螺桿喂料器廣泛應用在顆粒、片狀、粉狀、短纖維等固體原料的輸送計量。筆者結合多年實際應用經驗，提煉出圍繞著螺桿喂料器精度的幾個常見問題，希望能夠給大家在選用螺桿器時帶來一些幫助。
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一、如何正確描述精度？
基于數學統計學標準方差和平均的原理，我們通常用重復精度和線性精度描述螺桿喂料器的精度。重復精度是衡量螺桿喂料器的流量保持一致的指標。線性精度是衡量螺桿喂料器工作流量范圍的精度指標。
重復精度是基于標準樣本方差，描述螺桿喂料器的流量在一段時間內，若干個采樣周期內流量樣本的離散情況，是描述螺桿器重復誤差的重要指標之一。重復誤差可以基于標準方差進行量化。
計算公式如下：
（n 為樣本數量，x為采樣周期內樣本重量）
我們通常以95.5%樣品重量都在2STDEV（2個sigma）范圍內，來描述重復精度：重復精度%=x平均重量/2STDEV。
如何正確取樣來獲得的標準方差是準確描述螺桿喂料器重復誤差的關鍵。由于在大多數工廠缺乏專業測量手段，傳統的取樣靠手工方法獲得。影響手工測量精度的主要因素是電子秤的稱量精度，以及手工采樣計時的誤差。測量的樣本重量越小，要求電子秤的精度越高，精度通常為樣本重量的0.1%。要獲得準確的采樣計時，要適當增加采樣計時時間，減少樣本重量的人為誤差，同時要求同一個人計時操作，樣本的采集連續進行。
專業喂料器制造廠家通常采用自動化程序取樣，來保證精確取樣，減少手工取樣的人為誤差，同時簡化數據的處理過程。標準的自動程序取樣所用工具是高精度電子秤，電子秤通過附有標準通訊端口，如RS232或以太網端口，與用于數據處理的計算機相連，并采用標準數據處理程序，以快速處理數據，計算出精度指標。松耐（Sonner）公司采用自主研發的取樣程序，以實現差分動態取樣。這種取樣方法可以任意設定0.1秒至10秒間隔輸出樣本重量，以滿足后續1min樣本重量數據處理的需求，獲得無系統誤差的任意組樣本重量，正確評估喂料器的重復精度和線性精度。
線性精度是描述喂料器從最小喂料量到最大喂料量的運行范圍內，每個運行點的準確程度。即是在整個量程內實際喂料量和設定量之間誤差，誤差越小表征的喂料器線性精度越高。回復“擠出機”，查看更多
表征公式如下：
（X為樣本重量平均重量，F設定為設定標準重量值）
為了獲得線性精度，與測量喂料器重復精度的方法一樣，要定時采集數組樣品重量。一般情況下，我們取5%，25%，50%，75%流量下連續取4個數組，每組10個樣品重量，然后計算每個組別的平均樣本重量與設定重量之間的差值，根據上述公式計算出每個設定點線性誤差率，這些誤差就是線性精度，表征喂料器在其運行范圍內準確性。
二、如何確認客戶所需精度？
正確理解客戶加工工藝信息，了解客戶產品技術規格和產品質量標準，是成功選擇螺桿喂料器的關鍵。
通過對客戶加工工藝信息中的原料配方組成、原料特征、整條生產線的生產產能范圍、用戶現場的安裝環境等信息的分析確認，來確認螺桿喂料器部件的選型，例如對喂料器計量螺桿規格、稱重部件精度、量程，以及存放原料的料倉容積一一確認選型，保證喂料器系統以最佳的組成，滿足用戶產品質量標準對喂料器精度的要求。
由于在混配造粒工藝中，固體原料物理特性的復雜性，使得在同一臺螺桿喂料器上所表現的精度都不一樣，這就要求我們更謹慎選擇螺桿喂料器。通常大部分專業的螺桿喂料器制造商都非常重視各種固體原料測試工作，已確認最佳的螺桿喂料器組合，滿足用戶的工藝需求。
三、什么情況下選擇體積式和失重式喂料器？
