螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì)

螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 1 摘 要 包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件，而實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是包裝機(jī)械。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，包裝機(jī)就是把產(chǎn)品包裝起來(lái)的機(jī)器，起著保護(hù)，美觀的作用。包裝機(jī)主要分為兩個(gè)方面，一是流水線式的整體生產(chǎn)包裝，二是產(chǎn)品外圍包裝設(shè)備隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，包裝機(jī)械在包裝領(lǐng)域中正起著越來(lái)越大的作用。我國(guó)包裝機(jī)行業(yè)起步于 20 世紀(jì) 70 年代，在80 年代末和 90 代中期的到了迅速發(fā)展。已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)中的 10 大行業(yè)之一，無(wú)論產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)的包裝工業(yè)的快速發(fā)張?zhí)峁┝擞辛Φ谋Ｕ夏壳啊Ｄ壳?，我?guó)已成為世界包 裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)十大國(guó)之一。新型包裝機(jī)往往是機(jī)、電、氣、一體化的設(shè)備 .充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為化簡(jiǎn)，工作精度和速度大大提高。機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)就是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用過程控制原理，將機(jī)械、電子與信息、檢測(cè)等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)整體最佳化。 本課題研究的螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)為凈重式電子秤，由雙螺旋給料機(jī)、電子稱、下料斗、袋夾、輸送機(jī)、縫包系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（包括 PLC、稱重控制儀、重量傳感器等）組成，通過智能電控系統(tǒng)控制， 自動(dòng)完成給料、稱量、夾袋、放料等工序。用于純堿、面粉、淀粉、飼料以及食品、化工、輕工、建材等行業(yè)粉狀物料的自動(dòng)定量、計(jì)量、包裝。 關(guān)鍵詞： 螺旋式給料機(jī)；稱重傳感器；氣動(dòng)； PLC 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 Abstract Packaging is necessary for products entering the circulation field,and packaging are the main means of packaging machinery.Simply put the packaging machine is the production packaging up the machine,plays a protection role of the beautiful. The packaging machine in two main aeras,the overall production pipeline packaging products periphery packaging equipment.With the development of the times,the progress of technology ,packaging machinery is playing a more and more greater role in the packaging area.Our country packs the machanical profession start in the 20th century 70s,and the 90s intermediate stages obtains the rapid development in the end of the 80s. Has become in the mechanical industry one of 10 big professions,regardless of is the output,in the variety,has all obtained the amazing achiecement,packed the industry for our country the fast development to provide