五個問題影響螺桿喂料精

1、五個問題影響螺桿喂料精度 螺桿喂料器廣泛應用在顆粒、片狀、粉狀、短纖維等固體原料的輸送計量。筆者結合多年實際應用經(jīng)驗，提煉出圍繞著螺桿喂料器精度的幾個常見問題，希望能夠給大家在選用螺桿器時帶來一些幫助。 如何正確描述精度？ 基于數(shù)學統(tǒng)計學標準方差和平均的原理，我們通常用重復精度和線性精度描述螺桿喂料器的精度。重復精度是衡量螺桿喂料器的流量保持一致的指標。線性精度是衡量螺桿喂料器工作流量范圍的精度指標。 重復精度是基于標準樣本方差，描述螺桿喂料器的流量在一段時間內(nèi)，若干個采樣周期內(nèi)流量樣本的離散情況，是描述螺桿器重復誤差的重要指標之一。重復誤差可以基于標準方差進行量化。計算公式如下：（n 為樣本

2、數(shù)量，x為采樣周期內(nèi)樣本重量） 我們通常以95.5%樣品重量都在2STDEV（2個sigma）范圍內(nèi)，來描述重復精度：重復精度%=x平均重量/2STDEV。 如何正確取樣來獲得的標準方差是準確描述螺桿喂料器重復誤差的關鍵。由于在大多數(shù)工廠缺乏專業(yè)測量手段，傳統(tǒng)的取樣靠手工方法獲得。影響手工測量精度的主要因素是電子秤的稱量精度，以及手工采樣計時的誤差。測量的樣本重量越小，要求電子秤的精度越高，精度通常為樣本重量的0.1%。要獲得準確的采樣計時，要適當增加采樣計時時間，減少樣本重量的人為誤差，同時要求同一個人計時操作，樣本的采集連續(xù)進行。 專業(yè)喂料器制造廠家通常采用自動化程序取樣，來保證精確取樣，

3、減少手工取樣的人為誤差，同時簡化數(shù)據(jù)的處理過程。標準的自動程序取樣所用工具是高精度電子秤，電子秤通過附有標準通訊端口，如RS232或以太網(wǎng)端口，與用于數(shù)據(jù)處理的計算機相連，并采用標準數(shù)據(jù)處理程序，以快速處理數(shù)據(jù)，計算出精度指標。松耐（Sonner）公司采用自主研發(fā)的取樣程序，以實現(xiàn)差分動態(tài)取樣。這種取樣方法可以任意設定0.1秒至10秒間隔輸出樣本重量，以滿足后續(xù)1min樣本重量數(shù)據(jù)處理的需求，獲得無系統(tǒng)誤差的任意組樣本重量，正確評估喂料器的重復精度和線性精度。 線性精度是描述喂料器從最小喂料量到最大喂料量的運行范圍內(nèi)，每個運行點的準確程度。即是在整個量程內(nèi)實際喂料量和設定量之間誤差，誤差越小表

4、征的喂料器線性精度越高。 表征公式如下：（X為樣本重量平均重量，F(xiàn)設定為設定標準重量值） 為了獲得線性精度，與測量喂料器重復精度的方法一樣，要定時采集數(shù)組樣品重量。一般情況下，我們?nèi)?%，25%，50%，75%流量下連續(xù)取4個數(shù)組，每組10個樣品重量，然后計算每個組別的平均樣本重量與設定重量之間的差值，根據(jù)上述公式計算出每個設定點線性誤差率，這些誤差就是線性精度，表征喂料器在其運行范圍內(nèi)準確性。 如何確認客戶所需精度？ 正確理解客戶加工工藝信息，了解客戶產(chǎn)品技術規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量標準，是成功選擇螺桿喂料器的關鍵。 通過對客戶加工工藝信息中的原料配方組成、原料特征、整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)產(chǎn)能范圍、用戶現(xiàn)場

5、的安裝環(huán)境等信息的分析確認，來確認螺桿喂料器部件的選型，例如對喂料器計量螺桿規(guī)格、稱重部件精度、量程，以及存放原料的料倉容積一一確認選型，保證喂料器系統(tǒng)以最佳的組成，滿足用戶產(chǎn)品質(zhì)量標準對喂料器精度的要求。由于在混配造粒工藝中，固體原料物理特性的復雜性，使得在同一臺螺桿喂料器上所表現(xiàn)的精度都不一樣，這就要求我們更謹慎選擇螺桿喂料器。通常大部分專業(yè)的螺桿喂料器制造商都非常重視各種固體原料測試工作，已確認最佳的螺桿喂料器組合，滿足用戶的工藝需求。 什么情況下選擇體積式和失重式喂料器？ 失重式喂料器是通過檢測實際的流量，自動調(diào)整喂料器螺桿轉(zhuǎn)速，來達到和維持設定的流量。體積式喂料器是通過運行前的針對要

