袋装水泥包装线包装方案

袋装水泥包装线包装方案

引言

水泥是粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好地

硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或

混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

水泥的生产工艺，以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥

窑中煅烧成熟料，加入适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。

根据企业的需要设计袋装线的水泥包装线，通过收集袋装水泥包装工艺，制定水泥包装流

程，选择包装部件结构，查找同类产品资料，确定水泥包装方案。

一． 袋装水泥包装工艺

1. 包装规格

规格尺寸 包装

袋长袋宽袋有折边缝线阀口折角 袋端留余线

度A±度B效长宽度纸宽扣数

10/mm ±度DC±度

长度宽度活扣死扣

5/mm ±3mm H/mm

E/mm F/mm L扣L扣

1

2

5/mm

数 数

25kg 560 350 500 70 ≥24 ≥110 90±4 ≥4 ≥3

50kg 780 420 730 76

2．包装工艺

（一）启动运转步骤：通电—启动皮带机—启动包装机—启动给料机—插袋—灌装—计量—

掉袋

（二）停机步骤：关闭给料机—放空包装机中水泥—关掉总电源

3.包装流程

当水泥包装机工作时，操作工将水泥袋插到料嘴上，同时水泥袋推动了装在料嘴上方摆杆，

使摆杆上的开关信号接通，向微机发出启动信号，微电脑接通信号后，立即启动主电机，控

制电力液压器打开三位出料闸门，使阀门全开。卸料室内的水泥在水平旋转叶片的加速作用

下，靠离心力加速喷出，通过阀、橡胶软管和出料嘴灌入水泥袋中，同时传感器不断的将袋

内水泥重量值转化为电模拟量，经运算放大器放大后，该模拟量送入微电脑，由微电脑计算

处理，当袋内水泥装到45KG时，微电脑便关闭一号闸，是闸门处于半开装置，水泥以细流

装灌装，到50KG时再使闸门全部关闭，此时推包电力液压推动器工作，从料架上推下水泥

袋，每装完一袋水泥后，电脑内的累加器自动进行加一计算，并实现累加产量。

4.包装重点和难点

（1）称重精度

95%的袋数单袋重量误差在±0.2kg/袋，25kg/包。使包装的重量满足包装要求，则可用PID

调节，使误差在标准范围内。

（2）称重控制系统

该部份由称重传感器、电磁阀、料位传感器、行程开关等组成。输入量模块采集现场信号，

袋规

格

传送到CPU模块进行计算处理，然后通过输出模块输出信号，控制现场各种开关、电磁阀和

电机等。

根据原料配比不同，添加剂称重传感器最大量程150kg，水称重传感器量程3t，水泥称重传

感器量程6t。称重传感器将配料重量转换成(4~20)mA的电流信号，经PLC的模拟量输入模

块进行A／D转换后输送到CPU与预先给定的重量进行比较，CPU按照给定的控制规律进行

计算，然后发出控制信号控制各种配料严格按比例送入混炼器中搅拌。

在称重配料的过程中，机械装置运行时的波动，比如气动电磁阀气缸的压力波动，造成给料

装置的动作滞后:物料下落的冲击力;配料系统发出关闭信号后原料的过冲量(空中余量)，因

物料料流的不稳定导致过冲量的随机变化(最为关键的因素)。这些因素造成了称重配料误

差。

为了减小称重配料误差，系统把称重过程分为粗称和精称两个阶段。在缓冲罐出口安装两个

气缸串联。在粗称阶段，缓冲罐出口的两个气缸全部打开，缩短给料时间。当给料量达到设

定量的90％，进入精称阶段，此时，关闭90％的缓冲罐出口气缸，小量给料以提高称量精

度。系统中的机械结构、称重传感器、模拟量输入模块等环节都存在一定的误差，最终反映

