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定量分装机震动弹簧片的改造设计

沧海青城

2023/10/13

试验机/硬度计

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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