东威公司电磁振动给料机弹性系统调谐进行改进
来源：新乡市东威工矿机械有限公司 发布时间：2013/2/26 17:10:51 点击次数：2195
电磁振动给料机由给料槽、电磁激振器、控制器等组成，工作时用电磁激振器产生频率为５０Ｈｚ的脉冲电磁力施加给给料槽，强迫机械振动直至产生共振，在共振的作用下，给料槽内的矿粒间歇向前做抛物线运动。
电磁振动给料机由于工作时无相对运动部件、物料与槽体无相对滑动等，使得其具有磨损小、功耗低、运行费低、适应性广等其他给料机所不具备的优点，但在安装调试方面却存在较高的难度，调整不好就不能正常工作，产生噪声甚至不能振动，原因是调整到共振的状态比较困难。
电磁振动给料机弹性系统的调谐是生产中一个非常重要的环节，所谓弹性系统的调谐，就是调整激振频率ω和电磁振动给料机的固有频率ω０的比值Ｚ，该值决定设备能否正常和稳定地工作。为了能以较小的功耗得到较高的机械性能，调谐值Ｚ需达到临界共振状态，考虑到给料机工作时槽内的物料质量影响，Ｚ的取值一般为０．８～０．９５。
在弹性系统调谐的过程中由于激振频率ω取决于电网的频率５０Ｈｚ而不能改变，因此只能改变整个给料机系统的固有频率ω０。改变固有频率，由公式ω ＝ｓｑｒｔ（Ｋ／Ｍ）得知就是改变弹性系统的刚度及折算质量。常用的方法是改变板弹簧的弹簧片数或者对系统进行配重，以达到调谐的目的。系统的配重和改变板弹簧片数需要一定的经验和足够的耐心，而随着矿石品种及质量等的变化，又需要重新调整，这无疑大大增加了工作的难度。所以电磁振动给料机的调谐环节一直是其生产中存在的瓶颈。
２ 改进传统弹性调谐的方法及系统工作可行性研究
对于电磁振动给料机的弹性调谐，由于在早期的科技条件限制下不能改变激振器的频率（电网的频率）或是成本很高等原因，采取了调整固有频率ω０的思路，但随着科技的发展和电力设备成本的降低，可以考虑采用保持固有频率ω０不变，而改变激振频率ω的思路来进行弹性系统的调谐。
电磁振动给料机的电磁激振器之所以产生有规律的电磁振动力是因为通过电磁线圈的电流为单向半波整流，在正半周时，有电流通过电磁线圈，产生脉冲电磁力。在负半周时，无电流通过电磁线圈，电磁力消失，如此周而复始。由于通过线圈的电流来自电网，频率５０Ｈｚ，因此激振力的频率就是３０００次／ｍｉｎ。
如果设计中改变来自电网的５０Ｈｚ频率，则激振力的频率也会随之改变，而通过不断地调整激振频率以配合电磁振动给料机的固有频率，也可以达到振动调谐的目的。
由于ＰＬＣ和变频器的大量普及以及电磁振动给料机的功耗并不大，因此可以通过改变激振频率达到调谐的目的。
原有的电磁振动给料机由于激振频率ω为５０Ｈｚ，由Ｚ＝ω／ω０＝０．８５～０．９５，得出其固有频率ω０大约在６０Ｈｚ左右，这从固有频率测量仪中也可测出。将变频器的频率调到此范围，输出电压电流到电磁激振器，从而达到需要的临界共振状态。在实际的工作环境中，由于给料机输送不同种类质量的矿石会使其固有频率产生一定的变化，为了调整的方便快捷，设计了由ＰＬＣ和变频器以及传感器共同组成的振动调谐系统。
３ 变频器参数设置及ＰＬＣ的控制电路以ＧＺ１系列电磁振动给料机为例，首先测得电磁振动给料机的固有频率为６０ Ｈｚ左右（空载），由固有频率公式ω ＝ｓｑｒｔ（Ｋ／Ｍ）得知，物料装填后其固有频率会有一定程度的下降，依次设定１５个档，分别为４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２Ｈｚ，并将这些数据存入变频器中。
