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營口港接卸氧化鋁粉 (以下簡稱鋁粉 )已有多年。 鋁粉抵港卸船后 ,要灌包裝袋 (包裝 ) ,同時進行重量計量 (定量 )。 過去我們港使用的鋁粉包裝機定量系統(tǒng)均為稱重型 ,即在灌包操作平臺的下面放置一臺電子秤 ,電子秤將稱重的結(jié)果輸入計算機 ,并由計算機控制鋁粉出料口的開閉裝置。 當(dāng)裝袋鋁粉的重量接近要求時 ,出料口逐漸關(guān)閉 ,流量減少 ,當(dāng)重量達到要求時出料口全部關(guān)閉。

經(jīng)使用發(fā)現(xiàn) ,這種定量系統(tǒng)有一定的弊端: ①結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,調(diào)試、維修困難。 該定量系統(tǒng)包括電子秤、計算機以及由計算機控制的繁復(fù)的出料口電、氣聯(lián)動控制裝置。 系統(tǒng)的每一部件或元件的技術(shù)性能、工作狀態(tài)以及它們之間的相互配合都將影響包裝機動作和稱重的準(zhǔn)確性。 因此調(diào)試十分困難。 而且電子元件、氣動元件的故障頻率較高 ,當(dāng)出現(xiàn)故障時 ,找尋和維修都很困難。 特別是冬季 ,電、氣動控制裝置的氣動回路經(jīng)常冷凝結(jié)冰造成堵塞 ,而一旦堵塞 ,出料口就無法控制 ,造成整機停產(chǎn)。 ②由于灌包裝袋時操作者站在電子秤的操作平臺上 ,操作者的重量和操作狀態(tài)會嚴(yán)重影響稱重的準(zhǔn)確性 ,而且由于鋁粉的流動性很好 ,出料口的開閉裝置密封困難 ,稍有泄漏 ,就會影響灌包裝袋的精度。 ③在計量過程中需逐漸關(guān)門以控制和改變流量 ,這也影響了包裝速度和效率。 ④該系統(tǒng)的包裝機每個出料口均需一臺電子秤 ,還需計算機、控制室及繁復(fù)的出料口開閉機構(gòu)和電、氣動控制裝置 ,因此其造價也很昂貴。
  

針對稱重型定量系統(tǒng)的上述缺點 ,經(jīng)過反復(fù)研究試驗 ,我們設(shè)計制造了一種新型的鋁粉包裝機定量系統(tǒng),如圖 1 。 根據(jù)鋁粉顆粒均勻 ,流動性較好,不易結(jié)塊,在相同的工作條件下其單位體積的容重變化不大(可以忽略 )這一特點 ,新研制的定量系統(tǒng)采用容積計量方式 ,即利用懸掛于主料倉下面的具有準(zhǔn)確容積的計量料斗來進行計量。 這就無需使用電子秤、計算機及出料口電、氣動控制裝置 ,使結(jié)構(gòu)簡單 ,調(diào)整和維修方便 ,同時也降低了制造成本。 這種包裝機的定量系統(tǒng)由計量料斗、進出料口關(guān)閉和控制裝置以及計量完成顯示裝置等三部分組成 ,如圖 2 。
  

