我國東北三省地區的農業生產主要是以玉米、大豆、高粱、稻穀等糧食為主，隨著農業科學的逐步發展，糧食總產量逐年提高，糧食交易市場日益火爆。在交易過程中糧食的質量和包裝精度是至關重要的。每一個用戶除了要求玉米的品種質量以外，還要求包裝的重量精度，封口的嚴密性以及外觀。日前， 我國農業科技正在迅猛地發展，相對應的農業機械也在闊步向前。為了迎合糧食交易市場的需求，各個糧食儲備、貿易等單位，手工包裝已經遠遠不及市場的需求。那麽，糧食自動包裝機應允而生。根據玉米、大豆、稻穀等糧食的物理特性，它們的流動性比較強， 基本實現了快速、準確地稱重。東北糧食的收獲期是在10 月以後，周轉期一般要在11 月開始。就我國東北的自然氣候，冬季的氣溫在-5～-30 ℃，個別地區要到-40 ℃。目前，已上市的自動糧食包裝機，基本都是以壓縮空氣作為動力源；氣動元件作為動力機構。那麽，在東北的寒冷時節，包裝設備和元器件就會失靈， 滿足不了現場的生產使用。同時，給包裝機的生產廠家也提出新的課題。就此問題，筆者與北京永爾軼包裝機械有限公司總經理徐茂永展開了討論。怎樣才能製造出適合我國東北地區的糧食自動包裝機做了研究。以此提出使用電力、電器元件做執行動力係統。取代壓縮空氣作為動力源；氣動元件作為動力機構。加強完善糧食自動包裝機的性能，來滿足我國東北寒冷地區糧食生產廠家的使用。滿足糧食自動包裝機市場的需求。

1 東北三省糧食產量結構分析

眾所周知，我國東北地區是糧食的主要生產基地。主產區的主要糧食作物是哪類，並針對該類糧食物理特性進行透徹分析,才能生產出適應糧食特性的糧食自動機包裝機，從而滿足東北地區糧食自動包裝機市場的巨大需求。

據中華糧網 2009 年東北糧食產量報表數據表明：黑龍江2009 年糧食總產量中，玉米當年產量為600 萬噸，大豆為580 萬噸，小麥為90 萬噸，稻穀1 500 萬噸。在東北三省隻有黑龍江省稻穀接近玉米產量，但依然以玉米為主。吉林2009 年糧食總產量中，玉米當年產量為 1 700 萬噸，大豆為 80 多萬噸，小麥為7 萬多噸，稻穀500 萬噸。可見吉林明顯以玉米為主要產量門類。遼寧 2009 年糧食總產量中，玉米當年產量為 1 000 萬噸，大豆為 30 多萬噸，小麥為 8 萬噸左右，稻穀500 多萬噸。由此可見東北三省糧食生產占全國糧食生產一個很大的比例。對糧食自動包裝機的市場需求之龐大。

2.主產糧食物理特性分析

1.玉米的物理特性

玉米的物理形狀屬大中顆粒狀，相互之間分散， 中輕重體，便於流動，受環境濕度影響不大，適用於流動性包裝；比重變化不大，適用於淨重計量。

2.稻穀的物理特性

稻穀的物理形狀屬中顆粒狀，相互之間分散，輕重體，便於流動，受環境濕度影響不大，適用於流動性包裝；比重變化不大，適用於淨重計量。

​​​​​​​3.大豆的物理特性

大豆的物理形狀屬大中顆粒狀，相互之間分散， 中輕重體，便於流動，受環境濕度影響不大，適用於流動性包裝；比重變化不大，適用於淨重計量。

根據以上的分析，一般來講，糧食作物基本都適用自流式淨重計量自動包裝機，見圖1。

2. 糧食自動包裝機市場分析

經調查, 目前包裝機械市場上的糧食自動包裝機，動力係統中 98%以上都是以氣動技術為主要模式。“氣壓傳動與控製技術簡稱氣動技術，是以壓縮空氣為工作介質來進行能量與信號傳遞，實現各種生產過程自動控製的一門技術[2]。”主要是使用氣流恒定控製器、氣壓表、電磁換向閥、先導閥、節流閥、氣缸等氣動元器件。

