我公司在纯碱包装系统中，釆用重力式定量包装机,此类包装机结构简单，运行可靠，受外因素影响小。包装机的给料控制和排料，全部采用气缸动力弧形阀，弧形阀是否稳定运行，直接影响称重合格率及包装速度，是影响整个包装系统的一个主要因素。在实际工作中，弧形阀存在不能自动开启、开关不到位等情况。结合实际工作中常见故障,本文对弧形阀的结构、受力等各方面进行了全面分析，并提出了改造方案，以提高弧形阀的可靠性。

1弧形阀结构介绍

以动作较多的给料弧形阀为例（图1所示），主要由箱体、阀体、气缸、拐臂、密封条、轴及轴承等部分组成。给料弧形阀由双行程气缸控制，动作为全开（粗给料）一半开（细给料）-全关（隔断），因为控制给料精度，阀口三面由硅橡胶密封。

 

2弧形阀的受力分析

由图2可知，在整个机构中，气缸是弧形阀的动 力来源，所以气缸杆产生推力或拉力（F）,拐臂受气缸F力作用，产生转矩（M）。因为轴与拐臂配合， 所以轴受转矩（M）作用。轴和阀面支腿由键连接， 带动阀面摆动，克服物料与阀面产生的正压力和摩擦力的合力距（M'）,M>M‘，从而阀面打开。弧形阀的动作分为全开（双向气缸同时收缩）、细给料（气 缸一侧收缩）、全关（双向气缸同时伸出）。在这三个动作中，当弧形阀由全关到全开时，由于阀面与物料接触面积最大，产生的正压力和摩擦力最大，同时气缸活塞的受力面积最小，气缸杆产生的拉力最小，所以这个动作是弧形阀不能正常工作的主要原因。

 

 

 

型号	mm	mm	MPa	^cm2	»«cm2	N	N
PMC-PSM40			0.5	11	13	550	650
PMC-PSM50	^50	甲20	0.5	17	20	850	1 000

 

3.3増加拐臂长度

气缸和拐臂安装在气缸箱体内，气缸箱体的大小影响拐臂的长度。在改造中，为了尽量减少对原有设备的更改，将现用弧形阀拐臂的有效长度100 mm,更改为115 mm,由M=FXL可知，在气缸型号不变的情况下,增加拐臂的有效长度，就可以增加作用在轴上的转矩，从而增大阀面转动力。

3.4更改密封条断面形状

在选用密封条时,应考虑到纯碱的腐蚀性和特殊情况下物料的高温（100 P左右）对密封条的影响。保证阀口两侧密封条表面平整，阀口处切面整齐，具有一定的塑性。

由图3所示将阀口两侧面密封条的端面形状由矩形改为楔形，减小了弧面打开时两侧面产生的正压力，增大了弧面动作时的导向力,从而弧面动作更灵活可靠。

 

3.5调整气缸箱体的位置

气缸箱体和阀体由螺栓装配固定，常规意识是气缸箱和阀体水平安装，这样两个箱体各个边和面都处于平行，比较美观。将气缸箱以弧形阀轴的端面为圆心旋转，从而带动气缸以和拐臂装配的关节轴承为圆心旋转，增大气缸和拐臂的夹角，增大力臂。由M=FXL可知，在气缸原作用力下，增大力臂，从而増大了拐臂产生的转矩。此方法只限于现有使用设备,且设备安装空间不受限制。

 

4结语

本文通过对重力式定量包装机弧形阀的结构及受力分析,总结了增大弧面作用力的几种改进措施。 我公司已经对部分弧形阀气缸改为PMC-PSM50, 拐臂有效长度增加至115 mm,密封条端面已改为楔形，还对部分弧形阀气缸箱体调整了角度,使气缸与拐臂的夹角增大，改进后效果均非常明显。

 

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