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| 料斗秤的給料控制及設計 | 2020-01-15 |
| 摘要：隨著工業(yè)過程自動化的迅猛發(fā)展，給包裝、儲運提出了更高的要求。也就對用于散料計量的自動料斗秤的稱量速度和電子秤計量準確度提出了更高的要求。自動料斗秤的稱量速度和稱量準確度取決于其給料裝的給料速度和給料精度 自動料斗秤主要有電子秤和非連續(xù)累計秤兩種，防爆電子秤是為了獲取單次稱量的目標值,非連續(xù)累計秤是為了獲得多次稱量累加的目標值。從結(jié)構(gòu)上來講，防爆電子秤和非連續(xù)累計秤都有給料裝置、稱重裝置和卸料裝置.而防爆電子秤還有裝袋包裝裝置。隨著物流工業(yè)過程自動化的發(fā)展.自動料斗秤也日益應用于其它各行各業(yè)，因此，對自動料斗秤的稱量速度和稱量準確度提岀了更高的要求。 自動料斗秤的稱量速度和稱量準確度取決于給料裝置的給料速度和給料精度。現(xiàn)在就以應用于化工行業(yè)（物料以玉米的特性為例｝的自動料斗秤為例進行以下分析。 1給料裝置工作原理 自動料斗秤的給料裝置（含儲料斗）一般如圖1所示，當系統(tǒng)要求給料時，控制系統(tǒng)通過電磁閥控制氣缸6打開給料門4,儲料斗1中的物料就通過岀料口5進入稱重斗。當稱重斗中的物料量達到要求時，控制系統(tǒng)又控制氣缸關(guān)閉給料門，完成給料過程。 2給料裝置設計 2、1儲料斗 儲料斗的底部一般為上大下小的倒錐形.物料從儲料倉中向下排料時，由于物料的自重作用、不斷克服內(nèi)外摩擦阻力向下流動，物料在下降過程中，其顆粒不斷錯動、擠壓和重新組合,以適應截面作者單位:收縮的變化，而欲接近出料口時，顆粒的擠壓摩擦加劇，當阻力大于自重時就會形成棚料或架橋等現(xiàn)象，從而影響給料的正常進行。因此在設計給料斗時應充分考慮物料的特點防止棚料。 當儲料斗中的物料料位降低時，上層物料減少，下層物料顆粒間的擠壓力降低，物料顆粒之間的內(nèi)外摩擦力也隨之減小，出料口的物料流速逐漸加快。當物料快要排空時，其流速急劇增大，將會導致稱量超差，甚至從稱重斗中溢出。因此為了保5E準確稱量，應在儲料斗上安裝低料位計，該料位計下方的物料量應大于2倍的秤量。 2.2緊急間門 在儲料斗的下方應配置緊急閘門.尤其當儲料斗相當大時，如某些糧庫的料倉可以達到40以上,此時必須配置緊急閘門。當料斗秤或其后的設備發(fā)生故障時，應立即用緊急閘門截斷物料。這樣當有維修人員在對料斗秤或其它設備進行維修時，就不會有不知情人員或其它情況下的設備啟動.從而保證維修人員的安全。 2.3外殼 在料斗秤的外面增加外殼以防止化工中粉塵的飛揚，并附一吸塵裝置進行吸塵，吸塵裝置產(chǎn)生的負壓一般在500Pa左右，當負壓太低時.起不到很好的吸塵效果，而負壓太大時，將會對稱量產(chǎn)生影響，甚至將物料吸走。 2.4給料門 對于化工來說比較適宜的給料門應為扇形給料門。在開關(guān)給料門時，執(zhí)行氣缸只需克服物料在扇形給料門上的摩擦力即可，運行時迅速可靠，能夠較好完成給料過程，且扇形給料門不擠壓物料，不存在關(guān)不嚴和擠碎物料的情況。 2.5給料口 給料口的大小應該能保證料斗秤在額定流量工作時所需的給料速度，在此分別計算防爆電子秤和非連續(xù)累計秤的出料口的大小。 2.5.1非連續(xù)累計秤的出料口計算 由于非連續(xù)累計秤一般用于一大批散料的稱量，為滿足其精度要求和流量要求，一般設計的稱重斗都比較大，以流量Q毎斗稱量Max為例,完成一個稱量循環(huán)所需的時間丁=3600/(UW0Q/Max) 一個稱量循環(huán)周期為T.考慮到稱重斗的給料和卸料時間相同，則非連續(xù)累計秤可用1/3的時間即7/3來完成給料，則出料口的流量。 Q=。x，根據(jù)經(jīng)驗公式Q]=1.03xpxgl>'i(i-/pXdJx('lF-/>xd)式中p-堆密度，750kg/n?；g-重力加速度，9.8m/s，；/p-形狀系數(shù)，2.4；IF-給料口寬度,0.3m；d-物料直徑,6mm;fh-料斗傾角系數(shù)1.35(B=30")可以計算出出料口的長度L. 