王 濤

青島港國(guó)際貨運(yùn)物流有限公司

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新型自動(dòng)給料式銅精礦灌包機(jī)的研發(fā)

王 濤

青島港國(guó)際貨運(yùn)物流有限公司

為提高銅精礦卸船灌包作業(yè)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，分析了銅精礦灌包機(jī)料口容易堵塞的原因，利用PLC控制技術(shù)，研發(fā)了一種新型自動(dòng)給料式銅精礦灌包機(jī)，有效解決了料口堵塞問題。該成果已應(yīng)用于青島港國(guó)際股份有限公司大港分公司。

銅精礦； 灌包機(jī)； PLC； 自動(dòng)給料

1 引言

銅精礦貨值高，為保證客戶的利益，減少裝卸、存放及運(yùn)輸過程中造成的貨損，在港口進(jìn)口銅精礦作業(yè)中，將散裝銅精礦灌裝成噸袋包裝的需求越來越多。銅精礦灌包機(jī)正是一種將散裝貨加工成噸袋包裝貨的設(shè)備。不同于糧食、化肥等貨物，銅精礦具有貨質(zhì)粘性大、密度大(大于4)的特點(diǎn)，因此對(duì)灌包機(jī)的可操作性、灌裝效率等提出了更高的要求。為了降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，解決料口堵塞和起拱問題，提高灌包效率，設(shè)計(jì)制造了一種新型自動(dòng)給料式銅精礦灌包機(jī)。這種灌包機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)振動(dòng)、自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)給料，極大地提高了生產(chǎn)效率。

2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

灌包機(jī)主要分為緩沖料斗、分料斗、給料裝置、計(jì)量裝置和牽引裝置5個(gè)部分，見圖1。單個(gè)灌包機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行4個(gè)口灌包作業(yè)。緩沖料斗用于承接由門機(jī)抓斗從船艙內(nèi)抓取的散裝銅精礦，采用中心側(cè)壁60°傾角、外沿側(cè)壁90°傾角的設(shè)計(jì)，從而有效減小抓斗放料時(shí)抓斗內(nèi)物料對(duì)分料斗內(nèi)物料的沖擊力，減輕擠壓的不良影響；分料斗用于分導(dǎo)物料，采用中心側(cè)壁90°傾角、外沿側(cè)壁70°傾角的設(shè)計(jì)，減小整個(gè)料斗的寬度，同時(shí)避免一個(gè)面上傾角過小導(dǎo)致積料；給料裝置將分料斗內(nèi)物料通過套袋口輸送到包裝袋內(nèi)；計(jì)量裝置用于稱重控制。

圖1 灌包機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

2.2 自動(dòng)給料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為避免依靠自重給料帶來的物料擠壓起拱問題，設(shè)計(jì)網(wǎng)帶式自動(dòng)給料裝置，見圖2。

圖2 自動(dòng)給料裝置

該裝置由外框、弧形閘門、網(wǎng)帶輸送機(jī)、振動(dòng)錘和插板閘門5部分組成。外框采用不銹鋼材質(zhì)，上口大、下口小，且均為方形口，四面?zhèn)缺谥挥幸粋?cè)為傾角60°的斜面?；⌒伍l門主要用于粗加料控制。網(wǎng)帶輸送機(jī)通過雙速電機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)0.42 m/s和0.2 m/s兩級(jí)速度運(yùn)行，分包用于粗細(xì)加料，解決物料慣性差異造成的下料重量不準(zhǔn)確的問題。振動(dòng)器、插板閘門均采用氣動(dòng)控制，分別用于清理斜壁積料和避免殘料落入包裝袋內(nèi)。

2.3 自動(dòng)振動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過受力分析可知，緩沖料斗分叉處斜面、分料斗斜面?zhèn)缺跒槲锪鲜軘D壓最大的位置。為了增強(qiáng)銅精礦貨物的流動(dòng)性，通過在該位置加裝振動(dòng)電機(jī)、氣動(dòng)錘等裝置，利用其振動(dòng)、敲擊作用，促進(jìn)貨物的流動(dòng)。同時(shí)，分料斗與緩沖料斗之間采用鏈條懸掛連接結(jié)構(gòu)，有效增加了分料斗的振動(dòng)效果，減少應(yīng)力。

2.4 計(jì)量裝置設(shè)計(jì)

計(jì)量裝置主要由秤體、儀表和線路組成。為了避免因物料擠塞傳感器造成計(jì)量不準(zhǔn)的問題，秤體底盤采用框架式結(jié)構(gòu)(見圖3)。傳感器一端固定于底盤上，另一端通過頂桿支撐秤體。4個(gè)傳感器信號(hào)通過接線盒匯總后傳輸至儀表，通過PLC實(shí)現(xiàn)相關(guān)控制。

圖3 秤體底盤結(jié)構(gòu)

3 電氣設(shè)計(jì)

采用PLC為控制核心(見圖4)，通過對(duì)計(jì)量?jī)x表的信息采集、判斷，以及對(duì)按鈕、接近開關(guān)等輸入信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)量?jī)x表、閘板、振動(dòng)器、輸送帶等各機(jī)構(gòu)、部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)稱重全過程自動(dòng)控制。

圖4 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

為了提高計(jì)量精度，充分獲取儀表清零、粗加料、細(xì)加料等信號(hào)，通過PLC處理，在各個(gè)流程節(jié)點(diǎn)控制弧形閘門開關(guān)、閘板閘門開關(guān)、網(wǎng)帶輸送機(jī)速度，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量計(jì)量控制。計(jì)量控制流程見圖5。

圖5 計(jì)量控制流程圖

4 結(jié)語(yǔ)

該新型自動(dòng)給料式銅精礦灌包機(jī)。已在青島港投入生產(chǎn)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，保證了灌包質(zhì)量。

王濤： 266000，山東省青島市黃島區(qū)前灣港緯五路5號(hào)

Research and Development of New Automatic Feeding and Bagging Machine for Copper Concentrate

Wang Tao

International Freight and Logistics Co. Ltd., Qingdao Port

In order to increase the working efficiency of unloading and filling copper concentrate, and to decrease labor intensity, the reason that the blanking hole of copper concentrate bagging machine is easily blucked is analyzed. With PLC, a kind of new automatic feeding and bagging machine for copper concentrate is researched, solving efficiently the problem of blanking hole blocked. The achievement is applied in Qingdao port international Co.，Ltd. Dagang branch company.

copper concentrate; bagging machine; PLC; automatic feeding

2016-07-12

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.06.003