the powerful safeguard. At present,our country has became the world packing mechanical industrial production and expends one of great nations.The new packing machinery often is machine ,the electricity,the gas integration equipment.The full use information product newest achievement,user air operated separation transmission technologies and so on implementing agency,servo motor-drive ,may cause the complete machine the transmission chain to reduce greatly the structure is greatly the simplification,the work precision and the speed enhances greatly.The essence of the electromechanical integration is from the system point of view， By using the principle of the process control， Machinery and electronics and information detection and related technology of organic combination, realize the whole optimization. The topic research the spiral automatic quantitative packaging machine is net weight type electronic scale,by double spiral feeder hopper FengBao bag clip conveyor system under the electronic scale control system,(including weight sensor PLC weighing controller,etc),through the electric control system of intelligent control,automatically finish feeding weighing clip bag feeding process.Feed for soda ash flour starch and food chemical light industry building materials industry powder automatic quantitative measurement packaging materials. Key words:The spiral feeder； Weighing sensor； Pneumatic； The PLC 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 3 目 錄 摘要 . III ABSTRACT . IV 目錄 . V 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 . 1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 1 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 3 2.1 雙螺旋給料機(jī)的設(shè)計(jì) . 3 2.1.1 已知參數(shù)和工作條件 . 3 2.1.2 螺旋給料機(jī)輸送量和功率計(jì)算 . 3 2.1.3 螺旋給料機(jī)進(jìn)出料口裝置 . 7 2.1.4 槽體的設(shè)計(jì) . 8 2.1.5 螺旋輸送機(jī)安裝技術(shù)條件 . 9 2.1.6 傳動(dòng)裝置的選擇 . 10 2.1.7 螺旋給料機(jī)的使用與維護(hù) . 10 2.2 稱重傳感器的設(shè)計(jì) . 10 2.2.1 稱重裝置的結(jié)構(gòu)形式選擇 . 11 2.2.1 結(jié)構(gòu)改進(jìn) . 11 2.2.3 秤體結(jié)構(gòu) . 12 2.2.4 稱量桶材料選擇 . 12 2.2.5 稱體容積選擇 . 12 2.3 縫包裝置的選擇 . 13 2.4 儲(chǔ)料倉(cāng)的設(shè)計(jì) . 13 2.5 帶式輸送機(jī)選擇 . 13 2.6 夾袋裝置的設(shè)計(jì) . 16 3 螺旋式包裝機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) . 18 3.1 PLC 簡(jiǎn)介 . 18 3.2 PLC 設(shè)計(jì) . 18 3.2.1 硬件配置 . 18 3.2.2 程序的流程圖 . 18 3.2.3 I/O 地址及符號(hào)地址表 . 19 3.3.4 程序設(shè)計(jì)及說(shuō)明 . 