磁悬浮原理在自动落料中的应用用
Ａｃ ａ ｄｅ ｍ ｉ ｃ
学术
磁悬浮原理
在 自动落料中的应用
广州 市虎头电池集团有限公司 一 张家异
摘要 ： 电池行业通 常都用 到振斗 自动落胶盖 的装置 ， 关键的导芯起着 胶盖导向、连接振斗与 推送机构的重 要作用 ， 但在送胶盖 离开时却影响了该装置 的性能。运用磁悬 浮原理 ， 将导芯悬浮起 来 ， 避免了送 盖时导芯与胶盖接触 ， 解决了行业内的这一难题。
电池行业在大、三 号锌锰 电池 生产过程中，
机进行，影响 了设备的使用率。 ３ 、虽然导芯下端是硬塑料 ，但有时导芯上
安装牢 固，不锈 钢管表面 光滑、刚性好又不 会 被磁化。 制成后导芯悬上浮于送料道 ４ ０ ｒ Ｉ ｍ 左右。导 Ｉ 芯 的窜动小于 ２ ｎ ￣ ｎ ＇ 。铲送胶盖时胶盖与导芯根本 无接 触，从 而避免 了普通 导芯落料产 生的 以上 缺 陷。磁悬 浮导 芯使用 以后，导 芯、胶 盖向上 窜动基本 消失 ，堵盖现 象大大 降低 ，而 且不用 修整、更换导 芯下端 的硬 塑管，带振斗 的四联 机速度也 由 １ ２ ０只 ／分提到 １ ４ ５只 ／分 。投入
使 用 后 深 受 使用 者 欢 迎 。 振 斗 落 料 的 磁 悬 浮 导芯 的 研 制 成 功 ， 对 帽
通常都要用到双头四联机 Ｅ 的振斗落胶盖的形式。
构 成 由这 几 部 分 组 成 ：１ 振 斗 、２ 上 导 筒 、
窜的高度不 够。与胶盖上 的商标字摩擦产 生微
痕迹 ，对 电池的外观也稍有影响。 由于以上 的原因，此 种落料 形式的双 头四 联机只能在 ６ Ｏ 转／ 分， 即１ ２ ０ 只／ 分的速度运行 。 相对原来用手工 串盖落料的双头 四联机 １ ４ ５只 ／ 分慢 了许 多。造 成 振斗落 料 的推 广 相 当困难。 改革落料 导芯成了推广振 斗落料的关键 。 改革 设想 ：利 用磁悬浮 的原 理，将 导芯和
下 导 筒 正 对 的 送 料 道 部 份 分 别 加 装 上 磁 钢 ，并
３ 导芯、４ 下导筒 、 ５ 推送铲 、 ６ 胶盖 、７ 送料道、 ８导槽 。 工作原理 ：胶盖沿振斗轨道落入上导筒 内， 迭在胶 盖 串的上方。随着胶盖 串下落，胶盖在 上 导筒 的中部 时穿进 导芯，胶盖在上 导筒与下 导筒之 间由导芯 引导下落到下 导筒，在 下导筒 和导芯 的导 向下落到送 料道上。此时胶盖孔 仍 被导 芯穿住。胶盖被推送 铲推进 ，前进 中的胶 盖孔将 导芯底端的斜 面推上至离 开胶盖，胶 盖 最后被推入导槽。 胶盖 由振 斗下落到落 入导槽 的过 程中，导 芯起胶盖导 向、连接振 斗与推送机 构的重要 的 作 用。但最 后胶盖离开 导芯时却
产 生了 以下较
大 的障 碍 。
使其同极相斥。最后 使导芯悬 浮于送料道之 上。 设想实施：通过 多次试验，运用磁悬 浮的理 论， 不 断探 索、分 析、改进，最后试 验成 功。以下 是实施过程中的要点总结： １ 、导芯重量要轻，据磁 悬浮原理，因为磁 场产 生 向上斥力 的同时，也产生 了与斥力接近 的侧向力 ［ １ ］ ，如导芯的重力大则受到的侧向力 也随着 加大。结果导芯 与下导筒夹住胶 盖阻碍
其下落。
