卷烟机电子天平的选型和天平台架的改进设计

1、卷烟机电子天平的选型和天平台架的改进设计【关键词】卷烟机;电子天平;烟支重量;测量准确性;天平台架;天平选型;改进设计【摘要】烟支重量是影响卷烟质量的关键因素，为此多数卷烟厂都配备了机台天平，进行在线烟支重量的称量和控制，同时为消除由于现场环境振动和风速对天平称量精度的影响，需要同时制作和改进天平台架，根据相关计量技术标准，需要选用感量为 0.1mg 的 II 级天平才能满足毫克级烟支重量称量的计量要求。通过设计制作具有抗震、调平、调高方便快捷的天平台架，提高了天平的稳定性和放置水平度。通过上述选型和改进，提高了烟支重量测量的准确性。The Model Selection and Balanc

2、e Platform Improvement Design of Electronic BalanceLuoHe Cigarette Factory, Branch of China Tobacco Henan Industrial corporation ;Luohe City PeopleEast Road518#, Henna, ChinaPost Code:462000Keywords: cigarette making machine；electronic balance；cigaretteweight；accuracy；balanceplatform；Model Selection

3、；Improvement DesignAbstract: A cigarette weight is a kind of key factor of effecting Cigarette Quality. So, almost Cigarette Factories furnish electronic balances to Weigh and control cigarette weight online, At the same time to remove the effects of balance Weighing accuracy because of environmenta

4、l shock and wind speed condition, crease and improve the balance platform. Depending on the relevant Measurement Technology standards, selecting an Inductance 0.1mg II class balance1meets the mg-class cigarette weight measurement requirements. By designing and creating easily anti-vibration, levelin

5、g and rising balance platform, it raises balance stability and levelness. By Model Selection and Improvement, raise the accuracy of cigarette weight measurement.2【1】烟支重量是影响卷烟产品总体质量的重要因素之一，【2】卷烟工艺规范要求：烟支重量设计允许偏差值为70mg，标准偏差不大于 23 mg；【3】GB5606.3-2005卷烟规定，单支卷烟重量设计允许偏差值为80mg，该指标作为 C 类质量缺陷考核。为实现烟支重量过程控制,通

6、常需要在每个卷烟机台配备一台天平,实现在线计量抽检,但选用的天平等级不同、量程不同对测量结果影响较大，选型是提高测量精度的第一步，其次选用毫克级的天平受测量环境影响较大，如卷包机台设备运转产生的震动、温湿度送风调节产生的风速等都对天平称量产生影响，因此选型和消除或减少天平环境影响尤为重要。1 卷烟机台天平的选型1.1 量程的选择2332量程= 测量值通常称量值为量程的 最为准确，即。如某牌号卷烟产品烟支单支重量设计值为 840940 mg，中心值为 890 mg，【4】根据 GB/T 6378-2003不合格率的计量抽样检验程序及图表（适用于连续批的检验），【1】设计出其计量抽检样本数33n=

7、81(支)，测量值为 81890=72090（mg），其量程 = 2 测量值= 2 72090 = 108135mg，取量程为 100 g 天平最为合适，如果选 200g 天平，反而不精确。1.2 分辨率（感量）的选择烟支单支重量为毫克，为保持其 1 毫克的精确，需要选用感量为 0.1 mg 读数的数字天平（数字指示末尾数字为估读的），检定分度值 e=10d=1mg.1.3 精度等级的选择 = = 100= 105【5】根据 JJG1036-2008 电子天平检定规程，分度数0.001,选用高准确度等级（II 级）天平，其最小称量为 20e(20 mg),在 20 mg5 g,最大允差为 0.

8、5e(0.5mg)；35g20g,最大允差为 e(1mg)；20g100 g,最大允差为 1.5e(1.5mg)；该区段误差也为检定天平是否合格的依据。1.4 环境要求要求天平零点稳定，抗震能力强，带有风力干扰的玻璃外罩。综上所述，选用准确度等级为 II 级，最大称量为 100g，感量为 0.1 mg 的天平为宜。这里，我们选用上海恒平科学仪器有限公司的 JA1003 天平，各项参数达到计量要求。2 天平台架的改进通过设计、加工一机台天平台架，解决目前卷接机组在线烟支称量过程中由于现场震动和天平不水平造成的称量不准确问题。2.1 机台天平台架存在问题一是卷接机台震动，传导给天平荷重传感器，引起