6、輸送的原料進行采樣標定出整個螺桿轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每個點所對應流量值，如果更換另一種原料，要重新標定，然后根據(jù)標定值，和所要運行的流量，推斷出螺桿轉(zhuǎn)速，在此轉(zhuǎn)速下運行喂料器。 原料配方及整條生產(chǎn)線的產(chǎn)能范圍，現(xiàn)場安裝環(huán)境等都是確認螺桿喂料器部件的選型的考慮因素體積式喂料器是一個開環(huán)的控制的喂料裝置，具有相當經(jīng)濟性，維護簡單，對安裝環(huán)境要求不高等優(yōu)點，但當原料堆積密度變化較大，會使得體積式螺桿喂料精度難以控制。體積式螺桿喂料器一般應用在對精度不是最關鍵技術指標的加工工藝中，影響這種方案精度的因素有三個方面：計量部件螺桿的幾何機械結構（如單螺桿、雙螺桿組合形式）；螺桿螺紋結構形式（彈簧形式、Auger形式

7、、Concave形式）；螺桿的喂料速度和原料的物理狀態(tài)（如堆積密度、流動性、物料的粘度）。通過對原料狀態(tài)特征的了解，選擇相適應的螺桿組合和螺紋結構形式，可以適當提高和保證體積式喂料器的精度。 例如：對大多數(shù)顆粒狀原料，特別是新料而言，一般選擇單螺桿體積式喂料器，由于這種原料顆粒均勻，流動性好，能夠在輸送過程中，堆積密度比較穩(wěn)定一致，體積式螺桿喂料器一樣能夠達到較高的重復精度和線性精度，只不過需要離線進行取樣校正等繁瑣操作，來準確達到要運行的設定流量。對于粉狀原料而言，由于大多數(shù)粉料的流動不好，原料粘度較大，我們一般選擇雙螺桿體積式喂料器，雖然雙螺桿能夠克服原料在螺槽 滯留和架橋問題，但無法保證

8、原料在每一螺槽 容積恒定，因此體積式螺桿喂料器對于此類原料，精度表現(xiàn)差，要謹慎選用。 影響失重式螺桿喂料器運行精度的因素 正確設計 失重式喂料器是連續(xù)工作的流量控制系統(tǒng)，因此需要有一個高動態(tài)、高精度的稱重系統(tǒng)檢測喂料器短時間（通常在1-5秒內(nèi)）出口流量，來確保流量控制的精確性；要正確選用螺桿和速度范圍來匹配原料的物理特征和工作流量范圍；同時要考慮喂料料倉的容積和防架橋裝置來優(yōu)化系統(tǒng)。 為了保證失重式螺桿喂料器工作在高精度狀態(tài)下，不僅要正確評估客戶加工工藝及原料信息特征，還要系統(tǒng)地設計失重螺桿喂料器的原料供給系統(tǒng)和混合下料系統(tǒng)，以及輔助的排氣系統(tǒng)。 體積式螺桿喂料器一般應用在對精度不是最關鍵技術

9、指標的加工工藝中， 螺桿的幾何結構、螺紋結構等都對精度有影響。安裝和運行環(huán)境 這是影響失重式螺桿喂料器精度的第二個因素。通常要關注以下幾點的設計安裝：1） 原料補料料倉系統(tǒng)和失重喂料器平臺采用獨立分離式設計，并且堅固，確保原料供給系統(tǒng)工作時的機械震動不會影響失重式喂料系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，設計獨立維修及工作人員工作空間，確保工作人員的走動、工作不會影響失重式喂料系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。2）在失重式螺桿喂料器的原料出口、入口、排氣口，應設計可靠的軟連接裝置，以隔離機械震動對失重式喂料系統(tǒng)的影響。 補料過程控制 當失重式喂料器料倉里原料消耗到達最低補料量時，系統(tǒng)可以自動或手動進入補料過程控制，這時由于系統(tǒng)重量處