形 带孔 的零件 自动落 料有 着普遍 的重 要意义 。 因为此类零件 中间厚边缘 薄，用 导槽排 队落料 会 因前后边缘 叠住而卡死 。用普通 的导芯落料 也会 产生 以上胶 盖落料 的弊 端，如 中央厚度大 于孔 径时，则 不能使用 。因而此类零件 的 自动 落料一 直是个难题 。磁悬浮 导芯落料 则较好地
解 决 了此 难 题 。
ｌ 、胶盖推离导芯使导芯往上窜动 。导芯的 窜动 分析 ：导芯离开胶 盖时 ，已升 高到胶盖厚 度Ｈ ，并以ｖ ｄ 的速度 向上运动 ，导芯底端 的斜面 按经验通常做 成４ ５ 。 ，胶盖 向前速 度ｖ ｊ ，得出 ｖ ｄ ＝ ｖ ｊ ， 当机速 为７ ３ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 时，胶盖推离导芯的瞬 间速度ｖ ｊ ＝ ２ Ｏ Ｏ ｍ ｍ ／ ｓ ｅ ｄ ，即导芯离开胶盖 时向上 速度 为ｖ ｄ ＝ ２ ０ ０ ｍ ｍ ／ ｓ ｅ ｄ ＝ Ｏ ． ２ ｍ ／ ｓ ｅ ｄ ，按机械 能守 恒原理得 出，导芯离开胶盖后还将 再升高ｈ ：．
＝
［ 参
考
文
献］
２ 、磁场强度要 强，据磁悬浮原理 ，磁钢相
斥 的距 离 越 大 ，侧 向力 相 对 斥 力 就越 小 ［ ２ ］ 。磁
［ １ ］《 北京工业大学学报 ２ ０ ０ ８ — ５ 》矩形永磁体兰维
空 间力 场 分 布研 究 李 润 石
场强度越 强，导芯悬浮 就越 高，导芯的受 力状 况就越有 利。因此 采用钕铁 硼强磁 钢，并 在其 允许 的范围内加大体 积，最后 产生 的磁场 强度 大使导芯 悬浮够高 。实现 了导芯稳定 的悬 浮并 不易受其他因素的影 响产生上下窜动 。 ３ 、 推送铲 的材料最好是高磁导率的不锈钢 ， 这样在推送 铲位 于上下磁钢 之间时对磁场 影响 最小。即导芯因推送铲来回运动造成窜动最小。 ４ 、为了避免胶盖送空后导芯落下被推送铲 撞坏 ，下部磁钢 的直径应大 于下 导筒 的内直径 。 这样使导芯在 下导筒 内任何位 置都受到较 大的 向上斥力 ，不会下落到送料道上。
［ ２ ］《 永磁材料 及器件 ２ ０ ０ ６ — ３ 》永磁装置中磁场 力 的计算 王瑜
作者简介：
张家异 １ ９ ５ ４年
７月 大学专科 广９ ・ Ｉ ＇ １ 市虎头电池集 团有限公司机械工程师 电池机械设计
＝ ＿ ＿
２ ｘ
－ －
９ ． ８ ０ Ｏ ０ ２ ｍ－ ２ ，最 后 导 芯总 升 高 是｝ 卅Ｆ ４ １
５ ． ６ ａｍ ｒ 。
因导芯 向上 窜动也通过 导芯转弯位置 带动 上部 的胶 盖做同样的窜 动，加 上机 台在冲压 时 产生 的振 动，如 和上部 的胶 盖产生共 振时，最 上的胶盖将产生窜动大于 ６ ｍ ｍ 。这样在振斗内紧 跟其后的胶盖 落下时将有可 能插入上窜胶 盖与 胶盖串之间，造成堵盖 。 ２ 、为 了不刮花胶盖，导芯下端 的斜 面部分
是 由硬 塑管构成，由于导芯底端 与胶盖频繁摩
擦，其 磨损极快 。修整斜 面和更换硬 塑管 需停
５ 、导芯材料最 好用 Ｏ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９不锈钢 的薄
壁管，管上的磁钢 可以获得较 大的体积并 容易
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