粘性物料包裝生產(chǎn)線的優(yōu)化技改

秦 博

（吉林眾鑫化工集團(tuán)有限公司）

化肥、 石化及食品等行業(yè)中不可或缺的包裝生產(chǎn)線，普遍具有機(jī)械、電器和控制儀表多專業(yè)集成的特點(diǎn)。 因生產(chǎn)工藝和使用方的要求不同，包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度存在較大差異。吉林眾鑫化工集團(tuán)有限公司以環(huán)氧乙烷為主要原料， 二期年產(chǎn)4 萬噸醇醚裝置配有兩條包裝生產(chǎn)線， 自動(dòng)化程度比較高， 初始運(yùn)行中故障頻繁，影響正常生產(chǎn)，嚴(yán)重制約了產(chǎn)能，迫切需要優(yōu)化技改。

1 包裝生產(chǎn)線概況

醇醚包裝生產(chǎn)線主要包括儲(chǔ)料倉 （材料為SUS304）、輔助料斗、螺旋進(jìn)料器、自動(dòng)定量包裝秤、自動(dòng)供袋機(jī)、自動(dòng)倒袋整形機(jī)（NWDDZ-1200型）、重量復(fù)檢稱（NWWC-1200 型，由皮帶輸送機(jī)配備傳感器組成）和自動(dòng)揀選機(jī)，包裝能力為160包/h×2 條線、25kg/包醇醚全自動(dòng)稱重、 包裝和碼垛，保證每年8 000h 連續(xù)或間隙運(yùn)行。

醇醚包裝生產(chǎn)線工作流程如圖1 所示，粘性物料由儲(chǔ)料倉底部螺旋流進(jìn)輔助料斗，并連續(xù)流入粗、細(xì)螺旋進(jìn)料器（粗螺旋進(jìn)料量為每包額定重量的95%左右、控制著稱重速度，細(xì)螺旋進(jìn)料量為每包額定重量的5%左右、 控制著稱重精度），稱重完畢后稱重斗卸料門打開，物料自重式經(jīng)由卸料斗灌入自動(dòng)夾袋裝置上的包裝袋中完成裝袋；包邊縫合完畢的包裝袋直立地輸送至自動(dòng)倒袋整形機(jī)上，將直立的包裝袋放倒，并保持袋底朝向與輸送方向一致，平放在六角輥式托輥震動(dòng)輸送帶上向前運(yùn)行同時(shí)高頻低幅震動(dòng)袋內(nèi)物料，使包裝袋平實(shí)、外形規(guī)整，易于下游設(shè)備運(yùn)作；兩條生產(chǎn)線整形后的包裝袋合并運(yùn)至一臺(tái)重量復(fù)檢秤（設(shè)定精度：0～±200g，檢測精度：不大于±10g/包）上，如包裝袋重量超差大于允許的范圍，重量復(fù)檢秤立即報(bào)警（蜂鳴器響、報(bào)警指示燈亮），自動(dòng)揀選機(jī)隨即將不合格的成品袋剔除。

另外，包裝現(xiàn)場配有脈沖式除塵機(jī)，生產(chǎn)線上可能產(chǎn)生粉塵的位置均裝配除塵口，通過加強(qiáng)軟管與除塵機(jī)本體相連，將現(xiàn)場的粉塵經(jīng)由脈沖式濾袋進(jìn)行過濾，氣體排出，粉塵自動(dòng)落入除塵機(jī)下部的星形除料器，而后自動(dòng)刮入下口安放的包裝袋中。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

將醇醚包裝生產(chǎn)線運(yùn)行中出現(xiàn)的問題概括如下：

a. 螺旋進(jìn)料器工作一段時(shí)間后進(jìn)料速度明顯變慢、電機(jī)燒損，且稱重精度不準(zhǔn)，下料量波動(dòng)較大（25kg±0.3kg），導(dǎo)致包裝生產(chǎn)線無法連續(xù)運(yùn)行；

b. 儲(chǔ)料倉封閉不嚴(yán)， 配套的除塵裝置效果差，造成現(xiàn)場物料粉塵較大，由于物料本身具有粘性，附著于生產(chǎn)線上的電氣元件、軸承、電機(jī)及氣缸等部位，易造成這些零部件過熱、腐蝕或粘滯，進(jìn)而損壞；