20 3.2.5 設(shè)計(jì)心得 . 25 4 氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 26 4.1 氣壓控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹 . 26 4.2 氣壓控制的設(shè)計(jì) . 26 4.2.1 設(shè)計(jì)思路 . 26 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 4.2.2 控制控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 27 5 結(jié)論與展望 . 29 5.1 結(jié)論 . 29 5.2 不足之處及未來(lái)展望 . 29 致謝 . 30 參考文獻(xiàn) . 31 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 5 1 緒論 1.1 本課題的 研究?jī)?nèi)容 和 意 義 隨著人們生活水平的日益提高 ,對(duì)產(chǎn)品的包裝要求也越來(lái)越高，自動(dòng)定量包裝機(jī)是輕工業(yè)產(chǎn)業(yè)中必不可少的自動(dòng)機(jī)械之一，我國(guó)近些年來(lái)包裝工業(yè)發(fā)展迅速，但又在某種程度上受到機(jī)械工業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后的影響。包裝機(jī)械發(fā)展較為緩慢，因此進(jìn)行顆粒包裝機(jī)的設(shè)計(jì)研究具有一定的意義 。 通過本次也涉及，能夠是我們對(duì)包裝機(jī)械有一個(gè)鉸深的了解，對(duì)螺旋式結(jié)構(gòu)，包裝機(jī)工作過程進(jìn)行分析研究并有所創(chuàng)新，同時(shí)也培養(yǎng)了對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的理解、收集、查閱文獻(xiàn)資料的能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 國(guó)內(nèi)：我國(guó)的包 裝機(jī)械概況與展望目前我國(guó)包裝機(jī)械企業(yè)規(guī)模偏小，技術(shù)裝備不是很完善，管理水平比較低，自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)能力較弱，產(chǎn)品品種單一。產(chǎn)品技術(shù)含量、附加值較低；新產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，不能及時(shí)響應(yīng)市場(chǎng)需求，及時(shí)提供市場(chǎng)、用戶急需的產(chǎn)品。企業(yè)主要精力都花費(fèi)在量的擴(kuò)張上，對(duì)質(zhì)的提升、科技進(jìn)步的投入嚴(yán)重不足，產(chǎn)品在低水平上重復(fù) ； 另外，產(chǎn)品安全防護(hù)措施較差，安全意識(shí)不強(qiáng)。目前我國(guó)的包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況。但包裝行業(yè)產(chǎn)品量廣，我們的行業(yè)仍然欣欣向榮，堪稱“朝陽(yáng)工業(yè)”。 國(guó)外 ： 國(guó)外包裝機(jī) 械業(yè)概況美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó)。 美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體 系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。 10 多年來(lái)，美國(guó)始終保持著世界最大包裝機(jī)械生 產(chǎn)和消費(fèi)大 國(guó)的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制。新型機(jī)械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機(jī)械的增長(zhǎng)最快，裹包機(jī)和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額的 15%，紙盒封盒包裝機(jī)在市場(chǎng)占有率中居第二位。一些大公司 生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī) -電 -儀及微機(jī)控制于一體， 采用光電感應(yīng)，以光 標(biāo)控制，并配有 防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝容積大 ， 課題的目 的、意義；國(guó) 內(nèi)外技術(shù)現(xiàn) 狀及發(fā)展趨 勢(shì) 而且能集制袋、稱重、充填、抽真 空、封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成。