自動稱重灌包機以供料係統、投料係統、計量係統、 縫包輸送係統、機體等為基本構成, 采用先進的工業 PC 和工程測試技術, 是具有灌包、計量、封口 、裝卸一體化功能的機電技術產品。其中, 投料和計量作為灌包作業過程的核心, 其係統性能直接決定了灌包作業的質量和效率 。

我們通過長期的技術實踐 ,對投料係統結構進行技術改造,達到了降低灌包計量超差比例, 提高灌包作業質量和效率的目的 。

1　自動稱重灌包機投料係統工作原理及存在的問題

　 　自動稱重灌包機投料係統主要包括儲料鬥 、弧形投料門及轉軸 、氣缸和花鍵 ,其中 ,氣缸通過花鍵與弧形投料門轉軸聯接, 進而驅動弧形投料門開關動作。該投料係統采用單弧形投料門結構, 分大小兩步投料 。係統按照設定的單包重量值和投料數值控製各個投料步驟 ,最後由降落中的飛料補償單包重量差值 ,完成一次投料計量過程 。其單包重量與各投料步驟關係為 :

F d =SP1 +SP3 +CPS

式中: F d ———單包重量值;

SP1———大投料值;

SP3———小投料值;

CPS ———飛料值 。

自動稱重灌包機原投料係統中 , 弧形投料門小投料口的通過麵積並不恒定, 飛料重量也隨通過麵積的變化而異常變化, 造成灌包計量超差,超差重量隨弧形投料門小投料口通過麵積的變化幅度而大小不等。

通過調整 CPS 參數值可以消除灌包計量超差。調整方法有稱重控製器 F800 自動調整和人工調整兩種。

在自動調整狀態下 ,由於小投料口通過麵積的異常變化,飛料重量變化量極易超出自動調整範圍,使 F800 在計算調整值時采到異常數據 , 錯誤調整CPS 參數值,導致連續出現灌包計量超差 。

在人工調整狀態下, F800 認定飛料重量始終不變,當飛料因小投料口通過麵積的變化而變化時, 實際投料結果可能超出單包重量值 F _d ( 1±0. 2% ) 的單包質量偏差要求 ,從而發生較高比例的灌包計量超差 。

在實際灌包作業中, 超差重量超出單包質量偏差要求的灌包超差比例( 超差件數/總件數) 一度達到 1. 01 %,全部拆包重灌,影響了灌包效率 。

通過上述分析可見, 解決這一計量超差問題, 可以轉化為解決投料係統弧形投料門小投料口通過麵積變化的問題。

2　小投料口通過麵積變化的原因分析和改造方向的確定

係統分析投料係統各個結構元件的關係, 確定小投料口通過麵積變化的原因如下 :

1) 氣缸與弧形投料門轉軸采用花鍵聯接, 存在活動間隙 0. 5 mm 。該間隙表現於弧形投料門投料口的轉動裕量( 即小投料口位置變化量) 達 20 mm ,使飛料重量變化大, 造成灌包計量超差 。

2) 氣缸依靠空壓機壓縮氣體工作, 工作氣壓0. 4～ 0. 8 MPa 。由於弧形投料門轉動裕量的存在和料流阻力的影響 ,不同工作氣壓使弧形投料門關閉位置存在差異 ,使小投料口通過麵積的變化更無規律性 ,以致飛料重量異常變化 , 造成灌包計量超差。

因為氣缸與弧形投料門轉軸的花鍵聯接間隙是氣缸調整的客觀需要, 空壓機氣體壓力的差異也是客觀存在的, 所以我們確定通過改造小投料口結構來包容係統隨機誤差, 改善投料係統性能 。

3　改造方案的確定

確定改造方案時, 我們綜合考慮了影響投料係統使用的相關問題 :

1) 當出現灌包計量超差時, 需調整投料係統以改變投料口通過麵積, 調整過程較為繁瑣 ,係統誤差易於發生而不能及時消除。

2) 不同貨種對投料係統要求不同, 需現場調整投料口 ,調整過程繁瑣 ,現場使用不便 。

因此,我們在考慮改善自動投料係統性能的同時 ,考慮同步改進自動投料係統調整方法。

1) 在弧形投料門小投料口開口側焊接寬 35mm( 能夠包含弧形投料門 20 mm 活動裕量, 以弧形投料門動作時不碰撞投料櫃為上限) 、長度與弧形投料門寬度相同的不鏽鋼片 , 使原來隨弧形投料門開關位置變化而改變的小投料口麵積保持恒定 。

2) 在小投料口底部對稱安裝兩調整片 ,用不鏽鋼螺栓固定 ,方便調整小投料口通過麵積 ,調節小投料和飛料重量,滿足不同貨種要求,並測量調整片全開位置尺寸 ,焊接不鏽鋼限位片限製其任意旋轉 。

3) 用料全部為防鏽耐腐蝕的不鏽鋼材料 ,保證使用效果。

同時,為更好地滿足不同使用要求,把該自動稱重灌包機投料係統小投料口尺寸由原來的 120 mm× 55 mm 擴大為120 mm ×70 mm ,適當增大了調整範圍 。

注意事項:

1) 安裝時根據弧形投料門開 、 閉位置調整氣缸限位 。

2) 調整弧形投料門, 使其在小投料時閉合在 35mm 不鏽鋼條位置, 保證小投料口通過麵積不受弧形投料門 20 mm 位置變化量的影響 。

4　改造的效果

小投料口的技術改造, 改變了投料係統作用方式和調整手段, 取得了較好的改造效果 。

我港#1、#2、#3 自動稱重灌包機實施技術改造後 ,統計計量超差僅為 0. 05%, 大大低於原來的1. 01%。

技術改造前 , 計量超差調整時間需 5 ～ 8 min,通過技術改造,每次隻需調整弧形投料門調整片 ,處理時間一般僅需 20 s。同時, 設備性能穩定, 各控製參數得到係統優化 ,質量偏差範圍進一步降低, 由過去單包( 50 ～ 80 kg/包) ±100 g 的對外質量承諾提高到可穩定保持在單包 ±50 g 以內, 散貨灌包效率相應提高,對塑造灌包裝卸作業品牌乃至提升港口整體形象和市場競爭力都起到了積極作用 。

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