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0引言
廣東某股份有限公司是一家大型的復(fù)混肥生產(chǎn)企業(yè)，其中高濕度粉體物料（土壊調(diào)理劑）生產(chǎn)線兩條,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150kt/ao近兩年來，公司投入了大量的資金,進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)，工作效率、產(chǎn)量及質(zhì)量均得到了很大的提高。但包裝工序卻依舊采用人工手動(dòng)控制下料、機(jī)械稱過磅的模式，包裝質(zhì)量波動(dòng)大且大部分超重，每年因超重?fù)p失數(shù)十萬元;同時(shí)，因質(zhì)量不足而導(dǎo)致客戶投訴達(dá)10次/年以上，給市場(chǎng)營銷帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響，已成為公司生產(chǎn)中迫切需要解決的難題。因此，迫切需要在包裝工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)（半自動(dòng)）包裝，以達(dá)到連續(xù)、穩(wěn)定、精確計(jì)量的包裝要求。
目前相關(guān)的粉體與顆粒物包裝機(jī)主要有以下兩種:1）水泥包裝機(jī):根據(jù)喂料方式的不同，分為固定式包裝機(jī)及回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)，前者袋重受人工波動(dòng)大，包裝速度慢，適合小規(guī)格生產(chǎn);后者采用電子稱重，自動(dòng)化程度高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。但是無論那種形式的包裝機(jī)，其技術(shù)均是非常成熟的，包裝精度土0.25kg,包裝合格率99%02）肥料包裝機(jī)：目前絕大部分復(fù)合（混）肥生產(chǎn)企業(yè)，均采用自動(dòng)（半自動(dòng)）包裝機(jī)，產(chǎn)量大的采用雙稱量斗，產(chǎn)量低的釆用單稱量斗;包裝速度一般為600-1000包/h；包裝精度±0.25kg,包裝合格率99.0%以上,且技術(shù)成熟。上述兩類包裝機(jī)其包裝物料有明顯的特征:即物料干爽，水分含量低。根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,該包裝機(jī)適用于復(fù)合（混）肥最高含水量小于5.0%⑴、水泥含水量小于1.0%的粉體或顆粒物料的分裝。也就是說，該包裝機(jī)主要用于含水量較低的干粉體或顆粒物的分裝，而在高含水量粉體物料分裝領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎是空白,沒有成熟的應(yīng)用案例。但是，本項(xiàng)目需要分裝的土壤調(diào)理劑含水率較高,因此采用自動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行分裝是一個(gè)挑戰(zhàn)。
1高濕度粉體物料自動(dòng)分裝二程介紹
1.1高濕度粉體物料（土壤調(diào)理劑）的主要特性本項(xiàng)目針對(duì)的土壤調(diào)理劑產(chǎn)品為粉末狀，溫度高,濕潤(rùn)，易成團(tuán)，具有一定的粘性,主要特性見表1~表2。

靜止安息角（堆積角）與物料的種類、粒徑、形狀、含水量等因素有關(guān)。同一種物料粒徑愈小，安息角愈大;表面愈光滑或愈接近球形,安息角愈小;含水量愈大,安息角愈大。
從表1與表3可知，該粉體物料安息角最大，溫度最高、含水量最大,因此其流動(dòng)性最差，易掛斗，易積料，普通包裝機(jī)難以滿足連續(xù)包裝的數(shù)量與精度要求。
1.2FZB-50/25型自動(dòng)包裝機(jī)
該包裝機(jī)是根據(jù)高濕度粉體物料的特性特意研發(fā)與制造的，具有包裝速度快、精度高、不掛料、不堵塞等特點(diǎn)，主要技術(shù)參數(shù):①包裝速度,25kg裝15t/h；50kg裝18~20t/h；②包裝精度：±200g；③給料方式:雙螺旋變頻喂料,5.5kW；④稱量方式:雙斗自動(dòng)稱量。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

