通過(guò)對(duì)現(xiàn)有電子秤給料系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題進(jìn)行分析 ,詳細(xì)介紹了電子秤傾倒式振動(dòng)給料機(jī)構(gòu)的工作原理及該機(jī)構(gòu)解決現(xiàn)有電子秤給料系統(tǒng)問(wèn)題的方法與優(yōu)勢(shì) ,最后對(duì)該機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)及使用前景進(jìn)行了闡述。本文對(duì)當(dāng)今電子稱給料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種新穎、實(shí)用的方法。

1.現(xiàn)有電子秤投料系統(tǒng)的基本狀況

1.1  現(xiàn)有電子秤投料工作原理

一般用設(shè)置大小不同的幾個(gè)投料機(jī)構(gòu)的方式,粗投料機(jī)構(gòu)用以提高投料速度, 細(xì)投料機(jī)構(gòu)用以提高投料精度。參數(shù)設(shè)定(二門式)按稱量目標(biāo)值分別設(shè)定粗投值、細(xì)投值、落差值。

工作原理:啟動(dòng)運(yùn)行 , 粗投料器及細(xì)投料器開(kāi)始投料;當(dāng)稱量斗中物料達(dá)到粗投設(shè)定值時(shí), 粗投料器停止工作 , 細(xì)投料器繼續(xù)投料 ;當(dāng)稱量斗中物料達(dá)到細(xì)投設(shè)定值時(shí), 細(xì)投料器停止投料;待空中料柱完全落入稱量斗中, 即達(dá)到目標(biāo)值, 稱量循環(huán)完成。

1 .2 現(xiàn)有各類電子秤投料系統(tǒng)對(duì)比

各類電子秤投料系統(tǒng)對(duì)比如表 1 所示。

1 .3 現(xiàn)有電子秤投料存在的主要問(wèn)題

1)通用性較差 ,僅適用于單種物料。

2)使用壓縮空氣時(shí) ,低溫下由于冷凝水結(jié)冰無(wú)法工作。

3)粉狀物料給料速度低 。

4)為同時(shí)滿足稱量速度和精度 ,必須使用多個(gè)投料系統(tǒng) ,結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。

2.本設(shè)計(jì)擬解決的問(wèn)題

2.1簡(jiǎn)化電子秤投料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

使用一套投料機(jī)構(gòu)完成粗投料、細(xì)投料, 獲得原有多套機(jī)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)的功能。

2 .2 提高電子秤環(huán)境適應(yīng)能力

改用電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu), 取消了壓縮空氣氣源 ,降低對(duì)使用環(huán)境的要求, 消除低溫環(huán)境對(duì)電子秤的限制。

2 .3 粉狀物料或流動(dòng)性較差物料快速高精度稱量

水泥、面粉、粉煤灰等粉狀物料流動(dòng)性較差 , 目前多采用螺旋機(jī)投料 , 其速度、精度均難以適應(yīng)需要。本設(shè)計(jì)可以解決此類物料的快速高精度稱量。

3.傾倒式振動(dòng)投料機(jī)構(gòu)電子秤的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、電器控制圖及工作原理

3.1  傾倒式振動(dòng)給料機(jī)構(gòu)電子秤機(jī)械結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。

各部分作用 :振動(dòng)斗 1 —控制物料流動(dòng) ;板簧 2 —振動(dòng)復(fù)位;振動(dòng)電磁鐵 3 —振動(dòng)能量提供 ;翻板 4 —振動(dòng)斗支撐;鉸軸 5 —翻板轉(zhuǎn)動(dòng)中心 ;傾倒執(zhí)行凸輪 6 —翻轉(zhuǎn)執(zhí)行驅(qū)動(dòng) ;拉簧 7 —翻轉(zhuǎn)復(fù)位與減震 ; 儲(chǔ)料斗 8 —儲(chǔ)存物料。

3 .2 電器控制圖

1)控制儀表采用日本 A &D 公司 AD4401 、日本 UNIPULSE 公司 F701 等通用稱重控制儀表。

2)控制原理同一般電子秤, 即設(shè)定目標(biāo)值 、粗投值、細(xì)投值、落差值與其他參數(shù), 達(dá)到設(shè)定參數(shù)時(shí) , 儀表輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載動(dòng)作, 執(zhí)行命令。

3)控制框圖如圖 2 所示 。

3 .3 工作原理

1)粗投原理

當(dāng)工作指令下達(dá)后 ,凸輪 6 轉(zhuǎn)動(dòng)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) ,振動(dòng)斗 1 向下傾斜 , 儲(chǔ)料斗 8 出料口被打開(kāi) ,電磁鐵通電,振動(dòng)斗 1 傾斜振動(dòng), 物料由儲(chǔ)料斗 8 出口向稱量斗流動(dòng) ,流速取決于物料壓力大小 ;流量與振動(dòng)斗的傾斜角度成正比。當(dāng)達(dá)到大投設(shè)定值時(shí) ,振動(dòng)斗復(fù)位,大投完成。

