電子皮帶秤安裝之實(shí)戰(zhàn)分析二
一、概述
皮帶秤連續(xù)自動(dòng)稱量的特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛，深受用戶歡迎。由于現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境惡劣，安裝、
調(diào)試、維護(hù)技術(shù)跟不上，造成皮帶秤聲譽(yù)不佳，如何使用好皮帶秤稱量，關(guān)健在使用現(xiàn)場(chǎng)。那么皮帶秤自身的質(zhì)量應(yīng)由生產(chǎn)廠家保證。在制作皮帶秤樣機(jī)之前，首先必須完成皮帶輸送機(jī)的樣機(jī)制作，這一點(diǎn)是毋勿質(zhì)疑的。只有提供符合皮帶秤安裝條件的皮帶輸送機(jī)，才能更好地保證皮帶秤稱重準(zhǔn)確性。
二、皮帶輸送機(jī)的的制作
對(duì)皮帶輸送機(jī)技術(shù)要求。
1、皮帶周長(zhǎng)為35.11m，三組槽形托輥。托輥間距L=1200mm。皮帶速度1.395m/s，水平皮帶輸送機(jī)為單速度。
2、皮帶輸送機(jī)頭部驅(qū)動(dòng)，尾部必須具有拉緊裝置（可調(diào)節(jié)）。
3、皮帶寬度B=800mm，機(jī)架按DT75的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
4、皮帶輸送機(jī)尾部具有調(diào)偏裝置。整個(gè)系統(tǒng)不帶糾偏托輥。
5、皮帶厚薄均勻，無膠接頭。
6、所用托輥偏心度不得超過1mm，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
7、如采用傾斜皮帶輸送機(jī)，可在高端處考慮重錘式緊張裝置。
三、懸浮式秤架限位方式的列舉
懸浮式秤架基本上是由矩形鋼管，槽形鋼或鋼板，焊接、鉚接、螺絲連接組成的矩形秤
架，常見有兩組稱重托輥、三組稱重托輥、四組稱重托輥、六組稱重托輥，稱重傳感器使用有輪幅式、懸臂式、S型拉式，基本上是采用四只稱重傳感器并聯(lián)使用,也有采用4個(gè)通道進(jìn)入累計(jì)器放大運(yùn)算。
1、 日本大和技術(shù)的懸浮式秤架，是采用懸臂式稱重傳感器、拉片連接，四只兩環(huán)連桿
對(duì)秤架四角對(duì)角斜拉限位，兩環(huán)平放在秤架和秤框的立柱上，環(huán)柱線接觸方式，限位連桿可調(diào)。
2、美國(guó)拉姆齊技術(shù)的懸浮式秤架，是采用S型拉式稱重傳感器，拉桿連接，縱、橫向限位各一只連桿�？v向連桿自由端固定在橫擔(dān)上，另一端固定在秤架縱梁的中心點(diǎn)硬連接利用螺帽調(diào)動(dòng)連桿。橫向連桿自由端固定在秤架縱梁邊側(cè)，另一端固定在橫擔(dān)中心點(diǎn)硬連接利用螺帽調(diào)動(dòng)連桿。自由端是耳軸面接觸方式。
3、隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)化秤架為了消除限位造成的應(yīng)力，耳軸連接改成用萬向軸承連接，也有的是一端軸承連接改成兩端萬向軸承連接采用連桿可調(diào)。
4、為了省事圖方便，省去機(jī)加工成本，筆者設(shè)計(jì)皮帶寬度B=500mm的秤架時(shí)，曾經(jīng)采用兩只花籃螺絲改裝進(jìn)行縱、橫向限位，限位效果也很成功。
5、有的秤架使用懸臂式稱重傳感器自限位方式；和輪幅式稱重傳感器縱橫向限位利用硬塑料塊、硬橡膠塊限位，筆者只是耳聞未能目睹，但在汽車衡臺(tái)面限位見過。
6、對(duì)于稱量段為4.8米長(zhǎng)，寬皮帶的秤架，人們自然而然地想到采用了雙橫向，雙縱向限位。
7、徐州華隆機(jī)械設(shè)備制造有限公司皮帶秤樣機(jī)，與梅特勒—托利多（常州）稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品相似，采用了雙桿縱向限位，自由端同在一個(gè)橫擔(dān)上，固定端固定在A、B兩縱梁的中心線。兩只橫向限位桿與眾不同，一只限位桿在秤架縱梁A為自由端，連桿通過中心線到縱梁B的橫擔(dān)處硬連接。在另一個(gè)橫擔(dān)處，另一只限位桿在秤架縱梁B為自由端，連桿通過中心線到縱梁A的橫擔(dān)處硬連接，連接方式正好相向反。
在人們習(xí)慣性的思維中，懸浮式秤架只要四角誤差調(diào)整在允許誤差范圍內(nèi)，如同汽車衡臺(tái)面，秤臺(tái)上任何一處稱重應(yīng)該說是相同的，其實(shí)不然，由于因限位方式的不同，限位位置的不同所引起受力是不一樣，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明了這個(gè)現(xiàn)象。
四、Oka14皮帶秤的設(shè)計(jì)