德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多年來(lái)始終處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)，出口比例占 80%左右。德國(guó)是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)。 意大利是僅次于德國(guó)的第二大包裝機(jī)械出口國(guó)。 意大利的包裝機(jī)械多用于食品工 業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀考究、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，出口比例占 80%左右。目前，世界各國(guó)對(duì)包裝機(jī)械的發(fā)展都十分重視，集機(jī)、電、氣、光、生、磁為一 體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn) 。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實(shí)用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì) 。 1.3 本課題應(yīng) 達(dá)到的要求 1.完成對(duì)自動(dòng)定量包裝機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并完成機(jī)械部分的二維圖、三維圖。其中機(jī)械部分的設(shè)計(jì)先要對(duì)原產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)繪，并運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法按照要求對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中包括儲(chǔ)料倉(cāng)的設(shè)計(jì)、雙螺旋給料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、夾袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與縫包裝置的設(shè)計(jì)等。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2.完成 PLC 控制系統(tǒng)與液壓氣壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì) PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行程序編制。其中液壓氣壓系統(tǒng)主要對(duì)夾袋裝置的收縮與伸張進(jìn)行 控制，而 PLC 程序編制采用通用的梯形圖進(jìn)行，以便于交流運(yùn)用 。 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 7 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 雙螺旋給料機(jī)的設(shè)計(jì) 2.1.1 已知參數(shù)和工作條件 本次設(shè)計(jì)的定量包機(jī)裝大螺旋包裝量為 1.5t/h， 小螺旋為 0.9t/h。 2.1.2 螺旋給料機(jī)機(jī)輸送量和功率計(jì)算 水平螺旋給料機(jī)的生產(chǎn)率可以按照下邊的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算 : FVQ 3600 (t/h) (2.1) 式中 :F 機(jī)槽內(nèi)物料的橫斷面積 （ m）； V 被輸送的物料的軸向的運(yùn)動(dòng)速度； 物料的單位容積重量 （ t/m）。 機(jī)槽內(nèi)物料的橫斷面積為 KDF 42 (2.2) 式中 :D 螺旋葉片直徑 （ m） ； 機(jī)槽的填充系數(shù) ， 其具體數(shù)據(jù)可見下表 2-1； 傾斜布置的輸送機(jī)對(duì) F 的修正系數(shù) ， 由于本次設(shè)計(jì)的輸送進(jìn)料部分是水平方向布置，故其值為 1.0； K 螺旋葉片的形式對(duì)輸送量的影響系數(shù)，見表 2-2。 表 2-1（各種散料的特性系數(shù)） 表 2-2（ 螺旋葉片形式的修正系數(shù)） 查詢糧食 工程設(shè)計(jì)手冊(cè)中的關(guān)于螺旋輸送軸的有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)要求等 ， 選擇滿面式葉片的螺旋體，根據(jù)螺旋給料機(jī)螺旋體與螺旋軸的系列推薦尺寸，選擇螺旋體直徑 D=160mm，對(duì)應(yīng)的螺旋軸直徑 d=36mm。