即使在今天,世界上的一些地方仍然向幾個世紀(jì)前一樣使用手動沖擊錘作為搗實(shí)模中混凝土的工具,與之相類似使用錘子來輔助物料流動。
用來分離玉米粒和玉米芯碎屑的篩子被認(rèn)為是振動器的第一個工業(yè)應(yīng)用,即第一個非人力驅(qū)動的振動元件,如使用風(fēng)能、水利等。
氣動振動器是在本世紀(jì)初以直線活塞振動器或氣動錘的形式進(jìn)入實(shí)用的。僅僅幾年以后,更簡單的帶有滾動球體或轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)式振動器誕生。在過去的幾十年中,這種設(shè)計(jì)從未有過改變;大多數(shù)制造廠生產(chǎn)的振動器的殼體仍然是鑄鐵材料,外表不經(jīng)加工。
六十年代末,人們第一次用鋁作殼體材料進(jìn)行了試驗(yàn)。鋁的加工很容易,也很干凈。無論是加工的機(jī)床或是用戶的手上都不會沾上砂模的砂。
鋁具有所需的強(qiáng)度又不是硬得易產(chǎn)生裂紋。在鋁的表面可以進(jìn)行噴涂,所以可以對它進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)。對于特殊環(huán)境下的應(yīng)用,如制藥工業(yè)等,殼體可以由不銹鋼制成。
當(dāng)今大量的工作都由振動器完成。她的主要應(yīng)用是清空料斗、物料篩選、混凝土搗實(shí)以及沙、土及其它任何粉末或小顆粒并螺釘?shù)鹊慕o料。在電子工業(yè)中也應(yīng)用振動來檢測印刷電路板的接點(diǎn)。
1.1.1 振動器分類
根據(jù)振動器所耗能的形式和工作原理,振動器可以總體地分為如下類型:
能源形式
技術(shù)形式
電動
旋轉(zhuǎn)/直線/磁性
氣動
旋轉(zhuǎn)/直線
液動
旋轉(zhuǎn)
1.2 關(guān)于氣動振動器
1.2.1 振動適合于什么工作?
如前所述,在振動力的幫助下可以對任何類型的散料進(jìn)行給料、搗實(shí)或分選操作。在大多數(shù)情況下,振動都對重力有“支持”作用。例如,由于水份的影響,散料可能在料斗中相互粘連,堵塞料斗。在這種情況下,振動可以將其打散,因而物料在重力作用下流出料斗。
重力與振動
振動器的另一個應(yīng)用是在混凝土方面。對混凝土進(jìn)行振動也就是對沙和石子進(jìn)行振動使它們達(dá)到最密實(shí)狀態(tài),從而去除中間氣泡。在搗實(shí)的過程中,主要依靠重力,但振動會對此有幫助并可以極大改善其效果。
混凝土搗實(shí)
起拱和粘著
在上述兩種情況下振動都會減低材料的摩擦力。
振動并不是一定要對重力有支持作用,有時振動會使物料“跳動”,而重力使物料回到料道里。通過直線振動器的幫助我們可以給定物料的跳動方向,且通過調(diào)整振幅可以改變跳動的步長。
物料進(jìn)給
1.2 .2基本信息
在進(jìn)行任何一種振動器的選型時,有一件十分重要的事情要知道:你雖然可以計(jì)算出物料、筒倉、料槽等的自然頻率,但在實(shí)際應(yīng)用中其結(jié)果絕不會得出向計(jì)算那樣的值。
我們可以利用表格和計(jì)算公式來正確選擇振動器的力和頻率及安裝位置,但是“細(xì)調(diào)”,即對振動器進(jìn)行最優(yōu)調(diào)整則是實(shí)際中試驗(yàn)—調(diào)整的問題。有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場工程師可以很快選出最佳的振動器類型和安裝位置。
在“選擇最佳振動器類型”一節(jié)中有經(jīng)驗(yàn)法則和表格給出。
要實(shí)現(xiàn)振動器的最佳調(diào)整,建議在氣路中加入調(diào)壓閥或針閥從而達(dá)到控制空氣流量和壓力的目的。找出要進(jìn)給、要搗實(shí)或要分選的物料的自然頻率是調(diào)整振動器的最佳途徑。
氣動式外置振動器的工作頻率范圍為從2,000rpm到約20,000rpm或約為35—350Hz。在技術(shù)參數(shù)表中給出的數(shù)據(jù)是在如下條件下得出的:振動器被置于固定式試驗(yàn)臺上,振動器處于非實(shí)際工作狀態(tài),即振幅為零但是頻率比實(shí)際安裝于工件上時高2—3倍。
通常物料的自然頻率會高于振動器的頻率,因此要用更強(qiáng)大的振動器來做某一工作。
