Nguyên lý hoạt động của Máy cấp liệu rung

Có 3 loại máy cấp liệu rung, hoạt động theo các nguyên lý khác nhau. Chúng như sau:

• Máy cấp liệu rung điện từ
• Máy cấp liệu rung tần số tự nhiên
• Máy cấp liệu rung mất cân bằng

Bài viết này, SWOER sẽ tập trung vào nguyên lý hoạt động của máy cấp liệu rung điện từ.

Máy cấp liệu rung điện từ là gì?

Máy cấp liệu rung điện từ là một thiết bị phổ biến trong nhiều cơ sở sản xuất. Chúng được sử dụng như một phần của nhiều quy trình, bao gồm vận chuyển, sàng lọc và đóng gói. Máy cấp liệu rung điện từ có nhiều kích cỡ khác nhau, từ loại nhỏ để bàn trong phòng thí nghiệm đến hệ thống vận chuyển dài tới vài mét. Bất kể quy mô nào, tất cả các hệ thống này đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc.

Nguyên lý làm việc

Giống như tất cả các máy nạp rung, máy nạp rung điện từ di chuyển sản phẩm bằng cách làm rung khay nạp. Sản phẩm nằm trong khay. Khi khay rung, sản phẩm di chuyển theo một loạt các bước nhảy nhỏ. Chuỗi các bước nhảy này kết hợp với nhau để tạo ra chuyển động liên tục của sản phẩm. Hướng chuyển động được xác định bởi góc của lò xo. Sản phẩm sẽ di chuyển lên khỏi khay, vuông góc với góc của lò xo.

Sắp xếp hệ thống

Hệ thống bao gồm một bộ phận cơ sở, cuộn dây, lò xo phẳng, nam châm và một khay. Khay được kết nối với bộ phận cơ sở bằng lò xo phẳng. Lò xo phẳng cho phép chuyển động tương đối giữa hai bộ phận. Chính chuyển động tương đối này sẽ đưa sản phẩm vào. Nói một cách đơn giản, cuộn dây (một nam châm quấn trong dây đồng để tạo ra nam châm điện) được gắn vào bộ phận cơ sở và nam châm được gắn vào khay nạp. Cuộn dây thu hút và giải phóng nam châm, tạo ra chuyển động tương đối giữa bộ phận cơ sở và khay nạp. Có các hệ thống truyền động kết hợp tất cả các thành phần của truyền động điện từ (tức là cuộn dây, nam châm và lò xo) thành một bộ truyền động hoàn chỉnh. Một tấm lắp được cung cấp ở đầu trên của lò xo để thêm khay nạp phù hợp với ứng dụng.

Tạo sự di chuyển sản phẩm

Rung động của bộ cấp điện được điều khiển bằng điện từ được tạo ra khi dòng điện xoay chiều di chuyển qua lại giữa các dây của cuộn dây. Nam châm (gắn vào khay nạp) được giữ cách cuộn dây vài milimét bằng lò xo phẳng. Khi dòng điện di chuyển theo một hướng, cuộn dây sẽ hút nam châm và tăng thêm lực căng cho lò xo. Khi dòng điện đổi hướng, nam châm được giải phóng và năng lượng tiềm ẩn được lưu trữ dưới dạng lực căng trong lò xo được sử dụng để di chuyển khay. Hành động này ném bất kỳ sản phẩm nào trong khay về phía trước tạo ra cú nhảy. Khi quá trình này được lặp lại ở tần suất cao, một luồng sản phẩm liên tục sẽ được tạo ra.

Cấu tạo

Lò xo

Việc đạt được mối quan hệ chính xác giữa khay nạp rung và lò xo không hề đơn giản như bạn nghĩ. Động cơ điện từ sẽ hoạt động ở tần số đã đặt.