2.5.2定■包裝秤的出料口計算 防爆電子秤一般安裝在物料儲倉下方或工業(yè)生產(chǎn)流水線的末端、用來定量計量散裝物料并進行包裝、發(fā)放,隨著物流工業(yè)自動化程度的不斷發(fā)展,對防爆電子秤包裝速度的要求也不斷提高，對于25-100kg的大袋防爆電子秤的要求已達到600袋/h,甚至更高?，F(xiàn)在以50kg防爆電子秤、包裝速度為600袋/h來進行計算出料口的大小。完成1袋計量所需時間：t-3600/600=6s0由此可以看出，防爆電子秤的動作時間非常短，每一個細節(jié)所耗用的時間都能夠影響到整個過程。除去禰量、穩(wěn)定、卸料等所需的時間，其給料時間也就只能占到整個稱量時間的1/3,即2s左右,這還要除去小給料時間，約為0.5%則大給料時間約為L5s„ 根據(jù)計算，從電磁閥動作到活塞到達氣缸行程末端所需的時間：£]=0.55a(計算條件：氣缸規(guī)格(&50x100,接管口徑1/4,氣源壓力0.5MPa,配管長Im,氣缸的安裝方向水平，氣缸負載率30%根據(jù)氣缸運行特性，給料口的給料量應為圖2中的陰影部分，即給料量：M=Ai+A2+A；A、蟲可近似計算為A；==4?x0.55/1.5x0.5x60%=0.41xajA：=1.03xpxg0,5(L-/>xd)x(IT-/pxd)15x/hX式中p=750kg/m3;g=9.8m/a2;7^=2.4;W=0.28m;d^dinm;=1.35(B=30*)可以計算出給料口的長度La 2.5.3給料口大小的調(diào)節(jié) 在用戶現(xiàn)場有時需要對多種物料進行禰量，由于各種物料的流量不同，應在給料斗中設計一裝置來調(diào)節(jié)給料口的大小（圖3通過調(diào)節(jié)螺栓推動內(nèi)側(cè)擋板轉(zhuǎn)動,可使給料口在60%-99%之間調(diào)整。 2.6給料氣缸的設計 在選擇給料氣缸時應注意，便其負載率為30%~4Q%,—般不要超過50%,負載率過大時會嚴重影響其運行速度，尤其對于防爆電子秤更要充分考慮。 紿料裝置的定量給料（即大、小給料）可通過以下幾種方式完成。 2.6.1雙氣缸聯(lián)動 開門時雙氣缸同時動作，可以加大開門時的作用力，而且可以通過調(diào)節(jié)小給料氣缸（圖4下面氣£1）位置來調(diào)節(jié)小給料量的大小，以適應不同的物料。要求小給料時，大給料氣缸回縮i圖4上面氣缸），與小給料氣缸形成杠桿作用，給料門停止在小給料狀態(tài)。完成小給料后，雙氣缸同時回縮完成給料過程。 2.6.2雙行程氣缸 采用雙行程氣缸（圖5）給料時給料門的控制位置準確可靠,重復性高.特別適用于單種物料的情況,如果更換物料，由于無法針對物料的特點對流量進行調(diào)整，不能達到合適的給料速度和給料精度。 2,6.3單氣缸置配控制元件 在氣缸運行（圖6｝的中間安裝一開關(guān)控制元件檢測其位置，當氣缸運行到需要的中間位置〔即小給料位置）時，觸碰開關(guān)元件，發(fā)出信號，控制電磁閥使氣缸停止運行，進行小給料過程。該結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便。但由于氣壓的不穩(wěn)定，控制精度不是很高，適合于大稱量斗的給料控制。 3給料裝置的調(diào)試 料斗秤在正式使用前，需根據(jù)實際物料對給料裝置進行調(diào)試。 3.1首先調(diào)整大給料 調(diào)試時，由程序設定不運行小給料動作，而只進行大給料的操作。通過改變提前量的大小進行多次調(diào)試,使其給料量的誤差不超過土Q.5kg（以50kg防爆電子秤為例）。 3.2小給料調(diào)整 進入正常稱重狀態(tài)，通過改變小給料提前量的大小進行多次調(diào)試，便其最終給料誤差滿足要求。 4結(jié)束語 本文充分考慮了在設計自動料斗秤給料裝置時的各種影響因素，保證了給料裝置的給料速度及給料精度，其中有些數(shù)據(jù)是根據(jù)試驗的結(jié)果直接引用的，沒有給出計算公式。根據(jù)此設計思路設計的自動料斗秤己廣泛應用在物流過程控制中，取得了一定的社會效益。 | |
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