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新型包裝秤的研制

發(fā)布時(shí)間:2021-08-06 15:20:41 |來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展‚傳統(tǒng)對(duì)粉狀、粒狀、塊狀等產(chǎn)品的地磅計(jì)量方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)工‚效率又低‚已不能滿足生產(chǎn)需要‚后來(lái)我國(guó)科技人員又研制了類(lèi)似于水泥自動(dòng)定量包裝的包裝機(jī)。由于其精度較低‚一般在5%左右‚所以只能適用于一些價(jià)格較低的產(chǎn)品如水泥、化肥、糧食等‚但對(duì)于像鈦白粉、聚四乙烯等昂貴材料1%的誤差足以引起買(mǎi)、賣(mài)糾紛‚因此‚金陵石化煉油廠委托我們?yōu)槠溟_(kāi)發(fā)0?1級(jí)高精度包裝秤。

1包裝秤的工作原理

如圖1所示‚包裝秤共分三個(gè)主要部分。

包裝機(jī)工作原理示意圖

1?1定量秤重系統(tǒng)

物料經(jīng)給料機(jī)構(gòu)‚通過(guò)秤重控制器與可編程序控制器控制氣動(dòng)元件‚將給料弧形門(mén)打開(kāi)‚向秤重料斗進(jìn)料‚當(dāng)物料重量至給料預(yù)定值時(shí)‚秤重控制器發(fā)出停止給料信號(hào)‚由可編程序控制器控制給料氣缸執(zhí)行關(guān)閉弧形門(mén)‚給料結(jié)束秤重完成。

1?2裝包系統(tǒng)

當(dāng)定量秤重完成后‚人工套袋‚觸動(dòng)拔拉開(kāi)關(guān)‚發(fā)出夾袋信號(hào)‚夾袋機(jī)構(gòu)將包裝袋夾緊‚秤重料斗打開(kāi)卸料‚經(jīng)延時(shí)幾秒后‚秤重料斗關(guān)閉‚夾袋松開(kāi)‚料包落至輸送機(jī)‚裝包完成。準(zhǔn)備第二次秤量‚循環(huán)開(kāi)始‚并由計(jì)數(shù)累計(jì)包裝次數(shù)。

1?3輸送、縫包系統(tǒng)

運(yùn)行的輸送皮帶將料包送到縫包機(jī)進(jìn)行縫

包‚人工協(xié)助縫包‚縫包機(jī)啟動(dòng)‚當(dāng)料包縫完后‚縫紉機(jī)停止。完成縫包后‚料包經(jīng)輸送機(jī)將料包入庫(kù)。

2提高秤重精度的關(guān)鍵部位

2?1給料控制系統(tǒng)

2?1?1氣動(dòng)、秤重儀表和PLC

如圖1所示‚水泥包裝機(jī)的氣動(dòng)系統(tǒng)‚主要是通過(guò)PLC控制電磁閥達(dá)到控制弧形門(mén)進(jìn)行給料——秤重斗落料--夾袋等過(guò)程的。從經(jīng)驗(yàn)我們可以看出‚當(dāng)給料電磁閥打開(kāi)時(shí)‚物料開(kāi)始落下‚對(duì)秤量斗有一個(gè)沖擊加速度‚當(dāng)給料電磁閥關(guān)閉時(shí)‚空中仍有一段“懸浮量”未落入秤重斗‚這是引起秤重精度不高的主要原因‚如圖2所示。盡管可以采取懸浮量提前補(bǔ)償?shù)霓k法‚即預(yù)先估計(jì)懸浮量加在設(shè)定值里‚但由于懸浮量無(wú)法準(zhǔn)確估算且隨機(jī)變化毫無(wú)規(guī)律的‚因此誤差是難免的‚而且無(wú)法控制。既便采用粗加+細(xì)加的方法減少懸浮量‚但仍不盡人意。要想從給料方面消除誤差首先必須:a?消除落料沖擊‚即落料漸漸增加或減少。b?消除懸浮量‚即關(guān)閉料門(mén)時(shí)料門(mén)與秤斗之間幾乎沒(méi)有落料。如圖3所示料門(mén)開(kāi)閉的光滑過(guò)渡才是消除落料沖擊和懸浮量的唯一有效辦法。

