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近年來由于國家糧食儲備庫通過的政府招標(biāo),采購了一大批移動式打包機，從而引發(fā)了一場定量包裝秤的研制熱潮，為此不少技術(shù)人員將個人工作中的體會寫了一些心得，特別是對影響計量性能的問題發(fā)布了各自的見解。我也禁不住寫了一點東西，在此與大家交流。
在OIMLR61《重力式自動裝料衡器》這個國際建議包容了定量包裝秤、累加秤、減量秤和組合秤等一系列品種，我們在研制定量包裝秤的過程中，除了進行必要的理論計算之外，就是嚴(yán)格按照該國際的指標(biāo)建議反復(fù)做試驗的。例如：改變給料裝置時做試驗，改變氣動元件時做試驗，改換稱重傳感器時也做試驗，確定最小秤量值時也是依靠試驗來完成的?？傊?，我們通過無數(shù)次的物料試驗,找出了影響定量包裝秤計量性能的原因，對產(chǎn)品反復(fù)改進設(shè)計，使其質(zhì)量不論是從外觀上，還是性能上都達到了一個新的層次。下邊想從幾個方面談一下個人的一點看法。
1.儲料倉中物料料位的影響。
儲料倉中物料的多少是影響計量性能的一種原因。.對于直落式給料方式的產(chǎn)品來說，儲料倉中礦料位高低是決定物料正壓力大小的因素，是穩(wěn)定供給物料的保證，也只有這樣，粗、細給料門開關(guān)控制也能有效。對于其他幾種給料方式來講，雖然沒有正壓力的問題，但物料穩(wěn)定供給質(zhì)量問題，也會使粗、細給料控制效果變壞。
2.物料特性的影響
2.1物料的流動性
物料的形狀、吸潮性、粘度、堆密度和摩擦力等因素都會影響物料在容器中的流動性。有些物品流動性出奇的好，其顆粒小，堆密度高，一般弧形給料門都無法截住其流動，只有采用特殊給料方法才能控制住；有些物料就沒有流動性，只有釆用強迫的方式才能將其推入稱量容器中；而還有些物料在平時流動性很好，但一吸潮后，只要一停留就會在儲料倉中起拱（棚料），影響正常給料，使計量準(zhǔn)確度無法保證。所以必須考慮設(shè)計一種特殊機構(gòu)以解決。
2.2特殊物料
有一些物料由于其易燃、易爆、帶靜電、有腐蝕性，在設(shè)計計量器具時必須認真對待，否則會給使用者帶來不可想象的影響。例如:易爆的粉狀物料，在設(shè)計時就應(yīng)將該特性考慮到結(jié)構(gòu)中，雖然與計量性能沒有直接的影響關(guān)系，但從安全角度考慮，必須放在第一位。又如帶靜電的物料，要從輸送、儲存、加料、排料幾個環(huán)節(jié)中對靜電進行處理。一是要避免產(chǎn)生靜電，二是要中和帶電的電荷，三是要施放靜電。
3.給料量控制的影晌
3.1給料的穩(wěn)定性
如何有效控制向稱量斗中加添物料，是定量秤設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一，而設(shè)計的結(jié)構(gòu)形式必須在認真研究物料的特性之后。
而給料量的控制又是必須根據(jù)包裝速度和計量準(zhǔn)確度兩項指標(biāo)的折中。要提高包裝速度必須將快給料（粗給料）量加大，縮短給料時間。而要提高計量準(zhǔn)確度必須將慢給料（細給料）時間放長，量減小。而快給料量過大會產(chǎn)生過沖現(xiàn)象，這在設(shè)計時應(yīng)考慮到的，因為這種現(xiàn)象會影響正常的稱量過程。
3.2最小秤量的選擇
每一個用戶在采購定量包裝秤時，總想買一臺設(shè)備能全部滿足所有量值物品的定量稱量時使用。如采購一臺最大秤量50kg的定量秤，甚至要求可以稱量lkg.2kg.5kg的定值物品。同時又不想降低計量準(zhǔn)確度，這是非常非常困難的，為什么呢？比如講，按R61號國際建議中5.2.2條要求:裝料衡器或模擬衡器應(yīng)該有一個載荷指示裝置，這個指示裝置的分度值應(yīng)不超過裝料等于最小秤量的使用中檢驗的最大允許偏差的0.125,當(dāng)一臺裝料衡器的最大秤量為50kg時，最小秤量為20kg時。當(dāng)Max=50kg時，分度值ei=50kgxl%x0.125x0.2=12.5g~10g;當(dāng)Min=20kg時，分度值e2=20kgxl%x0.125xO.2=5g,也就是講，這臺裝料衡器的分度數(shù)需為10000e2o如果Min=5kg時，分度值ej=5kgx1%x0.125x0.2=1.25g«lg這樣這臺裝料衡器的分度數(shù)需是50000e3,比R76中高準(zhǔn)確度級靜態(tài)衡器的準(zhǔn)確度都高了，達到了天平的水平。