(Lưu ý quan trọng: Có thể thay đổi tần số của bộ truyền động bằng hệ thống điều khiển biến tần; vấn đề này sẽ được thảo luận thêm trong phần ‘Hệ thống điều khiển bộ cấp liệu’ bên dưới)

Điều quan trọng là phải thử và thiết lập hệ thống sao cho tần số tự nhiên mà khay dao động trên lò xo khớp với tần số của ổ điện từ. Điều này sẽ làm giảm ứng suất trong khay nạp và thúc đẩy sản phẩm chảy nhanh và hiệu quả nhất có thể.

Tần số dao động tự nhiên được xác định bởi mối quan hệ giữa độ cứng tổng hợp của các lò xo trong hệ thống và khối lượng của khay nạp cộng với bất kỳ sản phẩm nào trong khay.

Vì khay nạp và khối lượng sản phẩm phần lớn được xác định bởi ứng dụng và bộ truyền động điện từ (trừ các điều khiển biến thiên) sẽ hoạt động ở tần số của nguồn điện đầu vào xoay chiều (ví dụ: nguồn điện chính ở tần số 50Hz), biến thiết kế là lò xo.

Tăng số lượng lò xo, chiều rộng và độ dày của lò xo sẽ ​​làm tăng độ cứng của lò xo. Chiều dài của lò xo cũng là một yếu tố; lò xo dài hơn sẽ ít cứng hơn.

Khay nạp

Mục đích chính của khay nạp là dẫn sản phẩm được nạp đến nơi cần đến. Để đạt được điều này, ngoài việc phải có hình dạng phù hợp để chứa sản phẩm và ngăn tràn, khay cần phải truyền càng nhiều năng lượng do động cơ tạo ra vào sản phẩm càng tốt.

Điều này đạt được bằng cách sử dụng khay nạp cứng, được xác định bởi thiết kế của khay. Một khay không cứng sẽ dẫn đến các vùng của khay rung ở các tần số khác nhau, được gọi là rung động thứ cấp. Các vùng này tạo ra sự bất thường trong dòng chảy của sản phẩm, nghĩa là sản phẩm có thể chậm lại, dừng lại hoặc thậm chí chạy ngược lại.

Căn cứ

Ngoài vai trò là điểm lắp phía dưới cho lò xo phẳng, phần đế còn có một mục đích thiết yếu khác. Khối lượng của đế chống lại chuyển động của khay nạp và ngăn chặn rung động từ hệ thống truyền vào các cấu trúc hỗ trợ, theo thời gian có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng về cấu trúc. Đế di chuyển ngang bằng và ngược chiều với khay.

Để giữ cho đế được cố định vào cấu trúc hỗ trợ, đế được kết nối với cấu trúc bằng các khối cao su linh hoạt. Các khối này, mặc dù đủ ổn định để đảm bảo an toàn và ổn định trong quá trình vận hành, nhưng vẫn cho phép đế di chuyển một chút so với các giá đỡ.

Trong quá trình hoạt động bình thường, khay nạp sẽ rung ở biên độ khoảng 1,5mm. Chuyển động này ở phần đế sẽ quá mạnh khiến các khối cao su không thể hấp thụ được. Để giảm chuyển động của đế nhưng vẫn bù đắp cho toàn bộ chuyển động của khay, khối lượng của đế cần phải tăng lên. Mối quan hệ giữa chuyển động và khối lượng là tỉ lệ nghịch, do đó để giảm chuyển động của đế so với khay đi một nửa thì khối lượng phải tăng gấp đôi.

Thông thường, bộ nạp sẽ được thiết kế để giữ chuyển động của đế ở mức dưới 0,5mm theo mọi hướng (mặc dù các khối khác nhau sẽ được thiết kế để cho phép phạm vi chuyển động lớn hơn), vì vậy đối với bộ nạp tần số cao có biên độ khay là 1,5mm, đế sẽ nặng gấp 3 lần khay cộng với bất kỳ sản phẩm nào. Phép tính là:

Khối lượng cơ sở x Biên độ cơ sở = Khối lượng khay x Biên độ khay

X x 0,5 = 1 x 1,5

X = 1 x 1,5 / 0,5

X = 3

Vậy tỉ số giữa khối lượng của khay và khối lượng của đế là 3:1.

