咨詢電話
ENGLISH0755-88840386發(fā)布時(shí)間:2021-06-11 14:30:55 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
通常,散狀物料出廠時(shí)需進(jìn)行定量包裝,即將大宗散料以重量或體積為單位分成重量相同的個(gè)體,以利于貯藏、運(yùn)輸和使用。特別是食品,包裝后還可避免其在銷售過程中被污染和變質(zhì)。
散料在定量時(shí),可根據(jù)物料的形狀和種類、對(duì)包裝規(guī)格、包裝精度、包裝速度等的要求選用與之相適應(yīng)的包裝設(shè)備,按定量原理可將粉粒式包裝機(jī)分為稱重式及定容式二大類。一般來講,同等價(jià)格的包裝機(jī),定容式比稱重式包裝速度快,但精度稍差,且對(duì)物料有一定要求。
稱重式包裝機(jī)具有定量精度高、對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),但包裝速度偏低卻是阻礙其發(fā)展的主要原因之一,因此,保證稱量精度,提高包裝速度便成為諸多廠家努力的目標(biāo)。
我們知道,為提高速度,稱重式包裝機(jī)的下料過程通常為二段式或三段式
其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
Q=∑qiti+δ
其中:Q—實(shí)際加料量(千克)
qi—第i段物料流量(千克/小時(shí))
ti—第i段加料時(shí)間(小時(shí))
δ—系統(tǒng)誤差(千克)
(以二段式為例)一個(gè)加料過程由t1、t2組成。通常在t1時(shí)間內(nèi)加入設(shè)定重量的93—98%(稱為快加料)。而在t2時(shí)間內(nèi)僅加入設(shè)定量的5—10%(稱為慢加料),時(shí)間卻為整個(gè)加料周期1/2—2/3。從理論上講我們希望在t1時(shí)間段內(nèi)加料量盡可能大,同時(shí)又希望t1盡可能小以提高包裝速度。在第二段加料過程中主要指標(biāo)是精度要求,t2取決于q2,而q2取決于精度要求。然而,包裝機(jī)的稱量是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,動(dòng)態(tài)稱量精度與自動(dòng)定量控制過程密切相關(guān)。包裝機(jī)的稱重部分通常由加料部分、秤體部分、控制部分和稱重儀表等單元組成。因此,實(shí)際重量與設(shè)定重量的差就是這幾部分產(chǎn)生的誤差(δ)在重量上的綜合反映。我們可能將其分為以下三類:
1.電子稱重誤差
1)稱重傳感器的誤差
2)稱重儀表的誤差
3)秤體重量傳遞的誤差
2.自動(dòng)控制誤差
1)控制元件響應(yīng)的重復(fù)性
2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的重復(fù)性
3.外界干擾誤差
1)加料時(shí)物料對(duì)稱重斗的沖擊
2)物料特性的變化
3)秤體振動(dòng)的變化
4)其它因素的變化
由于以上多種誤差的作用,使得實(shí)際的加料過程特別是由于加料時(shí)的沖擊等因素使得在加料量切換時(shí)產(chǎn)生振蕩。在整個(gè)加料過程中稱重儀表不斷采樣,并把采樣結(jié)果與設(shè)定重量比較,當(dāng)最大振幅值超過設(shè)定值時(shí),稱重儀表便會(huì)采到虛假重量值而中止慢加料,結(jié)果導(dǎo)致不合格品的出現(xiàn)。
沖擊產(chǎn)生振動(dòng)的振幅與物料流量、物料落差及秤體的剛性有關(guān)。由此限制了快加料的物料流量。
在以上三類誤差中,我們可以采取改進(jìn)硬件或采用軟件方法消除或減弱其對(duì)稱量精度的影響。實(shí)踐證明是行之有效的。
1.合理選用稱重傳感器的形式和精度,采用性能穩(wěn)定的放大器,選用適合于動(dòng)態(tài)稱量系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器。實(shí)驗(yàn)表明,A/D轉(zhuǎn)換率從10Hz提高到30Hz時(shí),稱重時(shí)間可減少25—40%。
2.合理設(shè)計(jì)秤體,減少機(jī)械摩擦,提高其力的傳遞一致性。據(jù)國(guó)外資料介紹,稱重系統(tǒng)引入高頻振動(dòng)可減少摩擦副的摩擦力,因此可提高系統(tǒng)的靈敏度。
3.縮短并穩(wěn)定控制元件的響應(yīng)時(shí)間和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間,采用集成元件代替分離元件,減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間環(huán)節(jié),以電動(dòng)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替機(jī)械機(jī)構(gòu)。
4.針對(duì)不同的物料采用與之相適應(yīng)的加料裝置及輔助措施,使在加料過程中物料流保持穩(wěn)定和一致。
5.用軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤、落差修正。
6.采用反饋修正系統(tǒng)以適應(yīng)物料密度的變化。
7.采用阻尼裝置減小加料時(shí)物料的沖擊而引起的振動(dòng)。
確定合適的快慢加料流量及快慢加料切換點(diǎn),是提高稱重速度的關(guān)鍵。有人引入極值理論曾推導(dǎo)出快慢加料流量及切換點(diǎn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,但是加料稱重過程的影響因素太多,由于包裝機(jī)的加料稱重方式不同、包裝物料不及包裝規(guī)格的不同,這些因素還會(huì)發(fā)生變化,況且有些值不易測(cè)得。因此,在設(shè)計(jì)包裝機(jī)時(shí),應(yīng)使快慢加料流量及切換點(diǎn)可自動(dòng)調(diào)整或人工調(diào)整。
快慢加料流量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式大致確定:
q1≤0.15(M-C-d)f(kg/s)
q2≤εf(kg/s)
式中:M—設(shè)定重量(kg)
C-快慢加料切換點(diǎn)(kg)通常取0.95M
d—稱重儀表的靜態(tài)分度值(kg)
ε—準(zhǔn)確度要求(kg)
f—A/D轉(zhuǎn)換率(Hz)取30
為減小振動(dòng)對(duì)稱重的影響,這里我們引入中斷比較的概念。它是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。如圖二示,在快加料結(jié)束后停止采樣,延時(shí)一段時(shí)間(中斷比較)后再判別是否停止慢加料,以避開快加料的沖擊產(chǎn)生的振動(dòng)波峰。采取這樣的措施后,可加大快加料段的加料流量q1,從而減小了慢加料的時(shí)間t2,不僅可以保證稱量合格率,還可提高稱量速度。中斷的時(shí)間可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。
實(shí)際加料過程中,在快加料和慢加料停止后還會(huì)有一個(gè)后續(xù)料流,因此在編程時(shí)應(yīng)注意使切換點(diǎn)和停止慢加料有一提前量。
本文源于網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載,如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除