糧食自動包裝機動力係統中“氣動”驅動的原理： 首先使用空氣壓縮機生產出一定恒壓的壓縮空氣作動力源（簡稱：氣源）。然後，使用氣流恒定控製器使氣源淨化、油霧化並且控製一定的壓力和K8凯发登录入口；使用電磁換向閥作氣源的通斷開關；使用節流閥控製氣源到氣缸的氣體K8凯发登录入口；使用氣缸驅動以下連杆機構實現開啟、加料、放料、夾袋等動作。

使用“氣動”驅動動力係統，有經濟、簡便、速度快、動作準確等優點。但其缺點就是在生產使用過程中，部件適應溫度有一定的局限性。以下列舉幾個氣動元件的使用參數：

1. 壓力控製閥元件。“QP 係列減壓閥技術規格

（濟南華能氣動元器件公司）：適用介質和溫度空氣為-5～60 ℃[3]。”“395 係列減壓閥技術規格（無錫市華通氣動製造有限公司），工作溫度為-10～60 ℃。”

2. 方向控製閥元件。“Q22D 係列二位二通先導截止式電磁換向閥技術規格（廣東肇慶方大氣動有限公司），使用溫度空氣為-5～50 ℃”；“K23JD，K23JK 係列

二位二通先導截止式電磁電控閥與氣控閥技術規格

（廣東肇慶方大氣動有限公司），使用介質環境溫度空為-5～50 ℃[4]。”

3. K8凯发登录入口控製閥元件。“KLP，KIPX 係列排氣節流閥與排氣消聲節流閥技術規格（煙台未來自動裝備有限公司），工作溫度空氣為-5～60 ℃[3]。”

5 使用電動驅動的分析

在糧食包裝機動力係統中:

1. 使用電動元器件驅動機械連杆機構。既可以省去“氣動”部分的介質元器件，並且，能達到速度快、準確率高、靈敏度強等優點。
2. 部分電動元器件。（如：伺服電機、伺服驅動器、PLC 可編程器、減速機、電子傳感器等）的環境溫度使用參數，基本能滿足我國東北地區的溫度條件。“電氣與氣動相比,電氣當絕緣性良好時,對溫度變化不敏感[5]。”
3. 使用電動元器件驅動還可以大大提高包裝機的技術含量，電力驅動糧食自動包裝機，見圖2。

圖2 電力驅動糧食自動包裝機

Fig.2 Electric automatic food packaging machine

通過以上調查分析表明：電動係統必然要在東北地區糧食自動包裝機中取代氣動係統成為必然。本文對我國糧食自動包裝設計存在的一些問題進行了陳述,對其存在的主觀和客觀原因進行分析, 並對其使用性能進行拆讀。得出結論：要想設計出成功高效的產品，必須要敢於開發，並結合當地體驗，把兩者較好地結合起來，才能 設計出屬於自己的，適用於社會，適用於使用條件的高科技、高質量、經久、耐用的產品。以用戶的要求為奮鬥的能源，服務人類，服務社會。為創造優質的產品，為提供優質滿意的服務。與社會攜手同行，共創未來。

參考文獻：

1. 劉燕輝.中華氣象年鑒·2010[M].長沙：氣象出版社，2010.
2. 黃誌堅.氣動設備使用與維修技術[M].北京：中國出版社， 2009.
3. 機械設計實用手冊編委會.機械設計實用手冊[M].北京：機械工業出版社，2009 .
4. 機械手冊編委會.機械設計手冊單行本（氣壓傳動與控製） [M].北京：機械工業出版社，2007 .
5. 秦大同，謝裏陽.現代機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2011.

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