摩擦片材料的称料装置设计

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摩擦材料在汽车的制动过程中扮演着至关重要的角色，它的配比与用量精度直接影响行车安全与制动效果1]。摩擦材料的自动称量装置对于汽车摩擦片生产线的重要性是不言而喻的，在实现自动化、安全稳定生产与节能降耗方面都扮演着重要角色[2- 。同时也是提高产品质量、产量 ，防止粉尘环境污染、减轻丁人劳动强度的有效办法。因此，本文设计了-种汽车摩擦材料的 自动称料装置，在提高称量效率与精度方面做了细致的设计，并且实现了系统的无尘上料，称量系统有着 良好的人机交互能力。这种产品在摩擦材料的生产线上有着很好的使用性及应用前景。

1 自动称料机 的设计根据汽车摩擦片生产线上的实践要求，设计自动称料装置量程为 O-1000g，精度为 0.9g，称量速度为 7-12s/杯。

主要包括料斗、上料装置、送料装置、称量装置、动力源以及控制装置 ，其系统结构示意图如图 1所示。采用 PLC系统控制，能够实现自动取料、物料输送、物料定量称重、自动送料杯的连续工作循环。且在以往常见的动态称重的控制模式基础上 ，对比其优缺点 ，设计了双核称料的运行方式。

图 1 称料机结构示意图1.1双核称料的工作原理双核称料的工作过程分为三个阶段：(1)物料准备阶段 (2)粗称量阶段 (3)精称量阶段。后两个阶段在机器启动后循环执行，直到给出结束信号，整个过程结束。其运行方式如图2所示，首先由操作工将称料杯放至传送带的位置 1处，由传送带将称料杯带至粗称料单元的出料 口，即位置 2处，并触动行程开关 ；与此同时，粗称量单元启动，当行程开关与粗称量预设值都满足要求时，粗称料单元将出料口打开，物料落人称料杯 中；延时-定时间，让粗称量单元的物料尽数落下，然后 由推送机构将称料杯推送至精称料单元的出料 口，即位置 3，并触动行程开关，此时精称料单元重复粗称料单元的动作，完成-次粗称与精称的过程。在推送装置将第-个称料杯推送至精称料单元的出料口时，粗称量单元并不需等待 ，直接开始下-个粗称量，在精称量单元接受落料的称料杯由推送机构将送至出料台的位置 4处。双核称料可使粗称与精称同时进行，具有操作方便 ，计量准确可靠，生产效率高等特点。

因[ ]曰图 2 双核工作过程示意图1.2上料装置的设计采用真空输送上料技术，原理如图 3所示，当真空泵启动时，真空罐中随即产生真空，散状物料被输送到料斗内，过滤器则将物料与真空泵隔开，防止粉尘外溢。

基金项目：吉林势技厅项 目 (20100550)作者简介：李耕 (1972-)，男，T程师，主要从事先进制造技术方面的研究。E-mail：zhuxy1226###163.cornhttp R .crnasteq.com ·61·2013年 ·第 4期 技术与研究 中国材料科技与设备 (双月刊)真空泵过滤器物料输送管道料斗图 3 真空上料装置原理图1.3送料装置的设计采用双螺旋结构的输送器 ，把双螺旋结构安装在-个8”字型的机体内，随着螺旋旋转，机体内的物料受到-个向前的推力向前运动，同时，在这个过程 中，物料受到挤压，使得机体内产生-定的密封效果，随即产生的还有- 定的密封压力，因此，这种输送结构对于输送粉料、膏状、滤饼状等含湿物料都有很好的效果。

1.4控制系统设计控制系统主要包括信号输入及调理拈、数据采集模块、配料控制及计算处理拈、输入及显示拈、电机驱动拈以及卸料阀驱动拈∝制系统总体框图如图 4所示，称重传感器将称重信号转换成电压信号，经变送器放大调整处理后，由数据采集卡进行 A/D转换，生成的数字量进入到配料控制器中进行处理，这些量可以在显示器中显示出来，同时还可以反馈调节电机、推送器、卸料阀协调动作。预设量由键盘输入到控制器。

···， I- - 数据采集 配料拉毒l- 厦VO卡- 动l图 4 控制系统结构图1.5系统电路设计系统的主电路如图 5所示 ，由断路器 QF2控制系统的主电路供 电。机器开启 ，在称量系统启动后，PLC控制KM1、KM2闭合，带动搅刀的电机 M1与带动输送带的电机 M2启动；这两个 电机分路 分别 接-个熔断器 FRI、FR2。粗 、精 螺 旋 送 料 装 置 的 电 机 分 别 由 - 个VFD0041 21A变频器控制，VFD004L21A 的控制开关 由PI C控制。

· 62·http I-uR .cwlasteq.COWl2 结论图5 控制系统主电路(1)设计了粉料类的真空上料装置，在物料的供料装置设计中选择了螺旋供料系统 ，整个装置的上料、供料系统密封连接 ，良好的控制了粉尘的飞扬。

(2)参考了以往的粗-精称料方式，并将其改进，试制精确称量的双核工作方式：即在粗称量过程结束后，由推送装置将称料杯推送至精称料单元，粗称量过程不需等待，直接进入下-次称量循环。粗称量与精称量两个过程同时进行，避免了以往由于精称量过程影响整个装置的称量效率的缺点。大大的提高了该装备的称量效率、实用性。

(3)通过控制系统的信号输入及调理拈、数据采集模块、配料控制及计算处理拈、输入及显示拈、电机驱动拈以及卸料阀驱动拈，实现了良好的人机交互功能。