再根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算 CKSnDQ 247 (2.3) 式中 :D 螺旋葉片直 徑，以選擇的為 160mm； 物料的裝滿系數(shù)； 物料名稱 推薦填充系數(shù) A 值 小麥 0.30 0.40 65 稻谷 0.30 0.40 60 面粉 0.30 0.40 40 麩皮、米糠、胚芽 0.20 0.35 40 50 棉籽 0.30 0.35 55 碎油餅 0.25 0.30 40 葉片形式 滿面式 齒式 帶式 漿式 K 1.0 0.8 0.7 0.3 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 S 螺距 ， 推薦的直徑 為 160mm 的葉片對(duì)應(yīng)的螺距為 130mm； n 螺旋軸轉(zhuǎn)速 （ r/min） ， 系列值為 60、 70、 80、 90、 100、 110、 120、 140、160、 190， 選擇推薦值 100r/min； 物料容重 ， 上面表格可查閱； C 傾斜修正系數(shù) ， 為水平布置，其值為 1.0； K 螺旋葉片葉形的影響系數(shù)，選擇的為滿面式，其值 1.0。 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率 （ kw） 計(jì)算公式 KHwLQN 367 (2.4) 式中 :Q 給料量，已知數(shù)據(jù)是 1.5t/h； w 物料阻力系數(shù)：糧食及其加工產(chǎn)品取 1.2 1.3， 麥芽、棉籽、糖塊取 1.5，蘇打、食鹽取 2.5； L 螺旋給料機(jī)的水平投影長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)量為 1.0m； H 傾斜輸送時(shí)物料提升的高度，向上為 +， 向下為 -本次設(shè)計(jì)為水平布置，為 0； K 電機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù)，取 1 1.4； 總 傳動(dòng)效率取 0.94。 螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)下物料運(yùn)行的滑移面，所以螺距的大小直接影響著物料輸送過程。最大螺距應(yīng)滿足下列兩個(gè)條件 : 要考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量間的適當(dāng)分布關(guān)系兩個(gè)條件，來(lái)確定最合理的螺距尺寸。 物料顆粒在螺旋面軸向方向上的作用力為 )c o s ( 合軸 PP為了軸P, 則必須滿足條件 2。 在最小半徑2dr處的螺旋升角 是最大的，輸送方向的作用力軸p最小。根據(jù)這個(gè)條件，最大的許用螺距值，由下式確定 2m ax dtgs (2.5) ds max (2.6) 若以DdK 1(D是 螺旋的外徑 )代人上式，則得 Dks 1max (2.7) 另外，在確定最大的許用螺距時(shí)，必須滿足的第二個(gè)條件是建立在使物料顆粒具有最合理的速度各分量間的關(guān)系的基礎(chǔ)上的， 即應(yīng)使物料顆粒具有盡可能大的軸向給料速度，同時(shí)又使螺旋面上各點(diǎn)的軸向輸送速度大于圓周速度。螺距的大小將影響速度各分量的分布。當(dāng)螺距增加時(shí)，雖然軸向輸送速度增大，但是會(huì)出現(xiàn)圓周速度不恰當(dāng)?shù)姆植记闆r ；相反，當(dāng)螺距較小時(shí)，速度各分量的分布情況較好，但是軸向輸送速度卻較小。于是，根據(jù)在螺旋圓周處的軸圓 VV 的條件。 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 9 12216012260 22rsrssnrsrssn (2.8) 即 rtgrs 24112 (2.9) 可得出 Dtgs 4 (2.10) 所以， s 需要滿足 Dks 1，和 Dtgs )4( 兩個(gè)條件。 物料的摩擦系數(shù)同物料在料槽里的運(yùn)動(dòng)取向、運(yùn)動(dòng)速度、物料的尺寸、濕度以及螺旋葉片材料及表面狀態(tài)等有關(guān)。輸送物料的摩擦系數(shù)可參考連續(xù)運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)。通?？砂聪?式計(jì)算螺距 kDs (2.11) 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的螺旋輸送機(jī)， k 值一般取為 0.8 1。當(dāng)傾斜布置或輸送物料流動(dòng)性較差時(shí)0.8k ；當(dāng)水平布置，可取 k 值等于 0.8 1。 故取 1k ， 那么大螺旋螺距為 s =0.50m，小螺旋螺旋為 s =0.25m。 螺旋軸徑的大小與螺距有關(guān)，因?yàn)閮烧吖餐瑳Q定了螺旋葉片的升角，也就決定了物料的滑移方向及速度分布，所以應(yīng)從考慮螺旋面與物料的摩擦關(guān)系以及速度各分量的適當(dāng)分布來(lái)確定最理的軸徑與螺距 之間的關(guān)系。 圖 2.1(螺旋葉片受力分析 ) 從上圖可以看出，物料在螺旋面上軸向受力分量 軸F 為 )c o s ( 合軸 FF （ 為螺旋升角） (2.12) 式中 :a角是由物料對(duì)螺旋面的摩擦角 P以及螺旋表面粗糙程度決定的。對(duì)于一般熱壓或用冷扎鋼板拉制的螺旋片表面，可以忽略螺旋葉面粗糙程度對(duì) 9)角的影響，此時(shí)可認(rèn)為 。