水泥包裝機(jī)改進(jìn)前后落料實(shí)時(shí)曲線圖

從圖3曲線可以看出完全沒(méi)有落料沖擊過(guò)程‚且在關(guān)閉區(qū)重量值基本已接近設(shè)定值‚懸浮量幾乎為零。為了達(dá)到上述曲線‚我們?cè)诮o料電磁閥通道前面加上薄膜式脈沖電磁閥‚進(jìn)行脈寬調(diào)制連續(xù)調(diào)節(jié)‚根據(jù)測(cè)量重量的大小與儀表內(nèi)設(shè)定的曲線進(jìn)行比較后‚輸出調(diào)制脈沖反饋到PLC‚對(duì)脈沖電磁閥進(jìn)行調(diào)節(jié)如圖4所示。

包裝機(jī)脈沖調(diào)節(jié)落料弧形門(mén)框圖

包裝機(jī)薄膜式脈沖電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖

連續(xù)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵是脈沖電磁閥‚其結(jié)構(gòu)如圖5所示‚因?yàn)槟てM件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠‚體積小重量輕‚所以響應(yīng)速度很快‚是較理想的脈沖電磁閥。

為了減少落料沖擊和懸浮量‚除了用脈沖電磁閥控制弧形門(mén)的轉(zhuǎn)速得以光滑過(guò)渡以外‚還要在開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)對(duì)弧形門(mén)的過(guò)流面A進(jìn)行控制‚如圖6所示△/L應(yīng)在20~30%之間‚這樣既可以減少落料沖擊和懸浮量‚又可以減少轉(zhuǎn)角行程L‚即所謂的穩(wěn)、準(zhǔn)、快。

包裝機(jī)弧形門(mén)改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖

2?2秤重料斗

2?2?1重力自鎖機(jī)構(gòu)

為了提高秤斗的可靠性和穩(wěn)定性‚設(shè)計(jì)了如圖7所示的啟、閉秤門(mén)的杠桿機(jī)構(gòu)‚由于F1=F2且在一條直線上‚所以不論mg的大小‚都能自動(dòng)保證自鎖‚既不會(huì)因?yàn)橹亓κ钩娱T(mén)向下旋轉(zhuǎn)而卸料‚也不會(huì)因氣缸內(nèi)漏氣而自動(dòng)打開(kāi)秤門(mén)。當(dāng)需要打開(kāi)秤門(mén)時(shí)‚只要很小的縱向力(氣缸的啟動(dòng)壓力很?。┚涂梢酝崎_(kāi)秤門(mén)‚快速卸料。

包裝機(jī)PLC軟件流程圖

2?2?2阻尼器

在秤重過(guò)程中‚為了提高測(cè)量響應(yīng)時(shí)間‚讓擺動(dòng)的秤重斗快速穩(wěn)定下來(lái)‚我們加了四條橫向阻尼繩如圖7所示‚由于阻尼繩只產(chǎn)生橫向力F3‚不產(chǎn)生縱向力‚所以不影響秤重精度。

3PLC軟件系統(tǒng)

軟件主要完成:包裝袋數(shù)量計(jì)數(shù)、對(duì)脈沖閥連續(xù)控制、運(yùn)行顯示和故障報(bào)警等具體見(jiàn)PLC流程圖。

4結(jié)論

該系統(tǒng)主要指標(biāo)為:

a?新系統(tǒng)鋸臺(tái)進(jìn)給速度為2mm/s~21mm/s原系統(tǒng)為5mm/s~20mm/s);

b?新系統(tǒng)圓鋸鋸切速度為150~1480rpm(原系統(tǒng)為200~1300rpm);

c?改造后電機(jī)裝機(jī)容量?jī)H132kW左右(原裝機(jī)容量513?4kW)。由此可見(jiàn)‚新系統(tǒng)加工范圍得到提高‚同時(shí)變頻調(diào)速控制節(jié)能最少可達(dá)50%左右‚節(jié)能效果十分可觀。

 

 

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