智能型皮带给料机的开发与设计浅谈.docxVIP

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智能型皮带给料机的开发与设计浅谈

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摘要：针对传统配料过程中皮带给料机存在的问题．通过详细分析设备内部结构，并有效改进其控制系统，从而对智能型设备进行开发和设计，另外利用编程语言对其进行数值仿真．通过仿真结果与传统给料机进行对比，对智能型皮带给料机的控制精度和可靠性进行验证。本文就智能型皮带给料机开发和设计中所涉及的各环节进行分析和探讨。

关键词：智能型皮带给料机；结构设计；系统改进

一、皮带给料机应用现状

在食品、橡胶、医药等行业中，通常需要将多种原材料按照一定的比例，并在具备不同工位的设备上进行混合，从而完成产品加工制备，而每一个工位将对一种原料进行配置，同时原料混合比例的精确度直接影响着最终产品质量，所以产品质量的重要保障条件和工艺环节便是按照特定配比进行精确配料。目前在配料中较常用的给料设备主要包括振动式和螺旋式给料机[1]。前者功率较小、结构简单，导致使物料出现碎裂，不适合进行粘结性物料的输送；后者的优点主要体现在输送量大、运行可靠，但同时也存在着料槽和叶片易磨损的缺点，而且进料口空间较小小，不利于干燥，容易出现堵料的现象。与上述两种给料机相比，传统的裙带式皮带给料机的优势在于输送量大，并且有利于程序化控制的实现，因此在此基础上，对其机械结构与控制方法进行开发及改造．能够使系统稳定性和给料精确性有效提高。因此在实际开发和设计中，需要对影响给料设备的相关因素进行分析，改造现行的给料机进行机械结构．并对智能型皮带给料机进行设计，从而使设备能够更好地满足行业发展的高效率、强稳定性、高精度、智能控制的要求。

二、微给料影响因素分析

对给料机的微给料造成影响的因素主要包括下料落差、物料下落冲击力以及给料动作的滞后性等，其中下料落差对称量精度影响最大[2]。在常用的给料机机械结构中普遍示针对微给料进行结构设计，因此为了能够使给料机微给料效果得保障，不少设备为了避免因下料落差而导致的称量误差，能够采取提前关闭给料门的方式予以解决。但因诸多因素的影响，下料落差值存在随机性，仅通过提前关闭给料门的方法无法有效解决此类状况，给料机给料的稳定性无法保证。所以结合对给料机微给料造成影响的因素，需要通过料层厚度调节机构以及微给料调节机构的增设．对皮带给料机进行改造设计，并根据现行的下料落差控制算法对系统进行改进，在给料过程中通过给料速度的调节，给料精度和流量的控制，使控制系统的实时性、可控性，以及给料精度与效率有效提升。

三、机结构设计

由料层厚度调节机构、减速电机、微给料调节机构以及带裙边皮带等构成智能型皮带给料机[3]。在实际工作时，从进料口将物料放入，设置带裙边皮带按照初始速度进行物料传送，设计料层厚度调整机构时，可通过两个挡位的合理调节，对料层高度进行有效控制；通过皮带输送方式，将物料放至下方计量秤上；随着微给料阶段的实施，皮带带速不断减小直至停止转动，通过微给料调节机构，使物料给料速度减慢给，物料落至料口底部的计量秤上。如通过计量秤显示物料称量结束处于误差允许范围内，则将停止给料，物料称量操作完成。

四、智能型皮带给料机配料控制系统有效改进策略

（一）控制系统

此控制系统流程主要采用以物料给料速度为控制参数的，基于给料速度的闭环控制模式，可以利用电机的转速改变对皮带的线速度进行有效控制。一旦皮带给料误差处于允许范围内时．微给料调节机构将开始进行微给料操作．确保目标值实现后，称量操作即结束。

（二）基于给料速度的控制模型建立

控制参数以物料给料速度为准的，基于给料速度的闭环控制模式，以电机转速或振动力改变的方式对诸多因素变化进行控制．从而使各种因素对生产效率和称量精度所造成的影响减少。在进行配料过程时，需要进一步改进速度控制方法，有利于通过可编程序控制器实现相应的控制，其中在称量控制过程中，由于给料的真实速度通常都基于理想速度曲线进行波动，通过给料速度控制模型的构建，对各给料速度进行转换，与实际给料速度进行匹配控制，使控制效果有效提升。按照相关配比的要求，需要在指定时间内完成物料的称量工作，并对称量精度予以保证。另外物料称量是物料质量不断进行累积的过程，因此称量的质量会随着时间而不断接近目标值[4]。

五、数值仿真验证分析

在下料落差预估模型构建的基础上，通过语言编程的运用，对智能皮带给料机的设计进行数值仿真。同时为了使其更贴近实际情况，通过会将数值仿真速度的设定值与随机变量进行叠加。在仿真过程中，首先选择一种配比，并合理设定对配比中的物料及相关参数。通过数值仿真，车间实际称量误差在相同配比下．与数值仿真误差相比较。生产车间现场采用脉动加料法时，每车次的实际称量误差为设定质量和实际称量之间的误差。采用下料落差预估模型的智能型皮带给料机的数