自动化包装机械计量装置的原理与设计

赵海彬

摘要：本文研究了自动化包装机械计量装置的原理和设计。该装置主要由物料输送系统、计量系统、控制系统和包装系统组成。物料输送系统通过传送带将物料送至计量系统。计量系统采用电子称重传感器和计量控制器，对物料进行精准的计量。控制系统通过PLC控制器实现对计量流程的自动控制。包装系统则将计量好的物料按照要求进行包装。通过实验验证，该装置能够实现高精度的计量，减少了人工计量的误差和工作强度，提高了包装效率和质量。

关键词：自动化包装机械；计量装置；PLC控制器；传送带

1. 自动化包装机械计量装置的分类

计量装置的原理与设计要根据不同的物料特性和包装要求来选择合适的计量方式和结构。常见的计量方式有以下几种：

- 重力式计量：利用物料在重力作用下的流动来实现计量，适用于粒状或粉状物料，如大米、糖、盐等。重力式计量装置一般由料斗、切断器、称重传感器和控制器组成，工作时通过切断器控制料斗的开关，称重传感器检测物料的重量，控制器根据设定值调节切断器的开闭时间，从而实现准确计量。

- 螺旋式计量：利用螺旋体在电机驱动下旋转来推送物料进行计量，适用于粘性或流动性较差的物料，如面粉、奶粉、饲料等。螺旋式计量装置一般由料斗、螺旋体、电机、变频器和控制器组成，工作时通过变频器控制电机的转速，螺旋体按照一定的螺距将物料推送到出料口，控制器根据设定值调节电机的运行时间，从而实现准确计量。

- 滚筒式计量：利用滚筒在电机驱动下旋转来分割物料进行计量，适用于颗粒状或块状物料，如糖果、饼干、药片等。滚筒式计量装置一般由料斗、滚筒、电机、变频器和控制器组成，工作时通过变频器控制电机的转速，滚筒上设有一定数量和形状的凹槽，每个凹槽能容纳一定数量的物料，当滚筒旋转到出料口时，凹槽中的物料被释放出来，控制器根据设定值调节电机的运行时间，从而实现准确计量。

- 液压式计量：利用液压泵或气压泵将液体或气体物料压入容器进行计量，适用于液体或气体物料，如水、油、酒、气体等。液压式计量装置一般由液压泵或气压泵、容器、阀门和控制器组成，工作时通过阀门控制液压泵或气压泵的通断，容器内设有刻度或传感器来测量物料的体积或压力，控制器根据设定值调节阀门的开闭时间，从而实现准确计量。

以上是自动化包装机械计量装置的原理与设计的简要介绍，不同的计量方式有各自的优缺点和适用范围，需要根据实际情况进行选择和优化。自动化包装机械计量装置的设计还涉及到其他方面的问题，如物料的性能测试、计量精度的分析、计量误差的补偿、计量系统的稳定性和可靠性等，这些问题需要进一步的研究和探讨。

2. 自动化包装机械计量装置的原理与设计

自动化包装机械计量装置主要由物料输送系统、计量系统、控制系统和包装系统组成。

2.1 物料输送系统

物料输送系统采用传送带将物料从料仓中输送至计量系统。在传送带上安装了传感器，可以监测物料的流量。当物料流量过大或过小时，控制系统会自动调整传送带的速度，保证物料的稳定输送。

2.2 计量系统

计量系统采用电子称重传感器和计量控制器，对物料进行精准的计量。当物料通过传送带到达计量系统时，电子称重传感器会自动检测物料重量。计量控制器会根据预设的计量参数，对物料进行计量，并将计量结果反馈给控制系统。

2.3 控制系统

控制系统采用PLC控制器，实现对计量流程的自动控制。在控制系统中预设了计量参数，当物料流量过大或过小时，PLC控制器会自动调整传送带的速度，保证物料的稳定输送。计量控制器将计量结果反馈给PLC控制器，控制系统根据计量结果和预设的包装要求，自动调整包装系统的工作状态。

