梗加香前電子皮帶秤導料擋料裝置探索

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［摘要］針對梗加香前電子皮帶秤穩定流量及現場漏料問題，根據電子皮帶秤主要構成和工作原理，對電子皮帶秤在煙草制絲梗加香工序生產中產生流量波動和現場漏料問題進行研究，發現問題原因為電子皮帶秤進料通道不合理。改進進料通道的導料擋板，統計分析設備改進后對該工序流量穩定的作用。

［關鍵詞］電子皮帶秤；流量波動；加香精度；漏料；導料擋料裝置

制絲線梗加香工序電子皮帶秤是一種基于PLC控制的計量設備，用于該工序連續恒流和計量稱重。梗加香工序作為卷煙廠制絲線上的特殊工序，梗絲流量均勻、穩定對梗加香精度控制影響重大。在生產過程中物料瞬時流量波動大，將影響添加香精的精度，批次內標準偏差、批次間標準偏差等均產生波動，直接影響梗絲內在品質。通過研究電子皮帶秤在煙草制絲梗加香工序生產中產生物料瞬時流量波動的原因，改進進料通道的導料擋板裝置及物料通道，對比改進前后生產數據，達到了梗加香工序工藝指標控制穩定的效果。

1梗加香前電子皮帶秤的作用

1.1工藝流程和設備布局

制絲生產線梗加香工序的工藝流程如圖1所示，設備布局如圖2所示。

1.2梗加香工序工藝指標

（1）電子皮帶秤：動態累計誤差±0.5%，控制精度≤0.5%，流量波動≤1%。（2）梗加香前電子皮帶秤與梗加香系統相關工藝指標：加香累計精度≤0.5%。

1.3梗加香前電子皮帶秤的原理及結構

梗加香工序使用二合一控制型電子皮帶秤，即電子皮帶秤和加香加料控制系統集成為一個控制系統。設備額定生產能力1500kg/h，皮帶寬度800mm。

2控制型電子秤的計量及控制原理

2.1控制型電子秤計量原理

控制型電子秤計量原理如圖3所示?？刂瞥訉嵸|上是計量秤功能和皮帶調速功能的結合，在計量工作原理的基礎上，通過調節帶速v改變Mv（質量單位速度）值，就可以調節流量。當設定給定流量Qp時，比較器將和實時流量Qn作比較，得出誤差E=Qp-Qn，經PID運算后輸出一個增量控制信號到變頻器改變電機轉速，達到定量給料目的。在梗絲加香滾筒前設置電子皮帶秤，控制系統采集電子皮帶秤的物料重量和帶速，計算出Qn和累計流量Wn。在設定了加香比例Kp時，系統又運算出配比流量Qm=Kp×Qn，并按此配比流量通過變頻器控制加香配比系統齒輪泵的轉速，將按此比例的香料通過加香系統的噴嘴對實物進行配料，電磁流量計測出實際料量Q。當Qm≠Qc時，其誤差通過PLC中的PI調節器改變泵的轉速，使Qm和Qc達到平衡，達到比例配料的目的。因此電子秤物料瞬時流量的穩定對于梗絲加香精度控制是非常重要的。

2.2控制型電子秤計量段機械結構

梗加香前電子皮帶秤結構如圖4所示，電子皮帶秤的計量段位于秤體內重量傳感器支撐稱量支架范圍（固定托輥1至固定托輥2之間），避免前后端物料沖擊和導致計量不準確現象。在梗加香工序電子皮帶秤處進行改進，必須保障不影響計量精度和控制精度的前提下，不能影響電子皮帶秤性能。皮帶自動糾偏裝置電機減速機固定托輥1計量托輥2主動滾筒固定托輥2從動滾筒計量托輥1物料流向27801620輸送機框架圖4皮帶秤秤結構

3存在的問題

問題即是物料流量控制波動。膨脹后梗絲梗絲水分（12.5%±0.5），梗絲膨脹后填充值達到5～6.5cm3/g，重量輕、體積大（容重為50kg/m3）。膨脹后梗絲特殊的物理特性，受進料計量管開口尺寸的限制，計量管導料壓輥組件下端為兩側帶軸承結構輥筒結構，物料受計量管導料輥擠壓的狀態，進入電子皮帶秤上的梗絲容易形成波峰和波谷，導致物料瞬時流量波動，直接影響梗絲加香精度。梗加料工序進料端由喂料機落料斗下端計量管與電子皮帶秤非接觸式安裝，梗絲在重力的作用下落入計量管內部堆積，經計量管出料口以穩定的寬度和厚度輸出至電子皮帶秤的輸送皮帶上，送出的料層厚度可以通過調節活動滑門開度進行控制，下端設置出料輥筒，出料輥筒距電子秤帶面高度可調，用于對物料的出料厚度進行微調。計量管外形結構如圖5所示。該結構滑門設計在實際使用一段時間后，煙灰或碎煙沫會進入出料輥筒的軸承內，導致軸承運轉不暢，時轉時不轉；同時落料斗下計量管出料輥筒壓輥無動力裝置，靠電子秤上輸送的梗絲帶動其旋轉，因梗絲經膨脹干燥后，梗絲蓬松且表面水分較小，梗絲的阻力無法均勻帶動壓輥轉動，導致物料不連續而產生波峰波谷，產生物料流量在下游電子皮帶秤上波動較大，對物料流量控制精度造成影響。

