氣動振動器參數及背景

氣動振動器參數及背景
 

即使在今天，世界上的一些地方仍然向幾個世紀前一樣使用手動沖擊錘作為搗實模中混凝土的工具，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為是振動器的*個工業應用，即*個非人力驅動的振動元件，如使用風能、水利等。

氣動振動器是在本世紀初以直線活塞振動器或氣動錘的形式進入實用的。僅僅幾年以后，更簡單的帶有滾動球體或轉子的旋轉式振動器誕生。在過去的幾十年中，這種設計從未有過改變；大多數制造廠生產的振動器的殼體仍然是鑄鐵材料，外表不經加工。

六十年代末，人們*次用鋁作殼體材料進行了試驗。鋁的加工很容易，也很干凈。無論是加工的機床或是用戶的手上都不會沾上砂模的砂。

鋁具有所需的強度又不是硬得易產生裂紋。在鋁的表面可以進行噴涂，所以可以對它進行現代工業設計。對于特殊環境下的應用，如制藥工業等，殼體可以由不銹鋼制成。

當今大量的工作都由振動器完成。她的主要應用是清空料斗、物料篩選、混凝土搗實以及沙、土及其它任何粉末或小顆粒并螺釘等的給料。在電子工業中也應用振動來檢測印刷電路板的接點。

１．１．１ 振動器分類

根據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：

 

１．２ 關于氣動振動器

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行給料、搗實或分選操作。在大多數情況下，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用是在混凝土方面。對混凝土進行振動也就是對沙和石子進行振動使它們達到*密實狀態，從而去除中間氣泡。在搗實的過程中，主要依靠重力，但振動會對此有幫助并可以*改善其效果。

 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，且通過調整振幅可以改變跳動的步長。

 
物料進給１.２ .２基本信息

在進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：你雖然可以計算出物料、筒倉、料槽等的自然頻率，但在實際應用中其結果絕不會得出向計算那樣的值。

我們可以利用表格和計算公式來正確選擇振動器的力和頻率及安裝位置，但是“細調”，即對振動器進行*優調整則是實際中試驗—調整的問題。有經驗的現場工程師可以很快選出*佳的振動器類型和安裝位置。

在“選擇*佳振動器類型”一節中有經驗法則和表格給出。

要實現振動器的*佳調整，建議在氣路中加入調壓閥或針閥從而達到控制空氣流量和壓力的目的。找出要進給、要搗實或要分選的物料的自然頻率是調整振動器的*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。在技術參數表中給出的數據是在如下條件下得出的：振動器被置于固定式試驗臺上，振動器處于非實際工作狀態，即振幅為零但是頻率比實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，因此要用更強大的振動器來做某一工作。

不要讓振動器滿負荷工作。在用新振動器時，建議使它工作在３／４滿負荷下，因此當由于磨損、老化而使其功率降低時，可以通過增加頻率予以適當補償。

注：氣動式旋轉和直線振動器的工作壓力不能高于７bar（１００PSI）。

２．氣動系統

２．１ 耗氣量和空氣壓縮機

氣動振動器系統的耗氣量，特別是平均耗氣量，是計算所需壓縮機尺寸的基礎。

２．１．１計算平均耗氣量

公式１、耗氣量：ＣＯＮＳ＝ｘｘｘ升／分

２、工作系數（開／關）＊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相乘；若各元件耗氣量不同，則分別相乘后而將結果相加。

在確定所需空氣壓縮機的大小時，建議在以上計算結果上再加２０％的安全余量，因為表中的給定值也可能會變動。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。今后安裝的附加元件可能會需要更多的能量。

另外還有一個數據對確定空氣壓縮機的大小同樣必要，它就是在給定時間內*大耗氣量。此數據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。

*大耗氣量＝元件數＊ＣＯＮＳ(在ｘｘ分鐘內)

＝ｘｘｘ升／分(在ｘｘ分鐘內)

在確定空氣壓縮機大小時*大耗氣量和平均耗氣量都會有用。

２．２ 氣動振動器潤滑

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，因為它可以*地降低摩擦。但是對球式振動器進行潤滑卻是浪費潤滑劑，因為它并不能顯著地增加振動器的壽命，而Ｔ系列轉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*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。往復式或活塞式空氣壓縮機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。另外對于帶有內置式空氣干燥器的壓縮機來講，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振動器

ＩＳＯＶＧ５粘度５cSt/40℃ (5厘斯或約４２.４或５ｃｍ２Ｓｅｃ２)

所用的潤滑油應該為非粘著性的，如下所示油品：
殼牌德力士Ｃ５
埃索ＮｕｔｏＨ５
美孚ＶｅｌｏｃｉｔｅＮｏ.４
ＢＰＥｎｅｒｇｏｌＨＰ５
對于食品行業的應用，Ｗｈｉｌｅｒｅｘ３０４（植物基）

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于威克注油器。在消音器處檢查油跡，調整潤滑器使油跡為*少，但是又不完全消失。太多的潤滑油會導致活塞或滾子粘滯，因此應加以避免。

２．３ 空氣過濾器和減壓閥

所有的空氣壓縮機都配有空氣過濾器以保護空氣壓縮機的閥。這樣空氣壓縮機給出的空氣對旋轉型振動器來說是足夠了。由于小塵�？赡軙�帶入，所以我們還是強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，所以我們強烈建議使用５μｍ的空氣過濾器。

空氣過濾器的安裝應靠近振動器，以避免金屬氣管上的銹粒進入振動器。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行調整，但是進氣管和排氣管的尺寸也應該合適。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，因為排出的氣體會膨脹，它是壓差的若干倍。

公式為：Ｖ進＊Ｐ進＝Ｖ出＊Ｐ出

這里Ｐ為絕對壓力。因此可以容易地看出當振動器工作于６bar（相對壓力）時，排氣端的氣體體積會是進氣端６倍。

排氣管太長或太短會影響空氣的運動，即并非全部的空氣壓力全部都能轉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*大振動能來說是*好的辦法。

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°線向右上直到系統允許的*大壓力損失線。此時在左側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，因為這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。用與確定進氣管時相同的圖，但不要使用進氣壓力而使用排氣壓力，即0.2—0.5bar。

２．５ 氣閥和調壓器

２．５．１ 調壓器

在調壓器（如針閥）的幫助下，振動器可以調節至它的*佳工作狀態。調整流量值會影響振動器的頻率和能量。為使效果*佳，我們建議將調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壓器和油霧器之前，因為如果這樣會使調壓器每次都啟動，而當加上壓力后，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、壓力調節器、油霧器等置于振動器的安裝位置上，這樣會導致這些裝置失靈。

注意：請確認閥的內徑足夠大（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。

當氣閥為手動閥時也許活塞振動器不能啟動，因為要啟動活塞振動器應在一開始就加上全壓。所以當使用手動閥時，應盡快打開閥門或者使用電磁閥。