一種新型定量包裝機(jī)的設(shè)計(jì)

1、一種新型定量包裝機(jī)的設(shè)計(jì)濟(jì)南金鐘電子衡器股份有限公司 張兄華【摘 要】 介紹一種三級(jí)調(diào)速控制的全自動(dòng)定量包裝機(jī)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性不好的的粉粒狀物料的包裝，目前該種方式在國(guó)內(nèi)包裝秤中很少應(yīng)用，具有一定的市場(chǎng)開(kāi)拓空間?！娟P(guān)鍵詞】 三級(jí)調(diào)速 皮帶給料 定量包裝機(jī)The design on A new type Weight and Packing MachineJINAN JINZHONG ELECTRONIC SCALECO.,LTD ZHANGXIONGHUAAbstract：This paper specifies a kind of Auto-Weight and Pack

2、ing Machine by three-step timing .The frame is simple, it can apply powdery and graininess material packing with bad fluidity. This mode seldom applies on the packing scale in state, and the market foreground is very good.Key word：three-step timing, belt feeding, Weight and Packing Machine一、引言禽飼料、畜飼

3、料、魚(yú)飼料等大多數(shù)飼料都是些流動(dòng)不好、易粹的粉粒狀公司料，為保證控制系統(tǒng)精度和速度，過(guò)去用于成品包裝的定量包裝秤給料裝置，大多采用直落式給料、雙螺旋給料或雙振動(dòng)給料等方式。定量開(kāi)始后，大小給料機(jī)同時(shí)工作，當(dāng)物料重量達(dá)到大給料設(shè)定值時(shí)停止大給料，并繼續(xù)保持小給料，當(dāng)物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉小給料。由于飼料具有較差的流動(dòng)性以及螺旋給料或振動(dòng)機(jī)械具有的慣性，再加上物料輸送的不均勻，定量包裝秤的動(dòng)態(tài)精度很難穩(wěn)定控制?；谏鲜鰡?wèn)題，我們研究飼料的特性，采用變頻器三級(jí)控制的方式，將雙螺旋給料或雙振動(dòng)改為單皮帶給料，這樣不僅降低設(shè)備的生產(chǎn)成本，而且又能保證成品的完整型。二、結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)參數(shù)1結(jié)構(gòu)組成

4、目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的自動(dòng)定量包裝機(jī)，按計(jì)量斗形式主要分為有斗式和無(wú)斗式；按重量形式主要分為凈重式和毛重式，但大都采用模塊化設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)的樣機(jī)采用無(wú)斗式毛重進(jìn)行稱(chēng)量，主要由儲(chǔ)料倉(cāng)、皮帶給料機(jī)、過(guò)渡器、截料裝置、稱(chēng)重單元、夾袋裝置、氣動(dòng)部分、縫包部分、成品輸送部分以及電氣控制單元等組成。其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示：圖1 結(jié)構(gòu)組成2主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)備的最大秤量為25100kg；稱(chēng)量速度為610袋/分；稱(chēng)量精度為±0.5%±1.0%；平均功耗約為5kw。3皮帶給料機(jī)給料部分形式較多，通常有直落式、螺旋給料、刮刀式、振動(dòng)式和皮帶給料等，根據(jù)物料的不同可選擇不同的方式，這一部分選擇是否合適直接

5、影響到定量包裝機(jī)的速度和精度。由于飼料行業(yè)工藝的特殊性，為克服采用漏斗式易堵料、螺旋或刮刀易使物料破碎、振動(dòng)給料粉塵污染嚴(yán)重等問(wèn)題，為此，在該設(shè)備中我們選用皮帶給料的方式。4稱(chēng)重單元稱(chēng)重部分主要由稱(chēng)重斗、稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重顯示控制器等組成，能夠完成物料的準(zhǔn)確計(jì)量，并能發(fā)送控制系統(tǒng)所需的控制信號(hào)：超、欠量信號(hào)，預(yù)置提前量信號(hào)、提前量信號(hào)、目標(biāo)值信號(hào)、420mA模擬量信號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485信號(hào)。5夾帶接料斗夾帶部分為圓形，可保證夾袋后的密封性，并流有排氣口，使袋內(nèi)的粉塵及空氣及時(shí)排出，該部分主要依靠氣動(dòng)執(zhí)行元件完成其各項(xiàng)動(dòng)作。三、工作原理1控制單元的主要結(jié)構(gòu)組成控制單元主要由計(jì)量控制儀表、可

