梗加香前电子皮带秤导料挡料装置探索

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［摘要］针对梗加香前电子皮带秤稳定流量及现场漏料问题，根据电子皮带秤主要构成和工作原理，对电子皮带秤在烟草制丝梗加香工序生产中产生流量波动和现场漏料问题进行研究，发现问题原因为电子皮带秤进料通道不合理。改进进料通道的导料挡板，统计分析设备改进后对该工序流量稳定的作用。

［关键词］电子皮带秤；流量波动；加香精度；漏料；导料挡料装置

制丝线梗加香工序电子皮带秤是一种基于PLC控制的计量设备，用于该工序连续恒流和计量称重。梗加香工序作为卷烟厂制丝线上的特殊工序，梗丝流量均匀、稳定对梗加香精度控制影响重大。在生产过程中物料瞬时流量波动大，将影响添加香精的精度，批次内标准偏差、批次间标准偏差等均产生波动，直接影响梗丝内在品质。通过研究电子皮带秤在烟草制丝梗加香工序生产中产生物料瞬时流量波动的原因，改进进料通道的导料挡板装置及物料通道，对比改进前后生产数据，达到了梗加香工序工艺指标控制稳定的效果。

1梗加香前电子皮带秤的作用

1.1工艺流程和设备布局

制丝生产线梗加香工序的工艺流程如图1所示，设备布局如图2所示。

1.2梗加香工序工艺指标

（1）电子皮带秤：动态累计误差±0.5%，控制精度≤0.5%，流量波动≤1%。（2）梗加香前电子皮带秤与梗加香系统相关工艺指标：加香累计精度≤0.5%。

1.3梗加香前电子皮带秤的原理及结构

梗加香工序使用二合一控制型电子皮带秤，即电子皮带秤和加香加料控制系统集成为一个控制系统。设备额定生产能力1500kg/h，皮带宽度800mm。

2控制型电子秤的计量及控制原理

2.1控制型电子秤计量原理

控制型电子秤计量原理如图3所示。控制秤实质上是计量秤功能和皮带调速功能的结合，在计量工作原理的基础上，通过调节带速v改变Mv（质量单位速度）值，就可以调节流量。当设定给定流量Qp时，比较器将和实时流量Qn作比较，得出误差E=Qp-Qn，经PID运算后输出一个增量控制信号到变频器改变电机转速，达到定量给料目的。在梗丝加香滚筒前设置电子皮带秤，控制系统采集电子皮带秤的物料重量和带速，计算出Qn和累计流量Wn。在设定了加香比例Kp时，系统又运算出配比流量Qm=Kp×Qn，并按此配比流量通过变频器控制加香配比系统齿轮泵的转速，将按此比例的香料通过加香系统的喷嘴对实物进行配料，电磁流量计测出实际料量Q。当Qm≠Qc时，其误差通过PLC中的PI调节器改变泵的转速，使Qm和Qc达到平衡，达到比例配料的目的。因此电子秤物料瞬时流量的稳定对于梗丝加香精度控制是非常重要的。

2.2控制型电子秤计量段机械结构

梗加香前电子皮带秤结构如图4所示，电子皮带秤的计量段位于秤体内重量传感器支撑称量支架范围（固定托辊1至固定托辊2之间），避免前后端物料冲击和导致计量不准确现象。在梗加香工序电子皮带秤处进行改进，必须保障不影响计量精度和控制精度的前提下，不能影响电子皮带秤性能。皮带自动纠偏装置电机减速机固定托辊1计量托辊2主动滚筒固定托辊2从动滚筒计量托辊1物料流向27801620输送机框架图4皮带秤秤结构

3存在的问题

问题即是物料流量控制波动。膨胀后梗丝梗丝水分（12.5%±0.5），梗丝膨胀后填充值达到5～6.5cm3/g，重量轻、体积大（容重为50kg/m3）。膨胀后梗丝特殊的物理特性，受进料计量管开口尺寸的限制，计量管导料压辊组件下端为两侧带轴承结构辊筒结构，物料受计量管导料辊挤压的状态，进入电子皮带秤上的梗丝容易形成波峰和波谷，导致物料瞬时流量波动，直接影响梗丝加香精度。梗加料工序进料端由喂料机落料斗下端计量管与电子皮带秤非接触式安装，梗丝在重力的作用下落入计量管内部堆积，经计量管出料口以稳定的宽度和厚度输出至电子皮带秤的输送皮带上，送出的料层厚度可以通过调节活动滑门开度进行控制，下端设置出料辊筒，出料辊筒距电子秤带面高度可调，用于对物料的出料厚度进行微调。计量管外形结构如图5所示。该结构滑门设计在实际使用一段时间后，烟灰或碎烟沫会进入出料辊筒的轴承内，导致轴承运转不畅，时转时不转；同时落料斗下计量管出料辊筒压辊无动力装置，靠电子秤上输送的梗丝带动其旋转，因梗丝经膨胀干燥后，梗丝蓬松且表面水分较小，梗丝的阻力无法均匀带动压辊转动，导致物料不连续而产生波峰波谷，产生物料流量在下游电子皮带秤上波动较大，对物料流量控制精度造成影响。