4計量管改進方案

4.1改進原理

考慮是解決出料輥筒的兩端軸承的密封和潤滑問題，但是出料輥筒直接與物料接觸，軸承密封容易滲油，造成污染，為免維護、免隱患重新設計了導料裝置。從結構上平滑物料出料阻力，能夠實現物料垂直下落在連接電子秤時轉角順暢，不造成物料堵料的隱患；由于按原擋板設計有上下可調長孔，出口物料可調，能夠對物料流量進行一定的限高，從而達到對物料流量的控制。

4.2改進后結構特點

計量管上部分安裝調整結構不變只是取消出料輥筒，在計量管出料端設可調物料導向弧板（板厚2mm），出口物料可調，能夠對物料流量進行一定的限高，從而達到對物料流量的控制。根據原裝限料輥尺寸，設計出一款便于安裝、穩定可靠和能夠實現平滑物料的擋料板。因梗絲物理特性為容重：50kg/m3，為更好導料和倒料，在倒料弧上半徑增大了20mm，將倒弧弧面拋光處理使其更加光滑進一步減小與物料的摩擦，使物料快速通過。導料裝置設計圖如圖6所示。

4.3改進措施可行性分析

該改進措施實施位置不在電子皮帶秤的稱量范圍內，與秤體無直接接觸，不會對電子皮帶秤的計量控制造成影響，同時在計量管滑門原安裝孔使用螺釘安裝方式不破壞設備結構，措施可行。

5電子皮帶秤漏料問題分析及解決措施

物料由計量管出料后，在電子秤運行過程中形成垮塌，部分梗絲從皮帶和側擋板之間的縫隙漏撒到設備機架和生產現場。

5.1原因分析

經膨脹干燥后梗絲，物料內部結構已膨化，梗絲填充值高、相互間粘合性差，所以梗絲在電子秤上運輸過程中，兩側梗絲就會造成垮塌。因產能限制，該電子皮帶秤在選型時皮帶寬度不夠寬，垮塌的梗絲直接進入側擋和皮帶之間的間隙漏出。散落在機架內部和生產環境地面，過程中可能對電子秤的稱重精度和運轉機構造成影響，也對生產現場造成一定的污染。

5.2電子皮帶秤漏料問題分析及解決方案

5.2.1改進原理改進后結構是在電子皮帶秤秤架入料端計量管出料處增加導料擋料裝置，如圖7所示。其作用是在電子皮帶秤秤架入料端計量管出料處對輸送的梗絲進行提前定型，定型后的梗絲垮塌現象和范圍明顯減小，保證垮塌的梗絲不進入側擋板和皮帶之間的間隙，從而解決此處漏料問題。5.2.2改進可行性分析該改進措施實施位置在電子皮帶秤秤架前端不在電子皮帶秤的稱量范圍內，不會對電子皮帶秤的性能造成影響，同時在秤架原安裝導料擋料裝置的螺釘位置進行安裝不破壞設備結構，措施可行。

6改進實施

針對以上兩個可行的改進措施，安裝制作導料擋料裝置，并下調計量管弧形擋料板高度，由原來的距電子秤皮帶高度280mm調整為275mm，電子皮帶秤進料端加裝導料擋料裝置；采用千斤頂頂起整個秤體，對地腳進行調整，將電子秤前后地腳、計量管與電子秤進行調平，避免安裝不到位影響秤體運行。

7改進效果

7.1改進前后生產過程運行參數對比

（1）改進前后梗絲加香物料瞬時流量波動情況如圖8和圖9所示。（2）改進前后梗絲加香瞬時精度波動情況如圖10和圖11所示。從生產實時數據來看，梗絲加香物料瞬時流量、梗絲加香瞬時精度、批次內梗絲加香香精流量更穩定，波動減少。

7.2改進前后批次電子稱流量控制對比

對比2020年與2021年同期生產批次數據，如圖14和圖15所示。從圖13看出，改進后批次間生產的電子秤流量標偏較改進前減少。從圖14看出，改進后批次間生產的電子秤流量變異系數較改進前減少。

7.3改進前后梗絲加香批次間加工參數對比

（1）梗加香工序批次間梗絲加香精度對比。如圖16所示。從上圖看出梗加香工序改進后批次間梗絲加香精度、梗加香精度標偏得到有效改進，梗加香精度更穩定，得到有效改進。（3）改進后生產現場得到改善，生產過程中梗絲無垮塌現象，生產過程中無跑冒滴漏現象。經過對生產數據的統計分析和生產過程跑冒滴漏觀察，對電子皮帶秤進料導料裝置和導料擋料裝置改進后，梗絲加香物料瞬時流量、梗絲加香瞬時精度、批次內梗絲加香香精流量、批次間梗絲加香精度和梗加香精度標偏有效改善，電子皮帶秤計量穩定性增加，提高了梗絲加香系統的穩定性，改善現場跑冒滴漏。

8結束語

制絲設備必須做到加工穩定，采取措施，改進影響加工穩定性的因素，是達到精益制造的一種方法。

參考文獻

[1]楊守臣.煙草專用電子皮帶秤校準方法及技術要求[J].科技創新導報，2018，15（17）：92，94.

[2]陸宇.電子皮帶秤使用維護技術要點分析[J].本鋼技術，2018，290（1）：34-37.

作者：羅剛 單位：四川西昌卷煙廠