失重式喂料器是通過檢測實際的流量，自動調整喂料器螺桿轉速，來達到和維持設定的流量。體積式喂料器是通過運行前的針對要輸送的原料進行采樣標定出整個螺桿轉速范圍內每個點所對應流量值，如果更換另一種原料，要重新標定，然后根據標定值，和所要運行的流量，推斷出螺桿轉速，在此轉速下運行喂料器。
原料配方及整條生產線的產能范圍，現場安裝環境等都是確認螺桿喂料器部件的選型的考慮因素
體積式喂料器是一個開環的控制的喂料裝置，具有相當經濟性，維護簡單，對安裝環境要求不高等優點，但當原料堆積密度變化較大，會使得體積式螺桿喂料精度難以控制。體積式螺桿喂料器一般應用在對精度不是最關鍵技術指標的加工工藝中，影響這種方案精度的因素有三個方面：
1、 計量部件螺桿的幾何機械結構（如單螺桿、雙螺桿組合形式）；
2、 螺桿螺紋結構形式（彈簧形式、Auger形式、Concave形式）；
3、 螺桿的喂料速度和原料的物理狀態（如堆積密度、流動性、物料的粘度）。
通過對原料狀態特征的了解，選擇相適應的螺桿組合和螺紋結構形式，可以適當提高和保證體積式喂料器的精度。
例如：對大多數顆粒狀原料，特別是新料而言，一般選擇單螺桿體積式喂料器，由于這種原料顆粒均勻，流動性好，能夠在輸送過程中，堆積密度比較穩定一致，體積式螺桿喂料器一樣能夠達到較高的重復精度和線性精度，只不過需要離線進行取樣校正等繁瑣操作，來準確達到要運行的設定流量。對于粉狀原料而言，由于大多數粉料的流動不好，原料粘度較大，我們一般選擇雙螺桿體積式喂料器，雖然雙螺桿能夠克服原料在螺槽滯留和架橋問題，但無法保證原料在每一螺槽容積恒定，因此體積式螺桿喂料器對于此類原料，精度表現差，要謹慎選用。
四、影響失重式螺桿喂料器運行精度的因素
1、正確設計
失重式喂料器是連續工作的流量控制系統，因此需要有一個高動態、高精度的稱重系統檢測喂料器短時間（通常在1-5秒內）出口流量，來確保流量控制的精確性；要正確選用螺桿和速度范圍來匹配原料的物理特征和工作流量范圍；同時要考慮喂料料倉的容積和防架橋裝置來優化系統。
為了保證失重式螺桿喂料器工作在高精度狀態下，不僅要正確評估客戶加工工藝及原料信息特征，還要系統地設計失重螺桿喂料器的原料供給系統和混合下料系統，以及輔助的排氣系統。回復“螺桿”，查看更多
體積式螺桿喂料器一般應用在對精度不是最關鍵技術指標的加工工藝中，螺桿的幾何結構、螺紋結構等都對精度有影響
2、安裝和運行環境
這是影響失重式螺桿喂料器精度的第二個因素。通常要關注以下幾點的設計安裝：1）原料補料料倉系統和失重喂料器平臺采用獨立分離式設計，并且堅固，確保原料供給系統工作時的機械震動不會影響失重式喂料系統的穩定運行，設計獨立維修及工作人員工作空間，確保工作人員的走動、工作不會影響失重式喂料系統的穩定運行。2）在失重式螺桿喂料器的原料出口、入口、排氣口，應設計可靠的軟連接裝置，以隔離機械震動對失重式喂料系統的影響。 回復“擠出機”，查看更多
3、補料過程控制
當失重式喂料器料倉里原料消耗到達最低補料量時，系統可以自動或手動進入補料過程控制，這時由于系統重量處于增加階段，因此無法進行閉環重量控制，系統處于體積式開環控制狀態，直至補料量達到設定重量，補料階段結束，系統才重新自動或手動回到失重式閉環控制階段。由此看出，任何一個失重式螺桿喂料器都無法避免再補料期間體積式運行，理論上講，體積式運行時間越短，失重式運行時間越長，體積式階段的運行精度對失重式運行階段精度影響就越小，但實際上不可能實現。因此，一般選取失重式運行時間/體積式運行時間至少不小于10：1作為安全比值，當然越大于這個比值，補料帶來的精度影響就越少。
典型失重式控制原理圖
