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1、量杯式计量装置的设计武汉理工大学《包装机构设计》课程设计说明书1设计背景和参数介绍量杯式计量装置是容积充填法屮的一种，是通过容积来衡量充填物料的数量，设备结构简单、充填速度快，但充填精度与物料比重稳定性有关,一般比称量充填装置低，常为±1%。根据食用碘盐物料的特性、精度要求和售价，此种装置较能满足碘盐的计量要求。此次设计的参数要求为：充填速度35包/分钟；充填量180g,充填精度±1%。2工作原理量杯式计量装置形式很多，本文仅对一常用结构进行讨论如图2-1。图2-1量杯式计量装置结构图冇贮料斗1、旋转盘3、定盘5、计量杯4（包括固定杯7、可调杯8）、上刮板2、下刮板9、调整机构6等组成。贮
2、料斗固定在设备的上方，下部装有均匀分布在旋转盘上两个或多个计量杯。可调杯上端套在固定杯外表面，下端与定盘接触，在定盘上滑动，固定杯与可调杯内表面组成的内腔为计量腔，可调杯与定盘在调整机构作用下，可上下滑动，以改变计量腔容积。上刮板固定在料斗上且有两个组件（收集板，刮平板）组成，保证旋转盘上不积物料和各计量杯之间料高一致；下刮板固定在可调杯后，与可调武汉理工大学《包装机构设计》课程设计说明书杯同步旋转，并将可调杯渗出的物料刮至排料口落入包装袋中。当计量杯旋转到贮料斗下方时，物料在重力作用下从料斗流入到计量腔中，超出杯口的物料被上刮板刮走；当计量杯又转到定盘的排料孔时，计量腔中的物料自动落入包
3、装袋中，完成一包碘盐的充填。3设计内容3.1贮料斗的结构设计3.1.1贮料斗的材料根据《食品卫生法》要求与食品接触的所有部位，必须选用防锈不锈钢材料或无毒的工程塑料,常选用lC「18Ni9Ti、尼龙和聚四氟乙烯。3.1.2贮料斗的形状防止物料结拱，无死角和易于定位，采用上圆柱下圆台形结构。料斗倾角a需大于碘盐的自然休止角（55°），—般选用65〜70°。3.1.3贮料斗的尺寸?1222???R?r?RrHl??H2R?（式3-1）1000?3?G?V??????式中G贮料量,g;V一贮料斗，mm;丫一碘盐比重；R—贮料斗顶部半径,mm;r一贮料斗底部半径,mm;Hl—贮料斗下圆台高度,mm
4、;H2—贮料斗上圆柱高度,mm;由于设计参数中充填速度35包/分钟，充填量180g，即每分钟充填量6300g,因此贮料斗的贮料量应不小于6300g，避免下料不足。此次设计我取比重Y=1.5，料斗倾角a=75°,r=50mm：Hl=137.5mm，？R=Hl/tana=100mm，因it匕R=r+?R=150mm，H2=12.5mm。由公式3-1计算可得G^8345g>；6300g,设计满足要求。3武汉理工大学《包装机构设计》课程设计说明书3.1.4贮料斗结构图3.2计量杯的设计3.2.1计量杯的村料固定杯:lCrl8Ni9Ti不锈钢材料可调杯：因其套在固定杯的外表面且之间有相对运动，并
5、还在定盘上滑动，为减小磨损与摩擦，所以需选用耐磨与减摩材料。如尼龙6或聚四氟乙烯塑料。3.2.2计量杯的数目常宥1、2、3、4、5、6、8等，如何选择一合适数量，主要以充填速度与精度、单或双工位数、加工成本等因素综合考虑。合理利用设备性能，最火量地提高充填速度是设备关键所在。保证充填速度可从设备工作速度和计量杯数量来分析。在设备工作速度一定情况下，计量杯数量越多,单位时间充填次数就越多；若计量杯数量一定，工作速度越快，充填速度也就越高，但计量杯数量增大，加工难度与加工成本就相应提高；工作速度提高，设备磨损就会增大，也就是设备寿命会缩短，所以，片面地提高某一参数都会产生不良影响，因此必须均衡
6、考虑，才可以达到理想结果。根据实践经验，计量杯数量选用偶数易于旋转盘分度，便于加工;对双工位而言，充填需错开，有利于充填后的封口和装大袋，常选用奇数较适宜。本次设计充填速度并不高，充填量小，故而选4个计量杯。3.2.3计量杯的形状固定杯和可调杯包围的内腔容积。?22V?V定?V调？Dlhl?D2h2（式3-2）4??式中V—计量杯容和,mm;V定一固定杯内腔容釈,mm;V调一可调杯内腔包围的有效容积,mm;D1—固定杯内腔直径,mm;D2—可调杯内腔直径,mm;hl—固定杯高度,mm;h2一可调杯冇效高度,mm;碘盐比重常在1.0~1.5范闱内变化，所以V调必须能适应碘盐比重的变化，从而可
7、保证量杯的计量精度。常V定=70%V、V调=30%V333武汉理工大学《包装机构设计》课程设计说明书DI、D2的选取：与充填量、贮料斗下料口直径、旋转盘直径等因素有关，充填量为180g,贮料斗下料门直径50mm时，常取Dl=40mm、D2=10mm+Dl=50mmohl、h2的确定：计量杯容积V=180*1000/1.5=120000mm3。V定=70%V=84000mm3,V调=30%V=36000mm3。由式3-2计