为作用于传感器的实际值与触摸屏显示值之间的误差，这个差值我们称之为系统的非线性误

差。这一误差可以通过函数校正的方式来消除。假设作用传感器的力为F(i)，对应的显示

值为M(i)，由数组F(i)和M(i)的拟合，可以得到一个校正函数:F=f(m)。由于系统误差是

各个环节共同作用的结果，因此校正函数一般有多个拐点，为了保证测量精度，本系统中采

用分段最小二乘抛物线法来分别求出各段的拟合多项式:F=a+bm +cm2

二． 国内同类产品资料

水泥一般分为袋装水泥和散装水泥。

所谓袋装水泥，是指用纸袋包装（包括腹膜塑编袋、复合袋等）进行出厂、运输、储

存和使用的水泥。其缺点：

3

①能耗高。每使用一万吨袋装水泥，要消耗木材330m、烧碱22吨、煤78吨、水1.2

3

万m，耗电7.2万度。

②扬尘大。建筑工程中袋装水泥破损率为5%，扬尘颗粒物中水泥占到10%—20%。

③装卸慢，强度大，劳动条件差。

④费用高。每一万吨袋装水泥，纸袋（或塑编袋等）、搬运、拆袋、破损等综合费用

达64万余元。

⑤袋装水泥存放半年会降低强度20—30%，不能全天候运输、全露天作业

。

所谓散装水泥，是指不用纸袋（含塑编袋、复合袋等）包装，严格控制水泥生产过

程，提高产品质量（尤其是水泥安定性指标），直接通过专用器具（包括散装水泥发放设施、

专用运输工具、储存罐）出厂、运输、储存到使用的水泥。它是技术和管理进步的产物。发

展散装水泥是国家规定的重大技术经济政策措施。散装水泥具有不用纸袋包装、机械化作业、

一般通过专用机器和工具、一定的数量标准等特征。其优点：

①节约大量的能源、资源。节约了大量木材，保护了森林资源，保护了生态环境；

②促进和提高水泥产品质量，混凝土质量及工程质量；

③是建材业、储运业和建筑业实现现代化的必由之路；

④是提高国民经济整体素质的重要内容之一；

⑤极大地完善作业环境，保护劳动人民的身体健康；⑥减少施工中的水泥粉尘污染、

保护环境。

散装水泥相对与袋装水泥还有如下优点：

①技术、管理含量更高。如水泥出磨安定性要100%合格。

②用专用设备运输、储存，密封性好，水泥在储存期不变质。据测试，散装水泥经历

13个月，水泥标号不下降；袋装水泥存放12个月后，强度降低30—50%，且有受潮、受湿，

结块变质的可能。

③散装水泥是通过专用运输工具从生产厂（或中转站）直送用户，流通渠道正规明确，

掺假或以次充好无机可乘，从而确保质量。

三． 袋装水泥包装流程

1. 水泥的称重

回转式水泥包装机有8 个独立灌装的出料嘴，均匀 地分布在回转料仓外部．单嘴控制

箱控制出料电机灌装启停及微电脑计量控制系统供电；称量机构采用微机秤计量，由弹

簧片支撑秤架、称重传感器检测袋质量、微电脑控制中间继电器、电磁铁牵引闸板及掉

袋，控制合理，性能稳定．

工作原理 回转料仓采用筒体中心入料，在高速旋转的叶轮作用下连续强制灌装．人工

插袋后，通过内撞块与闸板控制机构撞块相碰实现定点开启闸板，灌装开始．

包装秤精度的控制及注意事项

通用硅酸盐水泥对出厂袋装水泥的质量（以下简称袋质量）规 定，包装机的平均袋质

量设置应符合2 个条件：（1）袋装水泥每袋净含量为50 kg，且应不少于标志质量的

99%；随机 抽取20 袋总质量应不小于1 000 kg．（2）平均袋装水泥质量不低于

（49±3 S）kg，其中S 为样本标准偏差．以样本标准偏差0.5 kg 为例，要达到

GB175-2007 的相关要求，袋质量就不能低于50.5 kg，以年生产袋装水泥60 万t 计

算（1 200 万袋） ，就会形成6 000 t 水泥的流失，即若实际生产60.6万t 水泥，

装袋后却是以60 万t 销售．由此可见，提高袋质量控制水平， 减少偏差具有重大的

经济效益．

2. 侧边的缝制

缝底袋袋身两侧有M形折边，两底由缝线缝合，上面一角设有阀口

