新型钕铁硼粉末配料设备的研制

杨志冬 寇德万 赵宏江 张卫园

杨志冬, 寇德万, 赵宏江, 张卫园. 新型钕铁硼粉末配料设备的研制[J]. 粉末冶金技术, 2018, 36(6): 458-464,469. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.010
引用本文: 杨志冬, 寇德万, 赵宏江, 张卫园. 新型钕铁硼粉末配料设备的研制[J]. 粉末冶金技术, 2018, 36(6): 458-464,469. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.010
YANG Zhi-dong, KOU De-wan, ZHAO Hong-jiang, ZHANG Wei-yuan. Development of the novel batching equipment for Nd-Fe-B powders[J]. Powder Metallurgy Technology, 2018, 36(6): 458-464,469. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.010
Citation: YANG Zhi-dong, KOU De-wan, ZHAO Hong-jiang, ZHANG Wei-yuan. Development of the novel batching equipment for Nd-Fe-B powders[J]. Powder Metallurgy Technology, 2018, 36(6): 458-464,469. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.010

新型钕铁硼粉末配料设备的研制

doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.010
基金项目: 

陕西省工业攻关资助项目 2016GY-048

详细信息
    通讯作者:

    杨志冬, E-mail: 552455758@qq.com

  • 中图分类号: TM273;TB383.3

Development of the novel batching equipment for Nd-Fe-B powders

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  • 摘要: 针对钕铁硼(Nd-Fe-B) 生产企业配料时出现的问题, 研制了一种适用于钕铁硼粉末在密闭气保环境下的自动配料设备。在原有CJ2000钕铁硼粉末自动称量机的基础上, 应用TRIZ (Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch) 理论中的功能分析、裁剪原理、物场模型、标准解并结合钕铁合金粉末硼配料工艺、用户需求对设备的关键部件进行了设计。在原料桶至给料器之间设计了新的料位检测及防护部件, 该部件能够可靠地完成胶管内部料位检测的功能, 同时防护罩能够在胶管意外破裂后起到一定的保护作用, 为操作人员争取时间, 防止事故的进一步扩大。秤斗进料口及出料口出均设有快装接头, 可与软连接相连, 确保其在密闭状态下完成物料的称量, 在秤斗的侧壁上设有振动电机, 可有效清除秤斗内部的残余物料。采用自同步原理设计的GZG103管状密闭给料器, 该给料器不但能够实现物料的定量供送, 同时能够完成给料器内部残余物料的清理, 便于下一批次产品的配料。经过对样机的试验考核, 对单支200 kg物料的称量, 其生产率可达20次/h, 精度等级达到X (0.2) 级。当给料器完成内部物料的自清理后, 其物料残留量小于1 g。该设备是针对钕铁硼粉末的配料进行研发的, 但对于其它易氧化合金粉末的分料和配料, 也具有一定的应用价值。
  • 图  1  人工配料系统

    Figure  1.  Manual batching system

    图  2  CJ2000称量机结构示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of the CJ2000 weighing machine

    图  3  CJ2000称量机功能分析图

    Figure  3.  Function analysis diagram of the CJ2000 weighing machine

    图  4  软连接、检测及防护装置

    Figure  4.  Devices of soft connection, material level detection, and protection

    图  5  秤斗结构图

    Figure  5.  Diagram of balancing bucket

    图  6  物质-场分析模型

    Figure  6.  Material-field analysis model

    图  7  给料器结构示意图

    Figure  7.  Schematic diagram of feeder

    图  8  总体布局图

    Figure  8.  Overall layout of redesigned batching equipment

    图  9  流程图

    Figure  9.  Flow Chart of batching process

    图  10  组合配料方案图

    Figure  10.  Structural design of the combined batching units

    表  1  钕铁硼粉末物料特性

    Table  1.   Materials characteristics of Nd-Fe-B powders

    物料名称 松装密度/(g·cm-3) 粒径/μm 称量规格/kg
    钕铁硼细粉 ~1.8 2~5 10~200
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    表  2  现场条件

    Table  2.   Field conditions

    项目 原料桶 集料桶 压缩空气 压缩氮气
    参数 内装原料0~230kg 可装配好粉料500kg 0.6MPa 0.6MPa
    接口:DN100 接口:DN100 设备充氮引入压力0.04MPa 设备充氮引入压力0.04MPa
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    表  3  单一产品化学成分

    Table  3.   Chemical composition of the single product

    产品编号 产品质量分数/%
    粉A 粉B 粉C
    1 62 24 14
    2 76 24
    3 59 41
    4 32 30 38
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    表  4  单台配粉机技术规格

    Table  4.   Technical specifications of the single powder blending machine

    项目 称量规格/kg 200kg时称量速度/(min·次-1) 动态误差/%
    参数 5~200 >10 ±1
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    表  5  第2.1子类包含的标准解

    Table  5.   Standard solutions included in Subclasses 2.1

    子类 标准解法
    S2.1转化成复杂的物场模型 S2.1.1链式物场模型
    S2.1.2双物场模型
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    表  6  第2.3子类包含的标准解

    Table  6.   Standard solutions included in Subclasses 2.1

    子类 标准解法
    S2.3频率的协调 S2.3.1协调F与S1或S2的频率
    S2.3.2协调F1与F2的频率
    S2.3.3在一个动作的间隙进行另一个动作
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    表  7  GZG103给料器试验性能

    Table  7.   Performance of GZG103 feeder

    项目 振幅/mm 噪音/dB 最大给料量/(g·s-1) 残余物料/g
    参数 2.25~1.80 <80 2132.7 <1
    (15~50Hz) (50Hz)
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    表  8  CJ200K钕铁硼单台配料器机技术参数

    Table  8.   Technical parameters of CJ200K Nd-Fe-B single batching machine

    项目 称量规格/kg 生产率/(次·h-1) 准确度等级
    参数 5~200 20(200kg) X(0.2)
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  • 收稿日期:  2018-04-12
  • 刊出日期:  2018-12-20

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