４ 电磁振动调谐检测辅助装置
由于人眼不能准确地判断电磁力产生的共振现象，因此需要利用振动传感器设计一个电子检测振动辅助装置，以便检测振动状态。振动传感器ＬＣ０１０２输出的偏置电压为８.２Ｖ，当有振动时，输出的脉冲电压峰值可达１３．２Ｖ。
比较器Ｕ１将振动传感器ＬＣ０１０２输出电压与其静态时的偏置电压８．２Ｖ相减，当无振动时，比较器无电压输出，后级的ＬＥＤ不发光。当有振动产生时，比较器Ｕ１输出电压，点亮后级的ＬＥＤ（Ｄ３－Ｄ９）；振动越强烈，比较器输出电压越高，后级被点亮的ＬＥＤ就越多，直到Ｄ９被点亮，表明达到了理想的共振状态。
５改进后电磁振动给料机的运行及结论
实际生产中给料矿石不同、电网电压波动、给料机负载变化都会影响共振的调谐，要想达到理想的共振效果，设置１５个频率值仍然略显不足。如果围绕ＰＬＣ和变频器进行ＰＩＤ模拟量闭环自动控制，虽然可以很好地解决这个问题，但需要价格昂贵的ＰＬＣ模拟量输入输出模块，这不利于技术改良的推广。因此调谐时，需要操作人员通过“加段号”和“减段号”开关进行简单切换，电子振动检测辅助装置的ＬＥＤ点亮情况，当达到接近共振频率的某一个设定值时再将变频器切换到“ＰＵ”模式进行手动*微调，变频器频率的调节精度可达到０．０１Ｈｚ，通过观察电子检测振动辅助装置的ＬＥＤ进行*调谐，效果显著。采用变频器系统进行振动调谐简化了电磁振动给料机生产中的调谐环节，超声波振动筛工人只需简单的操作即可使设备达到理想的调谐状态。整个设计的系统中，可根据不同类别、型号的振动给料机在变频器中设置相应的参数，同时振动传感器也可根据实际情况选用不同的型号。
电磁振动给料机由于工作时无相对运动部件、物料与槽体无相对滑动等，使得其具有磨损小、功耗低、运行费低、适应性广等其他给料机所不具备的优点，但在安装调试方面却存在较高的难度，调整不好就不能正常工作，产生噪声甚至不能振动，原因是调整到共振的状态比较困难。
电磁振动给料机弹性系统的调谐是生产中一个非常重要的环节，所谓弹性系统的调谐，就是调整激振频率ω和电磁振动给料机的固有频率ω０的比值Ｚ，该值决定设备能否正常和稳定地工作。为了能以较小的功耗得到较高的机械性能，调谐值Ｚ需达到临界共振状态，考虑到给料机工作时槽内的物料质量影响，Ｚ的取值一般为０．８～０．９５。
在弹性系统调谐的过程中由于激振频率ω取决于电网的频率５０Ｈｚ而不能改变，因此只能改变整个给料机系统的固有频率ω０。改变固有频率，由公式ω ＝ｓｑｒｔ（Ｋ／Ｍ）得知就是改变弹性系统的刚度及折算质量。常用的方法是改变板弹簧的弹簧片数或者对系统进行配重，以达到调谐的目的。系统的配重和改变板弹簧片数需要一定的经验和足够的耐心，而随着矿石品种及质量等的变化，又需要重新调整，这无疑大大增加了工作的难度。所以电磁振动给料机的调谐环节一直是其生产中存在的瓶颈。
２ 改进传统弹性调谐的方法及系统工作可行性研究
对于电磁振动给料机的弹性调谐，由于在早期的科技条件限制下不能改变激振器的频率（电网的频率）或是成本很高等原因，采取了调整固有频率ω０的思路，但随着科技的发展和电力设备成本的降低，可以考虑采用保持固有频率ω０不变，而改变激振频率ω的思路来进行弹性系统的调谐。
