水泥包裝機(jī)的袋重控制

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1、 水泥包裝機(jī)的袋重控制 為符合 GBl75 —1999((硅酸鹽水泥、 普通硅酸鹽水泥》 對(duì)出廠袋裝水 泥的質(zhì)量 (以下簡(jiǎn)稱袋重 )規(guī)定，包裝機(jī)的平均袋重設(shè)置應(yīng)該符合兩個(gè)條 件：①平均袋重不低于 50kg；②平均袋重不低于 (49+3S)kg，其中 S 為樣 本標(biāo)準(zhǔn)偏差。舉例，當(dāng) S 為 0.8kg 時(shí)，平均袋重最小應(yīng)設(shè)置為 51.4kg。 由于各包裝機(jī)技術(shù)指標(biāo)的差異，產(chǎn)品樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差相差很大，優(yōu)良的能 達(dá)到 0.3～0.5kg，差的達(dá) 1kg 以上。 以樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差 0.5kg 的包裝機(jī)為例，要達(dá)到

2、GBl75 —1999 的相關(guān)要求，平均袋重就要不低于 50.5kg，以年生產(chǎn)袋裝水泥 120 萬 t 計(jì)算 (2.4 107 袋)，就會(huì)形成 12 000t 水泥的流失 (即若實(shí)際生產(chǎn) 121.2 萬 t 水泥，裝袋后卻是以 120 萬 t 銷售 )。由此可見， 對(duì)企業(yè)而言提高袋重控制水平，減小樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差具有重大的經(jīng)濟(jì)效益。 1. 各類水泥包裝機(jī)的袋重控制原理和特點(diǎn) 水泥包裝機(jī)按稱重方式可分為機(jī)械式和電子式，按裝料單元運(yùn)動(dòng)與否可以分為固定式和回轉(zhuǎn)式。 1.1 機(jī)械式包裝機(jī) 稱重機(jī)構(gòu)根據(jù)杠桿原理制造， 杠桿一端掛有配重塊， 另一端是秤架

3、，中間是支點(diǎn)，依靠杠桿機(jī)構(gòu)的上下翻轉(zhuǎn)來控制袋重。機(jī)械式包裝機(jī)的袋 重控制性能很差，原因有二：一是配重、支點(diǎn)摩擦阻力變化、袋座上的落灰等都被帶入計(jì)量，造成秤的零點(diǎn)偏離，而在水泥包裝過程中，落灰 是無法避免的； 二是在粉塵的環(huán)境下， 杠桿支點(diǎn)的靈活性容易受到影響。 1.2 電子式包裝機(jī) 電子式包裝機(jī)依靠彈簧片支撐秤架，稱重傳感器檢測(cè)袋重，控制器計(jì)量控制，氣缸 (或電磁鐵 )為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電子控制系統(tǒng)可以在每袋水泥裝料前對(duì)秤架進(jìn)行除皮歸零， 確保了秤零點(diǎn)的準(zhǔn)確， 而氣缸 (或電磁鐵 )受環(huán)境影響小，動(dòng)作可靠迅速。 1.3 固定式包裝機(jī)

4、 常有單嘴、雙嘴、四嘴，操作工正坐在秤架前方進(jìn)行操作，因?yàn)椴僮鞴さ氖帧⒛_隨時(shí)可以接觸秤架而改變袋熏，故這種包裝機(jī)袋重控制容易受人為因素干擾，而且固定式包裝機(jī)勞動(dòng)生產(chǎn)率很低，比較適用于中小型水泥廠。 1.4 回轉(zhuǎn)式包裝機(jī) 常見的有六嘴、八嘴、十四嘴等，在旋轉(zhuǎn)過程中裝料，操作工不能干擾袋重，而且回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)勞動(dòng)生產(chǎn)率要比固定式高出許多。由于其臺(tái)時(shí)產(chǎn)量高、袋重指標(biāo)優(yōu)異，因而應(yīng)用越來越廣泛。 2 回轉(zhuǎn)式電子稱重水泥包裝機(jī)的袋重控制與實(shí)踐 國內(nèi)常用的有唐山、黃石、無錫等地制造的國產(chǎn)機(jī)器以及進(jìn)口的德 國 HAVER 機(jī)器，其工作原理和過程大致相同，

5、維護(hù)時(shí)主要是要求秤架清潔靈活，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作迅速可靠。 2.1 二次裝料技術(shù) 有的包裝機(jī)灌裝過程中速度保持不變 (可稱為一次灌裝 )。有的采取二次裝料技術(shù)，即快速—慢速裝料方式，在接近目標(biāo)袋重時(shí) (如 45kg 左右時(shí) )降低灌裝速度，以提高精確度。 在采用二次裝料技術(shù)的包裝機(jī)上試驗(yàn)，將細(xì)裝料的閘板開度調(diào)整到最大，此時(shí)樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差急劇增大。 2.2 閉環(huán)控制系統(tǒng) 在順包皮帶后安裝輸送輥道及校正秤，與控制室中央控制器、包裝機(jī)機(jī)上控制器構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)袋重進(jìn)行連續(xù)校正。需要特別注意的是在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，袋重以校正秤為基準(zhǔn)，校正秤檢測(cè)的是包括皮

