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引言

太鋼東山水泥廠的水泥包裝設備為BL-4/2型雙螺旋四嘴二交叉包裝機。由于該設備無包裝計量系統(tǒng),長期以來一直依靠人工操作控制水泥袋重,袋重合格率較低,不僅使產品的信譽受到影響,而且也給用戶的配比使用造成困難。為了改善水泥包裝系統(tǒng)的計量效果,我們于1999年3月對原包裝設備進行了計量系統(tǒng)的技術改造。

1國內水泥包裝計量系統(tǒng)概況

國內袋裝水泥包裝設備品種繁多,但計量系統(tǒng)大致可分為兩類:

1.1普通機械式計量系統(tǒng)

普通機械式計量系統(tǒng)采用杠桿原理,以“刀口”為支點,一端加配重砝碼,另一端為計量件。在包裝量達到規(guī)定量值后,通過機械傳動關閉出料口。

機械式計量系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:①機構簡單、易操作;②維修量小、設備使用費用較低。主要缺點是:①計量速度慢。以LB-II型雙嘴包裝機為例,包裝計量速度為30t/h;②計量精度差,計量誤差在5%左右,不能滿足國家標準對水泥包裝計量的精度要求;③刀口磨損較快,標定次數較多,零點漂移頻繁。

1.2氣動式包裝計量系統(tǒng)

氣動式計量系統(tǒng)以感應元件、氣動元件、電磁閥為主要一次元件,以智能表為控制元件,是目前使用較普遍的包裝計量系統(tǒng)。

該計量系統(tǒng)一般采用壓力(或拉力)傳感器作為一次承力元件,通過電磁換向閥、氣缸元件控制推袋機構、壓秤架機構和出料口的開閉。全部計量過程由智能化計量儀表統(tǒng)一控制。

氣動式包裝計量系統(tǒng)的優(yōu)點是:①計量速度快。以BGY-2JA型雙嘴包裝機為例,包裝量為60t/h;②計量精度高,能夠滿足國家標準對水泥包裝計量的要求。存在的主要缺點是:①環(huán)境適應性差,在包裝車間高粉塵的情況下,電磁換向閥故障率高。另一方面,由于壓縮空氣濕度大,冬季電磁換向閥不容易啟動;②由氣缸控制的出料閘板容易磨損,易引起包裝口前端漏灰,從而影響包裝車間的工作環(huán)境。③系統(tǒng)必須配備專用氣源(一般配用3W-0.6/7型空壓機1臺),增加了使用成本。

2新配計量系統(tǒng)的方案設計

我們通過對多種水泥包裝設備和計量系統(tǒng)的優(yōu)劣分析,本著實用、準確、成本低、不更換現(xiàn)有包裝設備的原則,設計、制作并調試了本包裝設備的計量系統(tǒng)。設計要點如下:

(1)為減少盤面積灰引起的計量誤差,計量底盤的結構件采用“∧”型結構;

(2)計量底盤下采用了滑動柱銷,一方面保證底盤僅可上下移動,另一方面在傳感器載荷接近極限時,實現(xiàn)機械支承保護;

(3)系統(tǒng)設計中摒棄了杠桿式、氣動式兩種計量方式的缺點,綜合了二者的結構優(yōu)點;

(4)稱重儀表采用峰值保持功能。即第二嘴開始包裝、第一嘴的足量袋尚未推下底盤時,稱重儀表保持第一嘴足量袋的量值數秒鐘,直至第一嘴足量袋推下底盤,才開始計量第二嘴包裝物的袋重量。這樣既可避免足量袋推下底盤時因沖擊引起的誤計量,同時也避免了雙嘴交叉包裝時引起的計量混淆,實現(xiàn)了/交錯包裝,順序計量0;

(5)為消除秤架積灰引起的計量誤差,稱重儀表采用了/自動/手動去皮0功能;

(6)選用較高精度的計量元件來保證計量系統(tǒng)的精度要求,其中拉力傳感器采用CL-YB-2A/1kN型,計量誤差<01025%;稱重儀表選用XK3190-A型,計量誤差<012%。

3新配計量系統(tǒng)的應用效果

3.1新配計量系統(tǒng)的技術性能

(1)由于系統(tǒng)未采用通常使用的氣動系統(tǒng),使計量系統(tǒng)大為簡化,避免了電磁換向閥環(huán)境適應性差的缺陷;

(2)計量底盤采用了傾斜底面,有利于足量袋從底盤上推下;

(3)在稱重儀表控制關閉電磁閥門的同時,提示峰鳴器能提示操作工按要求操作;

(4)實現(xiàn)了智能儀表與包裝設備的分置安裝(相距220m),保證了稱重儀表的使用環(huán)境;

(5)包裝設備未作改動,操作人員容易掌握設備操作技術。

3.2改善了包裝系統(tǒng)的管理

由于系統(tǒng)采用遠距離信號傳送,使智能稱重儀表置于廠統(tǒng)計員的辦公室內。統(tǒng)計員隨時能了解到包裝設備的運行狀況,可隨時掌握累計包裝數量,從硬件上杜絕了水泥包裝過程的管理漏洞。從2000年3月改裝本系統(tǒng)后,未發(fā)生過丟失水泥的現(xiàn)象。

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