Đối với hệ thống cấp liệu có biên độ cao hơn, có thể yêu cầu tỷ lệ lên tới 8:1.

Hệ thống điều khiển máy nạp

Vì máy cấp liệu rung là thiết bị tương đối đơn giản nên yêu cầu điều khiển cũng thấp. Khi bộ phận nạp liệu được thiết lập để thực hiện chức năng mong muốn, yêu cầu điều khiển thường chỉ giới hạn ở chế độ ‘dừng’ và ‘khởi động’. Loại kiểm soát này phổ biến khi bộ phận nạp liệu kiểm soát luồng sản phẩm vào một quy trình khác ở phía dưới dây chuyền sản xuất.

Ứng dụng điều khiển máy nạp

Một ví dụ về điều này là khi máy nạp liệu xả vào hệ thống cân nhiều đầu. Vì máy cân nhiều đầu chỉ có thể xử lý một lượng sản phẩm hữu hạn nên việc cấp liệu vào máy cân sẽ cần phải tạm dừng.

Các cảm biến trên cân nhiều đầu sẽ phát hiện khi mức sản phẩm trên cân quá cao. Dựa trên thông tin đầu vào này, một tín hiệu sẽ được gửi đến bộ nạp để dừng lại. Khi mực nước giảm xuống trong quá trình xử lý sản phẩm, bộ nạp sẽ được kích hoạt lại.

Kiểm soát tốc độ thay đổi

Một biện pháp kiểm soát bổ sung có thể được thực hiện bằng cách sử dụng biến tần. Bộ biến tần thay đổi tần số của bộ nạp để điều chỉnh tốc độ của sản phẩm. Tần số cao hơn làm tăng số lần sản phẩm nhảy mỗi giây và tăng tốc sản phẩm. Tuy nhiên, phương pháp kiểm soát này có hạn chế. Do lò xo của bộ cấp điện được điều chỉnh để hoạt động ở tần số cụ thể nên việc tăng tần số lên trên phạm vi hiệu quả này bằng cách sử dụng biến tần có thể làm giảm hiệu quả tổng thể của bộ cấp điện.

Rất hiếm khi chức năng điều khiển tốc độ thay đổi được sử dụng trong quá trình sản xuất. Thông lượng sản phẩm thường phụ thuộc nhiều hơn vào thiết bị xử lý thực tế trong toàn bộ quy trình, với bộ nạp thường chỉ di chuyển sản phẩm từ quy trình này sang quy trình khác.

Một ví dụ về nơi chức năng tốc độ thay đổi có thể được sử dụng là khi nguyên liệu được đưa vào máy trộn và cần đong nguyên liệu chính xác.

Trong những trường hợp này, máy nạp có thể được thiết lập để đưa phần lớn nguyên liệu vào máy trộn ở tốc độ tối đa, với một vài phần trăm sản phẩm cuối cùng được thêm vào với tốc độ chậm hơn để tránh làm đầy hệ thống.

Bài viết này đã đề cập đến một số nguyên tắc cốt lõi về cách thức hoạt động của máy cấp liệu rung điện từ. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về hệ thống hoặc quan tâm đến những lợi ích mà máy cấp liệu rung có thể mang lại cho bạn, bạn có thể liên hệ với SWOER chúng tôi bằng cách sử dụng biểu mẫu hoặc thông tin chi tiết ở cuối trang.

---

Liên hệ với SWOER:

• Hotline: 0347 103 200
• Email: sales@swoer.vn
• Website: www.swoer.vn
• Địa chỉ: Số 4, Dã Tượng, Đường Lê Văn Thịnh, Phường Suối Hoa, Thành phố Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh