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營口港接卸氧化鋁粉(以下簡稱鋁粉)已有多年。鋁粉抵港卸船后,要灌包裝袋(包裝),同時進(jìn)行重量計量(定量)。過去我們港使用的鋁粉包裝機(jī)定量系統(tǒng)均為稱重型,即在灌包操作平臺的下面放置一臺電子秤,電子秤將稱重的結(jié)果輸入計算機(jī),并由計算機(jī)控制鋁粉出料口的開閉裝置。當(dāng)裝袋鋁粉的重量接近要求時,出料口逐漸關(guān)閉,流量減少,當(dāng)重量達(dá)到要求時出料口全部關(guān)閉。
經(jīng)使用發(fā)現(xiàn),這種定量系統(tǒng)有一定的弊端:①結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)試、維修困難。該定量系統(tǒng)包括電子秤、計算機(jī)以及由計算機(jī)控制的繁復(fù)的出料口電、氣聯(lián)動控制裝置。系統(tǒng)的每一部件或元件的技術(shù)性能、工作狀態(tài)以及它們之間的相互配合都將影響包裝機(jī)動作和稱重的準(zhǔn)確性。因此調(diào)試十分困難。而且電子元件、氣動元件的故障頻率較高,當(dāng)出現(xiàn)故障時,找尋和維修都很困難。特別是冬季,電、氣動控制裝置的氣動回路經(jīng)常冷凝結(jié)冰造成堵塞,而一旦堵塞,出料口就無法控制,造成整機(jī)停產(chǎn)。②由于灌包裝袋時操作者站在電子秤的操作平臺上,操作者的重量和操作狀態(tài)會嚴(yán)重影響稱重的準(zhǔn)確性,而且由于鋁粉的流動性很好,出料口的開閉裝置密封困難,稍有泄漏,就會影響灌包裝袋的精度。③在計量過程中需逐漸關(guān)門以控制和改變流量,這也影響了包裝速度和效率。④該系統(tǒng)的包裝機(jī)每個出料口均需一臺電子秤,還需計算機(jī)、控制室及繁復(fù)的出料口開閉機(jī)構(gòu)和電、氣動控制裝置,因此其造價也很昂貴。
針對稱重型定量系統(tǒng)的上述缺點,經(jīng)過反復(fù)研究試驗,我們設(shè)計制造了一種新型的鋁粉包裝機(jī)定量系統(tǒng)。根據(jù)鋁粉顆粒均勻,流動性較好,不易結(jié)塊,在相同的工作條件下其單位體積的容重變化不大(可以忽略)這一特點,新研制的定量系統(tǒng)采用容積計量方式,即利用懸掛于主料倉下面的具有準(zhǔn)確容積的計量料斗來進(jìn)行計量。這就無需使用電子秤、計算機(jī)及出料口電、氣動控制裝置,使結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整和維修方便,同時也降低了制造成本。這種包裝機(jī)的定量系統(tǒng)由計量料斗、進(jìn)出料口關(guān)閉和控制裝置以及計量完成顯示裝置等三部分組成。
計量料斗是計量的關(guān)鍵,其容積要等于要求的鋁粉重量所轉(zhuǎn)換出的體積,并可做相應(yīng)的調(diào)整。料斗的上蓋用絲杠聯(lián)接于料斗支架上。旋轉(zhuǎn)絲杠、料斗上蓋可做上下移動,使斗容增大或減小,以便于料斗做較大容積的調(diào)整(統(tǒng)調(diào))。在料斗的上蓋上鏜出兩個圓孔,放置兩個小型圓筒,用絲杠固定于上蓋支架上。旋轉(zhuǎn)此絲杠,二圓筒上下移動,也可微量增加或減少計量斗的斗容空間,起到微量調(diào)整的作用(微調(diào))。包裝機(jī)的進(jìn)出料口的開閉裝置采用弧形門結(jié)構(gòu),根據(jù)鋁粉的堆存安息角來設(shè)計弧形門四周的高度及底部的曲率半徑,既便于施力使弧形門旋轉(zhuǎn)開閉,又可保證弧形門轉(zhuǎn)動封死料口時料口無泄漏。進(jìn)出料口的開閉控制裝置采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和兩對齒輪副配合。兩對齒輪中的大齒輪為主動輪,有空齒,小齒輪為從動輪,固聯(lián)于弧形門軸上?？紤]適宜于操作,推動手柄的轉(zhuǎn)角以45°角為宜,故大小齒輪的齒數(shù)比為4∶1。