以上僅僅是計算的情況。實際上要想使該衡器達到寬的使用范圍，還與機械結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。一種對每斗50kg供料的給料速度的裝置，在沒有進行任何改變的情況下,對每斗20kg供料僅僅改變快給料量和慢給料量，也很難保證計量準(zhǔn)確度。因為用同一種給料裝置，物料的輸送截面改變是較難的，即使改變,也是有限的。所以說，同一臺裝料衡器的稱量范圍在保證同一種準(zhǔn)確度和同一種計量速度的情況下，其稱量范圍不能要求的太寬，一般最小秤量的大小要看設(shè)計者在處理相關(guān)部件的結(jié)構(gòu)時的水平。
3.3粗、細給料的比例
粗、細給料比例的確定直接影響到稱量準(zhǔn)確度的高低和稱量速度的快慢。如何分配在設(shè)計設(shè)備時就應(yīng)考慮到，例如：以直落式給料方式為例，在《衡器））2001年2期《直落可調(diào)式給料裝置的設(shè)計》文章中介紹了一種設(shè)計方法。
已知：物料小麥，堆密度740kg/m3，給料口尺寸：260xl80
粗給料調(diào)節(jié)板調(diào)節(jié)范圍40mm
細給料調(diào)節(jié)板調(diào)節(jié)范圍70mm
止動氣缸左右調(diào)節(jié)范圍70mm
這樣:粗給料口調(diào)整范圍為（180~70）x260細給料口調(diào)整范圍為（70~0）X2603.4給料口的高度
影響稱量準(zhǔn)確度除粗、細給料量的控制方法外，中間飛料的控制也是直接影響稱量準(zhǔn)確度的一項重要因素，而中間飛料的影響除前文所講的儲料倉的料位是穩(wěn)定飛量大小的因素外，給料口到稱量斗中物料之間的距離也會直接影響稱量準(zhǔn)確度。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，工程技術(shù)人員盡量縮短給料口距稱量斗的距離。以減少中間飛料的大小，減小稱量誤差。當(dāng)然，還可以在給料口處設(shè)計一種可調(diào)節(jié)的截料機構(gòu)，以縮短飛料的行程。
3.5給料口的大小
單位截面下單位時間通過的物體多少稱為流量，那么在一定的時間內(nèi)要想提高計量速度，給料口的大小就是影響效率的重要因素。
3.6給料方式
不同的給料方式會給稱量帶來不同的稱量速度，不同的稱量準(zhǔn)確度，所以針對不同的物料在設(shè)計裝料衡器時，采用不同的給料機構(gòu)。一個給料機構(gòu)可以是一個或多個。
3.6.1直落式（重力式）給料裝置
這種給料方式是針對流動性好的物料釆用的，也是諸種給料裝置中給料速度較快的。
3.6.2螺旋式給料裝置
主要是針對粉狀物料采用的一種方式，有單螺旋式的，采用雙速電機或調(diào)速電機解決粗、細給料問題。也有雙螺旋式的，一個直徑大，一個直徑小,在快速粗給料時，二個螺旋給料機同時給料，當(dāng)慢速細給料時，直徑大的停止，直徑小的螺旋給料機繼續(xù)給料。
3.6.3皮帶式給料裝置
主要是針對粉、片狀混合物料和有一定粘度的物料采用的一種方式，釆用調(diào)速電機解決粗、細給料問題。
3.6.4振動式給料裝置
主要是針對片狀或顆粒大小不均的物料采用的一種方式，采用電磁振動和電機振動兩種方式。
電磁調(diào)速是用可控硅調(diào)制，電機調(diào)速是用變頻調(diào)速，從而改變給料速度解決粗細給料問題。
這種方式給料速度最慢,且控制準(zhǔn)確度較低。
3.6.5撥輪式給料裝置
主要是針對流動性特好的物料采用的一種方式，采用調(diào)頻技術(shù)調(diào)速，或用兩套大小不同的給料裝置。
3.6.6氣給料裝置,有正壓和負壓二種型式，當(dāng)粒狀物料小于200目后，需考慮用負壓法給料。
4.稱量斗穩(wěn)定性的影響
4.1稱重傳感器的安裝技術(shù)
4.1.1吊掛式
采用兩只或三只懸臂梁式或S型稱重傳感器將稱量斗吊掛在框架上，由于給料時物料沖擊，或放料時稱量斗門的晃動，或放料時物料的反作用，協(xié)稱量斗產(chǎn)生晃動，這種晃動會嚴(yán)重影響計量性能，一般都釆用橫向限位拉桿機構(gòu)約束稱量斗的水平晃動。如果吊掛機構(gòu)不能垂直作用在稱重傳感器上,還會產(chǎn)生水平分力,直接影響計量準(zhǔn)確度。