計量料斗是計量的關(guān)鍵 ,其容積要等于要求的鋁粉重量所轉(zhuǎn)換出的體積 ,并可做相應(yīng)的調(diào)整。料斗的上蓋用絲杠聯(lián)接于料斗支架上。 旋轉(zhuǎn)絲杠、料斗上蓋可做上下移動 ,使斗容增大或減小 ,以便于料斗做較大容積的調(diào)整 (統(tǒng)調(diào) )。 在料斗的上蓋上鏜出兩個圓孔 ,放置兩個小型圓筒 ,用絲杠固定于上蓋支架上。 旋轉(zhuǎn)此絲杠 ,二圓筒上下移動 ,也可微量增加或減少計量斗的斗容空間 ,起到微量調(diào)整的作用 (微調(diào) )。 包裝機的進出料口的開閉裝置采用弧形門結(jié)構(gòu) ,根據(jù)鋁粉的堆存安息角來設(shè)計弧形門四周的高度及底部的曲率半徑 ,既便于施力使弧形門旋轉(zhuǎn)開閉 ,又可保證弧形門轉(zhuǎn)動封死料口時料口無泄漏。進出料口的開閉控制裝置采用曲柄搖桿機構(gòu)和兩對齒輪副配合。兩對齒輪中的大齒輪為主動輪 ,有空齒 ,小齒輪為從動輪 ,固聯(lián)于弧形門軸上。 考慮適宜于操作 ,推動手柄的轉(zhuǎn)角以 45 ° 角為宜 ,故大小齒輪的齒數(shù)比為 4 ∶ 1 。 當(dāng)上弧形門(進料口 )打開時 ,下弧形門關(guān)閉 ,此時向計量料斗進料 ,計量料斗裝滿 ,顯示器動作 ,操作者推動手柄 (向右 ) ,這時下齒大齒輪處于空齒狀態(tài) ,手柄轉(zhuǎn)動 ,下弧形門靜止而上弧形門轉(zhuǎn)動趨于關(guān)閉;當(dāng)上弧形門轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置時 ,上齒大齒輪正好進入空齒狀態(tài) ,而下齒大齒輪處于滿齒嚙合狀態(tài) ,計量料斗停止進料 ,繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄則上弧形門靜止而下弧形門打開 ,此時開始灌包裝袋;當(dāng)灌裝結(jié)束時 ,向回拉動手柄 ,則各齒輪反向轉(zhuǎn)動 ,下齒大齒輪仍處于滿齒嚙合狀態(tài) ,上齒大齒輪仍處于空齒狀態(tài) ,轉(zhuǎn)動手柄則下弧形門旋轉(zhuǎn)關(guān)閉而上弧形門靜止不動 ,下弧形門轉(zhuǎn)動到關(guān)閉位置時 ,下齒大齒輪再次進入空齒狀態(tài) ,上齒大齒輪進入滿齒嚙合;繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄 ,則下弧形門靜止而上弧形門打開 ,重新回到進料狀態(tài)。在兩個門的交替開閉過程中 ,只有一個門*關(guān)閉后另一個門才會開始開啟的動作 ,這就保證了計量料斗無泄漏和包裝的精度。

為避免由于料倉供料不足使計量料斗未填滿而影響計量的準(zhǔn)確性 ,本計量系統(tǒng)設(shè)置了計量完成顯示裝置。 在計量料斗供料口的弧形門上方的管口上裝有電容式接近開關(guān) ,計量料斗未填滿時鋁粉下落不會進入裝有接近開關(guān)的容器管內(nèi) ,接近開關(guān)處于斷開狀態(tài);當(dāng)計量料斗填滿計量過程結(jié)束時 ,裝有接近開關(guān)的容器管內(nèi)會填充進一些鋁粉 ,此時接近開關(guān)的控制回路閉合 ,顯示器動作 ,指示燈亮 ,告訴操作者計量過程已經(jīng)完成 ,可以灌包裝袋。

綜上所述 ,本包裝機的計量控制裝置是一個獨立的系統(tǒng) ,只要調(diào)整正確 ,并按規(guī)定的操作程序操作 ,就可以保證定量包裝的精度。

我們設(shè)計制造的這種容積計量型鋁粉包裝機定量控制裝置的額定值為 1 t,調(diào)整范圍為額定值的±13 % (這也為以后接卸其它類似貨種做準(zhǔn)備 )。 微調(diào)刻度間距為 10 mm,每一刻度可調(diào)整 0. 3 kg,為允許誤差的 1/10(袋裝散貨的重量誤差部頒標(biāo)準(zhǔn)為±3 ‰ )。本包裝機經(jīng) 3條船近 10萬噸鋁粉的試包裝作業(yè) ,在車輛配備不齊、操作者操作不夠熟練且斷續(xù)作業(yè)的情況下 , 3臺包裝機平均每晝夜灌裝 9 000多噸 ,比原稱重型包裝機提高工效 2倍以上 ,所創(chuàng)經(jīng)濟效益相當(dāng)可觀 ,而且操作簡單 ,調(diào)整方便 ,故障率極低。 經(jīng)現(xiàn)場檢測 ,每袋鋁粉的重量誤差均在 3 kg以內(nèi) ,*部頒標(biāo)準(zhǔn)的要求。 另外這種包裝機的造價也很低 ,僅為原稱重型包裝機的 1/2 。

需要說明的是 ,考慮物料的流速、堆存角 ,為防止物料滯流或倒不凈現(xiàn)象的發(fā)生 ,計量料斗的斗體傾角應(yīng)取得大一些 ,以大于或等于 50° 為宜。 另外 ,進出料口開閉門控制裝置中的大齒輪由于有空齒 ,其重合系數(shù)降低 ,強度受到影響 ,設(shè)計時應(yīng)予考慮。同時由于該齒輪僅用幾個固定齒 ,所以可將該齒輪設(shè)計成扇形齒。為保證弧形門轉(zhuǎn)動回位時位置準(zhǔn)確 ,避免卡齒 ,應(yīng)設(shè)置弧形門定位裝置和復(fù)位彈簧。

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