6、編程控制器和變頻器等組成。2工作原理將設(shè)備置于自動(dòng)工作狀態(tài)，開(kāi)啟自動(dòng)按鈕，啟動(dòng)皮帶給料機(jī)進(jìn)行進(jìn)行一級(jí)給料，當(dāng)達(dá)到預(yù)置提前量時(shí)，稱(chēng)重單元發(fā)出信號(hào)，變頻器切換到二級(jí)給料方式；當(dāng)達(dá)到提前量時(shí)，稱(chēng)重單元發(fā)出信號(hào)，變頻器切換到三級(jí)給料方式，當(dāng)達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，截料斗關(guān)閉，松袋，套袋，系統(tǒng)自動(dòng)切換到工頻狀態(tài)進(jìn)行下一循環(huán)。其工作原理圖見(jiàn)圖2所示：圖2 工作原理圖3完成的功能（1）用于控制該設(shè)備中喂料皮帶機(jī)的啟停、夾袋、松袋、三級(jí)給料控制、閘門(mén)、截料器及擋板的開(kāi)啟，計(jì)量的啟用及成品的輸送等；（2）用于控制該設(shè)備與周邊系統(tǒng)的連鎖控制；（3）用于檢測(cè)狀態(tài)傳感器的工作狀態(tài)；（4）可將設(shè)備的工作情況及數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)

7、，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。4變頻控制部分的設(shè)計(jì)變頻器的控制部分是該設(shè)備的核心，型號(hào)的選擇，參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定，直接關(guān)系到設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性、定量速度和定量準(zhǔn)確度等。給料量的大小主要是由皮帶給料機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的，即系統(tǒng)最終控制對(duì)象是皮帶給料機(jī)。皮帶給料機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過(guò)變頻器來(lái)控制的，其容量的大小直接涉及到變頻器的選用規(guī)格。從圖2控制原理圖可以看出：系統(tǒng)主要選用利用控制端子完成多段速度的運(yùn)行控制，按操作面板的編程按鈕進(jìn)入編程狀態(tài)，設(shè)置F02=1（運(yùn)行命令由控制端子給出），F(xiàn)053=1、F054=1（設(shè)置X1、X2為多端頻率端子），X3為變頻器的正向運(yùn)轉(zhuǎn)選擇，F(xiàn)058=10、F059=20、F060=50（多段頻

8、率設(shè)定值），三級(jí)給料對(duì)應(yīng)的頻率組合狀態(tài)如下表：X2X1變頻器的運(yùn)行頻率00非多端頻率運(yùn)行01多段頻率110多段頻率211多段頻率3多段速度特性如圖3所示。圖3 多段速度特性四、試驗(yàn)效果該設(shè)備采用變頻器多級(jí)進(jìn)行控制，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，給料均勻，速度變換平滑，無(wú)機(jī)械沖擊，對(duì)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)影響很小。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）系統(tǒng)的精度高，單機(jī)運(yùn)行時(shí)，精度優(yōu)于±0.5%；（2）系統(tǒng)保護(hù)功能完善，可通過(guò)人機(jī)界面設(shè)置、修改參數(shù)，故障自診斷的結(jié)果直接顯示在人機(jī)界面上，縮短了檢修時(shí)間，大大提高了工作效率；（3）采用軟啟動(dòng)方式，避免對(duì)電機(jī)的機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)的使用壽命；（4）通過(guò)變頻器自身設(shè)置的參數(shù)很容易實(shí)現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓、欠壓等保護(hù)；（5）設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠,節(jié)能效果明顯；（6）環(huán)境污染（粉塵、噪聲及對(duì)電網(wǎng)沖擊等）程度低，保護(hù)工人的身心健康。五、結(jié)束語(yǔ)采用變頻器多級(jí)調(diào)速的控制方式在很多行業(yè)已有較為廣泛的應(yīng)