10、于增加階段，因此無法進行閉環(huán)重量控制，系統(tǒng)處于體積式開環(huán)控制狀態(tài)，直至補料量達到設定重量，補料階段結束，系統(tǒng)才重新自動或手動回到失重式閉環(huán)控制階段。由此看出，任何一個失重式螺桿喂料器都無法避免再補料期間體積式運行，理論上講，體積式運行時間越短，失重式運行時間越長，體積式階段的運行精度對失重式運行階段精度影響就越小，但實際上不可能實現(xiàn)。因此，一般選取失重式運行時間/體積式運行時間至少不小于10：1作為安全比值，當然越大于這個比值，補料帶來的精度影響就越少。 典型失重式控制原理圖 失重加料器的工作過程原理圖在補料階段，由于新進的原料破壞了喂料料倉里氣壓的平衡，會伴隨系統(tǒng)的排氣發(fā)生，如果排氣不順暢，

11、同樣導致補料時間的延長從而影響系統(tǒng)運行精度。除了上述因素外，由于補料前料倉里料位和補料后料倉里料位是不一樣的而導致原料堆積密度有一定變化，為了減少系統(tǒng)從補料階段恢復到失重式控制階段后的不穩(wěn)定時間，優(yōu)化補料期間體積式運行時螺桿速度是十分必要的，通過歷史數(shù)據(jù)模型計算出優(yōu)化的螺桿速度，系統(tǒng)精度效果遠遠好于保持補料前螺桿速度。 常見故障有哪些？如何正確維護？ 無論是體積式還是失重式螺桿喂料器在用戶工廠運行過程中，存在的主要問題有：不正確的安裝；設備沒有得到正常維護保養(yǎng)，操作人員及維修人未得到足夠的培訓；用戶的加工工藝及原料、操作狀態(tài)發(fā)生變化，與訂購時確認的技術條件差異太大。 體積式喂料器常見問題及對策

12、 由于體積式螺桿喂料器是一個簡單開環(huán)的控制裝置，通常由喂料料倉、螺桿喂料部份、馬達驅(qū)動部份，以及變頻速度控制器組成。這種簡單機械控制裝置安裝較為簡單，能夠適應較惡劣的環(huán)境，只要定期檢查馬達控制線路和定期清潔螺桿和喂料料倉，就基本可避免故障的發(fā)生。 體積式螺桿喂料器的主要問題是螺桿卡死的問題和架橋問題，發(fā)生這類問題的原因主要是來至2個方面：1） 用戶的原料發(fā)生改變，導致目前的螺桿無法適應，例如所選的螺桿喂料器用來輸送粉狀原料，通常會選用雙螺桿輸送，以確保穩(wěn)定輸送，但如果改變成要輸送粒料，大部分雙螺桿結構對顆粒狀原料都會發(fā)生卡死。2 ）用戶的原料尺寸由于供應商的問題，特別是一些回收原料，有大尺寸異

13、物，導致螺桿卡死。3）沒有進行設備停機后清潔工作，導致有一些原料由于長期滯留在螺桿和喂料料倉內(nèi)結塊，在下次重新運行時，螺桿卡死。要解決上述問題要主要是更換螺桿來適應原料的變化，以及要采取有效措施控制原料的潔凈度，和停機后及時做好清潔工作。 失重式喂料器常見問題及對策 失重式喂料器是一個較為復雜的過程控制系統(tǒng)，產(chǎn)生的問題故障主要有以下幾種常見情況。 1. 沒有正確安裝失重式喂料器系統(tǒng)。平臺結構單薄，喂料器原料進口、出口以及排氣口軟連接未正確安裝，都會在日后失重式喂料器的運行埋下嚴重的隱患。因此，在未達到安裝要求時，應及時整改，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行打下堅實基礎。 2. 稱重系統(tǒng)異常。稱重系統(tǒng)需要在沒有外力的情況下才能穩(wěn)定工作，因此，稱重系統(tǒng)異常大多是受外力影響。有以下幾種表現(xiàn)形式： 1) 稱重平臺機械故障，發(fā)生這種情況主要由于在維修或清潔失重喂料器時，沒有安裝安全裝置導致稱重平臺遭受外力而損壞，因此在做上述工作時要按照操作規(guī)程操作，避免平臺損壞；或者是原料卡在稱重平臺里，影響稱重系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此要及時清理平臺的原料；2) 軟連接失效：軟連接的材質(zhì)大部分是采用硅膠制成，由于軟連接一直與原料接觸，特別是與一些腐蝕性原料接觸時，會使得軟連接變硬失去卸載外力的功能，要定期清潔或更換軟連接；3) 排氣系統(tǒng)堵塞，工作不順暢。如果排氣系統(tǒng)過于簡單，只有小面積過濾器