皮帶秤檢驗(yàn)專用皮帶輸送機(jī)制作完成后，安裝在徐州華隆機(jī)械設(shè)備制造有限公司河北廊坊生產(chǎn)基地。依據(jù)生產(chǎn)廠家的要求，將原有自行設(shè)計(jì)的雙杠桿四組托輥秤架安裝在皮帶機(jī)上作試驗(yàn)，該秤架采用含油軸承替代了橡膠耳軸支撐，無橫向限位裝置，秤架多處機(jī)械尺寸也不標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試結(jié)果不盡人意，售后服務(wù)人員說這種秤已經(jīng)銷售了上百臺(tái)，一般誤差在5%的準(zhǔn)確度，用戶要求不高。筆者認(rèn)為，皮帶秤國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只有0.5、1.0、2.0三個(gè)等級(jí)，低于這個(gè)等級(jí)范圍那就不是皮帶秤，那是標(biāo)外秤不在檢定規(guī)程范圍之內(nèi)。經(jīng)筆者提議重新制作了四組托輥懸浮式秤架，但要求在原設(shè)計(jì)的秤架上局部作更改的方案未與采納，為了爭(zhēng)取早日?qǐng)?bào)審中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院樣機(jī)檢定，只好從快從簡(jiǎn)。
經(jīng)過幾次勾通由原配置的測(cè)速裝置，φ128mm花紋測(cè)速輪，40齒/圈，電路板UB400S組成100P/m的SD01光電轉(zhuǎn)換測(cè)速裝置，更換為無錫瑞普安華高ZKT8030－002J－1000B225－12F光電轉(zhuǎn)換器，配置了φ194mm測(cè)速托輥，大大地提高了脈沖采樣的密集性和可靠性。
1、Oka－100/A21累計(jì)器的測(cè)試
2012年12月04日在試驗(yàn)室里，對(duì)Oka－100/A21累計(jì)器的進(jìn)行測(cè)試。評(píng)價(jià)皮帶秤累計(jì)器性能及功能。基本計(jì)量參數(shù)的設(shè)定。
顯示單位：t；重量小數(shù)位：0.00；皮帶周長(zhǎng)：61.05m；速度系數(shù)：106.5P/m；皮重（零
位）2517A/D值；校準(zhǔn)系數(shù)：161315；校準(zhǔn)圈數(shù)：3；內(nèi)部給定速度：3m/s。
1）零點(diǎn)校準(zhǔn)測(cè)試
儀表開機(jī)預(yù)熱30min后開始對(duì)零點(diǎn)穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)結(jié)果如表1－1所示。
表1—1
|
序 號(hào) |
顯示A/D值 |
實(shí)際A/D值 |
誤差率% |
備 注 |
|
1 |
2516 |
2517 |
-0.03 |
|
|
2 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
3 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
2)鏈碼(模式)校準(zhǔn)測(cè)試
該儀表不具備掛碼校準(zhǔn)功能.設(shè)定稱量段為1m，計(jì)算值:2kg/1m×61.05m×3 = 366.3kg，測(cè)試結(jié)果如表1－2
表1－2
|
序 號(hào) |
顯示值(kg) |
實(shí)際值(kg) |
誤差率% |
顯示系數(shù) |
|
1 |
366.4 |
366.3 |
0.02 |
267582 |
|
2 |
366.2 |
366.3 |
-0.02 |
267655 |
|
3 |
366.4 |
366.3 |
0.02 |
267581 |
|
4 |
366.3 |
366.3 |
0.00 |
267581 |
|
5 |
366.4 |
366.3 |
0.02 |
267507 |
3)加載(實(shí)物模式)校準(zhǔn)測(cè)試
校準(zhǔn)系數(shù)（267507)測(cè)試結(jié)果如表1－3所示，與鏈碼校準(zhǔn)比較相差0.18%
|
序 號(hào) |
顯示值(kg) |
實(shí)際值(kg) |
誤差率% |
顯示系數(shù) |
|
1 |
365.7 |
366.3 |
-0.16 |
267945 |
|
2 |
366.4 |
366.3 |
0.02 |
267871 |
|
3 |
366.2 |
366.3 |
-0.02 |
267944 |
|
4 |
366.3 |
366.3 |
0.00 |
267944 |
|
5 |
366.4 |
366.3 |
0.02 |
267870 |
4）皮重校準(zhǔn)加載2kg測(cè)試
先校準(zhǔn)皮重值，然后再進(jìn)行加載測(cè)試，加載2kg增加728A/D值，其結(jié)果如表1－4所示。
表1－4
|
序 號(hào) |
顯示A/D值 |
實(shí)際A/D值 |
誤差率% |
備 注 |
|
1 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
2 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
3 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
4 |
3245 |
3245 |
0.00 |
加載2kg |
|
5 |
3246 |
3245 |
0.03 |
加載2kg |
|
6 |
3246 |
3246 |
0.00 |
加載2kg |
