一、前言

隨著社會生產力的發展，企業對於生產效率的要求也越來越高。 越來越多的定量包裝設備需求企業對於包裝設備的包裝速度提出了更高的要求。 如何適應這一市場的發展，總結經驗，開發出不僅計量精度高而且包裝速度快的定量包裝設備的問題，便擺到了我們的麵前。 下麵，本人就從定量包裝秤的結構組成及工作原理方麵入手，談一下影響定量包裝秤包裝速度的幾個問題以及解決的辦法。

二、定量包裝秤的結構組成以及工作原理

1. 定量包裝秤的結構組成：基本的定量包裝秤的結構，主要由儲料倉、應急檢修閘板、給料裝置、稱重裝置、傳感器組件、夾袋裝置、支架、電器控製櫃、各裝置執行機構、輸送縫包機構等組成。 各部分的主要作用為：

1.1 儲料倉：用於物料的儲備，為包裝過程提供一個接近均衡的物料流，在一定程度上影響著包裝設備的計量精度和速度。

1.2 應急檢修閘門：用於設備在臨時檢修時截斷物料。

1.3 給料裝置：大多數的給料裝置由粗細兩級給料組成，它是影響給料精度和速度的主要因素。

1.4 稱重裝置：通過傳感器組件實現物料重量信號的采集。

1.5 夾袋裝置：完成包裝袋的夾持工作，使稱量好的物料順利進入包裝袋。

1.6 支架：為各部分提供一個連接骨幹。

1.7 各裝置執行機構：在要求速度較快的情況下，一般采用氣動執行器完成各部分的動作。 其速度大小在一定程度上影響著包裝設備的精度和速度。

1.8 輸送縫包機構：完成包裝袋的輸送、縫包工作。

1.9 電器控製櫃： 為包裝設備的主要控製中樞，實現整機設備的控製和指示。

2. 定量包裝秤的工作原理：其初始的工作狀態為：給料裝置和稱量鬥卸料門處於關閉狀態，夾袋裝置處於鬆開狀態，當進入自動運行狀態後，控製係統控製打開粗、細給料門開始給料，物料的重量信號經傳感器轉變為模擬信號送入稱重顯示控製器，經前置放大和 A/D轉換轉變為數字信號，以便進行數據計算及控製; 當檢測到的重量信號達到粗給料設定值時，關閉粗給料門，保持細給料；當檢測到的重量信號達到細給料設定值時， 關閉細給料門，通過落差的最終補償達到係統要求的精度。 此時如果係統檢測到夾袋裝置已將包裝袋夾緊，則發出控製信號打開稱量鬥卸料門， 物料進入包裝袋中，物料放完後自動關閉稱量鬥卸料門，穩定置零後進入下一次給料過程。 同時夾袋裝置鬆開，包裝袋自動落下，由輸送機輸送到縫包工位。 如此循環往複進行。

三、分析影響包裝速度的因素：

結合以上定量包裝秤的基本結構和工作原理，我們可以畫出其給料量與工作時間的曲線圖  。

其中：t₀~ t₂ 為粗給料時間

t₁~ t₂為粗給料穩定判斷時間

t₂~ t₄為細給料時間

t₃~ t₄ 為細給料穩定判斷時間

t₄~ t₆ 為落差補償給料時間

t₅~ t₆ 為終值穩定時間

t₆~ t₇ 為終值穩定延時時間

t₇~ t₈ 為卸料時間

t₈~ t₉ 為稱量鬥穩定置零時間

我們可以看出t₀~ t₉ 即為定量包裝秤的一個包裝周期,提高包裝速度的問題也就是如何縮短包裝周期所用的時間的問題。 所用的時間基本上都是由給料裝置和稱重裝置完成的,因此在機構設計時,在這兩方麵設計一個好的機構對於提高定量包裝秤的包裝速度是必須的。

1. 給料裝置對包裝速度的影響：給料時間在整個包裝周期中占據了相當長的時間,其在對包裝速度的影響中也是最主要的。 它的影響因素主要在於：

1.1 給料鬥的設計：給料口的通過能力直接決定著單位時間給料量的大小,應該首先滿足給料量的要求。 否則如果僅憑經驗隨便設計一個給料鬥,若其給料口滿足不了給料量的要求,其他方麵再努力也是枉然。 給料口通過能力的驗證可以根據下式進行：

