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1問題的提出
顆粒型全自動(dòng)包裝機(jī)的物料供應(yīng)裝置是一個(gè)轉(zhuǎn)盤式定量供雌。對于顆粒、飾和片劑物料，主要采用量杯式定容計(jì)量E0定量供料器為轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，從料桶流入的物料用沿圓周均布于轉(zhuǎn)盤t的若干個(gè)(T^4個(gè)關(guān)或6個(gè))量杯進(jìn)行連續(xù)定容計(jì)量，然后，物料由于自重而自動(dòng)充填入包裝袋內(nèi),配合制袋進(jìn)行裝填包裝⑶。帯朧置和供料系統(tǒng)的有機(jī)完美配合才能包裝好一袋袋電的產(chǎn)品。睡的大小18決定著歹效率的高低。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得慢，單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品袋數(shù)就少，但是，量杯內(nèi)的物料可驥全地8H成騰充期球§內(nèi)。踴，如果聞蔑H高,超過了一定限度，物料還未來得及落進(jìn)成形器口，就被旋轉(zhuǎn)的量杯帶走了。這樣Ft造成了計(jì)量的不準(zhǔn)確，致使每袋的物料比預(yù)裝量少了一些。為了解決這一問題,使量杯內(nèi)的物料全部一粒不留地落進(jìn)成形器,保證每袋產(chǎn)品的凈含量達(dá)到預(yù)定值，下面以力學(xué)學(xué)為理對行分析計(jì)算,從而得到準(zhǔn)確的公式。

圖1計(jì)量轉(zhuǎn)盤和量杯

Fig.1Measurementtumplateandmeasuringcup
2分析計(jì)算的前提條件
為了便于分析落料過程的實(shí)質(zhì)，特作以下幾點(diǎn)假設(shè)和簡化:顆粒都看作是理想的散粒體3」；顆粒的下落流動(dòng)理解為理想狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng);顆粒的大小相等且質(zhì)量都為m(kg)；顆粒與量杯相比足夠的小;忽略顆粒間的摩擦力和空氣的阻力。為了不失一般性，特作以下幾點(diǎn)設(shè)定:假設(shè)量杯都為截面圓直徑為5(m)，深度為H(m)的空圓柱體;假設(shè)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為n(r/s);成形器口的2個(gè)側(cè)邊對應(yīng)轉(zhuǎn)盤的圓心角為0(rad)，見圖1。
3基于力學(xué)的分析
隨著量杯底面活門的打開，量杯中的物料相繼落下。容易知道，最可能留到量杯里的物料必定位于量杯最上層，見圖2左上圖，且位于旋轉(zhuǎn)方向上的后側(cè)，見圖2左下圖。在這些顆粒中(以顆粒q、c為例，見圖2右圖),b、c由于受力在任一瞬時(shí)的

圖2量杯中物料的下落

Fig.2Pelletsfallingdownfrommeasuringcup

=0/(2tt    (9)
上式中,g為定值，可取9.82決；成形器和定量轉(zhuǎn)盤一旦給定，。和反即是定值。
由此可見，要使顆粒全部落下,轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過其極限值n解=0/(2”頑有)。也就是說，在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速不超過％隕的情況下，量杯計(jì)量相對精確，逬入每個(gè)包裝袋內(nèi)的物料為預(yù)定值。
5驗(yàn)證
現(xiàn)在考察顆粒a的受力情況。它受重力G和量杯對它的推力F。即它受到的合力(見圖3)為：
P=G+F    G=mg
其中為顆粒a的質(zhì)量,kg；g為重力加速度,m/s?。

圖3顆粒a的受力
Fig.3Forcesonpelleta

4基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的考察
以力學(xué)為基礎(chǔ)，現(xiàn)考察顆粒。在重力G和推力F作用下的運(yùn)動(dòng)過程⑷。
在水平方向上。=應(yīng)1    (1)
即:-3/0)    (2)
在豎直方向上〃=    (3)
即：與=/2日/g    (4)
以上四式中，
e為成形器口的2個(gè)側(cè)邊對應(yīng)轉(zhuǎn)盤的圓心角，血w為轉(zhuǎn)盤的角速度，md/s；H為量杯的深度,m；勺為顆粒經(jīng)過成形器口的2個(gè)側(cè)邊所用的時(shí)間,s；，2為顆粒從幵始下落到離幵量杯底面所用的時(shí)間,s。
具備顆粒落入成形器的條件為：
弓＞t2    (5)
由(2)和(4)式得：    
    (6)
切yg    
即:g。/頑7?    ⑺
根據(jù)切=2”幾，    ⑻
從而,轉(zhuǎn)盤的極限輯度為:

對于該極限轉(zhuǎn)速公式，作者在DXD系列顆粒包裝機(jī)上逬行了驗(yàn)證，具體做法是測量了2杯的高H和成形器口的2個(gè)側(cè)邊對應(yīng)賴盤的圓心角0,對公式逬行了賦值，用蘿卜種子進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)計(jì)量軸轉(zhuǎn)速較低時(shí),種子順利下落，而不會(huì)被量杯帶走;當(dāng)把計(jì)量軸的轉(zhuǎn)速渦到超過這一賦值時(shí),發(fā)現(xiàn)卸料后的量杯中還剩幾粒種子。經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速調(diào)得越高剩余的種子顆粒數(shù)目越多。接下來，作者又把蘿卜種子換成了白砂糖顆粒,發(fā)現(xiàn)以上的規(guī)律依然存在。這也說明，在一定條件下極限轉(zhuǎn)速與顆粒種類的改變無關(guān)，公式具有普遍適用性。這就基本證明了該極限轉(zhuǎn)速公式的正確性。
6結(jié)語
綜上所述，可得到以下3點(diǎn)結(jié)論:
(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速過高，物料容易被量杯帶走,造成計(jì)量的不精確。

(2)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)控制轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，使之不超過口極限=0/(2"/g)(r/s)。

(3)不同顆粒機(jī)的極限轉(zhuǎn)速是不同的,極限轉(zhuǎn)速的大小取決于顆粒機(jī)本身，所以，在設(shè)計(jì)顆粒機(jī)的過程中，要對顆粒機(jī)的尺寸(這里主要是H和0)和計(jì)量精度做統(tǒng)籌考慮因素。
 

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