食品機械設備網(wǎng)
技術(shù)文章
飼料定量包裝機的研究（粉、粒狀）
閱讀：1860 發(fā)布時間：2017-8-22 隨著飼料行業(yè)的快速發(fā)展，成品飼料的定量包裝已從傳統(tǒng)手工式的稱重封包，發(fā)展成為自動、快速的定量包裝，飼料定量包裝秤的需求前景廣闊，研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)也逐漸增多。定量包裝秤是稱重技術(shù)在包裝領域的應用和發(fā)展，廣泛用于飼料、食品、糧油、化工、藥品等行業(yè)的成品定量包裝。本文從對粉料或者粒料定量包裝入手，研究設計本定量包裝秤的機械部分及其電控部分。通過對各機械部件合理設計及電控部分準確控制，完成對成品物料的快速、的定量包裝，提高飼料企業(yè)成品包裝效率及更好地減輕工人的勞動強度。
1 定量包裝秤機械部分設計
定量包裝秤機械部分是成品物料稱重過程的載體，本定量包裝秤包括的運動機構(gòu)部件(圖1)有：料倉、給料機構(gòu)、截料機構(gòu)、稱料機構(gòu)、箱體、卸料機構(gòu)和夾料機構(gòu)。
1.1 料倉
料倉是本定量包裝秤的*個部分，是定量包裝秤物料的進料口，是物料的緩沖倉[4]。包裝時，成品料通過成品倉下的放料閥首*入定量包裝秤的料倉。
1.2 給料機構(gòu)
給料機構(gòu)是本定量包裝秤的重要機構(gòu)，完成物料的快速和慢速給料，包括皮帶輸送和電機傳動2部分。
1.2.1 皮帶輸送部分
通過包裝量可以計算出物料輸送量Q=7×60×40=16 800 kg/h，根據(jù)電機輸送速度取V 為1.2 m/s，物料容重r 取0.6，修正系數(shù)C 取1.0。根據(jù)公式1，可求得需求皮帶寬度B=0.446 m，經(jīng)皮帶寬度規(guī)格表查詢可取皮帶寬度為480 mm。
1.2.2 電機傳動部分
為了能快速、準確的完成物料輸送工作，選擇具有二極、十二極2 種運轉(zhuǎn)速度的雙速電機。在每包稱量過程中，為了完成快速給料，控制電機以二*速運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)快速輸送物料；為了保證稱重的準確性，在每包物料輸送的后面部分控制電機以十二極慢速運轉(zhuǎn)，通過閘板機構(gòu)動作控制皮帶輸送機上料層的厚度，實現(xiàn)慢速給料，從而保證了稱重過程的準確性。電機傳動除選擇運轉(zhuǎn)方式外，運轉(zhuǎn)功率也是電機選擇的重要參數(shù)，根據(jù)定量包裝速度、包裝重量及理論計算公式來選擇電機的功率。
1.3 截料機構(gòu)
截料機構(gòu)由氣缸及截料板組成，可阻止給料機構(gòu)在完成每包物料給料時，多余的物料進入稱料機構(gòu)。在定量包裝秤稱重過程中，稱料機構(gòu)負責物料的稱重，當物料重量達到規(guī)定時，給出重量到位信號，電控部分發(fā)出指令停止電機運轉(zhuǎn)。但因慣性及皮帶輸送出口邊沿的物料還會掉入稱重機構(gòu)，必將影響每包物料重量的準確性。截料機構(gòu)就是在皮帶出口下端增加的裝置，當電控部分發(fā)出停止電機工作的同時，啟動截料板，使給料機構(gòu)多余的過沖量截止在截料板[7]，避免掉入稱重機構(gòu)，從而保證稱重機構(gòu)中稱重物料的準確性。
1.4 稱料機構(gòu)
秤料機構(gòu)是完成物料稱重的核心機構(gòu)，由傳感器、稱料斗、卸料機構(gòu)組成。稱重過程為：控制系統(tǒng)根據(jù)設定的給料量，啟動皮帶給料機快速給料，當達到設定的慢給料量時，控制系統(tǒng)根據(jù)設定的空中量控制皮帶給料機變換為慢速運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)慢速給料，當達到設定的空中量時，皮帶給料機停止運轉(zhuǎn)，截料機構(gòu)關閉，完成一次稱量。
1.4.1 傳感器
稱重傳感器是定量包裝秤的心臟，選擇合適、精度靈敏的稱重傳感器對保證定量包裝秤精度和速度至關重要。本包裝秤選擇只受拉力的波紋傳感器。
1.4.2 秤料斗
秤料斗是物料的承載體，在保證稱重物料的容積的同時，考慮到解決物料在稱料斗中的掛料、漏料、粘料現(xiàn)象及完成快速卸料，對比市場上一般的原秤料斗(圖3)，將本定量包裝秤的秤料斗設計成八角、底部倒三角形狀(圖4)，較好地解決了物料在秤斗中掛料、漏料、粘料現(xiàn)象，實現(xiàn)物料平穩(wěn)、快速卸料。
1.4.3 卸料機構(gòu)
卸料機構(gòu)是秤料斗承載物料和卸物料的開關門，由氣缸、連桿傳動、自鎖拉桿組成。秤斗由傳感器掛在包裝秤箱體里面，設計時在傳動連桿上增加自鎖拉桿，使卸料機構(gòu)平穩(wěn)開關，避免了對秤料斗偏振。
1.5 夾袋機構(gòu)
夾袋機構(gòu)由氣缸、傳動連桿組成，位于箱體出口下方，可實現(xiàn)定量包裝時對包裝袋的夾、放。
2 定量包裝秤電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)由電路板、電器元件、PLC 控制器等組成[8]。本定量包裝秤的機械部分是完成快速、定量包裝的基礎，能夠完成各自在快速、定量包裝工作中工作量的機械動作功能。電控部分是這些機械工作的組織和控制者，只有有效的組織和控制，包裝秤的各機械部件才能準確、協(xié)調(diào)、地完成各自的工作。它通過電控信號在傳感器、電機、氣缸控制元件等信號控制元之間來回穿梭，準確、地完成稱重傳感器信號的接收、信號參數(shù)對比、控制指令信號發(fā)出等電控工作。為了能更好地完成對機械部件電控控制，專門設計配套了一個電控控制箱，在電器選擇上，選擇質(zhì)量穩(wěn)定可靠的正泰電器元件、歐姆龍可編程控制器及志美稱重顯示控制儀表[9]。電控部分主要完成的任務及解決的問題是如何保證稱重信號的保真性、準確控制各機械部件的工作。本包裝秤通過應用具有高精度、A/D 快速轉(zhuǎn)換、抗干擾力強的Σ—Δ 型A/D 轉(zhuǎn)換技術(shù)[10]，具有組裝密度高、可靠性能高、抗振能力強的SMT 表面貼片技術(shù)，具有數(shù)字信號調(diào)節(jié)、過濾噪聲及振動能力強的TraxDSPTM 三階段過濾技術(shù)。通過三項電控技術(shù)來保證稱重信號在轉(zhuǎn)換、傳輸過程中重量信號的真實性。在電控控制過程中(圖5)，通過運行封裝在*PLC 控制器中的電控程序：傳感器稱重的重量模擬信號通過Σ—Δ 型A/D 轉(zhuǎn)換成電路的數(shù)字信號，數(shù)字信號進入電控控制模塊，與控制模塊中的預設參數(shù)對比形成控制指令，控制指令由控制模塊發(fā)出，指揮控制各機械部件的工作。