圖1 醇醚包裝生產(chǎn)線工作流程示意圖

c. 倒袋單元由于設(shè)備基礎(chǔ)不牢固，袋形不固定，經(jīng)常出現(xiàn)刮袋卡頓現(xiàn)象，需要頻繁更換氣缸等部件，嚴(yán)重時(shí)主軸或連臂發(fā)生斷裂；

d. 由于重量復(fù)檢單元原設(shè)有自動(dòng)剔除甩袋程序，該甩袋程序不僅是因?yàn)榇映?，而且?dāng)出現(xiàn)復(fù)檢稱上同時(shí)通過兩袋醇醚、當(dāng)單袋醇醚對復(fù)檢稱沖擊大或當(dāng)機(jī)械手下方堆積多袋醇醚的情況，均會(huì)發(fā)生誤報(bào)警，剔除甩袋數(shù)量多，無形增加了操作人員的勞動(dòng)量；

e. 輸送裝置有一部分為皮帶傳動(dòng)，且輸送輥為圓形輥，由于粘性物料易附著于皮帶和輸送輥表面，造成皮帶和輸送輥打滑，使包裝袋無法準(zhǔn)確輸送至機(jī)械手下方，影響碼垛的進(jìn)程。

3 優(yōu)化技改項(xiàng)目

3.1 螺旋進(jìn)料器

拆檢粗、細(xì)螺旋進(jìn)料器發(fā)現(xiàn)，進(jìn)料器均有不同程度的掛料現(xiàn)象，掛料堵塞通道，降低進(jìn)料速度；粗螺旋進(jìn)料器葉片（高度100mm）與主軸焊縫開裂，葉片變形移位至一端，嚴(yán)重影響進(jìn)料速度和稱料精度。

因粗、細(xì)螺旋進(jìn)料器的表面涂有防粘結(jié)的保護(hù)層，故采用蒸汽清除表面掛料；對粗螺旋進(jìn)料器變形葉片進(jìn)行矯正，調(diào)整葉片形狀，按圖紙葉片間距定位后實(shí)施滿焊；參照圖紙改造加工成實(shí)心主軸，增加強(qiáng)度以防主軸焊接變形，采用加厚葉片并實(shí)施滿焊以防葉片變形移位。

技改后， 可實(shí)現(xiàn)約65t/d 包裝產(chǎn)量， 增產(chǎn)約10t/d； 包裝線計(jì)量精度為單袋平均重量控制在25.15kg 左右， 每1 000t 產(chǎn)品大約可減少損耗1.2t， 按兩條130t/d 包裝線的產(chǎn)量、 每年8 000h計(jì)算，一年可減少產(chǎn)品損耗52t。

3.2 密封與除塵

原儲(chǔ)料倉門不便拆卸、 密封不佳漏料嚴(yán)重；除塵管線設(shè)計(jì)施工不合理， 管道彎頭均為90°直角，由于物料粘性大，堵管頻繁發(fā)生；管道未設(shè)置法蘭清理口， 運(yùn)行一段時(shí)間后除塵效果變差，不能及時(shí)檢查清理。

停車檢修期間， 在易檢修部位增加密封倉門，改進(jìn)密封膠條材質(zhì)，由單道密封改為雙道密封，增加緊固螺栓數(shù)量，改用蝶形螺母，方便拆卸檢修； 將管道上的90°直角彎頭均改成45°彎頭，順物料流動(dòng)方向設(shè)置坡度，并在管道易堵塞部位增設(shè)檢查孔，間隔一定距離增加DN80mm 配對法蘭，總管增加DN250mm 配對法蘭，方便分段檢查清理。

技改后，現(xiàn)場工作環(huán)境明顯改善，設(shè)備電器和儀表故障率明顯減少，節(jié)省了維修費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。

3.3 倒袋裝置

倒袋裝置常出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)袋的情況，需頻繁更換氣缸等部件，刮袋過力易造成主軸固定螺栓甚至主軸及其連臂斷裂，影響連續(xù)生產(chǎn)。

經(jīng)過多次試驗(yàn)，將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械倒袋裝置拆除，把原有框架制作成套引導(dǎo)桿，利用兩側(cè)扶臂桿發(fā)揮扶袋、導(dǎo)向作用，通過異形彎桿配合運(yùn)行調(diào)整輸送帶的速度，使袋子能順勢倒下，并滿足袋底朝向與輸送方向一致的要求。