6、重的每袋總重，沒有自動(dòng)除皮功能，無法對(duì)自身的皮重變化做出調(diào)整，因此生產(chǎn)過程中必須及時(shí)清理落灰，始終保持校正秤零點(diǎn)穩(wěn)定。 2.3 一次灌裝包裝機(jī)控制器的改造 二次裝料技術(shù)可以顯著降低袋重誤差，但相比一次灌裝，要增加控 制器輸出點(diǎn)數(shù)、 增加電磁閥和三位氣缸 (使用電磁鐵 )、降低臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、 增加制造成本，因此部分包裝機(jī)沒有采取二次裝料技術(shù)。 筆者通過探索， 在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)灌裝葉輪、 氣缸 (電磁鐵 )驅(qū)動(dòng)閘板的包裝機(jī)上，不需要增加任何設(shè)備，只需將電動(dòng)機(jī)的停止信號(hào)由目標(biāo)袋重略 微提前，例如設(shè)置為 50kg，而氣缸 (電磁鐵 )的關(guān)閉信號(hào)仍為 5

7、0.5kg，這樣，利用電動(dòng)機(jī)的慣性構(gòu)成二次裝料。 2.4 對(duì)二次灌裝技術(shù)的認(rèn)識(shí) 可能是出于成本的考慮，一些包裝機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)二次裝料技術(shù)有異議，認(rèn)為沒有必要。但包裝機(jī)老牌廠家 HAVER 公司認(rèn)為，二次裝料必不可少，而且細(xì)裝料的時(shí)間應(yīng)該大于 2s。筆者在實(shí)踐中也切實(shí)體會(huì)到二次裝料技術(shù)對(duì)于改善計(jì)量精度至關(guān)重要， 并在實(shí)踐中實(shí)施了不增加硬件、不增加成本的基礎(chǔ)上將原來的一次裝料改為二次裝料的方案，應(yīng)用效果 很好。 2.5 對(duì)三次灌裝技術(shù)的實(shí)踐 在已經(jīng)采用了二次裝料技術(shù)的包裝機(jī)上，可以在不增加硬件、不增加成本的基礎(chǔ)上，縮短二次裝料時(shí)間，提前停止裝料電

8、動(dòng)機(jī)，依靠電動(dòng)機(jī)慣性構(gòu)成三次裝料，對(duì)機(jī)器工作有利無弊，在不影響包裝機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的情況下，計(jì)量精度可進(jìn)一步提高。三次裝料時(shí)間取決于電動(dòng)機(jī)停車的慣性時(shí)間， HAVER 包裝機(jī)上裝料電動(dòng)機(jī)有能耗制動(dòng)，故停車很快。目前設(shè)置的二次裝料轉(zhuǎn)換點(diǎn)為 47kg(HAVER 原設(shè)置 42kg)，三次裝料轉(zhuǎn)換點(diǎn)為 49.5kg，這些設(shè)置值需要由用戶根據(jù)自己的裝料電動(dòng)機(jī)有無制動(dòng)、袋重指標(biāo)要求、機(jī)器臺(tái)時(shí)產(chǎn)量要求、水泥流動(dòng)性能等實(shí)際情況確定。袋重精度要求嚴(yán)格，就要降低二次、三次裝料轉(zhuǎn)換點(diǎn)，同時(shí)機(jī)器臺(tái)時(shí)產(chǎn)量被降低；水泥流動(dòng)性能差，就要提高二次、三次裝料轉(zhuǎn)換點(diǎn)。 某單位的 HAVER 6RS(FE) 、HAVER 6

9、RSMEC Ⅱ包裝機(jī)上進(jìn)行了長(zhǎng) 期實(shí)踐摸索，出于降低成本的目的，自己開發(fā)了一款控制器，于 2007 年 6 月在 HAVER 6RS(FE) 包裝機(jī) 5 號(hào)裝料嘴上試使用， 8 月中旬調(diào)試正常。從 8 月到現(xiàn)在一直沒有調(diào)整過袋重設(shè)定值，多次抽檢袋重，效果理想 (數(shù)據(jù)略 )。實(shí)踐證明控制器工作是可靠的，三次裝料技術(shù)是可行的。 2.6 開環(huán)控制系統(tǒng)的改進(jìn) 閉環(huán)控制系統(tǒng)可以大大減小誤差，但需要增加校正秤、中央控制器等，成本增加不少，特別是由于校正秤沒有自動(dòng)除皮功能，如果生產(chǎn)過程中的落灰不能及時(shí)清理，反而造成嚴(yán)重的袋重誤差。 在某單位包裝機(jī)系統(tǒng)的校正秤損壞后，在配件國產(chǎn)化過程中對(duì)包裝機(jī)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，使得開環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制的功能。其控制原理是：我們此時(shí)再次檢測(cè)袋重并與預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整預(yù)設(shè)定值，從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)踐證明是可行的。