Введение к работе
Актуальность теми. Увеличение выпуска расфасовочно-упаковач-ого оборудования неразрывно связано со все более широким примо-знием контрольно-весовых устройств. Это вызвано необходимостью рор;ізния постоянного контроля правильности дозировки продукта о массе и сортировки уме фасованных изделий. Данные массового онтроля используются для автоматической подналадки фасовочного борудования и выработки управляющих воздействий на более ранние тапы технологического процесса,
Повышение производительности контрольно-весового устройства еразрнвно связано с увеличением скорости прохождения упаковкой частка взвешивания. Однако взвешиваемое изделие и измерительная латфррма находятся в непосредственном контакте друг с другом,что, стеетвенно, приводит к повышенному истиранию отдельных частей есов и опорной поверхности изделии. Продукция же пииевой, хими-ескрй, электронной и др.отраслей промышленности характерна су-ёственной долен изделий, к которым предъявляются повышенные тех-блогичёскке, санитарно-гигиенические и эстетические требования, то делает практически неприменимыми традиционные силоизыерители ля контроля массы этих изделий. На сегодняшний день единственный пособом устранения контара с изделием в процессе гранспортиро-ання является создание под ним воздушной прослойки. Увеличение иорссти перенесения изделий требует от контрольного автомата рактнчзски мгновенного определения массы. Учитывая, что в процесів дб;к2НПЯ изделия возникают колебания, был предложен способ онтроля пассы по параметрам этих колебаний.
Разработка математической модели процесса бесконтактного ізвешивания изделий является актуальной. Исследования,проведенные 10 этой модели, позволят не только получить-зависимости параметров
2 свободных колебаний изделия на воздушной прослойке от его массы, ' но и определить конструктивные и расходно-перепадные характеристики пневматических весов, обеспечивающие наиболыц/ю чувствительность этих параметров к изменению массы изделий. Это позволит выдать конкретные рекомендации по разработке пневматических высокопроизводительных устройств бесконтактного контроля массы движущихся изделий, а на их основе - получить алгоритм автоматизированного проектирования таких пневмовесов. Повышение производительности пневмовесов позволит не только уменьшить потери продукта, за счет увеличения оперативности подналадки объемного дозатора, исключить использование ручного труда,-улучшить гигиенические условия производства, но и создать объективные предпосылки для повышения производительности самого фасовошого оборудования.
Цель работы. Целью исследования является разработка теоретических основ автоматизированного проектирования пневматических весоизмерительных устройств, обеспечивающих високу'о производительность и бесконтактность взвешивания изделий.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования:
- разработать математическую модель колебательной систем!;
"изделие-воздушная прослойка";
- на основе полученной модели провести псе;іе,!,овиі:;і:і мартлот-
-ров воздушной прослойки как совокупности упругого и д'.-'ї.кі'.т.у:...-і'
элементов, основных характеристик колзбатэлью1 ;> л;--' ; лил ііг;:;їл:і.ч на воздушной прослойке;
- подучить аналитические зависимости испетллч ла^к-г^исіш;
хоіь-бнннР. изделия и определить условия их наибольший '-увствнтель-.
носгн к иасса изделия;
разработать математическую модель бесконтактного взвешивания изделий;
определить по полученной модели условия осуществления взвешивания изделия на воздушной прослойке;
разработать алгоритм проектирования высокопроизводительных пневмоаесов;
разработать и исследовать конструкцию пневмовесов для контроля массы по параметрам свободных колебаний измерительной платформы на воздушной прослойке; .
разработать схемы для автоматического взвешивания, дозирования и регулирования массы фасуемой продукции.
Научная новизна. Разработана математическая модель, описывающая поведение изделия на воздушной прослойке в нестационарном режиме, исследование которой позволило установить два вида движения рассматриваемо.!! колебательной системы: динамически устойчивый и динамически неустойчивый. .
Получены аналитические зависимости основных параметров колебании изделия ка воздушной прослойке, по результатам исследования которых определены условия наибольшей чувствительности указанных параметров it массе изделия.
Расработана математическая модель колебательной системы "из-делнс-изнернїельнан платформа", исследование которой позволило определить область конструктивных -и расходно-перепадных параметров пневмовесов, обеспечивавших пзвеїгипаїше изделия на воздушной прослойке.
Предложена конструкция высокопроизводительного весоизмерительного устройства, обеспечивавшего бесконга :тность взвешивания изделий.
Разработан алгоритм проектирования пневматических весоизме-
4 рительных устройств.
Разработаны устройства для автоматического взвешивания, дозирования и регулирования массы фасуемого продукта.
Практическая значимость. Проведенное математическое моделирование процесса бесконтактного взвешивания позволило разработать алгоритм проектирования высокопроизводительных пневматических весоизмерительных устройств. Разработанное по данному алгоритму устройство позволяет автоматически контролировать массу каждого изделия, проходящего через измерительную платформу, и по результатам .атого контроля производить п^"наладку расфасовочного оборудования и разбраковку изделий. Пройденные испытания опытного образца конвейерных весов для упаковок сливочного масла показали его работоспособность, высокую производительность, простоту в эксплуатации и обслуживании, что позволило рекомендовать их для промышленного использования на предприятиях Воронежского объединения "Молоко". Ожидаемый экономический эффект от использования разработки на Воронежском ГЫЗ ).'2 составляет'Ю тыс.руб.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном научно-техническом симпозіуме "Проблемные вопросы автоматизации производства" (г.Воронеж,1987г.),на второй Всесоюзной научной конференции "Автоматизация и роботизация в химической промышленности"(г.Тамбов, 1988г.),на зональной конференции "Пневмоавтоматика в системах автоматизации производственных процессов" (г.Пенза,1988г.), на второй научной конференции молодых ученых и специалистов ІСГШШ (г.Киев, 1988г.), а также на отчетны;; конференциях Воронежского технологического института (1988-1990 гг.).
Пусликацилі. По гене диссертации опубликовано В печатных работ, получено 3 авторских свидетельства и 3 положительных рва:гния
Госкомитета по делам изобретений и открытий СССР.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, Основных выводов, списка литературы и приложения. Материал диссертационной работы изложен на 135 страницах машинописного текста, содержит 66 рисункос 15 таблиц и список литературы из 137 наименований.