1-輸送帶;2-自動(dòng)縫包機(jī);3-接料斗;4-機(jī)架;5-自動(dòng)稱量斗;6-自動(dòng)緩沖斗;7-自動(dòng)喂料器；8-松料器;9-儲(chǔ)料斗；
10機(jī)架;11-喂料電機(jī);12-松料電機(jī)；13-松料器;14-喂料器;15-緩沖斗;16-計(jì)量斗;17-自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
圖1FZB-50/25
從上圖可知，該機(jī)由松料、給料、緩沖斗、自動(dòng)稱量斗、接料斗、自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等主要部件組成。物料經(jīng)皮帶輸送至儲(chǔ)料斗，松料器的作用主要是防止物料因溫度高、濕度大結(jié)塊而不能順利下料;緩沖斗的作用主要保證物料均勻落下，不因物料的沖擊而影響自動(dòng)稱量斗的稱量精度。喂料器、緩沖斗、稱量斗均由PLC控制，在PLC的控制下,先左喂料器動(dòng)作，至緩沖斗達(dá)到一定量后，緩沖斗旋轉(zhuǎn)門自動(dòng)打開,物料下落至自動(dòng)稱量斗,此時(shí)繼續(xù)給料.達(dá)到設(shè)定的稱量質(zhì)量后停止給料.稱量斗內(nèi)物料自動(dòng)落在接料斗,夾緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)打開，物料落下至包裝袋，由輸送帶送至自動(dòng)縫包機(jī)進(jìn)行縫包，一個(gè)循環(huán)完成。同時(shí),在左喂料器工作完后，右喂料器自動(dòng)開始工作，循環(huán)往復(fù)，重復(fù)上述工作。由分析可知，該機(jī)的最大特點(diǎn)是雙螺旋喂料、雙稱自動(dòng)稱量，以達(dá)到所需的速度和精度。
2工程調(diào)試與運(yùn)行
2.1包裝機(jī)的安裝調(diào)試
在工程實(shí)施過程中，盡管在設(shè)計(jì)時(shí)做了比較全面的考慮，但由于是首次試用，試機(jī)過程中仍然存在諸多問題，主要表現(xiàn)為“掛料”、“堵塞”、“稱量不準(zhǔn)”等等。
1）自動(dòng)稱量斗:斗用材質(zhì)為Q235A,由于該材質(zhì)表面粗糙,溫度高、濕度大的物料經(jīng)過時(shí)容易在其表面造成粘合,俗稱“掛料”，經(jīng)過稱量的物料不能全部落下，自然造成“稱量不準(zhǔn)”。后將斗內(nèi)襯1.2mm的lCrl8Ni9Ti不銹鋼板,上述問題迎刃而解。
2）接料斗:斗用材質(zhì)采用Q235A。在實(shí)施過程中，經(jīng)過不斷測(cè)試，斗內(nèi)襯板材質(zhì)經(jīng)過了三次改進(jìn),最終確定釆用3mm聚四氟乙烯（PTFE）板。開始時(shí)將斗內(nèi)襯1mm聚四氟乙烯板油于太薄、物料溫度高,15d后襯板即開始變形、掛料，造成稱重不準(zhǔn)。然后將內(nèi)襯改為1.2mm不銹鋼拋光板，不到幾小時(shí)即嚴(yán)重“掛料”造成質(zhì)量波動(dòng)大，無法繼續(xù)生產(chǎn)；主要原因是拋光板表面太光滑，近乎鏡面，物料中的水蒸汽首先在此表面冷凝而變成細(xì)小的水珠,包裝物料中細(xì)小的粉末與水珠結(jié)合而聚集，從而形成掛料,且越來越厚。最后，將內(nèi)襯改為3mm聚四氟乙烯（PTFE）板,主要原因是聚四氟乙烯（PTFE）具有杰出的優(yōu)良綜合性能,耐高溫，耐腐蝕、不粘、自潤(rùn)滑、很低的摩擦系數(shù)，是已知固體材料中表面活化能最低的,表面張力最小，摩擦系數(shù)也最小（0.04）；因此,其表面不粘附任何物質(zhì)。其耐高溫性及不粘性恰好滿足了實(shí)際的工藝要求。
3）增加排氣裝置和新鮮空氣降溫裝置。由于包裝物料溫度高達(dá)4O~5OY,水分含量為17%-20%,物料中的水蒸氣由于降溫的作用變成細(xì)小的水珠而粘在接料斗內(nèi)的四壁,嚴(yán)重時(shí)有水珠滴出，容易導(dǎo)致物料掛斗而影響包裝質(zhì)量。所以,我們?cè)诮恿隙返纳喜垦b了一臺(tái)小型排氣扇，將斗內(nèi)濕熱的水蒸氣及時(shí)排出，徹底解決了“掛料”、“稱量不準(zhǔn)”的問題。