2)細(xì)投原理

粗投完成后, 電磁鐵繼續(xù)通電,振動(dòng)斗 1 水平振動(dòng) ;由于振動(dòng)斗 1 水平放置將儲(chǔ)料斗 8 出口關(guān)閉 ,間隙縮小 ,此時(shí)物料的流量大大減小 , 執(zhí)行細(xì)投 ;當(dāng)達(dá)到落差設(shè)定值時(shí), 振動(dòng)電磁鐵斷電,完成細(xì)投。

4.本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)在于利用物料流量與振動(dòng)斗傾斜時(shí)間以及傾斜角度成正比的關(guān)系, 設(shè)計(jì)傾倒式振動(dòng)投料機(jī)構(gòu),振動(dòng)斗在振動(dòng)電磁鐵作用下振動(dòng)的同時(shí),由傾倒執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng) , 在翻板的帶動(dòng)下繞鉸軸旋轉(zhuǎn)傾倒振動(dòng)投料。

4 .1 無(wú)須設(shè)置大投門、小投門、微投門等多重機(jī)構(gòu)

本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 僅需一套投料機(jī)構(gòu)———振動(dòng)斗即可滿足全部投料要求。無(wú)須設(shè)置諸如大投門、小投門、微投門或振動(dòng)斗加大投門等重復(fù)機(jī)構(gòu)。

若使用 4 段凸輪曲線加上相應(yīng)角度位置控制,便可同時(shí)獲得 4 種投料方式(大投、中投、小投、微投),以取得更高的速度和精度。

4 .2 成本低廉

每臺(tái)電子秤僅需 1 臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)、1 只振動(dòng)電磁鐵、1 個(gè)振動(dòng)料斗便可完成原需 2 只汽缸、2 只電磁閥和 2 套給料門才能完成的工作, 成本大幅度下降。

4 .3 適用范圍寬

由于對(duì)振動(dòng)斗與儲(chǔ)料斗之間的間隙無(wú)嚴(yán)格要求 ,且儲(chǔ)料斗口至振動(dòng)斗口距離較遠(yuǎn) ,所以可以設(shè)置較大間隙,適應(yīng)多種物料的稱量。

而對(duì)于細(xì)小的粉狀物料, 由于可采用迷宮式密封元件封閉儲(chǔ)料斗出口防止漏料, 且振動(dòng)斗的傾斜振動(dòng)有利于物料流動(dòng), 所以可以完成粉狀物料的快速稱量。對(duì)于特殊物料, 如種子、茶葉等 ,由于無(wú)弧形門的機(jī)械摩擦所以無(wú)損傷。

4 .4 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)

傾倒執(zhí)行機(jī)構(gòu)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選用電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等多種形式, 在溫度較低的環(huán)境可采用電動(dòng)方式,無(wú)冰凍之虞 ,所以環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。

4 .5 無(wú)投料飛濺

弧形給料門關(guān)閉時(shí)從物流當(dāng)中高速穿過(guò), 造成物料飛濺 ,對(duì)于某些物料(如種子)的稱量將會(huì)造成混批。本裝置無(wú)需穿越物流, 且開(kāi)合速度較低 ,故不會(huì)造成物料飛濺。

4 .6 投料速度和稱量精度均比較高

若配合合理的凸輪輪廓設(shè)計(jì), 振動(dòng)料斗將緩慢復(fù)位 ,導(dǎo)致粗投到細(xì)投流量變化呈現(xiàn)過(guò)渡過(guò)程 ,極大地減小了細(xì)投的負(fù)擔(dān), 故可以盡可能設(shè)置較小的細(xì)投量, 在提高投料精度的同時(shí)提高投料速度。在為亞華種業(yè)種子公司提供的種子包裝秤上就達(dá)到了單秤速度 17 包/min ,稱量精度 ±1 ‰的理想結(jié)果。

5.傾倒式振動(dòng)給料機(jī)構(gòu)電子秤的使用前景

該電子秤能有效、便捷地解決當(dāng)前化工、食品、種子、藥品、軍工等行業(yè)的高速度、高精度稱量問(wèn)題,并能大幅度降低生產(chǎn)成本。對(duì)于某些有特殊要求的行業(yè)尤其具有十分重要的意義。僅國(guó)內(nèi)市場(chǎng)保守估計(jì) ,應(yīng)不少于數(shù)萬(wàn)臺(tái)。按目前市場(chǎng)價(jià)值計(jì)算,每臺(tái)售價(jià)為數(shù)萬(wàn)元 ,可產(chǎn)生十?dāng)?shù)億元經(jīng)濟(jì)效益,有著廣泛的使用前景。