3.灌装

操作工将水泥袋插到料嘴上，同时水泥袋推动了装在料嘴上方摆杆，使摆杆上的开关信

号接通，向微机发出启动信号，微电脑接通信号后，立即启动主电机，控制电力液压器

打开三位出料闸门，使阀门全开。卸料室内的水泥在水平旋转叶片的加速作用下，靠离

心力加速喷出，通过阀、橡胶软管和出料嘴灌入水泥袋中，同时传感器不断的将袋内水

泥重量值转化为电模拟量，经运算放大器放大后，该模拟量送入微电脑，由微电脑计算

处理，当袋内水泥装到45KG时，微电脑便关闭一号闸，是闸门处于半开装置，水泥以

细流装灌装，到50KG时再使闸门全部关闭，此时推包电力液压推动器工作，从料架上

推下水泥袋，每装完一袋水泥后，电脑内的累加器自动进行加一计算，并实现累加产量。

4.封口的缝制

5.水泥袋的码垛

用于食品饮料行业、化工行业等；配套于三合一灌装线等，对各类瓶罐箱包进行

码垛。码垛机自动运行分为自动进箱、转箱、分排、成堆、移堆、提堆、进托、

下堆、出垛等步骤。

6.水泥运输方案

装载水泥的货舱应干燥，舱室甲板和舱盖必须水密良好，舱内排水系统应完好，并有良好的

通风防潮设施。由于水泥受水湿会影响质量，尤其是海水对其影响更为严重，所以船舶运输

应充分注意各种可能的水湿因素。除对船舱条件有一定的要求外，在港口仓库堆放时，该仓

库(包括地面)也必须干燥并具备通风防潮条件。如水泥需要暂时堆放在港口堆场，货堆地面

也必须有足够厚度的垫料，货堆应有完整无缺的铺盖。此外，水泥在支线水运及港内过驳作

业中，也应谨防受到各种水湿，雨天禁止进行水泥装卸搬运作业。在一般情况下，一艘船舶

最多只能配装两种不同标号的水泥，而且这两种不同标号的水泥应分别装载。同时，水泥最

好装在单独的货舱内，而不要与其他货物装于同一舱室，若为条件所限，也只能同舱配装完

全干燥的、轻质的、不怕灰尘的、不会影响水泥质量的货物，但此时也须用帆布或两层席子

并加以铺垫木把水泥与这些货物分隔开，将这些货物堆装在水泥上面。水泥在货舱内或在仓

库内的堆装高度有所限制，纸袋包装的水泥的堆积高度一般不超过2m(平堆l3～15层)；桶

装水泥的一般堆高不超过9层。袋装水泥的积载因数通常为0．90m3／t～1．52m3／t，桶

装水泥的积载因数为1．o5m3／t～1．29m3／t，但由于堆高受限制，所以，船舶运输时亏

舱损失较大。为了减少亏舱损失，大宗袋装水泥普遍装在船舶问舱。为保证水泥的运输质量，

除必须符合上述装运条件和遵循基本的配装积载要求外，还必须注意以下五个方面的问题：

(1)袋装水泥应在充分冷却后才能装船，否则，因水泥温度较高，会使货舱(在外界温度较低

时)出汗而造成水泥湿损。

‘(2)应充分注意水泥包装的脆弱性。由于水泥灌包时温度还较高，包装纸受烤会影响纸质

的坚韧性，所以，搬运堆装时严禁抛掷、拖曳，且堆装必须平整，以防破包。(3)水泥装载

在船舶问舱，应注意防止它对底舱货物的污染。一般应在底舱舱口铺盖完整的油布，在水泥

卸毕后，应先清扫问舱再进行底舱作业。(4)水泥在运输中仍不免经常发生破包现象，有极

易扬尘，还应充分注意作业时对周围其他货物的影响

散装水泥一般用散装水泥车或者装袋用平板车运输，也有散罐安装在火车或者是轮船上运

输的。一般都是用几十吨或者几百吨不等的立罐储存，运输中的转换是用空压机、柴油机等

设备完成，使用时按一定比例勾兑粉煤灰、石灰等辅料用于建筑等

四． 水泥包装部件结构选择

1.水泥的称重

图所示为电子带式称的计量原理图。除用作计量外，还可以作为物料重量流量测定和计算

及连续配比。计量精度±2%，计量范围为50～100g/包。其工作原理是：由秤盘10感应到

其上面一传送带段上的物料重量变化。通过差动变压器6的位移变化，将此变化转为相应的

电量变化，再经调节器和放大器，驱动可逆电动机8，带动放料闸门控制传送带上物料层厚

度，以保持带上物流流量为一定值。然后由与传送带同步转动的等分圆料盘，每次截取相同