不要讓振動器滿負(fù)荷工作。在用新振動器時,建議使它工作在3/4滿負(fù)荷下,因此當(dāng)由于磨損、老化而使其功率降低時,可以通過增加頻率予以適當(dāng)補(bǔ)償。
注:氣動式旋轉(zhuǎn)和直線振動器的工作壓力不能高于7bar(100PSI)。
2.氣動系統(tǒng)
2.1 耗氣量和空氣壓縮機(jī)
振動器系統(tǒng)的耗氣量,特別是平均耗氣量,是計(jì)算所需壓縮機(jī)尺寸的基礎(chǔ)。下表給出了工作壓力為2bar和6bar時每分鐘的耗氣量。由于制造誤差,表中的數(shù)據(jù)會有10%左右的變化。
圖2.1 FINDEVA振動器耗氣量(升/分鐘)
類別
2bar
6bar
*
類別
2bar
6bar
*
類別
2bar
6bar
K-8
83
195
*
R-50
100
195
*
DAR-2
70
200
K-10
92
200
*
R-65
200
400
*
DAR-3
100
300
K-13
94
225
*
R-80
290
570
*
DAR-4
120
360
K-16
122
280
*
R-100
370
730
*
DAR-5
130
390
K-20
130
340
*
R-120
500
970
*
DAR-6
170
470
K-25
160
425
*
*
DAR-7
180
500
K-30
215
570
*
*
類別
2bar
6bar
*
類別
2bar
6bar
*
類別
2bar
6bar
GT-4/6
33
83
*
T-50-LP
70
165
*
FP-12-S
1
25
GT-8/10
46
112
*
T-50-HP
80
190
*
FP-12-M
1
20
GT-13/16
120
390
*
T-65-LP
90
240
*
FP-12-L
1
20
GT-20/25
185
455
*
T-65-HP
110
290
*
FP-18-S
5
57
GT-30/36
330
745
*
T-80-LP
150
290
*
FP-18-M
4
25
GT-40/48
425
970
*
T-80-HP
150
390
*
FP-18-L
5
46
*
T-100-HP
200
390
*
FP-25-S
13
93
*
FP-25-M
23
87
*
FP-25-L
18
93
*
FP-35-S
23
162
*
FP-35-M
24
141
*
FP-35-L
38
135
2.1.1 計(jì)算平均耗氣量
公式 。、 由表2.1查出耗氣量: 。茫希危樱剑
。病ⅰ」ぷ飨禂(shù)(開/關(guān))*100%: OPF=xxx。
3、 平均耗氣量=CONS*OPF
即 ACON=xxx升/分
4、 總平均耗氣量=xxx升/分
要得到幾個振動器和/或同一氣路上其他耗氣元件的總平均耗氣量,如果每個元件的耗氣量相同則將平均耗氣量與元件個數(shù)相乘;若各元件耗氣量不同,則分別相乘后而將結(jié)果相加。
在確定所需空氣壓縮機(jī)的大小時,建議在以上計(jì)算結(jié)果上再加20%的安全余量,因?yàn)楸碇械慕o定值也可能會變動。除此之外,泄漏或另外附加的元件會需要更大的空氣壓縮機(jī)。今后安裝的附加元件可能會需要更多的能量。
另外還有一個數(shù)據(jù)對確定空氣壓縮機(jī)的大小同樣必要,它就是在給定時間內(nèi)最大耗氣量。此數(shù)據(jù)可以由所有元件同時工作時的耗氣量及他們工作時間的長度來確定。
最大耗氣量=元件數(shù)*CONS(在xx分鐘內(nèi))
。剑(在xx分鐘內(nèi))
在確定空氣壓縮機(jī)大小時最大耗氣量和平均耗氣量都會有用。
2.2 潤滑
是否需要潤滑?這是一個很重要的問題?偟膩碚f,潤滑總是會延長元件的壽命,因?yàn)樗梢詷O大地降低摩擦。但是對球式振動器進(jìn)行潤滑卻是浪費(fèi)潤滑劑,因?yàn)樗⒉荒茱@著地增加振動器的壽命,而T系列轉(zhuǎn)輪振動器在無潤滑的情況下則會很快損壞。
由于特殊的材料及處理方法(氟涂層等),工作摩擦力可以減到最小,所以活塞式振動器(FP-系列)DAR-系列振動器同樣具有很好的緊急工作特性。盡管如此,工作結(jié)束后也要加入潤滑油以防磨損加劇。