電控柜安裝在現(xiàn)場(chǎng)，由于環(huán)境溫度太高，在10d內(nèi)即燒壞了一個(gè)變頻器。為此安裝了一條DN80mm的塑料管，從車間外陰涼處將冷空氣抽入電控柜底部，從上部排除，較好地解決了該問題。
2.2工程運(yùn)行總結(jié)
經(jīng)過安裝調(diào)試，該機(jī)在包裝25kg/包產(chǎn)品時(shí)達(dá)到16-17t/h,在50kg/包時(shí)達(dá)到19~20t/h,達(dá)到了預(yù)想的包裝速度要求。包裝精度在25kg/包裝時(shí)平均單包重為25.31kg（精度M±200g），在50kg/包裝時(shí)平均單包重為50.40kg（精度W±200g）,達(dá)到了設(shè)計(jì)包裝精度的要求。手工包裝與自動(dòng)包裝的質(zhì)量變化見圖2及圖3,可以看出，實(shí)行自動(dòng)包裝后，質(zhì)量控制更加精準(zhǔn)，精度更好，減少了浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本。

工程實(shí)施后,工作環(huán)境大為改觀，員工離職率大大降低;包裝質(zhì)量不足的投訴率下降90%。原來手動(dòng)稱量時(shí),每一包需用手搬動(dòng)下料閥3~4次,以班產(chǎn)150t計(jì)算，即使全部為50kg/袋的產(chǎn)品，每班搬動(dòng)下料閥上萬次，如此大的勞動(dòng)強(qiáng)度，操作工不但手掌心磨破，手臂紅腫，嚴(yán)重者連指甲都掉了，人員流動(dòng)率高達(dá)40%。工程實(shí)施后工作環(huán)境干凈整潔,操作工只需將袋套上接料斗即可，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，員工流失率大為降低。另外，由于包裝質(zhì)量的穩(wěn)定，客戶因質(zhì)量不足的投訴率下降了90%。
對(duì)工程實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析表明,由于質(zhì)量控制精準(zhǔn)，自動(dòng)包裝與手工包裝相比，減少超重部分的物料價(jià)值58.5萬元/a,設(shè)備投資回收期不足1年。手工包裝時(shí)，在4個(gè)月中對(duì)25k"袋產(chǎn)品抽査了993袋，加權(quán)平均為25.79kg/袋；對(duì)50kg/袋產(chǎn)品抽査了872袋，加權(quán)平均為50.83kg/袋；自動(dòng)包裝后在4個(gè)月中對(duì)25kg/袋產(chǎn)品抽査了899袋，加權(quán)平均為25.29kg/袋；對(duì)50kg/袋產(chǎn)品抽査了934袋，加權(quán)平均為50.36kg/袋。也即25kg裝的產(chǎn)品節(jié)約0.5kg/袋,50kg裝節(jié)約0.47kg/袋。以年產(chǎn)120,000t計(jì)算，其中25kg/袋的產(chǎn)品占55%,66,000噸,2640000袋，全年節(jié)約1320t；50kg/袋的
益亦顯著提高。
圖350k"包的包裝時(shí)質(zhì)量變化情況
產(chǎn)品占45%,54,000t,1,080,000袋;全年節(jié)約508t；合計(jì)1828t/a,按照320元/t,價(jià)值58.5萬元。2臺(tái)包裝機(jī)加附屬設(shè)備共39.5萬元,年節(jié)約58.5萬元，投資回收期為0.68a。目前,設(shè)備自投入運(yùn)行已近1年時(shí)間，運(yùn)行平穩(wěn)。包裝速度提高約20%,質(zhì)量控制精準(zhǔn)，工作環(huán)境明顯改觀。
3結(jié)論
通過對(duì)FZB-50/25自動(dòng)包裝機(jī)的改進(jìn),解決了高濕度粉體物料難自動(dòng)包裝、效率低、精度差等問題，工人勞動(dòng)強(qiáng)度與工作環(huán)境大為改善,客戶投訴率明顯降低，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
 

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