對矩形出料口：

M=1.03 ρ·g^0.5 ( L －f _p ·d )( W － f _p ·d )^1.5 f_n

對圓形出料口:

M=0.85 ρ·g^0.5 ( D₀ －f _p ·d )^0.25 f_n

式中: M——料口通過能力

ρ——物料的堆密度

g ——重力加速度

f _p ——物料的形狀係數。 對於球形顆粒，f _p=1.6；對於非球形顆粒，f _p≈2.4；

d——顆粒直徑

f_n—— tg β^-0.55 ，β為料鬥中心線與料鬥壁的夾角當β< 45°時, β按料鬥休止角計; 當β> 45°時, f_n=1.0

L——出料口的長度

W——出料口的寬度

D₀——出料口的直徑

1.2 執行機構的設計：在執行機構設計時應首先明確粗、細給料量的大小，並根據結構特點來選擇執行器的運動行程。 其次應選用運動速度較高的執行器。氣動執行器因為其運動速度快，安裝使用方便，可靠無汙染等特點在當前大部分的定量包裝設備中得到了采用。

1.3 在給料裝置中應設計給料口調節機構。 給料速度和給料精度是一個矛盾的統一體，采用大的給料口固然可以提高給料速度，但是從利於控製調試的角度來講，應該設計有給料口的大小調節機構，在保證給料精度的情況下，逐步地提高速度。

2. 稱重裝置的設計：給料判穩時間和卸料時間的長短也影響著給料速度的提高。

2.1 在稱重裝置中為保證稱量鬥中物料的重量信號準確無誤地傳遞到稱重傳感器上，要求稱量鬥上的限位裝置不會對稱量鬥產生附加力的影響，因此要保留一定的活動餘量，而同時由於物料的衝擊以及各執行部件的動作產生的振動會通過鋼結構支架傳遞到稱量鬥上，導致稱量鬥穩定速度慢，從而使得給料過程判穩時間較長。 為解決這一問題，就要求我們在設計稱重裝置時，在保證重量信號穩定準確地傳遞的同時，盡力考慮更好的限位結構，使稱量鬥快速穩定並考慮減振措施，盡量縮短判穩時間。

2.2 稱量鬥結構的設計：在稱量鬥的結構設計中稱量門的結構直接影響著卸料速度的快慢，因此在設計稱量門時應盡量使卸料門開關行程短，速度快。

3. 為減小落差補償時間對稱量速度的影響，應將稱量裝置與給料裝置結合起來進行總體設計盡量使稱量鬥與給料鬥之間的距離縮短，減小空中料柱，減小落差量，使空中料柱時間縮短並減小落差物料對稱量鬥的衝擊，縮短穩定時間。

4. 軟件方麵的設計：在軟件的措施方麵，深圳傑曼公司的韓劍軍同誌提出了一種很好的辦法，那就是引入禁止比較判別和分組檢測的概念來提高速度。禁止比較就是在前級給料結束後，通過延時後再進行信號判別的方式來克服衝擊值的影響，增大前級給料量，來提高稱量速度。 而分組檢測則是對應用數學統計及誤差分析原理對稱重檢測數據進行抽檢，由於不是對所有數據都檢測，都加以記錄，所以對於不記錄的數據就可以不必等待秤體穩定，也就可以節省下時間了。

四、結束語

通過對以上幾方麵的分析，我簡單地談了一下自己的意見，定量包裝秤包裝速度的影響因素是多方麵的，應當根據不同的情況進行不同的分析。 以上是本人的淺見，希望各位同行老師批評指正。 國內定量包裝衡器包裝速度的提高還需要大家的共同努力，希望我們都來為提高定量包裝秤的包裝速度貢獻自己的一份力量。

參考文獻：

[1] 《散料輸送與貯存》  張榮善 化工工業出版社

[2] 《提高定量包裝秤工作速度的軟件措施》 韓劍軍 全國第三屆稱重與測力技術學術研討會論文集

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除