量的料层。称体采用等臂天平微型轴承支承，精度高，对温度敏感度小。形弹簧5参与计量，

并起制动作用。油阻尼器4达到稳定平衡目的。限位器3使称的位移限制在一定范围内。

当外界或物料的比重有变化时，经过电子元件的反馈，可调节闸门9开关度，保证物料量及

时调整到给定要求。

2.侧边的缝制

横进限位

开关闭装 置

合

报板

与大夹

子

开始

缩合

汽缸折边

夹子张

缝 口 复 位

开

1.灌装

此部分主要由PLC执行系统，按照由IC卡读取的销售数量，定量灌装散装水泥。首先，灌

车按要求开上汽车衡后，操作员点击读卡按钮，系统读出车档案、销售量等，同时比对各参

数，合法后系统自动控制称重仪表去皮，然后顺序启动所需设备，开始灌装。当达到销售量

时，为了保证灌装精度，系统自动分步停止灌装。整个灌装过程完成后，系统自动记录各项

数据，将其存入服务器中，灌车便可以出厂，灌装结束。

2.封口的缝制

输送带长3.0米，广泛用于化工、粮食、饲料、港口等行业的颗粒、粉末状物料的告诉输送

缝包。采用固定式皮带输送机，皮带离地面高度可调，增加了缝包高度范围，而且能在底面

不够平整的车间作业。

3.水泥袋的码垛

工作原理：平板上工件符合栈板要求的一层工件，平板及工件向前移动直至栈板垂直

面。上方挡料杆下降，另三方定位挡杆起动夹紧，此时平板复位。各工件下降到栈板

平面，栈板平面与平板底面相距10mm,栈板下降一个工件高度。往复上述直到栈板堆

码达到设定要求。

4.水泥运输方案

该机的输送装置由螺旋主轴、螺旋叶及其轴承组件、叶轮主轴、叶轮及其轴承组件、输送装

置壳等部件构成，叶轮主轴和螺旋主轴垂直错位安装在同一泵壳内，两主轴输送装置处分别

装有与主轴旋转相反的密封螺杆。

五． 袋装水泥的包装方案

开始 供袋 取袋

抓袋

斜板 送袋

横进取横进送

袋 袋

包夹

六.总结

(1) 熟悉包装工艺流程中主要设备的性能、构造、工作原理及使用维护方法。

(2) 熟悉包装工艺流程中电气、仪表和风动设备的工作原理及使用方法。

(3) 熟悉包装机常用机、电、仪配件的名称、规格、材质、使用周期和更换方法。

(4) 熟悉影响包装机生产能力的因素、提高生产能力的方法。

(5) 了解常用润滑剂的种类、牌号、性能。

(6) 能独立操作本岗位设备、掌握包装技术、保证包装袋质量合格。

(7) 能正确判断和处理设备常见的故障。

(8) 对各岗位记录填写清楚、计算产量、纸袋破损率和袋重合格率

了解了包装机的运行与维护

（1）检查包装机和叶轮的回转方向是否与要求一致；

(2)包装机上部中间仓上的料位指示器工作正确；

(3)包装机气动控制的压缩空气压力在0.5～0.6(0.55)MPa，气管路无漏气现象；

近开关未接近开关时，立式双格轮喂料机应工作。反之，立式双格轮喂料机应停

止工作。同时电气控制系统应保证：立式双格轮喂料机与主机回转及料位开关通

断、联锁正常；

(6)检查包装机上的中间仓料位指示器的动作是否可靠；

(7)当包装机储料室的水泥达到料位指示器控制的高度位置时才能开始插袋；

(8)在包装机不回转的情况下，完成各嘴的试灌装，测量出每嘴的粗细流时间。细

流时间应在1.5～2秒之间；（细流时间可通过电器和三位气缸调整。）

(9)检查已灌满的袋子是否能正好掉到卸包机上，如果袋子掉得太早或太晚(即袋

子的落点调整），应调整包装机顶部掉袋控制机构的位置；

(10)允许推袋发讯气缸，电磁阀受系统控制。即主机开停、卸包机开停，正包机

上袋堵检测光电管与电磁阀应联锁，防止因堵袋主机称量架碰撞；

七．参考文献

主编 丁加军、盛靖琪-------------------------------《自动机与自动机》

主编 丁加军------------------------------------------灌装线认知手册