全自动碳粉灌装机灌装系统的结构设计.doc

全自动碳粉灌装机灌装系统的结构设计.doc全自动碳粉灌装机灌装系统的结构设计摘要:在传统的机型上设计了新型全自动的碳粉灌装机。灌装机主要分为供料系统、灌装系统和控制系统等部分。主要对灌装系统进行了结构设计和改进,灌装系统设计了螺杆螺旋称量灌装机构,提高了碳粉的计量精确度。开发了独特的灌装口机构,解决了粉料灌装过程中的扬尘和漏粉问题。关键词:碳粉灌装机;灌装系统;灌装机构1概述灌装机械就是包装机械的重点组成部分,前景非常光明,受到重视的程度越来越高。国内灌装机械在70年代主要靠的是进口,迄今国内灌装机也有着相当一部分的市场,但是还是不排除有部分灌装机需要继续从国外引进[1-3]。国产的灌装机械在一些关键的部件上还必须通过模仿才能实现设计制造,自动化水平低也是制约灌装机械发展的重要方面。本文设计了自动碳粉灌装机系统,主要对自动灌装系统的设计予以改进设计。2碳粉灌装机碳粉灌装机主要功能是对碳粉颗粒进行相关包装。全自动碳粉灌装机主要由上料系统、灌装系统、输送系统、自动控制系统、理盒系统以及底座支架等组成[4-5]。总体结构示意图如图1所示。全自动罐装机是由传统机型改进发展出来的,实现了整体的自动化。3灌装系统的总体设计重量计量是灌装系统的关键,做到准确称量将直接对企业的经济效益和企业的信誉产生提升,研究重量计量是灌装系统设计的重点,不能随意设计[6-7]。本设计研究的计量系统主要是由支架、称料斗、电机和灌装口机构几个部分构成的。在称料斗机构上面,其机构内置有粉料传感器,作用上是用于控制上料的正常运转。若是当粉料的量少到设定的地方的时候,也就是表明这时也就是不满足灌装要求的时候,这时就会操控上料电机进行运转,此刻其机械机构开始向料斗进行送料。若是料斗内的粉料到达了预设的顶部位置的时候,机构内置的传感器就会在这个时候发出来信号,控制系统就会控制上料电机关闭,这时上料的动作也就会停止了。本设计在称量斗中采用了变频电机辅助螺杆计量,变频电机的转速可以调整灌装速度和灌装量。,料斗形状常设计形态就如图2所示,主要形态有梯形和圆锥形。(a)圆锥形(b)梯形(c)梯形图2各种料斗形状图碳粉在料斗中的下料受力示意如图3所示。图3碳粉下料受力示意图如图3,粉末颗粒质量m,重力G=mg,料斗的斜面长l,倾角a,设料斗材料表面摩擦系数和粉末颗粒为μ,a为粉粒沿斜面下滑时的加速度,χ为粉粒与料斗表面的摩擦角,若取初始速度为0,则得到:t2=(1)式(1)中,μ、d和g均为常量,要使t很小,即小料很快,必须使sin(2α-χ)最大,即2α-χ=90o,所以得到:α==45o+argtanμ/2(2)考虑到摩擦角存在的缘故,要使α>45°,也要注意不可过大,不然的话,料斗的容积会变得很小,如若要想使得容积不变化,就需要把料斗高度增加,这样就会使得机构的高升上去,进行加料的话就不方便,也造成了粉尘飞扬情况的出现,因此,综合思考,行业一般采用的α为48°<α<75°。为防止因料斗面或整个圆锥面倾斜角度一致产生锥口下部堵塞或发生搭桥现象这种情况的发生,文中的料斗四面采用了不同倾角。粉料提供的快慢既与自身的流动性能有关系也与料斗材质的关系重大,通常机器的料斗在材质的选取上会采用不锈钢或者说是铝及铝合金,材质表面越是光洁,其摩擦系数就是越小,对