韋念民

摘 要：高速扭結(jié)機(jī)GN1200是單一功能機(jī)種，專為臺灣烤腸的生產(chǎn)而研制。整機(jī)由PLC控制，變頻電機(jī)提供動力，可在多種程序狀態(tài)下運(yùn)行。生產(chǎn)速度非常高，最高速可達(dá)每分鐘1200根臺灣烤腸。整機(jī)采用不銹鋼制造，關(guān)鍵部件采用優(yōu)質(zhì)合金鋼并經(jīng)過特殊工藝處理，使之不但防銹耐蝕，而且耐磨性能更加優(yōu)良。高速扭結(jié)機(jī)GN1200適用膠原蛋白腸衣直徑16～26。高速扭結(jié)機(jī)GN1200需要380V、50Hz的三相電源，總功率為3kW。壓縮空氣壓力0.5Mpa，耗氣量132L/h。

關(guān)鍵詞：食品機(jī)械；不銹鋼設(shè)備；臺灣烤腸；高速扭結(jié)機(jī)

1 研究背景

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，食品加工業(yè)也有了很快的發(fā)展，肉類加工的機(jī)械化程度也越來越高。高速扭結(jié)機(jī)GN1200也成為典型的食品加工機(jī)械中的佼佼者。以前占據(jù)臺灣烤腸生產(chǎn)市場的主要是進(jìn)口的設(shè)備。為滿足國內(nèi)食品市場的加工需要，研制能與進(jìn)口設(shè)備相抗衡的國產(chǎn)機(jī)器迫在眉睫。我國最初的肉食加工是傳統(tǒng)的手工作坊式居多，現(xiàn)在逐步向機(jī)械工業(yè)化轉(zhuǎn)變。西方國家飲食結(jié)構(gòu)中肉食占著主導(dǎo)地位，他們的肉食加工就相應(yīng)非常發(fā)達(dá)。

2 預(yù)期達(dá)到的結(jié)果

由于臺灣烤腸的生產(chǎn)一直采用間歇式扭結(jié)方式，效率低，速度慢，因此希望該機(jī)型能明顯提高生產(chǎn)速度和效率，切實(shí)降低工人的勞動強(qiáng)度，為從事肉食行業(yè)的企業(yè)帶來明顯的效益。最主要的是減少肉食生產(chǎn)廠家對進(jìn)口設(shè)備的依賴，使我國的肉食機(jī)械行業(yè)得到發(fā)展壯大。

3 整機(jī)應(yīng)具備的功能

該機(jī)具備連續(xù)灌裝、連續(xù)扭結(jié)的無慣性沖擊生產(chǎn)模式。整機(jī)外殼選用耐腐蝕性能優(yōu)良的304材質(zhì)，在與食品材質(zhì)隔離的部分，為了滿足硬度和耐磨性的要求，可以選用經(jīng)過熱處理的優(yōu)質(zhì)合金鋼。

4 各部分細(xì)節(jié)的分析與實(shí)現(xiàn)

（1）套縮蛋白腸衣壓縮密度大，在單根腸衣灌裝結(jié)束時應(yīng)有精確的檢測裝置。不然會灌裝不滿而浪費(fèi)腸衣，或者肉餡外溢而遭到污染，本機(jī)采用感應(yīng)開關(guān)加毫秒級延時來控制，能達(dá)到非常理想的效果。

（2）灌裝和扭結(jié)由于是同時進(jìn)行，就需要扭結(jié)卡片的前進(jìn)速度和灌裝速度密切配合，并且都需要有無級調(diào)速的功能，本機(jī)選用變頻調(diào)速控制，在滿足要求的同時盡量降低成本。

（3）扭結(jié)時灌裝管和蛋白腸衣作為一個整體旋轉(zhuǎn)的同時，蛋白腸衣還要在灌裝管的外部做相對滑動。前壓帽通過機(jī)械傳動和灌裝管同步旋轉(zhuǎn)，蛋白腸衣被推膜氣缸緊壓在前壓帽上同步旋轉(zhuǎn)。

（4）灌裝管的后退和抬起。如果用兩套動作機(jī)構(gòu)，成本增加且占用空間。本機(jī)用直線和螺旋線相銜接的滑軌實(shí)現(xiàn)了兩個動作，非常順暢完美。

（5）灌裝管和前壓帽要同步旋轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)兩者的同步會增加難度和成本。本機(jī)用滑動同步傳動裝置使兩者共用一個動力源。

（6）在一根蛋白腸衣灌裝結(jié)束后，由于采用的是低成本的變頻調(diào)速，皮帶上的扭矩卡片停的具體位置就是隨機(jī)的，這就導(dǎo)致了下一根蛋白腸衣灌裝時第一根臺灣烤腸的長度也是隨機(jī)的。本機(jī)采用接近開關(guān)檢測扭結(jié)卡片上旋入的螺釘來定位扭結(jié)卡片的停止位置，從而解決首根臺灣烤腸長度相差很大的問題。變頻調(diào)速加上接近開關(guān)檢測裝置的成本還是遠(yuǎn)低于伺服控制的造價。

5 本機(jī)性價比優(yōu)于同類進(jìn)口設(shè)備的幾處改造

（1）與帶扭結(jié)頭的進(jìn)口灌裝機(jī)相比（因?yàn)槟壳笆袌錾犀F(xiàn)存的這類機(jī)型非常多），最顯著的特點(diǎn)就是改間歇灌裝為連續(xù)灌裝，因此生產(chǎn)速度得到了大幅度的提升。進(jìn)口的這類機(jī)器一般生產(chǎn)速度為400根/分鐘，而高速扭結(jié)機(jī)GN1200可以達(dá)到1200根/分鐘。最便宜的進(jìn)口帶扭結(jié)灌裝機(jī)售價可達(dá)四十多萬，高速扭結(jié)機(jī)GN1200加上一臺國產(chǎn)直灌機(jī)的售價只有十幾萬元。同時進(jìn)口灌裝機(jī)保養(yǎng)維修費(fèi)用高昂，也是一筆很大的開支。

（2）如圖1所示，推膜氣缸推動套裝在灌裝管上的蛋白腸衣，使蛋白腸衣隨著灌裝的推進(jìn)而向前運(yùn)動。進(jìn)口設(shè)備使用伺服電機(jī)執(zhí)行此動作，由于伺服電機(jī)的精確速度控制功能，能使推膜速度和灌裝速度嚴(yán)格匹配。本機(jī)使用磁性無活塞桿氣缸QGCW-SD-16X330來實(shí)現(xiàn)這個功能。只要抓住兩個要點(diǎn)，就會和伺服電機(jī)一樣的好用。第一要調(diào)整好空氣壓力，保證在推動的過程中不損壞蛋白腸衣；第二加裝單向節(jié)流閥，因?yàn)橄蚯巴频鞍啄c衣時有前壓帽的限位作用，只要壓力合適，推進(jìn)速度是和灌裝速度自動匹配的，但是氣缸向后回程時沒有任何限制，就需要節(jié)流調(diào)速，使氣缸回程也同樣具有合適的速度。這樣改造后成本只有伺服電機(jī)的1/10。

經(jīng)過如此改造，極大地降低了整機(jī)成本，并且大幅度的提高了生產(chǎn)速度，使生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營成本大大降低，這也是本機(jī)迅速在該行業(yè)推廣開的首要原因。并在很大程度上抑制了進(jìn)口設(shè)備在該行業(yè)的銷售。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：石家莊博安不銹鋼設(shè)備有限公司）