通過(guò)對現有電子秤給料系統存在的主要問(wèn)題進(jìn)行分析 ,詳細介紹了電子秤傾倒式振動(dòng)給料機構的工作原理及該機構解決現有電子秤給料系統問(wèn)題的方法與優(yōu)勢 ,最后對該機構的創(chuàng )新點(diǎn)及使用前景進(jìn)行了闡述。本文對當今電子稱(chēng)給料系統的設計提供了一種新穎、實(shí)用的方法。

1.現有電子秤投料系統的基本狀況

1.1  現有電子秤投料工作原理

一般用設置大小不同的幾個(gè)投料機構的方式,粗投料機構用以提高投料速度, 細投料機構用以提高投料精度。參數設定(二門(mén)式)按稱(chēng)量目標值分別設定粗投值、細投值、落差值。

工作原理:啟動(dòng)運行 , 粗投料器及細投料器開(kāi)始投料;當稱(chēng)量斗中物料達到粗投設定值時(shí), 粗投料器停止工作 , 細投料器繼續投料 ;當稱(chēng)量斗中物料達到細投設定值時(shí), 細投料器停止投料;待空中料柱完全落入稱(chēng)量斗中, 即達到目標值, 稱(chēng)量循環(huán)完成。

1 .2 現有各類(lèi)電子秤投料系統對比

各類(lèi)電子秤投料系統對比如表 1 所示。

1 .3 現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冰無(wú)法工作。

3)粉狀物料給料速度低 。

4)為同時(shí)滿(mǎn)足稱(chēng)量速度和精度 ,必須使用多個(gè)投料系統 ,結構相對復雜。

2.本設計擬解決的問(wèn)題

2.1簡(jiǎn)化電子秤投料機構結構

使用一套投料機構完成粗投料、細投料, 獲得原有多套機構才能實(shí)現的功能。

2 .2 提高電子秤環(huán)境適應能力

改用電氣執行機構, 取消了壓縮空氣氣源 ,降低對使用環(huán)境的要求, 消除低溫環(huán)境對電子秤的限制。

2 .3 粉狀物料或流動(dòng)性較差物料快速高精度稱(chēng)量

水泥、面粉、粉煤灰等粉狀物料流動(dòng)性較差 , 目前多采用螺旋機投料 , 其速度、精度均難以適應需要。本設計可以解決此類(lèi)物料的快速高精度稱(chēng)量。

3.傾倒式振動(dòng)投料機構電子秤的機械結構圖、電器控制圖及工作原理

3.1  傾倒式振動(dòng)給料機構電子秤機械結構圖如圖 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 —翻板轉動(dòng)中心 ;傾倒執行凸輪 6 —翻轉執行驅動(dòng) ;拉簧 7 —翻轉復位與減震 ; 儲料斗 8 —儲存物料。

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(chēng)重控制儀表。

2)控制原理同一般電子秤, 即設定目標值 、粗投值、細投值、落差值與其他參數, 達到設定參數時(shí) , 儀表輸出信號驅動(dòng)負載動(dòng)作, 執行命令。

3)控制框圖如圖 2 所示 。

3 .3 工作原理

1)粗投原理

當工作指令下達后 ,凸輪 6 轉動(dòng)或其他執行機構運動(dòng) ,振動(dòng)斗 1 向下傾斜 , 儲料斗 8 出料口被打開(kāi) ,電磁鐵通電,振動(dòng)斗 1 傾斜振動(dòng), 物料由儲料斗 8 出口向稱(chēng)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。當達到大投設定值時(shí) ,振動(dòng)斗復位,大投完成。

2)細投原理

粗投完成后, 電磁鐵繼續通電,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 , 執行細投 ;當達到落差設定值時(shí), 振動(dòng)電磁鐵斷電,完成細投。

4.本設計創(chuàng )新點(diǎn)

本設計創(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, 設計傾倒式振動(dòng)投料機構,振動(dòng)斗在振動(dòng)電磁鐵作用下振動(dòng)的同時(shí),由傾倒執行機構驅動(dòng) , 在翻板的帶動(dòng)下繞鉸軸旋轉傾倒振動(dòng)投料。

4 .1 無(wú)須設置大投門(mén)、小投門(mén)、微投門(mén)等多重機構

本設計結構簡(jiǎn)單, 僅需一套投料機構———振動(dòng)斗即可滿(mǎn)足全部投料要求。無(wú)須設置諸如大投門(mén)、小投門(mén)、微投門(mén)或振動(dòng)斗加大投門(mén)等重復機構。

若使用 4 段凸輪曲線(xiàn)加上相應角度位置控制,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

每臺電子秤僅需 1 臺伺服電動(dòng)機、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(mén)才能完成的工作, 成本大幅度下降。

4 .3 適用范圍寬

由于對振動(dòng)斗與儲料斗之間的間隙無(wú)嚴格要求 ,且儲料斗口至振動(dòng)斗口距離較遠 ,所以可以設置較大間隙,適應多種物料的稱(chēng)量。

而對于細小的粉狀物料, 由于可采用迷宮式密封元件封閉儲料斗出口防止漏料, 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(chēng)量。對于特殊物料, 如種子、茶葉等 ,由于無(wú)弧形門(mén)的機械摩擦所以無(wú)損傷。

4 .4 環(huán)境適應性強

傾倒執行機構可根據現場(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)境適應性較強。

4 .5 無(wú)投料飛濺

弧形給料門(mén)關(guān)閉時(shí)從物流當中高速穿過(guò), 造成物料飛濺 ,對于某些物料(如種子)的稱(chēng)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(chēng)量精度均比較高

若配合合理的凸輪輪廓設計, 振動(dòng)料斗將緩慢復位 ,導致粗投到細投流量變化呈現過(guò)渡過(guò)程 ,極大地減小了細投的負擔, 故可以盡可能設置較小的細投量, 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到了單秤速度 17 包/min ,稱(chēng)量精度 ±1 ‰的理想結果。

5.傾倒式振動(dòng)給料機構電子秤的使用前景

該電子秤能有效、便捷地解決當前化工、食品、種子、藥品、軍工等行業(yè)的高速度、高精度稱(chēng)量問(wèn)題,并能大幅度降低生產(chǎn)成本。對于某些有特殊要求的行業(yè)尤其具有十分重要的意義。僅國內市場(chǎng)保守估計 ,應不少于數萬(wàn)臺。按目前市場(chǎng)價(jià)值計算,每臺售價(jià)為數萬(wàn)元 ,可產(chǎn)生十數億元經(jīng)濟效益,有著(zhù)廣泛的使用前景。