當(dāng)上弧形門(進(jìn)料口)打開時,下弧形門關(guān)閉,此時向計量料斗進(jìn)料,計量料斗裝滿,顯示器動作,操作者推動手柄(向右),這時下齒大齒輪處于空齒狀態(tài),手柄轉(zhuǎn)動,下弧形門靜止而上弧形門轉(zhuǎn)動趨于關(guān)閉;當(dāng)上弧形門轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置時,上齒大齒輪正好進(jìn)入空齒狀態(tài),而下齒大齒輪處于滿齒嚙合狀態(tài),計量料斗停止進(jìn)料,繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄則上弧形門靜止而下弧形門打開,此時開始灌包裝袋;當(dāng)灌裝結(jié)束時,向回拉動手柄,則各齒輪反向轉(zhuǎn)動,下齒大齒輪仍處于滿齒嚙合狀態(tài),上齒大齒輪仍處于空齒狀態(tài),轉(zhuǎn)動手柄則下弧形門旋轉(zhuǎn)關(guān)閉而上弧形門靜止不動,下弧形門轉(zhuǎn)動到關(guān)閉位置時,下齒大齒輪再次進(jìn)入空齒狀態(tài),上齒大齒輪進(jìn)入滿齒嚙合;繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄,則下弧形門靜止而上弧形門打開,重新回到進(jìn)料狀態(tài)。在兩個門的交替開閉過程中,只有一個門完全關(guān)閉后另一個門才會開始開啟的動作,這就保證了計量料斗無泄漏和包裝的精度。
為避免由于料倉供料不足使計量料斗未填滿而影響計量的準(zhǔn)確性,本計量系統(tǒng)設(shè)置了計量完成顯示裝置。在計量料斗供料口的弧形門上方的管口上裝有電容式接近開關(guān),計量料斗未填滿時鋁粉下落不會進(jìn)入裝有接近開關(guān)的容器管內(nèi),接近開關(guān)處于斷開狀態(tài);當(dāng)計量料斗填滿計量過程結(jié)束時,裝有接近開關(guān)的容器管內(nèi)會填充進(jìn)一些鋁粉,此時接近開關(guān)的控制回路閉合,顯示器動作,指示燈亮,告訴操作者計量過程已經(jīng)完成,可以灌包裝袋。
綜上所述,本包裝機(jī)的計量控制裝置是一個獨立的系統(tǒng),只要調(diào)整正確,并按規(guī)定的操作程序操作,就可以保證定量包裝的精度。
我們設(shè)計制造的這種容積計量型鋁粉包裝機(jī)定量控制裝置的額定值為1t,調(diào)整范圍為額定值的±13%(這也為以后接卸其它類似貨種做準(zhǔn)備)。微調(diào)刻度間距為10mm,每一刻度可調(diào)整0.3kg,為允許誤差的1/10(袋裝散貨的重量誤差部頒標(biāo)準(zhǔn)為±3‰)。本包裝機(jī)經(jīng)3條船近10萬噸鋁粉的試包裝作業(yè),在車輛配備不齊、操作者操作不夠熟練且斷續(xù)作業(yè)的情況下,3臺包裝機(jī)平均每晝夜灌裝9000多噸,比原稱重型包裝機(jī)提高工效2倍以上,所創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀,而且操作簡單,調(diào)整方便,故障率極低。經(jīng)現(xiàn)場檢測,每袋鋁粉的重量誤差均在3kg以內(nèi),完全滿足部頒標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外這種包裝機(jī)的造價也很低,僅為原稱重型包裝機(jī)的1/2。
需要說明的是,考慮物料的流速、堆存角,為防止物料滯流或倒不凈現(xiàn)象的發(fā)生,計量料斗的斗體傾角應(yīng)取得大一些,以大于或等于50°為宜。另外,進(jìn)出料口開閉門控制裝置中的大齒輪由于有空齒,其重合系數(shù)降低,強度受到影響,設(shè)計時應(yīng)予考慮。同時由于該齒輪僅用幾個固定齒,所以可將該齒輪設(shè)計成扇形齒。為保證弧形門轉(zhuǎn)動回位時位置準(zhǔn)確,避免卡齒,應(yīng)設(shè)置弧形門定位裝置和復(fù)位彈簧。

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