螺杆计量装置计量精度的探讨

　　螺杆给料器是一种容积式计量装置,无论它作为一个单独的计量装置还是作为一个与包装机配套的计量装置,都有比较成熟的应用。但是这种计量装置的计量精度有时难以达到设计要求。按照传统的分析方法,排除螺杆加工精度和转速的影响,对于某些物料仍然难以达到设计的计量精度。因此,对螺杆计量装置的精度问题深入研究具有重要意义。

　　1　影响计量精度的原因

　　图1是螺杆式计量装置示意图,它主要由螺杆、搅拌装置、步进电机、搅拌电机、下料嘴等组成。

　　工作时步进电机(或通过电磁离合器)驱动计量螺杆旋转,物料被强制送出下料嘴。通过控制步进电机的转数来达到控制每次下料量。

　　为了减少物料视比重引起的精度误差,提高下料的均匀性,设计了与螺杆旋转方向相反的搅拌装置,它通过单相电机、齿轮和驱动搅拌叶片对物料进行搅拌。

　　1. 1　转速对精度的影响

　　物料在螺杆强制作用下送出下料嘴,螺杆旋转圈数的多少控制了下料量的多少,根据图2,螺杆每次旋转所计量的物料量如下[1]:

                 　G=V·ρ·n (1）

           式中: V为每圈螺旋容积(cm ³);ρ为物料的密度(kg/cm ³);n为转数(r/min)。

　　设螺杆每次旋转的角度误差为±△n则就会引起相应的计量误差△G。要想减少误差,可以通过控制螺杆每次旋转圈数的精度来达到。

　　1.2　螺杆加工精度对计量精度的影响

　　如果螺杆加工不均匀,或者说加工出来的螺杆与螺杆轴心不对称,也会影响螺杆计量的精度,这种影响与螺杆每次计量时旋转圈数有关。当每次计量的旋转圈数成整数倍时,从理论

　　上来说没有影响,例如旋转1圈、2圈等等;当不成倍数时才有影响,例如旋转半圈,一圈半等。因此,提高螺杆加工精度是保证计量精度的措施之一。

　　另外,从(1)式也可以看出,要减少螺杆加工精度问题带来的计量误差,也可以通过加大每次计量螺杆的转数来解决。例如将螺杆的结构尺寸减小,加大螺杆的转数等。

　　1. 3　下料嘴对精度的影响

　　在排除了以上两种情况引起的误差以后,从理论上来说,螺杆的计量精度可以达到1%,至少也可以达到2%。但实际情况则不理想。对于视比重比较均一的物料来说,计量精度比较高;对于视比重差异较大的物料来说,就很难达到计量的精度。像潮湿的奶粉等一类物料,计量误差就比较大。经过观察和分析,发现下料嘴的形状也对计量精度有很大的影响。图2是使用普通下料嘴计量时经常出现的情况:图2a是上棚架的情况,导致负误差的计量结果出现;图2b是下棚架的情况,导致正误差的计量结果发生。由于视比重比较差的物料一般粘性较大,易于出现棚架结构,当出现在下料嘴附近时,每次排出的物料量发生变化,直接导致了每次计量的误差。