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我公司在純堿包裝系統(tǒng)中，釆用重力式定量包裝機,此類包裝機結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，受外因素影響小。包裝機的給料控制和排料，全部采用氣缸動力弧形閥，弧形閥是否穩(wěn)定運行，直接影響稱重合格率及包裝速度，是影響整個包裝系統(tǒng)的一個主要因素。在實際工作中，弧形閥存在不能自動開啟、開關(guān)不到位等情況。結(jié)合實際工作中常見故障,本文對弧形閥的結(jié)構(gòu)、受力等各方面進行了全面分析，并提出了改造方案，以提高弧形閥的可靠性。

1弧形閥結(jié)構(gòu)介紹

以動作較多的給料弧形閥為例（圖1所示），主要由箱體、閥體、氣缸、拐臂、密封條、軸及軸承等部分組成。給料弧形閥由雙行程氣缸控制，動作為全開（粗給料）一半開（細給料）-全關(guān)（隔斷），因為控制給料精度，閥口三面由硅橡膠密封。

2弧形閥的受力分析

由圖2可知，在整個機構(gòu)中，氣缸是弧形閥的動 力來源，所以氣缸桿產(chǎn)生推力或拉力（F）,拐臂受氣缸F力作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩（M）。因為軸與拐臂配合， 所以軸受轉(zhuǎn)矩（M）作用。軸和閥面支腿由鍵連接， 帶動閥面擺動，克服物料與閥面產(chǎn)生的正壓力和摩擦力的合力距（M'）,M>M‘，從而閥面打開。弧形閥的動作分為全開（雙向氣缸同時收縮）、細給料（氣 缸一側(cè)收縮）、全關(guān)（雙向氣缸同時伸出）。在這三個動作中，當弧形閥由全關(guān)到全開時，由于閥面與物料接觸面積最大，產(chǎn)生的正壓力和摩擦力最大，同時氣缸活塞的受力面積最小，氣缸桿產(chǎn)生的拉力最小，所以這個動作是弧形閥不能正常工作的主要原因。

3.3増加拐臂長度

氣缸和拐臂安裝在氣缸箱體內(nèi)，氣缸箱體的大小影響拐臂的長度。在改造中，為了盡量減少對原有設備的更改，將現(xiàn)用弧形閥拐臂的有效長度100 mm,更改為115 mm,由M=FXL可知，在氣缸型號不變的情況下,增加拐臂的有效長度，就可以增加作用在軸上的轉(zhuǎn)矩，從而增大閥面轉(zhuǎn)動力。

3.4更改密封條斷面形狀

在選用密封條時,應考慮到純堿的腐蝕性和特殊情況下物料的高溫（100 P左右）對密封條的影響。保證閥口兩側(cè)密封條表面平整，閥口處切面整齊，具有一定的塑性。

由圖3所示將閥口兩側(cè)面密封條的端面形狀由矩形改為楔形，減小了弧面打開時兩側(cè)面產(chǎn)生的正壓力，增大了弧面動作時的導向力,從而弧面動作更靈活可靠。

3.5調(diào)整氣缸箱體的位置

氣缸箱體和閥體由螺栓裝配固定，常規(guī)意識是氣缸箱和閥體水平安裝，這樣兩個箱體各個邊和面都處于平行，比較美觀。將氣缸箱以弧形閥軸的端面為圓心旋轉(zhuǎn)，從而帶動氣缸以和拐臂裝配的關(guān)節(jié)軸承為圓心旋轉(zhuǎn)，增大氣缸和拐臂的夾角，增大力臂。由M=FXL可知，在氣缸原作用力下，增大力臂，從而増大了拐臂產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。此方法只限于現(xiàn)有使用設備,且設備安裝空間不受限制。

4結(jié)語

本文通過對重力式定量包裝機弧形閥的結(jié)構(gòu)及受力分析,總結(jié)了增大弧面作用力的幾種改進措施。 我公司已經(jīng)對部分弧形閥氣缸改為PMC-PSM50, 拐臂有效長度增加至115 mm,密封條端面已改為楔形，還對部分弧形閥氣缸箱體調(diào)整了角度,使氣缸與拐臂的夾角增大，改進后效果均非常明顯。

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