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影响皮带秤精度的若干因素分析

   
 
  皮带式定量给料机(简称皮带秤)是水泥生产中计量和配料的最常用设备。影响皮带秤计量精度的因素是多方面的,就其产品本身的质量而言,影响其精度分机械部分和电气部分;就其使用角度而言还取决于皮带秤的选型、安装位置的选定和安装质量及维护使用和保养等诸多方面。下面以应用较多的TDGSK皮带秤为例进行阐述。
 
  1皮带秤主要结构
 
  图1为皮带秤主要工作部分,其功能如下:
 
  图1皮带秤结构示意
 
   
 
  1)主动滚筒:主动滚筒由减速电动机拖动,进而带动皮带转动;
 
  2)从动滚筒:通过调节张紧滑座的螺丝,改变从动滚筒的位置,可以调节皮带的张紧和跑偏;
 
  3)十字簧片:用于秤体和称量框架的连接;
 
  4)张紧滑座:皮带秤调节跑偏和张紧机构;
 
  5)称量框架:皮带秤传力机构,将皮带上物料负荷信号均匀地传输至传感器;
 
  6)自动张紧轮:使皮带保持一定的张紧度,并使皮重在很小的范围内变化;
 
  7)下料斗:完成从料仓向皮带上均匀供料,调节闸门开度,可改变皮带上料层厚度;
 
  8)减速电动机:皮带秤的驱动装置,带有测速装置,负责将角速度转换为控制器可识别的速度信号。
 
  9)传感器:将皮带秤上质量转换为电信号传输给控制器。
 
  另外,秤体的上表面上分布着很多小托辊,根据功能可分为称量托辊和承重托辊。
 
  2皮带秤本身对精度影响的分析
 
  皮带秤本身的精度是由设备制造厂家决定的,除秤体的工艺制造水平外,皮带秤误差主要表现为皮带负荷(物料荷重)测量误差、皮带速度测量误差、仪表转换及控制运算误差这三个方面。
 
  1)皮带负荷测量误差主要表现为称量机构模型误差、传感器精度等级、荷重信号的放大和传输误差这几个方面。称量机构误差取决于生产厂家采用的称量机构模型、材质和加工精度等,尤其是称量框架和传感器压头的处理,对最终系统精度影响最大。TDGSK秤采用杠杆式称量机构模型,其模型误差小于0.2%。一般采用Dl级传感器,其精度完全满足其误差要求。目前正规生产厂家生产的仪表基本上都能解决荷重信号的放大和传输误差问题。
 
  2)皮带速度测量误差主要表现为测速脉冲在触发计数器读延时的时序误差(±1个脉冲)和测速脉冲传输时上升沿(或下降沿)产生的高频毛刺误触发计数器带来的测速误差。现行皮带秤测速一般采用电磁感应开关(测速头)或轴装编码器。测速头通过检测安装在电动机和减速器间测速齿轮测得速度信号,通过硬、软件办法均可实现脉冲计数误差小于0.05%,轴装编码器单位时间(旋转一周的时间)最大可产生20000个脉冲,它的脉冲计数精度更高。上述脉冲信号均采用滤波网络,对高于测速频率的高频谐波能完全滤除。所以,综合皮带速度测量误差在正常生产时的误差不大于0.1%,非正常极低速时亦能保持在0.3%左右。
 
  3)仪表转换及运算误差的主要表现形式为A/D、D/A转换误差及仪表运算误差这两个方面。现行仪表转换及运算误差可小于0.01%。
 
  3选型和使用对精度影响的分析
 
  皮带秤的选型对使用中的精度也有重要影响。
 
  皮带秤使用过程对精度产生的影响就直接和用户相关了,它的安装条件、位置及维护保养等都会对精度产生影响。
 
  3.1秤体安装
 
  秤体安装应该水平,其水平度应≤3/1000,且安装基础应牢固。皮带秤是对振动相当敏感的设备,应该与那些产生振动的设备隔离,如破碎机、球磨机、振动给料机和仓壁振动器等,以减小振动对精度造成的影响。
 
  当皮带秤安装在户外时,为减少外部因素(风雨)对称量的不利影响,应该装有防护外罩,但外罩不应影响秤的操作。
 
  3.2皮带及其张力
 
  作为计量的皮带有较高的要求,皮带的层数、覆盖层厚度及接头方式将引起皮带单位长度质量的变化,在皮带秤调零过程中,应在皮带运行整数圈的情况下取皮带质量的平均值以补偿皮带质量不均匀所引起的偏差。
 
  实际称重时,物料的重力是通过皮带间接传到称量框架上,皮带张力虽然是一个水平力,但它也对物料的重力测量将产生干扰。如果皮带张力小而且变化不大,就有可能通过校准予以补偿,而当皮带张力较大时,补偿将有一定的难度。如果皮带张力变化较大,补偿对皮带张力变化的部分不起作用,这样将对物料量测量带来较大的误差。实际使用过程中,通过调整张紧装置尽量使皮带张力保持在一个合适稳定的水平,并且更换皮带或定期检修时,都要重新去皮。
 
  3.3物料紊动
 
  当物料离开给料点后,相对于皮带来说,它需要经过一段行程才能稳定下来,这一段时间内,物料处于紊动状态,即不稳定状态。物料处于紊动状态时不可能进行精确的称重,所以需要在物料离开给料点之后,预留一段长度的皮带使物料紊动状态停止,再留一个托辊间距的距离使之进一步稳定下来,然后再进行称重。一般配料皮带秤设计带速低于0.5m/s,稳定段长度一般不低于lm,这就对物料给料点即下料斗提出相应的要求。下料斗安装要求见图2,进料斗的法兰中心应距从动滚筒中心线为250mm处(允许在250~300mm范围内变动)。安装后料斗的下底面应距皮带面10~15mm,防止运转时皮带划伤及向外撒料,必要时可在下料斗下部安装导料溜板。
 
  图2下料斗安装要求
 
  3.4维护
 
  皮带秤按照要求安装调试完成后,要保持其长期稳定性和精度,维护保养非常重要。机械部分主要注意如下方面:滚筒和托辊的润滑;保持皮带轨迹运行理想,即防止皮带跑偏;保持皮带清洁;拉紧装置工作正常;防物料泄漏;防止皮带意外划伤或皲裂。
 
  其中保持皮带清洁和防止物料泄漏是非常重要的,这样可保证皮带秤只称量真正的物料荷重,而不是连同黏结在皮带上物料的荷重及物料漏在秤架上的荷重一起称。同时,漏料如堆积在簧片处或卡在皮带与托辊间会影响计量精度。为清除黏结在皮带上的物料,皮带内外侧均设有刮料清扫器;堆积在秤架上的物料则由人工定期清扫。
 
  电气部分主要注意如下方面:当在秤附近焊接时,不允许焊接电流通过皮带秤的传感器;更换皮带时,注意旋起传感器的保护支架,以免损坏传感器;皮带长期运行,张力会有所变化,所以要定期去皮,实物标定。
 
  4结束语
 
  综上所述,水泥厂配料皮带秤的精度是由多方面因素决定的,牵涉到设备制造厂家、设计选型单位、使用厂家等诸多环节。最重要的是皮带秤的精度离不开业主的安装及维护使用保养,从某种程度上讲这些也体现设备制造厂家指导安装调试及培训等售后服务的综合水平。
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