這里順便還要提到一點，懸臂梁稱重傳感器的安裝必須穩(wěn)固。這個問題見《梁式傳感器的安裝》一文。
4.1.2固定式
采用一只、二只或三只平行梁式稱重傳感器將稱量斗用螺栓固定在框架上，不管是加放料，還是開關(guān)料門，稱量斗均不會產(chǎn)生晃動。在安裝時也必須遵循《梁式傳感器的安裝》一文中講述的原則。同時還應(yīng)注意安裝尺寸的一致性，防止產(chǎn)生安裝應(yīng)力。
這樣安裝方式一定要注意對平行梁稱重傳感器在稱量時偏載產(chǎn)生的誤差，必要時應(yīng)對應(yīng)變梁進行修正。可能有人要講，在R61國際建議中沒有提偏載測試問題，且料斗式衡器不存在偏載問題。但我們應(yīng)注意到在R61國際建議中的“范圍”一節(jié)中指出：裝料衡器作為非自動衡器使用時，應(yīng)符合OIMLR76的要求。
4.1.3浮動式
二只或三只懸臂梁稱重傳感器安裝在框架上，稱量斗通過壓頭壓在傳感器上。如果釆用二只傳感器，還應(yīng)配上一套水平限位拉桿機構(gòu),三只傳感器的一般不再配水平拉桿機構(gòu)，但必須配水平限位。
但在這里須提醒一句，這種型式必須注意尺寸鏈中要有一個調(diào)整環(huán)，以保證每個壓頭能始終垂直壓作用在傳感器上。
4.1.4,平行桿式.
該結(jié)構(gòu)大多是歐洲國家的衡器生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常釆用的一種形式，用四根平行桿將稱量斗與框架連結(jié)在一起，利用其克服水平方向的拉力，而由一只稱重傳感器（可以是S型的、懸臂梁的、柱式的等等）支撐稱量斗的垂直作用力，使衡器的整體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。
賈頤康高工在《“平行桿”傳遞裝置中的靜力學(xué)問題》一文中對該結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理進行了闡述，并得岀該結(jié)構(gòu)誤差形成的公式：他從這個公式中給我們得出了不少非常有用的結(jié)論。為設(shè)計這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品提供了捷徑。
4.2卸料門結(jié)構(gòu)
卸料門前常用的結(jié)構(gòu)主要有：
①中間向兩邊開的，即轉(zhuǎn)軸在中間；
②單邊開的，即轉(zhuǎn)軸在一邊，單扇門向一邊開；
③雙邊開的，即轉(zhuǎn)軸分在兩邊，兩扇門分別向二邊；
④旋轉(zhuǎn)式的，即采用蝶閥原理，轉(zhuǎn)軸在中間，料門跟著轉(zhuǎn)；
⑤插撥式的,即采用閘閥原理，靠氣動或電動機構(gòu)推拉；
⑥氣囊式的，即釆用擠壓軟管的張合來開閉。
對固體物料來講以上6種結(jié)構(gòu)要針對不同物料，不同的輸送方式，釆用不同的結(jié)構(gòu)，才能保證計量性能。這里主要指直落式排料用的幾種結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可針對不同物料釆用前面所介紹的幾種給料裝置，用于排料結(jié)構(gòu)中。針對同一種物料，釆用不同的結(jié)構(gòu),也不能講不行,這里要看設(shè)計的技巧。
5.空氣流動的影響
在整個計量過程中，當(dāng)物料在加載或排放時，由于物料在流動時,必然帶動容器中氣體的流動，加入多少立方的物料必須排出多少立方的氣體，氣體的
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在傳統(tǒng)的定量包裝秤的控制程序中，在給料過程中采用多種速度分級給料，即以快速粗給料，再以慢速細給料，當(dāng)接近目標(biāo)值，已加入了絕大多數(shù)的量，當(dāng)空中飛料落入料斗中時，正好達預(yù)設(shè)的量值。這種方法需要現(xiàn)場多次試驗來選擇適當(dāng)?shù)亩ㄖ递敵?，使計量?zhǔn)確度達到要求。
7.2.2釆用先進的理論
目前大多數(shù)定量包裝秤用的顯示控制器都有采用補償調(diào)整方式，來保證計量的準(zhǔn)確度。
先進的模糊控制理論正在一些產(chǎn)品中進行嘗
流動必然也會影響稱量斗的晃動，對稱量斗產(chǎn)生浮試。
力和壓力。同時物料中的粉塵也會隨動。
5.1粉塵的處理
