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1引言

根據(jù)物料的不同，稱重式包裝機(jī)可以配用不 同型式的給料裝置向秤斗內(nèi)供料，對(duì)于流動(dòng)性較 差的粉料,如面粉、奶粉、洗衣粉等，一般多配用螺 旋給料裝置匚為保證包裝機(jī)稱量的精度和速度, 同時(shí)兼顧整機(jī)性能及制造成本，我們?cè)谠O(shè)計(jì)包裝 機(jī)粉斟給料裝置時(shí)，對(duì)螺旋給料裝置進(jìn)行了研究, 并在設(shè)計(jì)中采用了相應(yīng)對(duì)策及改進(jìn)措施，實(shí)踐證 明，效果良好，現(xiàn)將有關(guān)研究及設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介如 下。

2. 工作原理

根據(jù)包裝機(jī)對(duì)供料的精度和速度要求，螺旋 給料裝置設(shè)計(jì)成一大一小的雙螺旋形式，大螺旋 作粗供料用，小螺旋主要作精供料用，螺旋的啟停 由包裝機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)供料參數(shù)設(shè)置及稱重變化 按自適應(yīng)方式自動(dòng)調(diào)控。如圖J所示，螺旋給料裝 置的一個(gè)工作循環(huán)是:大小螺旋同時(shí)啟動(dòng)，斜斗中 的物料從給料裝置進(jìn)料口落入螺旋內(nèi)，由大小螺 旋同時(shí)沿水平方向向秤斗供料，當(dāng)秤斗中物料量

圖1工作循環(huán)圖時(shí)間達(dá)到稱重量的90%左右時(shí)，大螺旋停機(jī)，小螺旋 繼續(xù)供料,至目標(biāo)重量時(shí)停機(jī)，稱量完成，秤斗開(kāi) 門卸料，卸料完畢關(guān)門，又開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。

3. 物料的運(yùn)動(dòng)分析
   及螺旋設(shè)計(jì)研究

物料在螺旋給料裝置中沿料槽向前輸送，由 于物料本身的重力及對(duì)槽壁和螺旋面的摩擦力作 用，受旋轉(zhuǎn)螺旋的影響，物料除去向卸料端推進(jìn)的 軸向運(yùn)動(dòng)外，還具有徑向的圓周方向的運(yùn)動(dòng)。設(shè) 螺旋為標(biāo)準(zhǔn)的等螺距、等直徑、直母線螺旋，螺旋 面升角、螺旋中充滿物料。以距離螺旋軸線T處 的物料顆粒A作為研究對(duì)象，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，如 圖2所示。

3.1 螺旋面的研究

圖2運(yùn)動(dòng)分析圖

旋轉(zhuǎn)螺旋面作用在物料A上的P力，由于摩 擦的原因，方向與螺旋面法線偏離B角擇的大小 由物料對(duì)螺旋面的摩擦角P及螺旋面的表面粗糙 程度決定，對(duì)于一般加工良好的螺旋面，忽略其表
面粗糙程度對(duì)3的影響，可認(rèn)為歸丄.P可分解 為法向分力P,和切向分力物料A在P力作用 下，在料槽中進(jìn)行著一種復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即沿軸向前 進(jìn),又沿徑向旋轉(zhuǎn)。如圖3所示、即有軸向速度V, 又有圓周速度站,其合速度為Vo

設(shè)螺旋轉(zhuǎn)速為n,物料A的運(yùn)動(dòng)速度可由圖3

中三角形ABC關(guān)系求得:

Vcosp = ABsina

*/ AB = 2冗 r n/60

取小值比較有利。

3.3 螺距的研究

螺距的大小也直接影響物料的輸送過(guò)程，如 果進(jìn)料段填充系數(shù)不變，當(dāng)螺距不同時(shí)，物料運(yùn)動(dòng) 的滑移面亦隨之改變，將導(dǎo)致物料運(yùn)動(dòng)速度分布 的變化。

從圖2可得出物料A所受螺旋面在軸向方向 的作用力P軸為：

P 軸=Pcos（a + P） = Pcos（a + P）

為使P軸A 0,則必須滿足a < ?r/2- P.因?yàn)?協(xié)=<1/2處的a最大（d為螺旋軸的直徑），P軸最 小，所以，最大許用螺距 歸可由下式求得：