所以， )c o s ( 合軸 FF (2.13) 因?yàn)槁菪?a在葉片根部最大，此處的輸送方向 (軸向 )作用力最小。 d 與 s 應(yīng)滿足關(guān)系之一是 0軸F，即 2。將 tg ，dstg 帶入上式并整理得出： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 sud (2.14) 確定最小軸徑還應(yīng)滿足的 第二個(gè)條件是物料具有盡可能大的軸向速度，同時(shí)螺旋面上各點(diǎn)的軸向速度大于圓周速度。 圓周速度和軸向速度分別為 1)2(260 2 rsrssnV圓 (2.15) 1)2(2160 2 rsrssnV軸 (2.16) 圖 2.2 (螺 旋葉片速度分析 ) 要使得螺旋面在葉片根部的軸向速度大于圓周速度，得出 nsd 11 (2.17) 根據(jù)上式計(jì)算，當(dāng) 取 0.3， Ds )18.0( 時(shí)， Dd )59.047.0( ； 當(dāng) u值增 加時(shí)， Dd 還增加，也就是說(shuō)，根據(jù)上式計(jì)算得出的軸徑相當(dāng)大，這勢(shì)必降低有效輸送截面為了 保證足夠的有效輸送截面從而保證輸送能力，就得加大結(jié)構(gòu)，使得輸送機(jī)結(jié)構(gòu)粗大笨重，成本提高。所以，螺旋軸徑與螺距的關(guān)系應(yīng)是輸送功能與結(jié)構(gòu)的合。在能夠滿足輸送要求的前提下，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊。由于這種場(chǎng)合使用的輸送機(jī)填充系數(shù)較低，只要保證靠近葉片外側(cè)的物料具有較大的軸向速度，且向速度大于圓周速度即可。經(jīng)綜合分析可得大螺旋軸直徑d1=35mm,小螺旋直徑 d2=65mm。 由于螺旋給料機(jī)夠?qū)儆谛⌒偷倪B續(xù)輸送設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在輸送物料的時(shí)候，對(duì)于螺旋軸徑所占據(jù)的截面，對(duì)輸送能力有一定的影響。所以在輸送能力計(jì)算時(shí)不能忽略軸徑所占的截面。 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 11 由輸送量公式 sn KKdDQd604)2( 22 (2.18) 可以得出轉(zhuǎn)速 n -)2(15 22 dDrsKKQnd (2.19) 式中， n 為螺旋轉(zhuǎn)數(shù) (r/ min)， s為螺旋螺距 (m)， 為螺旋葉片外徑與料槽內(nèi)壁最小間隙，一般 為 5 15mm。 一般說(shuō)來(lái) ，螺旋轉(zhuǎn)速加快，生產(chǎn)能力提高。但是當(dāng)轉(zhuǎn)速超過一定的極限值時(shí)，物料會(huì)因?yàn)殡x心力過大而向外拋，以致無(wú)法輸送，所以轉(zhuǎn)速 n還需要有一定的限定，不能超過某 一極限值。 實(shí)際轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速之間有一定的限定關(guān)系 gRR 2m ax2 (2.20） DArRgkn 2 (2.21） 式中： kgA 22 ， D 螺旋直徑 (m)， A 物料綜合特性系數(shù)。 如果計(jì)算得到的轉(zhuǎn)速太高，則應(yīng)對(duì)計(jì)算出的螺旋軸徑 D 、 d 、 s 值適當(dāng)調(diào)整查表可得A =35，又有 D =0.250m。計(jì)算可得：極限轉(zhuǎn)速 n =70（ r/m） 。圓整為下列轉(zhuǎn)速： 20、 30、35、 45、 60、 75、 90、 120、 150、 190r/min。故取大螺旋轉(zhuǎn)速為 n =60r/min，小螺旋轉(zhuǎn)速為n =45r/min。 螺旋給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率，是用于克服在物料輸送過程中的 各種阻力所消耗的能量，主要包括以下幾個(gè)部分。 1） 使被運(yùn)物料提升高度 H(水平或傾斜 )所需的能量； 2） 被運(yùn)物料對(duì)料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗； 3） 物料內(nèi)部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗； 4） 物料沿料槽運(yùn)動(dòng)造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗； 5） 中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。 從另外的角度 ,可以這樣分，物料與料槽間摩擦消耗的功率；物料與螺旋葉片間摩擦消耗的功率；軸承處摩擦消耗的功率；提升物料及物料顆粒間相互運(yùn)動(dòng)消耗的功率。 這樣，螺旋給料機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率，就由機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的阻力來(lái)決定的。