电磁振动给料机的电磁激振器之所以产生有规律的电磁振动力是因为通过电磁线圈的电流为单向半波整流，在正半周时，有电流通过电磁线圈，产生脉冲电磁力。在负半周时，无电流通过电磁线圈，电磁力消失，如此周而复始。由于通过线圈的电流来自电网，频率５０Ｈｚ，因此激振力的频率就是３０００次／ｍｉｎ。
如果设计中改变来自电网的５０Ｈｚ频率，则激振力的频率也会随之改变，而通过不断地调整激振频率以配合电磁振动给料机的固有频率，也可以达到振动调谐的目的。
由于ＰＬＣ和变频器的大量普及以及电磁振动给料机的功耗并不大，因此可以通过改变激振频率达到调谐的目的。
原有的电磁振动给料机由于激振频率ω为５０Ｈｚ，由Ｚ＝ω／ω０＝０．８５～０．９５，得出其固有频率ω０大约在６０Ｈｚ左右，这从固有频率测量仪中也可测出。将变频器的频率调到此范围，输出电压电流到电磁激振器，从而达到需要的临界共振状态。在实际的工作环境中，由于给料机输送不同种类质量的矿石会使其固有频率产生一定的变化，为了调整的方便快捷，设计了由ＰＬＣ和变频器以及传感器共同组成的振动调谐系统。
３ 变频器参数设置及ＰＬＣ的控制电路以ＧＺ１系列电磁振动给料机为例，首先测得电磁振动给料机的固有频率为６０ Ｈｚ左右（空载），由固有频率公式ω ＝ｓｑｒｔ（Ｋ／Ｍ）得知，物料装填后其固有频率会有一定程度的下降，依次设定１５个档，分别为４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２Ｈｚ，并将这些数据存入变频器中。
４ 电磁振动调谐检测辅助装置
由于人眼不能准确地判断电磁力产生的共振现象，因此需要利用振动传感器设计一个电子检测振动辅助装置，以便检测振动状态。振动传感器ＬＣ０１０２输出的偏置电压为８.２Ｖ，当有振动时，输出的脉冲电压峰值可达１３．２Ｖ。
比较器Ｕ１将振动传感器ＬＣ０１０２输出电压与其静态时的偏置电压８．２Ｖ相减，当无振动时，比较器无电压输出，后级的ＬＥＤ不发光。当有振动产生时，比较器Ｕ１输出电压，点亮后级的ＬＥＤ（Ｄ３－Ｄ９）；振动越强烈，比较器输出电压越高，后级被点亮的ＬＥＤ就越多，直到Ｄ９被点亮，表明达到了理想的共振状态。
５改进后电磁振动给料机的运行及结论
实际生产中给料矿石不同、电网电压波动、给料机负载变化都会影响共振的调谐，要想达到理想的共振效果，设置１５个频率值仍然略显不足。如果围绕ＰＬＣ和变频器进行ＰＩＤ模拟量闭环自动控制，虽然可以很好地解决这个问题，但需要价格昂贵的ＰＬＣ模拟量输入输出模块，这不利于技术改良的推广。因此调谐时，需要操作人员通过“加段号”和“减段号”开关进行简单切换，电子振动检测辅助装置的ＬＥＤ点亮情况，当达到接近共振频率的某一个设定值时再将变频器切换到“ＰＵ”模式进行手动*微调，变频器频率的调节精度可达到０．０１Ｈｚ，通过观察电子检测振动辅助装置的ＬＥＤ进行*调谐，效果显著。采用变频器系统进行振动调谐简化了电磁振动给料机生产中的调谐环节，超声波振动筛工人只需简单的操作即可使设备达到理想的调谐状态。整个设计的系统中，可根据不同类别、型号的振动给料机在变频器中设置相应的参数，同时振动传感器也可根据实际情况选用不同的型号。