基于自动机械振动供料系统的研究

论文摘要

供料系统在自动机械中是十分重要的组成部分,决定着自动机械自动化程度的高低,对自动机械的成本和可靠性有着直接的影响。本文以圆盘式电磁振动给料机为研究对象,电磁振动给料机是自动机械中供料装置的一种,由于其较高的供料效率,良好的定向整理性能和通用性,被广泛应用于机械、电子、医药和食品等行业的自动化生产中。由于所输送物料的材质、表面特性、形状和输出要求不同,电磁振动给料机的结构参数、定向机构和控制系统等也不同,这种多性能指数和多影响参数一直是振动给料技术的研究重点。本论文在研究了国内外电磁振动给料技术的基础上,系统地分析了电磁振动系统的给料原理,建立了运动学和动力学模型,根据物料抛掷运动的幅频特性分析了激振频率与固有频率的关系,确定了系统最佳工作状态,并以输送效率为目标函数对系统的参数进行了优化；对于弹性元件,建立了多层板弹簧的刚度模型,对其刚度和结构参数进行分析,并对其结构参数进行优化设计,分析比较了两种隔振装置的传递效率,并用MATLAB软件对其传递率进行模拟仿真,确定了被动隔振的隔振方式,并介绍了常用的橡胶减振元件；阐述了国内外有关定向姿态理论的研究状况,介绍了常用的定向方法和定向装置,对工件自然姿态概率的计算方法进行了研究,并根据定向理论针对SOT123元器件供料系统的振盘定向机构进行了设计与分析；对电磁部分做了简单的研究分析,铁芯与衔铁的选择,电磁激振力和电磁参数的计算,介绍了可控硅电路以及其控制电路的设计及工作原理,实现了对电磁振动给料机的调频调幅控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 自动机械中振动给料系统概述
• 1.2 电磁振动给料机的结构及工作原理
• 1.2.1 电磁式振动给料机的分类及结构
• 1.2.2 圆盘式电磁振动给料机工作原理
• 1.3 电磁振动给料技术国内外研究现状及发展趋势
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 未来发展趋势
• 1.4 研究意义与研究内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 2 电磁振动给料机运动学分析与参数优化
• 2.1 电磁振动给料机系统的运动学分析
• 2.1.1 物料的基本运动形式
• 2.1.2 物料运动学建模及分析
• 2.2 物料抛掷运动的理论分析
• 2.2.1 抛掷运动的条件
• 2.2.2 抛掷运动的分析与仿真
• 2.3 抛掷运动的分类与理论输送速度的计算
• 2.3.1 抛掷运动的分类
• 2.3.2 理论输送速度的计算
• 2.4 参数的选择与优化
• 2.4.1 振动次数n及振幅λ和机械指数K的选择
• 2.4.2 振动方向角δ的选择
• 2.4.3 料槽螺旋升角α O的选择
• 2.4.4 振动机械参数优化
• 2.5 本章小结
• 3 振动参数分析与弹性元件的结构优化
• 3.1 振动系统的动力学模型
• 3.2 振动系统的固有频率
• 3.3 振动系统的动力系数和调谐值
• 3.4 弹性元件的参数计算与结构优化
• 3.4.1 多层板弹簧刚度模型的建立
• 3.4.2 弹簧板组结构优化分析
• 3.4.3 优化算法与优化设计结果
• 3.5 隔振装置的研究与参数优化
• 3.5.1 隔振装置建模及分析
• 3.5.2 振动参数的优化
• 3.6 减振元件的选择与刚度计算
• 3.7 本章小结
• 4 振盘定向装置的研究与设计
• 4.1 振盘结构的设计
• 4.2 振盘定向装置的研究与设计
• 4.2.1 振盘定向理论概述
• 4.2.2 定向机构的动态仿真
• 4.3 自然姿态概率的研究
• 4.4 基于SOT123片式半导体元器件的振盘定向机构的设计
• 4.4.1 SOT123片式元器件姿态分析
• 4.4.2 SOT123片式元器件定向机构的设计
• 4.5 本章小结
• 5 电磁参数分析及控制电路设计
• 5.1 铁芯及励磁方式的选择
• 5.2 激振力的计算
• 5.3 电参数的计算与分析
• 5.4 电振机的调节特性
• 5.4.1 给料量的调节
• 5.4.2 可控硅整流电路的介绍
• 5.4.3 可控硅调频调幅电路的设计
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 7 展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 10 致谢