失重加料器的工作過程原理圖
在補料階段，由于新進的原料破壞了喂料料倉里氣壓的平衡，會伴隨系統的排氣發生，如果排氣不順暢，同樣導致補料時間的延長從而影響系統運行精度。除了上述因素外，由于補料前料倉里料位和補料后料倉里料位是不一樣的而導致原料堆積密度有一定變化，為了減少系統從補料階段恢復到失重式控制階段后的不穩定時間，優化補料期間體積式運行時螺桿速度是十分必要的，通過歷史數據模型計算出優化的螺桿速度，系統精度效果遠遠好于保持補料前螺桿速度。
五、常見故障有哪些？如何正確維護？
無論是體積式還是失重式螺桿喂料器在用戶工廠運行過程中，存在的主要問題有：不正確的安裝；設備沒有得到正常維護保養，操作人員及維修人未得到足夠的培訓；用戶的加工工藝及原料、操作狀態發生變化，與訂購時確認的技術條件差異太大。
（1）、體積式喂料器常見問題及對策
由于體積式螺桿喂料器是一個簡單開環的控制裝置，通常由喂料料倉、螺桿喂料部份、馬達驅動部份，以及變頻速度控制器組成。這種簡單機械控制裝置安裝較為簡單，能夠適應較惡劣的環境，只要定期檢查馬達控制線路和定期清潔螺桿和喂料料倉，就基本可避免故障的發生。
體積式螺桿喂料器的主要問題是螺桿卡死的問題和架橋問題，發生這類問題的原因主要是來至3個方面：
1）用戶的原料發生改變，導致目前的螺桿無法適應，例如所選的螺桿喂料器用來輸送粉狀原料，通常會選用雙螺桿輸送，以確保穩定輸送，但如果改變成要輸送粒料，大部分雙螺桿結構對顆粒狀原料都會發生卡死。
2）用戶的原料尺寸由于供應商的問題，特別是一些回收原料，有大尺寸異物，導致螺桿卡死。
3）沒有進行設備停機后清潔工作，導致有一些原料由于長期滯留在螺桿和喂料料倉內結塊，在下次重新運行時，螺桿卡死。要解決上述問題要主要是更換螺桿來適應原料的變化，以及要采取有效措施控制原料的潔凈度，和停機后及時做好清潔工作。
（2）、失重式喂料器常見問題及對策
失重式喂料器是一個較為復雜的過程控制系統，產生的問題故障主要有以下幾種常見情況。
1） 沒有正確安裝失重式喂料器系統。平臺結構單薄，喂料器原料進口、出口以及排氣口軟連接未正確安裝，都會在日后失重式喂料器的運行埋下嚴重的隱患。因此，在未達到安裝要求時，應及時整改，確保系統長期穩定運行打下堅實基礎。
2） 稱重系統異常。稱重系統需要在沒有外力的情況下才能穩定工作，因此，稱重系統異常大多是受外力影響。有以下幾種表現形式：
① 稱重平臺機械故障，發生這種情況主要由于在維修或清潔失重喂料器時，沒有安裝安全裝置導致稱重平臺遭受外力而損壞，因此在做上述工作時要按照操作規程操作，避免平臺損壞；或者是原料卡在稱重平臺里，影響稱重系統不穩定，因此要及時清理平臺的原料；
② 軟連接失效：軟連接的材質大部分是采用硅膠制成，由于軟連接一直與原料接觸，特別是與一些腐蝕性原料接觸時，會使得軟連接變硬失去卸載外力的功能，要定期清潔或更換軟連接；
③ 排氣系統堵塞，工作不順暢。如果排氣系統過于簡單，只有小面積過濾器的話，特別在處理粉時，如果未及時清理的話，會導致過濾器堵塞，要定期清理過濾器或建立更好排氣系統；
④ 與喂料器連接的電線沒有正確安裝。由于在生產過程中，失重喂料器上馬達或編碼器的電線會不小心移動，導致稱重系統受到干擾，要及時小心處理電線的位置。
以上所述僅是經常發生在失重式喂料器的問題及故障，導致失重喂料器不能正常工作的原因有很多，用戶要仔細閱讀操作規程，深入了解喂料器的結構原理，不斷總結學習，減少設備運行故障。
來源：CPRJ 中國塑料橡膠
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