈簧5彈性地聯(lián)結(jié)在一起，料槽與殼體分別用減振器8吊裝懸掛固定在支架上使電振機(jī)周圍有一定游動(dòng)間隙。給料過程是利用電磁振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)料槽沿傾斜方向作周期直線往復(fù)振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)振動(dòng)的加速度垂直分量大于垂直重加速度時(shí)，槽中的物料被拋起，并按拋物線的軌跡向前進(jìn)行跳躍運(yùn)動(dòng)，料槽以每分鐘1250次的頻率振動(dòng)，物料相應(yīng)地被連續(xù)拋起向前跳躍移動(dòng)，達(dá)到送料的目的。低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)以新型GZ4號(hào)機(jī)為例，料槽為500×200×1000(mm)，M1＝M2＝150公斤，主振彈簧選用8只非線性螺旋彈簧，d＝12mm，D2＝70mm，圈數(shù)n＝2，使用如
圖1與圖4、5、7的控制電路圖，頻率為22HZ，雙振幅為4.0mm，1個(gè)型銜鐵截面積為70×150mm2，線包使用φ2.68mm漆包線55匝2個(gè)，整機(jī)重量300公斤，物料輸送產(chǎn)量為每小時(shí)100噸。
低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)由于使用了調(diào)幅穩(wěn)幅電路及自適應(yīng)共振(專利)單元及起振電路，使其處于共振狀態(tài)工作，節(jié)能、效率高，同時(shí)低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)實(shí)現(xiàn)了在理想的頻率范圍工作，噪聲也從原85分貝下降到70分貝以下，大大改善了工作環(huán)境。非線性彈簧系統(tǒng)使電振機(jī)性能穩(wěn)定可靠?？刂葡到y(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤、共振，同時(shí)排除了電網(wǎng)波動(dòng)帶來的影響。本實(shí)用新型在電路中采用光電耦合元件，以弱電控制強(qiáng)電，用來推動(dòng)大功率單向可控硅，減小了體積，安全可靠，具有很大的優(yōu)越性。本實(shí)用新型體積小、重量輕，重量只有原有同類型重量的2／3，調(diào)試簡單，具有很好的商業(yè)推廣價(jià)值，可廣泛地用于礦山、冶金、煤炭、建材、輕工、化工、電力、糧食、醫(yī)藥等技術(shù)領(lǐng)域，是一種理想的輸送裝置。
權(quán)利要求1.低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)由料槽和銜鐵線包、鐵芯組成的電磁振動(dòng)器及主振彈簧、減振器和控制電路部分組成，其特征是，主振彈簧采用非線性彈簧元件，控制電路部分是傳感器[3]和磁鋼[2]相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)經(jīng)反饋信號(hào)電路[A]、調(diào)幅穩(wěn)幅電路[B]對(duì)信號(hào)檢波、放大、穩(wěn)幅作為控制信號(hào)，另一路徑自適應(yīng)共振單元及起振電路[C]自動(dòng)跟蹤自振頻率亦輸出一控制信號(hào)，兩信號(hào)同時(shí)作用于可控硅控制電路[D]、控制激振器[28]的頻率和幅值用以驅(qū)動(dòng)電磁振動(dòng)器工作的頻率范圍在15HZ-24.5HZ的低頻穩(wěn)幅閉環(huán)電磁共振系統(tǒng)。
2.按照權(quán)利要求1所說的低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)其特征是非線性彈簧元件可以是非線性螺旋彈簧。
3.按照權(quán)利要求1所說的低頻穩(wěn)幅電磁共振給料機(jī)，其特征是所說的可控硅控制電路是采用光電耦合元件集成塊控制大功率單向可控硅〔27〕。
專利摘要低頻穩(wěn)幅電磁給料機(jī)，屬于振動(dòng)式輸送機(jī)械。其主振彈簧采用非線性彈簧，控制及電路部分采用自適應(yīng)共振(專利)技術(shù)及調(diào)幅穩(wěn)幅控制電路和采用光電耦合元件控制大功率單向可控硅的控制電路，使裝置處于低頻共振狀態(tài)工作，噪聲低體積小重量輕，調(diào)試簡單工作平穩(wěn)可靠，效率高，可廣泛的用于礦山、冶金、糧食、化工、醫(yī)藥等多種領(lǐng)域，是一種理想的傳輸設(shè)備。
文檔編號(hào)B65G27/10GK2035347SQ8821541
公開日1989年4月5日 申請(qǐng)日期1988年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月7日
發(fā)明者陳予恕, 王義昌, 姜正奎, 袁劍平, 金志勝, 穆成棟, 儲(chǔ)景云 申請(qǐng)人:天津大學(xué)