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全自动粉、粒料包装机设计

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：杨超

[导读] 摘要：提高生产率和降低生产成本是食品工业包装机械设计的重要指标。

        哈尔滨博实自动化股份有限公司黑龙江哈尔滨 150078
        摘要：提高生产率和降低生产成本是食品工业包装机械设计的重要指标。随着社会的发展，生活节奏加快，对粉状和颗粒状包装的需求增加。国内大多数粉、粒料包装机的包装速度无法适应经济发展和市场需求。因此，对粉、粒料包装机的设计研究已成为市场发展的必然趋势。为了提高包装机械的生产率，本文在现有包装模型的基础上，从提高包装速度的需要出发，论述了一种优化后的粉、粒料包装机。
        关键词：粉、粒料包装；全自动包装机；效率；
        前言
        一些发达国家在科技、食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表等工业部门,已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动控制化的生产过程，有的还将材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线，再者，为使包装成品更好地进入流通领域，大都配有专用的自动化仓库，并采用托盘集装箱运输。大量事实表明，实现包装的机械化和自动控制化，特别是高度柔性自动包装线的引进，不仅是现代生产的标志，而且具有相当大的经济优势。
        一、包装机概述
        1.包装是产品的加工过程。是指为在流通中保护产品、方便储运、促进销售，按一定的技术方法而采用容器、材料及辅助物等的总体名称，也指为达到上述目的而采用容器、材料及辅助物的过程中所施加的一定技术方法等的操作活动。包装机械指完成全部或部分包装过程的机器。其中包装过程包括成型、充填、封口、裹包等主要包装工序，以及清洗、干燥、杀菌、贴标、捆扎、集装、拆卸等前后包装工序和输送、选别等包装辅助工序。包装机械是使产品实现机械化、自动化的根本保证。对于未包装的产品来说，很难在不受影响的情况下进行存储、运输和营销。
        2.我国包装机械的发展现状:新中国成立时，我国包装机械几乎处于空白状态，只有少数工厂或作坊生产了一些简单的手工机械为少量进口机械维修。到70年代末，能生产几台低水平的包装机器，但还没有成为独立的产业。20世纪80年代改革开放，中国经济快速发展市场对包装需求增加，加上政府的关心和支持，在借鉴别国包装机械的基础上，进口设备和技术，我国包装机械量年均增长30%以上。90年代以来，包装机械的质量，品种，技术水平和性能都有了很大的发展，产品技术水平与国外先进水平的差距逐步缩小，为我国包装行业的发展提供了有力保障。
        3.我们国家包装机械的特点:一是企业产品结构调整取得较大进展：从全行业看，低档产品生产少了，中高档、专用产品生产多了；二是自主创新，具有自主产权的成果显著增加：开发了一批多功能，自动化程度高的先进设备和机型；第三，固定资本投资增长较快。一些重大的技术改造项目已经完成并运行。特别是大型机械的生产能力有了很大的提高。这包括大幅提高生产效率，降低制造成本，进一步优化企业供应链，进一步提供对用户的技术服务。
        二、设计原理
        基本依据全自动粉、粒料称重机属小包装机，它的称量装置系统由供料装置，称量计量装置和检控装置三大部分组成。论述的重点是称量计量装置这一部分。由于面粉等粉粒料容易受潮结块，颗粒大小不均匀，密度的变化幅度较大，多用称重法保证计量精度。称重分为称净重和毛重两大类。称净重常用于包装机上，而且又分为间歇式和连续称重。由于杠杆秤计量精度高，结构简单、调整维修方便，故此选用。杠杆秤是依据杠杆原理进行设计支、重、力三个作用点的，应用杠杆上的力矩平衡原理进行工作，即秤处在平衡状态时作用在秤梁上的各力之力矩代数和应等于零，而秤梁的平衡以下列假定为基础。把秤梁看作完全的刚体，受力作用时不产生变形；平衡时作用在秤梁的诸力，认为均垂直其轴线；秤的支点，重点，力点三点处于秤梁轴线的同一平面上；秤梁的平衡运动不受阻力的作用。

