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　　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(dòng)、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(lǐng)域的應(yīng)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(duì)粉料或者粒料定量包裝入手，研究設(shè)計(jì)本定量包裝秤的機(jī)械部分及其電控部分。通過(guò)對(duì)各機(jī)械部件合理設(shè)計(jì)及電控部分準(zhǔn)確控制，完成對(duì)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(dòng)強(qiáng)度。
 

　　1 定量包裝秤機(jī)械部分設(shè)計(jì)
 

　　定量包裝秤機(jī)械部分是成品物料稱重過(guò)程的載體，本定量包裝秤包括的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)部件(圖1)有：料倉(cāng)、給料機(jī)構(gòu)、截料機(jī)構(gòu)、稱料機(jī)構(gòu)、箱體、卸料機(jī)構(gòu)和夾料機(jī)構(gòu)。
 

　　1.1 料倉(cāng)
 

　　料倉(cāng)是本定量包裝秤的*個(gè)部分，是定量包裝秤物料的進(jìn)料口，是物料的緩沖倉(cāng)[4]。包裝時(shí)，成品料通過(guò)成品倉(cāng)下的放料閥首*入定量包裝秤的料倉(cāng)。
 

　　1.2 給料機(jī)構(gòu)
 

　　給料機(jī)構(gòu)是本定量包裝秤的重要機(jī)構(gòu)，完成物料的快速和慢速給料，包括皮帶輸送和電機(jī)傳動(dòng)2部分。
 

　　1.2.1 皮帶輸送部分
 

　　通過(guò)包裝量可以計(jì)算出物料輸送量Q=7×60×40=16 800 kg/h，根據(jù)電機(jī)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(jī)傳動(dòng)部分
 

　　為了能快速、準(zhǔn)確的完成物料輸送工作，選擇具有二極、十二極2 種運(yùn)轉(zhuǎn)速度的雙速電機(jī)。在每包稱量過(guò)程中，為了完成快速給料，控制電機(jī)以二*速運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)快速輸送物料；為了保證稱重的準(zhǔn)確性，在每包物料輸送的后面部分控制電機(jī)以十二極慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)閘板機(jī)構(gòu)動(dòng)作控制皮帶輸送機(jī)上料層的厚度，實(shí)現(xiàn)慢速給料，從而保證了稱重過(guò)程的準(zhǔn)確性。電機(jī)傳動(dòng)除選擇運(yùn)轉(zhuǎn)方式外，運(yùn)轉(zhuǎn)功率也是電機(jī)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(jì)算公式來(lái)選擇電機(jī)的功率。
 

　　1.3 截料機(jī)構(gòu)
 

　　截料機(jī)構(gòu)由氣缸及截料板組成，可阻止給料機(jī)構(gòu)在完成每包物料給料時(shí)，多余的物料進(jìn)入稱料機(jī)構(gòu)。在定量包裝秤稱重過(guò)程中，稱料機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)物料的稱重，當(dāng)物料重量達(dá)到規(guī)定時(shí)，給出重量到位信號(hào)，電控部分發(fā)出指令停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。但因慣性及皮帶輸送出口邊沿的物料還會(huì)掉入稱重機(jī)構(gòu)，必將影響每包物料重量的準(zhǔn)確性。截料機(jī)構(gòu)就是在皮帶出口下端增加的裝置，當(dāng)電控部分發(fā)出停止電機(jī)工作的同時(shí)，啟動(dòng)截料板，使給料機(jī)構(gòu)多余的過(guò)沖量截止在截料板[7]，避免掉入稱重機(jī)構(gòu)，從而保證稱重機(jī)構(gòu)中稱重物料的準(zhǔn)確性。
 

　　1.4 稱料機(jī)構(gòu)
 

　　秤料機(jī)構(gòu)是完成物料稱重的核心機(jī)構(gòu)，由傳感器、稱料斗、卸料機(jī)構(gòu)組成。稱重過(guò)程為：控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的給料量，啟動(dòng)皮帶給料機(jī)快速給料，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的慢給料量時(shí)，控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的空中量控制皮帶給料機(jī)變換為慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)慢速給料，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的空中量時(shí)，皮帶給料機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，截料機(jī)構(gòu)關(guān)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(duì)保證定量包裝秤精度和速度至關(guān)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(shí)，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(duì)比市場(chǎng)上一般的原秤料斗(圖3)，將本定量包裝秤的秤料斗設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)物料平穩(wěn)、快速卸料。
 

　　1.4.3 卸料機(jī)構(gòu)
 

　　卸料機(jī)構(gòu)是秤料斗承載物料和卸物料的開(kāi)關(guān)門，由氣缸、連桿傳動(dòng)、自鎖拉桿組成。秤斗由傳感器掛在包裝秤箱體里面，設(shè)計(jì)時(shí)在傳動(dòng)連桿上增加自鎖拉桿，使卸料機(jī)構(gòu)平穩(wěn)開(kāi)關(guān)，避免了對(duì)秤料斗偏振。
 

　　1.5 夾袋機(jī)構(gòu)
 

　　夾袋機(jī)構(gòu)由氣缸、傳動(dòng)連桿組成，位于箱體出口下方，可實(shí)現(xiàn)定量包裝時(shí)對(duì)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(jī)械部分是完成快速、定量包裝的基礎(chǔ)，能夠完成各自在快速、定量包裝工作中工作量的機(jī)械動(dòng)作功能。電控部分是這些機(jī)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(jī)械部件才能準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)、地完成各自的工作。它通過(guò)電控信號(hào)在傳感器、電機(jī)、氣缸控制元件等信號(hào)控制元之間來(lái)回穿梭，準(zhǔn)確、地完成稱重傳感器信號(hào)的接收、信號(hào)參數(shù)對(duì)比、控制指令信號(hào)發(fā)出等電控工作。為了能更好地完成對(duì)機(jī)械部件電控控制，專門設(shè)計(jì)配套了一個(gè)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(wù)及解決的問(wèn)題是如何保證稱重信號(hào)的保真性、準(zhǔn)確控制各機(jī)械部件的工作。本包裝秤通過(guò)應(yīng)用具有高精度、A/D 快速轉(zhuǎn)換、抗干擾力強(qiáng)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(qiáng)的SMT 表面貼片技術(shù)，具有數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)、過(guò)濾噪聲及振動(dòng)能力強(qiáng)的TraxDSPTM 三階段過(guò)濾技術(shù)。通過(guò)三項(xiàng)電控技術(shù)來(lái)保證稱重信號(hào)在轉(zhuǎn)換、傳輸過(guò)程中重量信號(hào)的真實(shí)性。在電控控制過(guò)程中(圖5)，通過(guò)運(yùn)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(hào)通過(guò)Σ—Δ 型A/D 轉(zhuǎn)換成電路的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)進(jìn)入電控控制模塊，與控制模塊中的預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)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(jī)械部件的工作。