2.4 包装系统

包装系统根据预设的包装要求，将计量好的物料按照要求进行包装。包装系统可以采用自动化包装机械进行包装，也可以采用手动包装的方式进行包装。

3. 实验验证

通过实验验证，该装置能够实现高精度的计量，减少了人工计量的误差和工作强度，提高了包装效率和质量。同时，该装置操作简单，方便维护和管理。

4自动化包装机械计量装置容易出现的问题以及设计时如何避免此类问题

问题1：计量装置误差较大，影响包装质量。

解决办法：设计时要选择高精度的计量装置，并且在使用过程中需要定期进行检测和校准，以确保计量装置的精准度。具体方法包括：

1. 选择精度高的计量装置。在设计时，要根据实际需要选择适合的计量装置，并且考虑到装置的精度和稳定性。

2. 定期进行检测和校准。通过对计量装置进行定期的检测和校准，可以保证其精准度。检测和校准的周期要根据实际情况确定，一般建议每半年或一年进行一次。

3. 严格执行操作规程。在使用计量装置时，要遵守操作规程，确保操作正确、稳定，避免因操作不当或误操作导致误差增大。

4. 精细调试设备。在设备安装和调试阶段，要认真调试计量装置，调整其参数，使其达到最佳工作状态。同时，还要对设备进行全面的功能测试，确保设备正常、稳定工作。

问题2：计量装置出现故障，无法正常工作。

解决办法：设计时要选择质量可靠的计量装置，并且在使用过程中需要进行定期的维护和保养，以确保计量装置的正常运行。具体方法包括：

1. 选择质量可靠的计量装置。在设计时，要选择质量可靠、性能稳定的计量装置，并且考虑到装置的使用寿命和维护保养的便利性。

2. 定期进行维护保养。通过定期的维护保养，可以及时发现计量装置的故障或问题，并且对其进行修复或更换。维护保养的内容包括清洁、调整、润滑、更换易损件等。

3. 建立完善的维护保养制度。在使用计量装置时，要建立完善的维护保养制度，规定维护保养的标准和周期，明确责任人和具体操作流程。

4. 加强人员培训。在使用计量装置时，要加强人员培训，提高操作人员的技能和维护保养意识，避免因误操作或不当使用导致计量装置故障。

问题3：计量装置与其他设备的连接不稳定，影响生产效率。

解决办法：设计时要考虑连接的稳定性，选择合适的连接方式，并且加强连接处的固定，以确保连接稳定可靠。具体方法包括：

1. 选择合适的连接方式。在设计时，要选择合适的连接方式，根据设备的特点和使用环境，选择连接件的材质、规格和加工精度等。

2. 加强连接处的固定。在设备安装和调试阶段，要加强连接处的固定，确保连接稳定可靠。可以采用螺栓、锁紧螺母、卡环等连接方式，并且加强连接处的密封性和防松措施。

3. 定期检查连接处的状态。在使用过程中，要定期检查连接处的状态，发现松动或磨损等问题及时处理，避免因连接处问题导致设备故障或生产效率下降。

4. 建立完善的维护保养制度。在使用设备时，要建立完善的维护保养制度，规定检查的标准和周期，明确责任人和具体操作流程。同时，要加强人员培训，提高维护保养意识和技能水平。

问题4：计量装置在使用过程中产生噪音或振动，影响工作环境。

解决办法：设计时要考虑噪音和振动的问题，选择低噪音、低振动的计量装置，并且通过调整或更换相关部件，降低噪音和振动。具体方法包括：

1. 选择低噪音、低振动的计量装置。在设计时，要选择低噪音、低振动的计量装置，并且考虑到噪音和振动的控制标准和限值。

2. 通过调整或更换相关部件降低噪音和振动。可以通过调整计量装置的工作参数、更换阻尼器、加装减振器等措施，降低噪音和振动。同时，要注意调整和更换的部件要符合设计要求，保证计量装置的正常工作。

3. 采取隔音、隔振措施。可以采用隔音、隔振材料或结构，将噪音和振动隔离出去，减少对周围环境的影响。

4. 建立噪音和振动监测制度。在使用过程中，要建立噪音和振动监测制度，定期进行监测和评估，发现问题及时处理，避免因噪音和振动问题导致设备故障或对工作环境造成影响。

4. 结论

总之，自动化包装机械计量装置是现代工业生产的重要组成部分，它不仅可以提高生产效率和包装质量，而且可以降低生产成本和人力资源的浪费。在设计过程中，需要充分考虑计量和包装方案的准确性和稳定性，同时注重设备的安全性，以确保设备的高效、安全运行。

参考文献：

[1]韩子超.自动化在包装机械中的应用和展望[J].中国科技投资，2017（9）：55-57.

[2]黄帆.自动化技术在包装机械中的应用[J].低碳世界，2017（22）：118-119.

[3]杨坛.关于自动化在包裝机械中的应用探讨[J].科技展望.2016（14）：77.