上述技改措施不僅簡化倒袋裝置的結(jié)構(gòu)，減少不必要的傳動(dòng)部件，而且避免機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)慣性，減少設(shè)備故障點(diǎn)。 取消轉(zhuǎn)動(dòng)主軸、氣缸及光電等零部件，降低了生產(chǎn)設(shè)備的成本。

3.4 重量復(fù)檢單元

復(fù)檢稱檢測是在皮帶傳動(dòng)中進(jìn)行，數(shù)值波動(dòng)較大，經(jīng)儀表維護(hù)人員調(diào)試后，復(fù)檢稱始終存在輕微誤差（約為0.05kg），且此誤差值經(jīng)常變化，需每隔一小時(shí)復(fù)調(diào)一次。 每條生產(chǎn)線每小時(shí)包裝約110 袋，每分鐘通過復(fù)檢稱4 袋左右，生產(chǎn)線試運(yùn)行時(shí)，由于原有的自動(dòng)剔除甩袋程序，每小時(shí)甩出約20～30 袋，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，增加工人勞動(dòng)量。

技改時(shí)，刪除自動(dòng)剔除甩袋程序；將復(fù)檢位置移至輸送裝置斜面后機(jī)械手下部輥輪的位置，因機(jī)械手取袋前有停輥時(shí)間， 可保證檢重精度；采用下稱量的方式，可減小結(jié)構(gòu)件重量，使傳感器量程與物重接近；選用4 只高精度傳感器安裝于輥輪框架四周； 輥輪框架地腳改為可調(diào)節(jié)地腳，方便找準(zhǔn)調(diào)節(jié)［1］；將電器控制顯示屏引至安全且便于操作人員觀察的位置，防止機(jī)械手剔除不合格袋子時(shí)不慎損壞顯示屏。

改造后， 復(fù)檢稱能實(shí)現(xiàn)重量精確控制的效果，更適合現(xiàn)場實(shí)際使用，減少了檢重環(huán)節(jié)對包裝生產(chǎn)效率的影響，同時(shí)也提高了顧客對產(chǎn)品分量的滿意度。

3.5 傳動(dòng)部件

將皮帶傳動(dòng)全部改為鏈條傳動(dòng)；將圓形輸送輥改為方形輸送輥。

技改后， 包裝生產(chǎn)線的傳動(dòng)動(dòng)力明顯提升；增大了輸送輥、產(chǎn)品袋與鏈條間的摩擦力；利用傳送帶坡度和方形輥震動(dòng)， 將袋中產(chǎn)品震實(shí)，實(shí)現(xiàn)輔助整形，利于機(jī)械手抓取與碼垛。

3.6 低溫運(yùn)行

嚴(yán)冬時(shí)，包裝現(xiàn)場的室外溫度為-25℃左右，經(jīng)常發(fā)生氣缸故障；儀表中有凝液形成，易使氣缸密封原件受凍損壞。

在廠房內(nèi)增加暖氣數(shù)量，提高包裝現(xiàn)場的溫度； 自尋利舊白鋼換熱器與儀表空氣系統(tǒng)串聯(lián)，并在管線上設(shè)置導(dǎo)淋閥門和溫度計(jì)。

技改后，室內(nèi)氣溫升高，阻止凝液形成，降低冬季氣缸的故障率，保證了東北惡劣天氣狀況下的正常生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

經(jīng)過優(yōu)化技改的包裝生產(chǎn)線，明顯適合現(xiàn)有的工況， 避免因故障頻出造成不必要的停車，提高了產(chǎn)品包裝質(zhì)量。 通過此次檢修發(fā)現(xiàn)，螺旋進(jìn)料器表面涂層也不能完全保證不粘料，需定期進(jìn)行拆檢清理。

機(jī)械設(shè)備故障直接影響企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量，針對不同的產(chǎn)品、工藝和地區(qū)，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行設(shè)備改造優(yōu)化以降低故障率，發(fā)揮其最大生產(chǎn)能力。 故障率降低，意味著企業(yè)生產(chǎn)成本降低，使產(chǎn)品在激烈的競爭中更具優(yōu)勢。