我厂生产实践证明，G4201型双嘴水泥包装机刀承支点容易磨损，且杠杆平衡机构不够稳定，称重计量误差大，为此我们对该机称重机构进行了技术改造，改机械称重机构为电子测重机构，其它部分结构不变，自1989年10月投入使用以来，迄今运行正常，水泥袋重合格率达到96%以上，如加强管理，可以实现袋重合格率100%。
1 电子称重装置的构成及其原理
改造后的包装机电子称重装置原理如图所示。主要由传力机构、称重传感器、数字显示仪和电磁控制装置等组成。
托袋架上的荷重经调整杆垂直均衡地传递给两个称重传感器，传感器将被称物体的重量按一定比例关系转换为毫伏信号，经放大、转换后输出数字量。电磁控制装置是由比较放大器、可控硅开关电路和电磁铁开关机构组成。当水泥袋重达到50千克时，发出信号，电磁铁带动开关机构动作，关闭给料闸门，停止送料。
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电子称重装置原理框图
2 元件选择
2.1传感器的选择
称重传感器从受力方式上可分为压式和拉式传感器，拉式传感器在包装机上安装简便，积灰少，维护方便，本方案选用全密封拉式传感器，型号为SHK—4型，主要技术性能为：
(1)非线性度，不重复度及滞后误差：0.05%F·S；
(2)输出灵敏系数：满量程时2.6毫伏/伏；
(3)激励电压：6～12伏直流。
传感器的安装数量根据G4201型包装机托袋架安装位置确定。原机托袋架是由两个支点与定重支架相连接，本方案每个托袋架采用两个拉式传感器，分别安装在支点上方。当电子称重装置故障后，能迅速恢复原机计量功能。传感器容量的选择原则为：
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C——单个传感器容量；
Wnm——净重最大值；
K——冲击系数(一般取1.2)；
W——托袋架自重；
N——传感器个数。
由现有设备和生产工艺，已知：Wnm=50千克，N=2，W=48千克，K=1.2。将已知数代入上式得：C=54千克。
根据计算值和厂家提供的传感器规格，选容量75千克传感器可以满足要求。
2.2 显示仪表的选配
本方案选用MD－Ⅱ型数字表作为称重显示仪表，数字显示仪表准确度高，读数方便，抗干扰性强。其主要技术性能为：
(1)显示范围：0～±1999
(2)精度：0.1%(±1个字)；
(3)设定值误差：0.2%F·S；
(4)工作环境温度：-10～50℃；湿度<85%。
该仪表显示范围为“500”，精度在±1个字时，误差值为±0.1千克，且具有信号输出，满足生产工艺要求。
3 安装及调校
3.1 安装
传感器安装在托袋架上方，上用螺杆吊挂在机体上，下用调整螺杆与托袋架连接。将机内定重砣用铁板垫高，使定重支架前端下移，刀子与刀承脱离接触，传感器承受托袋架全部重量。安装时要注意调整托袋架的平衡、垂直，使作用力的方向与传感器的受力轴线相吻合。
显示仪表和控制元件安装在控制箱内，控制箱置于距包装机2米以外的支架上，既可防止机械振动对仪表产生影响，又便于操作人员观察。控制部分采用双向可控硅元件，目的是避免电磁干扰。传感器与显示仪之间的联接，采用多芯屏蔽电线，防止交流电磁干扰。
3.2 调校
(1)空载校正。空载校正是在传感器只承受托袋架重量时进行，用数字电压表测量传感器输入、输出电压。调整稳压电源使传感器输入电压一致，调整传感器受力尽可能使输出电压相接近，凋整显示表使数字显示为零。
(2)加载调整。水泥是定重包装(50千克)，对定重点以外准确度要求并不严格，在实际调试中，仅对50±2千克的量值范围进行校正，当加载50千克砝码时，调整显示仪使数字显示为“500”，然后反复进行增量、减量和零值调整，使显示值与砝码值之差在误差范围内。本方案称重装置不是成套产品，显示器也无量纲标志，调整时若发现显示值与砝码值相差较大，可通过零值迁移和调整放大倍数等方法，使显示值与砝码值保持不变的比例关系。
(3)定值设定。水泥放料的冲力和控制机构滞后性的影响，实际设定值要小于定重值，提前量多少，要在实际运行中确定，一般在0.3千克左右。
3.3 精度计算
电子称重装置的称重误差主要来自四个方面，即：称重传感器误差、测量仪表误差、机械传力误差和动态称重误差。在设计本系统时，我们仅对传感器和测量仪表引起的称重误差进行了计算，然后对照包装机允许差值进行分析确定，其计算式为：
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式中：
|Δ|——称重误差(绝对值)；
Q0——砝码重量值；
δ——传感器和测量仪器的综合误差；
σT——传感器误差；
σA1——测量仪表误差；
σA2——定值误差。
水泥包装机允许称重误差±1千克，由传感器和电测仪表引起的称重误差仅占允许误差的11%，给机械传力和动态称重留有充分的允许误差余地，因此本方案完全满足水泥包装计量要求。
4 运行效果
改造后的G4201型双嘴水泥包装机，经几个月来的运行，与原称量系统相比，具有以下几方面的优点：
(1)计量准确，显示值可以精确到0.1千克，动态称重误差可控制在±0.5千克以内。
(2)读数直观，操作人员可以直接看到重量变化的全过程。
(3)取消刀承支点结构，无机械磨损，减少了维修工作量。
(4)采用全密封型传感器，能防潮、防腐、防尘，可以在恶劣环境中长期工作。
(5)无机械位移，减少了漏灰量。
(6)信号可以远距离传送，为实现自动控制创造了条件。
广西灵川铁合金厂 蒋建民 唐文兵