9、天平零点不稳定，漂移大，超出天平规定的误差。二是天平台架变形或地面不平整带来天平不平，引起误差大，天平失准。为准确了解震动和水平问题对天平准确性造成的影响，我们以 JA1003 天平为例结合生产现场进行实验。2.1.1 振动影响同一天平经校准后放在实验室、生产一楼和生产二楼，放置 100g 砝码其显示值如表 1 所示，另外不水平也会造成的影响。表 1：不同放置位置天平指示的稳定性(改进前)单位： g位置实验室生产一楼生产二楼合格评价零点值0.00000.00020.0016生产二楼零点超差100g 显示100.0001100.0004100.0010生产二楼零点超差100g 1 小时后显示10

10、0.002100.0032100.0064生产一、二楼零点超差注：天平检定标准为：零点值最大允许误差为 0.5 mg42.1.2 其他缺陷天平水平调整超出调整极限；天平台架过高或过低，操作人员操作不适宜；机台附近震动大，天平零点不归零，有零点漂移；天平台架固定安装，带配重后不易转动方向；为提高天平在非实验室比较恶劣的生产在线环境下准确测量，提高工艺质量检测水平，有必要进行改进。2.2 具体设计2.2.1 底座配重按图 1 设计，采用铸铁件，底座重量经过计算其重量为 16kg，增加配重使整个台架更稳定。另外为了减震，增加稳定性，在其底部切削了一圆台，粘接 380-10 的橡胶垫利于减震.5图 1

11、：天平台架底座2.2.2 手轮螺丝调节高度和旋转自由度图 2 中,采用三个高度调节手柄 4（手轮螺丝），使支架锁定高度后，架体更稳定，方法更快捷。松开手轮 4 后，天平方向还可 360 度自由旋转。按图设计，该台架在松开手轮 4 后，其调整高度在 0.911.4 米，满足不同身高在线烟支检测人员操作，减轻烟支在线监测的劳动强度。采用三个带倒顺螺丝手轮 6 进行托盘 11 水平调节，快速 自由。三个水平调节螺栓 6 通过 JF8 型杆端关节轴承 7 把托盘 11 与支架 5 自由连接，使水平调整的高度与幅度加大了，水平调整方便轻松。2.2.3 多采用焊接连接，增加整体刚度除了调整部分采用螺丝连接

12、外，整个台架采用焊接，目的是为了减少震动的传导作用，稳定天平，提高其零点稳定性。2.2.4 零部件加工材料优先选用型材，降低加工成本图 2 中,为减少制作成本，托盘底架伸缩杆 3 与立柱 2 分别选用 384 与 605无缝钢管标准成材制作。整体效果见图 4。2.3 改进后机台天平的性能一是台架高度可调，上下伸缩自由；二是增加底座配重，增加减震橡胶垫，减少震动产生影响；三是设置手动调节螺母手轮，根据现场高低可方便调节；四是天平方向 360 度旋转可调，调节方便快捷。改进后天平零点指示的稳定性得到增强,测试见表 2.消除了天平不水平和地面震动对天平零点的稳定。表 2：不同放置位置天平指示的稳定性

13、(改进后)单位： g位置实验室生产一楼生产二楼合格评价零点值0.00000.00020.0000零点误差合格100g 显示100.0001100.0004100.0003零点误差合格6100g 1 小时后显示100.002100.0004 100.0004注：天平检定标准为：零点值最大允许误差为 0.5 mg零点误差合格AA71.底座;2.立柱;3.伸缩杆;4.高度调节手柄（三个）;5.托盘底架;6.水平调整手柄（三个）;7.JF8型杆端关节轴承;8.铰接轴销;9.天平水平泡;10.8卡簧;11.天平托盘;12.JA1003天平3结语图 2 天平台架总装图按照上述配备的天平能满足烟支重量称量的计量要求。设计制作的天平台架螺丝连接和杆端关节轴承须定期用油润滑，防止锈蚀；底座平面加工力求保持一定的平面度，地面力求平整。台架放置不要与卷接机台接触，以免机台振动的传导，并且远离强磁场，如电机、大容量线圈绕组的部位。使用改进后的台架调节简便、快捷，提高了高精度天平现场使用的稳定性，也提高了测量的