主题:【第十六届原创】定量分装机震动弹簧片的改造设计

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摘要:为了成品包装的自动化,通过技术选型,引入了一台茶叶分装机,但是在使用过程中频繁出现震动弹簧片断裂问题。通过问题分析,采取自制性能更好的弹簧片替代原机弹簧片,解决了断裂问题。
公司固体粉末产品有小批量多规格的特点,前期一直使用人工分装,但是存在效率低、工作强度大的问题。但是市场上并无针对我公司产品特点的分装机,经过多方案对比,茶叶自动称重分装机比较符合。经过购买茶叶定量分装机并进行针对改造后,在使用中发现震动弹簧片在使用中老是断裂,虽然厂家提供了替代的弹簧片,但是断裂并未根本解决,非但没有提升生产效率,反而导致员工抱怨很大。
原因分析:
该设备的分装原理是,通过电磁铁产生震动力,作用在置于弹簧片上的送料盘,送料盘受到振动力作用,向称重仓送料。弹簧片在工作中一方面起到支撑送料盘的作用,一方面需保证电磁铁产生的震动力无衰减的作用在送料盘上,这就要求弹簧片应具有良好的强度和弹性,顾厂家在左右两侧各安装了两片1.2mm厚的弹簧片。

一、通过拆下震动弹簧片的观察,弹簧片表面电镀彩锌,并有凹凸不平的情况,虽然无法判断其材质,但是一般经淬火后的弹簧钢后表面通常较为光洁,可以确定其不是弹簧钢制作。分析弹簧片材质较差,是导致断裂的原因之一。
 
二、该机型原本为茶叶进行分装定量而生产,茶叶本身比重轻,很小的震动力就可以将其运行,实际生产时选择低“慢速”档位即可正常运行,慢速时,弹簧片受物料重量和震动力较小,发生断裂的概率很低。
固体粉末比重比茶叶大,在分装时需很强的震动力才能正常运行,实际分装过程中,需调至“快速”档位,而断裂点百分百都在螺栓紧固位置,表明弹簧片在“快速”档时所受震动力超过本身可承受范围,导致其中某片发生断裂,单侧应力集中,继而引发同侧另一片断裂,设备无法正常工作。

综合上述两点,我司固体粉末比重较茶叶要大,虽然弹簧片越薄弹性越好,但当所承受的物料重量过大时,弹簧片过薄就很容易断裂。故分析厂家设计不合理,弹簧片过薄,加上弹簧片本身原材料不好,造成反复断裂。
采取措施:
由于没有现成的配件,而厂家提供的又无法满足使用要求,只能自己选用优质弹簧钢进行制作。网购较好的弹簧钢板,使用激光切割成规定尺寸大小,再进行试用。
测量原弹簧片厚度是1.2mm,在选购弹簧钢板时,以此为参考,分别购买了1.2和1.6mm两种厚度,并委外加工。

 
在使用中发现1.6mm的弹簧板安装后,震动力偏弱,改为单侧只安装一片时,也只能在“快速”档下工作,在分装比重更大的物料时则出现无震动力的情况;而1.2mm厚的弹簧片,单侧只安装一片时,即使在“慢速”档情况下,震动力也很大,安装两片时,震动力与厂家提供的弹簧片无差异,在“快速”档连续工作中,未再出现断裂的情况。
总结:
1、在基于厂家弹簧片原材料的前提下,原有设计1.2mm厚度是合理的,该方案仅适用于比重较轻的材料分装;
2、对于比重大的产品分装,应使用更为优质的原材料制作弹簧片,厚度可进一步优化,根据我公司产品的分装情况,厚度1.0mm应更为合理,这样可以将震动力进一步减慢,以更好的保证使用寿命。
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