冨冬血峭（兀/2- P）

此外，還應(yīng)考慮物料運(yùn)動(dòng)速度各分量間的合 理分布問(wèn)題，既要使物料具有盡可能大的軸向輸 送速度,同時(shí)，又要使各點(diǎn)的軸向速度均大于圓周 速度gWW、即：

,—+ pt         1 -

sn , 2混___ sn ______ 2nt

60 （產(chǎn) F+1*60 （產(chǎn) F+i

整理可得s< 27rrtg（ tt/4- p），又因此處2r= D （在螺旋圓周處），故上式可寫為：

S丄 WHDtg（?r/4-p）

3.4設(shè)計(jì)對(duì)策

綜合分析螺旋面、填充系數(shù)及螺距的影響可 見(jiàn)，將直母線螺旋面改為彎曲母線螺旋面的對(duì)策， 會(huì)造成制造困難，增加加工成本的問(wèn)題、不宜釆 用°仍保持直母線螺旋面不変,螺旋外徑不變，只 改變螺距和填充系數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)策是比較可取的。 為此，決定根據(jù)物料狀況將螺旋設(shè)計(jì)成不等距螺 旋，以改善物料速度各分量間的分布狀況。先根 據(jù)前述公式計(jì)算出螺距的最大許用值S™,再根 據(jù)大填充系數(shù)取小螺距值，小填充系數(shù)取大螺距 值的原則逐段設(shè)計(jì)螺旋的螺距。

螺旋給料裝置進(jìn)料口一般連接在料倉(cāng)出口. 該處物料填充系數(shù)可高達(dá)0.8-0.9.即進(jìn)料口段 的螺旋中基本上充滿了物料，為此，在這一段螺旋 的3/4長(zhǎng)度上設(shè)計(jì)了小螺距，以減少附加物料流. 降低功率消耗。而在圓管段的螺旋，則參考最大 許用螺距設(shè)計(jì)大螺距、目的是減小填充系數(shù)，改善 物料運(yùn)動(dòng)狀況，見(jiàn)圖5C同時(shí).也考慮到這樣設(shè)計(jì) 可防止物料壓實(shí)結(jié)塊，有利于均勻供料，保證稱量

圖5機(jī)殼結(jié)構(gòu)圖

1—松料附件2—透氣孔蓋板3—松料附件—網(wǎng)罩

精度。為便于加工制造和物料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的平穩(wěn)過(guò) 渡、在小螺距和大螺距之間又設(shè)計(jì)了一個(gè)中間螺 距過(guò)渡段。實(shí)踐證明，以上設(shè)計(jì)是成功的，制造簡(jiǎn) 單易行，加工成本與標(biāo)準(zhǔn)型摞旋相比也相差無(wú)幾， 使用情況良好。

4. •其他改進(jìn)措施

螺旋給料裝置主要由三部分構(gòu)成:大小螺旋、 機(jī)殼和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

機(jī)殼分三段:進(jìn)料口段、大小圓管段和出料口 段，兩端有安裝螺旋軸用的軸承座及有關(guān)支架。 為避免粉料在輸送過(guò)程中因粉中含氣而可能產(chǎn)生 的氣塞、氣泡現(xiàn)象，保證供料速度及均勻性，在進(jìn) 料口段設(shè)計(jì)了一個(gè)排氣小段.即在螺旋進(jìn)料段的 端部分隔出一小段空間.上面蓋有含透氣孔的蓋 板2（見(jiàn)圖5）,這一小段螺旋中無(wú)物料進(jìn)入，專供 粉料中的夾帶氣體排放之用c出料口段的箱體上 部也開(kāi)有透氣孔并罩上網(wǎng)罩4,以排除粉料輸送 及卸料時(shí)所含氣體。

為防止粉料結(jié)塊造成的供料不均勻或?qū)Τ佣?的沖擊振動(dòng)，在大小螺旋軸上還分別加裝了松料 附件1和3,該附件各為一組打爪.固定在大小螺 旋卸料端，可將螺旋輸送來(lái)的粉料打散，使之均勾 連續(xù)地撒入秤斗中部，保證稱量精度C

大小螺旋分別采用兩組獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)，包 括電動(dòng)機(jī)、減速裝置及有關(guān)構(gòu)件等，電動(dòng)機(jī)工作于 頻繁啟停狀態(tài)