4计量管改进方案

4.1改进原理

考虑是解决出料辊筒的两端轴承的密封和润滑问题，但是出料辊筒直接与物料接触，轴承密封容易渗油，造成污染，为免维护、免隐患重新设计了导料装置。从结构上平滑物料出料阻力，能够实现物料垂直下落在连接电子秤时转角顺畅，不造成物料堵料的隐患；由于按原挡板设计有上下可调长孔，出口物料可调，能够对物料流量进行一定的限高，从而达到对物料流量的控制。

4.2改进后结构特点

计量管上部分安装调整结构不变只是取消出料辊筒，在计量管出料端设可调物料导向弧板（板厚2mm），出口物料可调，能够对物料流量进行一定的限高，从而达到对物料流量的控制。根据原装限料辊尺寸，设计出一款便于安装、稳定可靠和能够实现平滑物料的挡料板。因梗丝物理特性为容重：50kg/m3，为更好导料和倒料，在倒料弧上半径增大了20mm，将倒弧弧面抛光处理使其更加光滑进一步减小与物料的摩擦，使物料快速通过。导料装置设计图如图6所示。

4.3改进措施可行性分析

该改进措施实施位置不在电子皮带秤的称量范围内，与秤体无直接接触，不会对电子皮带秤的计量控制造成影响，同时在计量管滑门原安装孔使用螺钉安装方式不破坏设备结构，措施可行。

5电子皮带秤漏料问题分析及解决措施

物料由计量管出料后，在电子秤运行过程中形成垮塌，部分梗丝从皮带和侧挡板之间的缝隙漏撒到设备机架和生产现场。

5.1原因分析

经膨胀干燥后梗丝，物料内部结构已膨化，梗丝填充值高、相互间粘合性差，所以梗丝在电子秤上运输过程中，两侧梗丝就会造成垮塌。因产能限制，该电子皮带秤在选型时皮带宽度不够宽，垮塌的梗丝直接进入侧挡和皮带之间的间隙漏出。散落在机架内部和生产环境地面，过程中可能对电子秤的称重精度和运转机构造成影响，也对生产现场造成一定的污染。

5.2电子皮带秤漏料问题分析及解决方案

5.2.1改进原理改进后结构是在电子皮带秤秤架入料端计量管出料处增加导料挡料装置，如图7所示。其作用是在电子皮带秤秤架入料端计量管出料处对输送的梗丝进行提前定型，定型后的梗丝垮塌现象和范围明显减小，保证垮塌的梗丝不进入侧挡板和皮带之间的间隙，从而解决此处漏料问题。5.2.2改进可行性分析该改进措施实施位置在电子皮带秤秤架前端不在电子皮带秤的称量范围内，不会对电子皮带秤的性能造成影响，同时在秤架原安装导料挡料装置的螺钉位置进行安装不破坏设备结构，措施可行。

6改进实施

针对以上两个可行的改进措施，安装制作导料挡料装置，并下调计量管弧形挡料板高度，由原来的距电子秤皮带高度280mm调整为275mm，电子皮带秤进料端加装导料挡料装置；采用千斤顶顶起整个秤体，对地脚进行调整，将电子秤前后地脚、计量管与电子秤进行调平，避免安装不到位影响秤体运行。

7改进效果

7.1改进前后生产过程运行参数对比

（1）改进前后梗丝加香物料瞬时流量波动情况如图8和图9所示。（2）改进前后梗丝加香瞬时精度波动情况如图10和图11所示。从生产实时数据来看，梗丝加香物料瞬时流量、梗丝加香瞬时精度、批次内梗丝加香香精流量更稳定，波动减少。

7.2改进前后批次电子称流量控制对比

对比2020年与2021年同期生产批次数据，如图14和图15所示。从图13看出，改进后批次间生产的电子秤流量标偏较改进前减少。从图14看出，改进后批次间生产的电子秤流量变异系数较改进前减少。

7.3改进前后梗丝加香批次间加工参数对比

（1）梗加香工序批次间梗丝加香精度对比。如图16所示。从上图看出梗加香工序改进后批次间梗丝加香精度、梗加香精度标偏得到有效改进，梗加香精度更稳定，得到有效改进。（3）改进后生产现场得到改善，生产过程中梗丝无垮塌现象，生产过程中无跑冒滴漏现象。经过对生产数据的统计分析和生产过程跑冒滴漏观察，对电子皮带秤进料导料装置和导料挡料装置改进后，梗丝加香物料瞬时流量、梗丝加香瞬时精度、批次内梗丝加香香精流量、批次间梗丝加香精度和梗加香精度标偏有效改善，电子皮带秤计量稳定性增加，提高了梗丝加香系统的稳定性，改善现场跑冒滴漏。

8结束语

制丝设备必须做到加工稳定，采取措施，改进影响加工稳定性的因素，是达到精益制造的一种方法。

参考文献

[1]杨守臣.烟草专用电子皮带秤校准方法及技术要求[J].科技创新导报，2018，15（17）：92，94.

[2]陆宇.电子皮带秤使用维护技术要点分析[J].本钢技术，2018，290（1）：34-37.

作者：罗刚 单位：四川西昌卷烟厂