阻力主要由以下幾個(gè)部分組成。 1） 物料與料槽之間的磨擦力阻力； 2） 物料對(duì)螺旋的摩擦阻力； 3） 物料傾斜向上輸送時(shí)的阻力； 4） 物料懸掛軸承下的堆積阻力； 5） 物料被攪拌所產(chǎn)生的阻力； 6） 軸承的摩擦阻力。 2.1.3 螺旋給料機(jī)進(jìn)出料口裝置 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 螺旋輸送機(jī)的出料口有方形出料口、手推式出料口和齒條式出料口三種，后兩種出料口拉板的開閉方向，按安裝不同分為右裝、左裝兩種。 右裝 站在螺旋機(jī)頭節(jié)往尾節(jié)看，拉板向右拉開； 左裝 站在螺旋機(jī) 頭節(jié)往尾節(jié)看，拉板向左拉開。 圖 2.3(進(jìn)料口 ) 圖 2.4(出 料口 ) 2.1.4 槽體的設(shè)計(jì) 圖 2.5(槽體 ) 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 13 如圖 2.5 所示，水平慢速螺旋給料機(jī)的料槽通常用 2 4mm 厚的薄鋼板構(gòu)成成。橫斷面兩側(cè)壁垂直，底部為半圓形，每節(jié)料槽的端部和側(cè)壁上端均用角鋼加固，以保證料槽的剛度，實(shí)現(xiàn)節(jié)與節(jié)間、頂部蓋板與料槽的連接，料槽底部應(yīng)設(shè)置鑄鐵件或角鋼焊接件的支承腳。底部半圓的內(nèi)徑應(yīng)比螺旋葉片直徑大 4 8mm。垂直快速螺旋輸送機(jī)料槽橫斷面為圓形，通常采用薄壁無(wú)縫鋼管制成。 不銹鋼或薄鋼板制成園筒或帶有 垂直側(cè)邊的 U 形槽，為了便于連接和增加剛性，在料槽的縱向邊緣及各節(jié)段的橫向接口處都焊有角鋼，料槽有時(shí)也用木板制成，其半圓形槽底包有鐵片，每隔 2 3(米 )設(shè)支架一個(gè)，槽用可拆卸的蓋子蓋在上面。料槽的內(nèi)直徑要稍大于螺旋直徑，使兩者之間有一間隙。螺旋和料槽制造、裝配愈精確間隙可愈小。這對(duì)減少磨這對(duì)減少磨損和動(dòng)力消耗非常重要，一般間隙為 6.09.5 毫米 。 2.1.5 螺旋給料機(jī)安裝技術(shù)條件 螺旋機(jī)安裝的正確性是以后使用情況良好的先決條件之一，其在使用地點(diǎn)的安裝必須妥善地進(jìn)行，并滿足技術(shù)條件的要求。 （ 1） 螺旋機(jī)安裝基礎(chǔ)至少應(yīng)在螺旋機(jī)正式安裝以前 20 天澆灌完成 ,該基礎(chǔ)應(yīng)能可靠地支承輸送機(jī)并保證不同地基過小而發(fā)生螺旋機(jī)下沉和額外的變化 ,保證螺旋機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有足夠穩(wěn)定性。 （ 2） 螺旋機(jī)在安裝以前必須將那些在運(yùn)輸中或卸箱時(shí)粘上的塵垢的機(jī)件加以清洗。 （ 3） 相鄰機(jī)殼法蘭石應(yīng)連接平整、密合，機(jī)殼內(nèi)表面接頭處錯(cuò)位偏差不超過 2mm。 （ 4） 機(jī)殼法蘭間允許墊石棉調(diào)整機(jī)殼和螺旋長(zhǎng)度的積累誤差。 （ 5） 外徑與機(jī)殼間的間隙應(yīng)符合，表 2-3 規(guī)定最小間隙不得少于表中規(guī)定數(shù)值的 60%，需要大間隙，按用戶要求制作。 表 2-3（ mm） （外徑與機(jī)殼間間隙） 螺旋公稱直徑 D 100 160 250 315 400 500 630 800 1000 1250 間隙 6 10 12.5 15 20 （ 6） 螺旋機(jī)各中間懸吊軸承應(yīng)可靠地固定在機(jī)殼吊耳上，與相鄰螺旋聯(lián)連后螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)均勻，沒有被卡住現(xiàn)象，安裝時(shí)可在吊軸承底座與機(jī)殼吊耳間加調(diào)整墊片以保證各吊軸承同軸安裝后螺旋體軸線的同軸度應(yīng)符合表 2-4 規(guī)定。 表 2-4（螺旋體軸線同軸度） 螺旋機(jī)長(zhǎng)度 (cm) 315 1530 3050 5070 同軸度 (mm) 3.0 4.0 5.0 5.0 （ 7） 螺旋機(jī)主軸與減速電器的同軸度應(yīng)符合 GB1184-80 形狀和位置工差 ,未注公差的規(guī)定 附表 4 中 10 級(jí)的規(guī)定。 （ 8）螺旋機(jī)的各底座在機(jī)殼裝妥后，均應(yīng)使之著實(shí)后再擰緊地腳螺釘。 （ 9）所有聯(lián)結(jié)螺釘均應(yīng)擰緊至可靠的程度。 （ 10）進(jìn)出料口現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)使進(jìn)出料口的法蘭支承面與螺旋機(jī)的本體軸線平行，與相連接的法蘭應(yīng)緊密貼合，不得有間隙。 （ 11） 螺旋機(jī)裝妥后應(yīng)檢查各存油處是否人足夠潤(rùn)滑油，不夠則加足之，其后 進(jìn)行無(wú)負(fù)載試車；在連續(xù)進(jìn)行 4 小時(shí)以上試運(yùn)轉(zhuǎn)后，檢查螺旋機(jī)裝配的正確性，發(fā)現(xiàn)不符合下列條件的應(yīng)即停車，處理后再運(yùn)轉(zhuǎn)，直至處于良好運(yùn)行狀態(tài)為止。