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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‚后來我國(guó)科技人員又研制了類似于水泥自動(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、賣糾紛‚因此‚金陵石化煉油廠委托我們?yōu)槠溟_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。

1?1定量秤重系統(tǒng)

物料經(jīng)給料機(jī)構(gòu)‚通過秤重控制器與可編程序控制器控制氣動(dòng)元件‚將給料弧形門打開‚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‚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‚秤重料斗打開卸料‚經(jīng)延時(shí)幾秒后‚秤重料斗關(guān)閉‚夾袋松開‚料包落至輸送機(jī)‚裝包完成。準(zhǔn)備第二次秤量‚循環(huán)開始‚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PLC控制電磁閥達(dá)到控制弧形門進(jìn)行給料——秤重斗落料－－夾袋等過程的。從經(jīng)驗(yàn)我們可以看出‚當(dāng)給料電磁閥打開時(shí)‚物料開始落下‚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‚但由于懸浮量無法準(zhǔn)確估算且隨機(jī)變化毫無規(guī)律的‚因此誤差是難免的‚而且無法控制。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)閉料門時(shí)料門與秤斗之間幾乎沒有落料。如圖3所示料門開閉的光滑過渡才是消除落料沖擊和懸浮量的唯一有效辦法。

從圖3曲線可以看出完全沒有落料沖擊過程‚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。

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的轉(zhuǎn)速得以光滑過渡以外‚還要在開啟和關(guān)閉時(shí)對(duì)弧形門的過流面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。

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)打開秤門。當(dāng)需要打開秤門時(shí)‚只要很小的縱向力（氣缸的啟動(dòng)壓力很?。┚涂梢酝崎_秤門‚快速卸料。

2?2?2阻尼器

在秤重過程中‚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‚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‚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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