ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ

Точність дозування

Одна з найважливіших характеристик дозувальних пристроїв — точність дозування. Це подача дозованої продукції у відповідності до заданої похибки і вагової продуктивності. Здійснювати абсолютно точне дозування практично неможливо. На точність дозування впливає велика кількість факторів:

• власні і вимушені коливання зважувальної системи;

• нерівномірність подачі продукції в дозувальний механізм;

• характер взаємодії зважувальної системи з дозованою продукцією;

• ступінь заповнення бункера-накопичувача;

• змінення фізико-механічних і технологічних властивостей продукції під дією зовнішніх силових, температурних та інших факторів.

Похибка дозування Д — це відхилення результатів вимірювання величин доз продукції від дійсного або номінального Мн значення.

В залежності від форми представлення розрізняють абсолютну Д та відносну 6 похибки дозування.

Абсолютна похибка виражається в тих же одиницях вимірювання, що і величина дози. Відношення абсолютної похибки дозування Д до номі­нального значення величини дози називають відносною похибкою д, що виражається у відсотках або частці.

Для визначення величини похибки і проведення метрологічних досліджень із потоку пакованих одиниць, одержаних при сталій роботі пакувальної машини, здійснюють вибірку із N послідовних доз.

Необхідну і достатню величину вибірки доз можна знайти за допомогою теореми Ляпунова, згідно з якою справедлива нерівність:

Мн - Мс Н у—'С < ts, (3.6)

S-ylN

де Мс — середнє значення маси дози продукції;

S — середнє квадратичне відхилення величини дози;

ts — нормоване відхилення.

Нерівність справедлива при нормальній функції розподілення похибок вимірювання. На основі результатів метрологічної атестації різних типів дозувальних пристроїв встановлено, що число проб не повинно бути меншим двадцяти (N < 20).

За заданих вихідних даних визначають абсолютну похибку маси одиничної дози, виданої дозатором із вибраної N вибірки.

A U,=MH-Mlt (3.7)

де Д,, — абсолютна похибка і-ї дози;

М - — значення маси і-ї дози продукції.

Використовуючи елементи теорії математичної статистики, пере­віряють ідентифікацію закону розподілення похибок стаціонарного процесу дозування. Перевірка гіпотез про ступінь наближення елемен­тарних розподілень до деяких математичних моделей здійснюється на основі критеріїв погодження, частіше всього критерію Пірсона X2.

Уточнивши закон розподілення похибок, переходять безпосередньо до її метрологічних оцінок.

Визначають середнє арифметичне значення маси N послідовних доз:

i=N

(3.8)

Тоді абсолютну похибку вибірки із N доз можна визначити за формулою:

(3.9)

Абсолютна похибка вибірки або середнє значення похибки характеризує систематичну похибку або рівень налагодження дозатора.

Похибка дозувальної системи може бути викликана:

• неправильним регулюванням величини дози;

• змінами пружних властивостей деталей дозатора;

• первинною і динамічною похибками виконання дозувального прист­рою та ін.

Під час проведення відповідного аналізу технічної системи дозування можна практично виключити систематичну складову похибки дозування. Згідно з існуючими методиками метрологічної атестації дозувальних пристроїв, систематична похибка не враховується, зважаючи на її малі величини в порівнянні із випадковою похибкою. Випадкова похибка дозування — це похибка, яка формується операцією дозування і залежить від перерахованих вище факторів, що впливають на точність дозування.

За основу точності дозування або випадкової похибки приймають середнє квадратичне відхилення маси дози від її середнього значення:

(3.10)

Тоді довірчу межу допустимого відхилення випадкової похибки маси дози визначають за формулою:

Дм, =±t-S

Де t — коефіцієнт Ст’юдента для числа вибірок N і довірчої ймовірно­сті р (зазвичай приймають р = 0,95), визначається за ГОСТ 8.207-76.

Інколи для спрощення методики пошуку довірчої межі допустимого відхилення випадкової похибки і на основі аналізу функції розподілення похибок, прийнявши р = 0,95, використовують нерівність:

-2-S < АМв <+2-S - (3.12)

У разі необхідності врахування систематичної похибки визначають повну абсолютну похибку дозування:

Д = Дмс+Дм„. (3.13)

Відносну повну похибку дозування можна визначити як:

" Л 100% . (3.14)

мн

Величини систематичних і випадкових похибок у випадку їх невідповідності заданим значенням або встановленим ДСТУ є предметом для аналізу базових рішень, прийнятих під час конструювання дозатора, а саме:

• повнота використання точністних можливостей датчиків маси і правильний вибір кінематичних зв’язків датчика з механічними елементами конструкції;

• конструктивне виконання заслінок мірної ємності, тип і потужність приводів, інерційність рухомих деталей;

• розміри і взаємне розташування подаючих каналів, заслінок і накопичувачів продукції;

• нерівномірність роботи живильників, працюючих на один зва - жувальний бункер;

• раціональність вибору параметрів циклограми роботи дозатора і т. ін. Так як точність роботи дозатора залежить від багатьох факторів, не

можна однозначно стверджувати, що застосування деяких із способів дозування підвищує точність, а інших — зменшує. Відомо, що добре зважена конструктивна проробка об’ємного дозатора дозволяє одержати точність не нижчу, ніж в кращих зразках вагових дозаторів. А тому правильно підходити до вибору дозатора потрібно не з вимог точності, а з відповідності його конструкції типу продукції. Практично всі існуючі сьогодні дозатори дозволяють формувати дозу продукції з похибкою 1-3 % і точніше.

Інша справа, коли мова йде про продуктивність. Тут дійсно є прямий зв’язокіз конструкцією дозатора. Так, наприклад, об’ємні дозатори можуть видавати до 150 доз/хв, а вагові — від 10 до 20 доз/хв (однопотокові).