對于每分鐘需要加幾滴油或不能多于多少這樣的問題,卻不能一概而論。往復(fù)式或活塞式空氣壓縮機(jī)可以隨空氣提供足夠的潤滑油,因此無需加潤滑油。不幸的是同一類型的壓縮機(jī)也會由于泄露過大而帶入太多的油,這樣會由于粘著引起DAR-系列振動器的頻率和力下降。另外對于帶有內(nèi)置式空氣干燥器的壓縮機(jī)來講,需要有氣路油霧器以防止T-系列DAR-系列和FP-系列振動器過早磨損。
注意:請使用如下粘度的潤滑油來潤滑FINDEVA振動器
。桑樱稀。郑牵嫡扯龋礳St/40℃ (5厘斯或約42.4 或5cm2Sec2)
所用的潤滑油應(yīng)該為非粘著性的,如下所示油品:
l 殼牌 德力士C5
l 埃索 Nuto。龋
l 美孚 Velocite。危.4
l BP Energol。龋校
l 對于食品行業(yè)的應(yīng)用,Whilerex。常埃矗ㄖ参锘
注意:若油的粘度與推薦值不符則會降低頻率和力。
對FP系列振動器來說,可以用蒸餾水做潤滑劑,其效果與潤滑油一樣。使用時調(diào)整給定量為10滴/分鐘。
作為氣路注油器,滴油潤滑器的效果要強(qiáng)于威克注油器。在消音器處檢查油跡,調(diào)整潤滑器使油跡為最少,但是又不完全消失。太多的潤滑油會導(dǎo)致活塞或滾子粘滯,因此應(yīng)加以避免。
2.3 空氣過濾器和減壓閥
所有的空氣壓縮機(jī)都配有空氣過濾器以保護(hù)空氣壓縮機(jī)的閥。這樣空氣壓縮機(jī)給出的空氣對旋轉(zhuǎn)型振動器來說是足夠了。由于小塵?赡軙䦷,所以我們還是強(qiáng)烈建議在氣路上使用5μm或更小的過濾器,這樣有助于延長振動器的壽命。
注:由于FP-系列中活塞與空之間的間隙很小,所以我們強(qiáng)烈建議使用5μm的空氣過濾器。
空氣過濾器的安裝應(yīng)靠近振動器,以避免金屬氣管上的銹粒進(jìn)入振動器。建議按如下所示連接過濾器、減壓閥和潤滑器。
正確的安裝順序:過濾器,然后減壓閥和油霧器
2.4 空氣管路
可以通過增、降氣壓或流量對振動器進(jìn)行調(diào)整,但是進(jìn)氣管和排氣管的尺寸也應(yīng)該合適。如果此比值太小就會使振動器不能全功率工作。
排氣管要盡量短,因?yàn)榕懦龅臍怏w會膨脹,它是壓差的若干倍。
公式為:。诌M(jìn)*P進(jìn)=V出*P出
這里P為絕對壓力。因此可以容易地看出當(dāng)振動器工作于6bar(相對壓力)時,排氣端的氣體體積會是進(jìn)氣端6倍。
排氣管太長或太短會影響空氣的運(yùn)動,即并非全部的空氣壓力全部都能轉(zhuǎn)化為振動器的振動能。
使用直接安裝于振動器的消音器對獲取最大振動能來說是最好的辦法。上圖可以用來確定所需的氣管直徑。
例:在4bar時的耗氣量為900升/分鐘,管子的長度為10米。從右邊的900處開始向左直到4bar的線,沿45°線向上直到段末邊界線。然后沿直線向左直到10米線再沿著45°線向右上直到系統(tǒng)允許的最大壓力損失線。此時在左側(cè)就是管子的直徑和面積。
注:管路中的壓力損失不要大于0.5bar;但要把此值降得很小卻無意義,因?yàn)檫@樣會增加管子的直徑和成本。理想值在0.1—0.5bar之間。
排氣管的尺寸也可以用同樣方法確定。用與確定進(jìn)氣管時相同的圖,但不要使用進(jìn)氣壓力而使用排氣壓力,即0.2—0.5bar。
2.5 氣閥和調(diào)壓器
2.5.1 調(diào)壓器
在調(diào)壓器(如針閥)的幫助下,振動器可以調(diào)節(jié)至它的最佳工作狀態(tài)。調(diào)整流量值會影響振動器的頻率和能量。為使效果最佳,我們建議將調(diào)壓器置于空氣過濾器和油霧器之間。
2.5.2 氣閥
對于象清空料槽、料斗這樣的應(yīng)用,建議讓振動器間歇地工作。這樣你可能需要在油霧器后加一電磁閥。不要將電磁閥加在調(diào)壓器和油霧器之前,因?yàn)槿绻@樣會使調(diào)壓器每次都啟動,而當(dāng)加上壓力后,輸出端不能馬上得到壓力,這樣會降低振動器的功能。因此同樣建議將電磁閥置于盡量靠近振動器之處。
注:不要將附件,如:空氣過濾器、壓力調(diào)節(jié)器、油霧器等置于振動器的安裝位置上,這樣會導(dǎo)致這些裝置失靈。
注意:請確認(rèn)閥的內(nèi)徑足夠大(見圖“確定氣管的直徑和面積”),否則振動器不會工作于全功率下;活塞振動器可能啟動困難。
當(dāng)氣閥為手動閥時也許活塞振動器不能啟動,因?yàn)橐獑踊钊駝悠鲬?yīng)在一開始就加上全壓。所以當(dāng)使用手動閥時,應(yīng)盡快打開閥門或者使用電磁閥。
:氣動振動器,振蕩篩