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 2.1.6 傳動(dòng)裝置的選擇 （ 1） 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)： 1） 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、鏈輪、工作機(jī)組成； 2） 特點(diǎn) ： 齒輪 沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度； 3） 確定傳動(dòng)方案： 1 電動(dòng)機(jī)； 2 聯(lián)軸器； 3 鏈輪； 4 聯(lián)軸器； 5 工作機(jī)。 （ 2）電機(jī)的選擇 表 2-5（大小螺旋電機(jī)規(guī)格） 大螺旋 小螺旋 電機(jī)的型號(hào) G3LM-32-20-150 G3LM-22-25-T040 功率 1.5KW 0.4KW 電壓 AC220V AC220V 2.1.7 螺旋輸送機(jī)的使用與維護(hù) 螺旋給料機(jī)是用來(lái)對(duì)粉狀、粒狀、小塊狀物料的一般用途的給料設(shè)備 ， 各種軸承均處于灰塵中工作，因此在這樣工況條件下的螺旋機(jī)的合理操作與保養(yǎng)就具有更大的意義 ， 螺旋機(jī)的操作和保養(yǎng)主要要求如下。 （ 1） 螺旋機(jī)應(yīng)無(wú)負(fù)載起動(dòng)，即在機(jī)殼內(nèi)沒有物料時(shí)起動(dòng)，起動(dòng)后方能向螺旋機(jī)給料。 （ 2） 螺旋機(jī)初始給料時(shí)，應(yīng)逐步增加給料速度至達(dá)到額定輸送能力，給料應(yīng)均勻，否則容 易造成輸送物料的積塞，驅(qū)動(dòng)裝置的過載，使整臺(tái)機(jī)器早日損壞。 （ 3） 為了保證螺旋機(jī)無(wú)負(fù)載起動(dòng)的要求，輸送機(jī)在停車前應(yīng)停止加料，等機(jī)殼內(nèi)物料完全輸盡后方可停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 4） 被輸送物料內(nèi)不得混入堅(jiān)硬的大塊物料，避免螺旋卡死而造成螺旋機(jī)的損壞。 （ 5） 在使用中經(jīng)常檢視螺旋機(jī)各部位的工作狀態(tài)，注意各緊固機(jī)件是否松動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)件松動(dòng)，則應(yīng)立即擰緊螺釘，使之重新緊固。 （ 6） 應(yīng)當(dāng)特別注意螺旋管與聯(lián)接軸間的螺釘是否松動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象應(yīng)立即停止，矯正之。 （ 7） 螺旋機(jī)的機(jī)蓋在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不應(yīng)取下 ，以免發(fā)生事故。 （ 8） 螺旋機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生不正常現(xiàn)象均應(yīng)加以檢查，并消除之，不得強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 9） 螺旋機(jī)各運(yùn)動(dòng)機(jī)件應(yīng)經(jīng)常加潤(rùn)滑油。 1） 驅(qū)動(dòng)裝置的減速器應(yīng)按其說(shuō)明書要求潤(rùn)滑； 2） 螺旋機(jī)兩端軸承箱內(nèi)用鋰基潤(rùn)滑脂，每半月注入一次約 5 克； 3） 螺旋機(jī)吊軸承，選用 M1 類別，其中 80000 型軸承浸在融化了潤(rùn)滑脂中與潤(rùn)滑脂一道冷卻，重新裝好后使用；如尼龍密封圈損壞應(yīng)及時(shí)更換，使用一年，用以上方法再保養(yǎng)一次，可獲良好效果； 4） 螺旋機(jī)吊軸承，選用 M2 類別，每班加注潤(rùn)滑脂，每個(gè)吊軸承瓦注 脂約 5 克，高溫物料應(yīng)使用 ZN2 鈉基潤(rùn)滑脂 GB492-77 ，采用自潤(rùn)滑軸瓦，也應(yīng)加入少量潤(rùn)滑脂； 5） 螺旋給料機(jī)機(jī)的保養(yǎng)，俗稱日?；虬啾＃胁僮魅藛T進(jìn)行。它的主要內(nèi)容是班前外觀目檢，加油潤(rùn)滑，空載運(yùn)行，精心操作，班后清料。不管情況如何，均應(yīng)在交接記錄上如實(shí)載明備查。 2.2 稱重傳感器的設(shè)計(jì) 螺旋式自動(dòng)定量包裝機(jī)設(shè)計(jì) 15 2.2.1 稱重裝置的結(jié)構(gòu)形式選擇 （ 1） 集裝袋定量包裝機(jī)的稱量形式基本分為毛重式和凈重式。連同包裝袋一起進(jìn)行稱重的方式稱為毛重式（圖 2.6a),采用稱量斗對(duì)物料進(jìn)行稱重后再充填到包裝袋的方式為凈重 式（圖 2.6b）。圖 2.6a: 該種包裝機(jī)工作過程是直接將圖 1a 所示料包 1 內(nèi)的待稱物料充填到包裝袋 2,在充填的同時(shí)對(duì)袋 內(nèi)