在一些設(shè)備中為保護周邊環(huán)境，重過程中產(chǎn)生的粉塵進行處理。但除所吸力必須與氣體排出量基本相同，太;對計量性能產(chǎn)生影響。
5.2卸料時補氣
當(dāng)稱量值較小.我們很難看出稱量斗排料時，斗中的負壓會對計量性能產(chǎn)生多大影響，但當(dāng)稱量值較大時，就很容易感覺到負壓的影響，稱量斗的穩(wěn)定時間明顯加長，對提高計量速度就很困難，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時就必須注意使整個系統(tǒng)中的氣流平衡。
6.稱量速度的影響
稱量速度與稱量準(zhǔn)確度是一對矛盾的的兩個性能指標(biāo)，要想提高稱量速度就必須犧牲稱量準(zhǔn)確度。當(dāng)然，這是在一定稱量范圍內(nèi)講這種話的。因為稱量速度的提高，是一項綜合性的工作，與今天在這里介紹的所有問題有關(guān)。要想提高稱量速度，又要提高稱量準(zhǔn)確度，必須解決各種影響因素的干擾。
7.稱重顯示控制器
稱重顯示控制器在計量性能的改變中是一個很重要的器件。在電子衡器誤分配時，推薦0.5的系數(shù)。其誤差主要是來源于靈敏度、噪聲、非線性、干擾等因素。
8.稱重傳感器的影響
與稱重顯示控制器一樣，稱重傳感器在計量性能的改變中也是一個很重要的器件。在電子衡器誤差分配時,推薦占0.7的系數(shù)，其誤差主要來源于靈敏度、非線性、重復(fù)性等因素。
9.氣源的影響
一般在衡器的使用說明書中都給用戶提供氣源的有關(guān)參數(shù)，壓力在0.4~0.6Mpa,耗氣量100L/C或0.3m3/min等等，而實際使用中選擇空壓機時，如果選擇供氣量較小時，空壓機就會連續(xù)工作，不能保證足夠的氣源，氣缸動作速度受到影響，影響系統(tǒng)不能穩(wěn)定的工作，從而影響稱量的準(zhǔn)確度。
10.系統(tǒng)剛度的影響
不論是稱量斗、給料機構(gòu)、夾袋機構(gòu)和稱重傳感器等等都是組合在一個框架上的，框架的穩(wěn)定與否也會影響計量性能的穩(wěn)定。特別是釆用雙稱量斗組合結(jié)構(gòu)時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剛度不足，雙稱量斗在交替工作時，就會產(chǎn)生互相干擾。當(dāng)然可以釆用一些緩沖裝置來處理，但是總不如從設(shè)計總體結(jié)構(gòu)時進行統(tǒng)一考慮。    ’
11.元器件的影響
11.1控制元器件的影響
在控制過程中，由于繼電器，接觸器等在參予工作時，因其質(zhì)量或外界的粉塵、潮濕、有害氣體的影響，造成響應(yīng)時間變化上的差異而使其產(chǎn)生誤差。
11.2執(zhí)行元器件的影響
在控制過程中，由于氣動元件或電動元件在參予工作時，因其質(zhì)量問題，產(chǎn)生工作不穩(wěn)定，部件之間產(chǎn)生沖撞等現(xiàn)象，而引起疲勞和損壞。如氣缸當(dāng)制造質(zhì)量出現(xiàn)問題，沒有緩沖行程時，極易在開關(guān)料斗門時產(chǎn)生沖撞,影響稱量斗的穩(wěn)定。
11.3元器件的安裝質(zhì)量
如果在安裝時沒有給活動部件的電纜線和供氣軟管留有一定的活動量，很可能會給計量性能帶來不穩(wěn)定的影響。比如說，在寒冷地區(qū)使用的產(chǎn)品一定要選擇耐寒性好的電纜線和供氣軟管，否則預(yù)留長度不足，線路一硬，必須會影響稱量斗的計量性能。
12.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的影響
一個稱量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度好壞，必須通過用砝碼校準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)確度，用實物校準(zhǔn)動態(tài)準(zhǔn)確度后，才能知道準(zhǔn)確度的高低。因此設(shè)備最后的聯(lián)調(diào)是必不可少的。這就需要首先認真閱讀產(chǎn)品使用說明書，在掌握了產(chǎn)品特點后用實際物料反復(fù)進行測試，使產(chǎn)品在最佳點上運行。

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