        考虑秤梁的重量为W1，集中作用在其重心位置上，距支点O的距离为L1，主砝码的重量为W3用位置距支点为L3，称量器的重量为Wo，所装物品的重量为W，它们作用于位置距支点O为L0处。由于需要二次振动送料，因此需要严格控制粗、精送料，以满足要求。
        三、工作内容和原理
        1.全自动粉、粒料称重机，采用双料槽二级电磁振动给料器，分为主副两个料道，料仓出口处装有主、副控制闸门，控制粗、细给料。称重机的主体为间歇式斗秤，即杠杆电子称。秤体由主（大）秤、副（小）秤杆、限位器、电磁铁、阻尼器及刀口支承，砝码等部分组成。在粗加料时，主、副料道同时给料，主秤杆作用，当加料到给定量的80%-90%时，检控装置发出信号，主料道停止给料。副料道继续给料，进行细加料，副秤杆立即给主秤杆补上，参与二次称量。当加料到给定重量的100%时，主、副秤体同时达到平衡，检控装置发出信号，打开摆式活门，进行排料，同时，给料器收到信号停止给料，排料完毕，活门靠重锤关闭，检控装置又发出信号，给料器收到信号重新开始工作，在此过程中，重复上述操作。
        2.（1）计量秤是称重系统的核心，包括称重梁、配重、称重系统和支承座。称重梁秤梁是秤结构的主体构件之一，应具有结构刚度好且轻巧的特点，选用45号钢制造，表面镀铬防止生锈。秤梁上支点，重点和力点镶嵌有刀刃及刀承组合的支承。秤梁通过支点支承在支承座上，力点悬挂称量容器，重点位置配置重砝码。叶片和轴承由T7和T8工具钢和刚性耐磨材料制成。叶片和轴承应仔细研磨，以保持良好的接触和低摩擦阻力，从而提高秤的灵敏度。配重砝码分主砝码和微调节砝码，主砝码用于计量值需进行较大变动时的粗调，微调砝码用于计量值需作微细调节时的微调，二者都能在秤梁上移动和定位。称量容器为称重计量时装载物品的容器，其结构应考虑到受料与排料方便，排料应完全彻底。称量器与排料装置组合在一起，底部有活动闸门，简称底部活门，活动闸门的开启和关闭都由排料装置系统控制。中心轴承是用于支撑称重梁的主要轴承。
        （2）测量设备:由设置在秤梁端部的检控规板、检测传感器、电子放大器、控制执行机构等组成检控装置职能：控制双料槽电磁振动给料器的二次给料、排料活门的开启，确保计量精度及自动执行称量工作循环。检控装置种类：检控装置的灵敏度对计量精度有重要影响，检控装置有电子电器式和气动仪表示，而电子电器检控装置又有电触点式和无触点传感式。
        四、全自动包装机优点
        用户可以选择颗粒材料单独包装,也能选择独立包装的粉状产品还可以选择颗粒材料和粉末微粒混合进行包装,它可以在粉粒料包装材料之间快速切换,以提高生产运营效率;其次，颗粒料斗和粉末料斗操作简单，操作简单，便于清洗颗粒料斗或粉末料斗，非常方便;第三，在混合室和进料室之间形成的混合通道不仅有利于材料的均匀分散和均匀下降，而且有利于材料的完全混合和混合后的均匀下降。在包装过程中可以保证材料的均匀性。
        结束语
        因为经济的发展和市场的需求,我国的粉粒料包装必然会继续追求高速度、高精度的目标。粉粒料包装机设计要在多样性中求突破，全自动包装机不仅可以提高包装的精度,减少人员和提高生产效率,而且能实现更大的盈利,也是推进生产包装自动化发展的巨大一步。
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