5）瞬時(shí)流量測(cè)試
輸送流量計(jì)算I = Q×V×3.6 (t/h)
= 2kg×3m/s×3.6 = 21.6 （加2kg砝碼）
累計(jì)器輸送流量顯示為:21.0 (t/h)
2、四組托輥懸浮式秤架的受力測(cè)試
2013年01月06日對(duì)秤架經(jīng)過安裝調(diào)試，將4只100kg稱重傳感器輸出調(diào)整為6.9mv，證明機(jī)械調(diào)整四角的誤差基本消除。進(jìn)行測(cè)試結(jié)果如表2－1、表2－2、表2－3所示
表2－1、短期零點(diǎn)穩(wěn)定性測(cè)試：
|
顯示A/D值 |
24110 |
24110 |
24111 |
24111 |
24111 |
|
誤差率(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
表2－2、施加100g重量置于秤架4角稱重傳感器拉桿處
|
顯示A/D值 |
（1）24123 |
（2）24125 |
（3）24126 |
（4）24126 |
備 注 |
|
誤差率(%) |
0.04 |
0.05 |
0.06 |
0.06 |
4個(gè)點(diǎn) |
表2－3、將48kg砝碼置4個(gè)點(diǎn)，稱量段為4.8m，秤臺(tái)稱重量為10kg/m
|
4只12kg砝碼置于
秤架位置 |
顯示值（t）（1） |
顯示值（t）（2） |
顯示值（t）（3） |
誤差率
(%) |
計(jì)算值
|
|
稱重傳感器縱梁內(nèi)側(cè) |
1404.9 |
1404.7 |
1404.8 |
0.00 |
1404.4t |
|
稱重傳感器縱梁外側(cè) |
1397.8 |
1398.0 |
1398.0 |
－0.46 |
|
秤架縱梁中心點(diǎn) |
1408.1 |
1408.1 |
1408.0 |
0.26 |
測(cè)試結(jié)果表明：由于限位連桿結(jié)構(gòu)不同，限位方式不同，限位的位置不同，對(duì)秤架各點(diǎn)稱重的結(jié)果也不相同。不是人們習(xí)慣性地認(rèn)為懸浮式秤架，任何一個(gè)點(diǎn)稱重應(yīng)該說都是一樣的，試驗(yàn)結(jié)果證明了這一點(diǎn)。在營(yíng)口市儀器三廠試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試日本大和的技術(shù)，筆者認(rèn)為四只兩環(huán)連桿對(duì)秤架四角對(duì)角斜拉限位方式比較合理。
五、Oka14皮帶秤報(bào)檢前的測(cè)試
2013年01月16日對(duì)ICS－Oka－800型懸浮式皮帶秤進(jìn)行試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試，自檢其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。是在徐州華隆機(jī)械設(shè)備制造有限公司皮帶秤檢驗(yàn)皮帶輸送機(jī)上，對(duì)ICS－Oka－800型懸浮式皮帶秤按皮帶秤國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程進(jìn)行了零點(diǎn)累計(jì)示值、零點(diǎn)鑒別力、零點(diǎn)穩(wěn)定性、模擬負(fù)荷檢測(cè)量程鑒別力、重復(fù)性、實(shí)物檢驗(yàn)等進(jìn)行了測(cè)試，其現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果均符合0.5級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí)的技術(shù)要求。
1、主要技術(shù)參數(shù)
1）皮帶秤準(zhǔn)確度等級(jí)：0.5級(jí)，檢定最大允許誤差為±0.25％
2）額定輸送量QMAX：200t／h
3）皮帶速度 ：1.395m／s
4）皮帶寬度b：800mm
5）皮帶傾角α：0°
6）皮帶周長(zhǎng)l：35.11m
2、零點(diǎn)檢驗(yàn)
根據(jù)規(guī)程要求，零點(diǎn)檢定時(shí)“在3min左右時(shí)間內(nèi)皮帶空荷運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)整圈的條件下”規(guī)定皮帶檢定圈數(shù)，求出所需時(shí)間t。
n=3×60×1.395/35.11=7.15=8(圈)
t=8×35.11/1.395=201.35(s)
1） 零點(diǎn)允許差值測(cè)試
皮帶空荷運(yùn)行8整圈，零點(diǎn)指示器的累計(jì)示值應(yīng)不大于這段時(shí)間t內(nèi)，在最大流量下應(yīng)累計(jì)負(fù)荷的0.05％。
Z=Qmax×t×0.05%=200/3.6×201.35×0.05%=5.59=6(kg)
為了縮短校準(zhǔn)時(shí)間只設(shè)定4圈，時(shí)間為100s，測(cè)試結(jié)果5次顯示為（24106＋24106＋24105＋24106＋24105）／5＝24105.6×0.009=216.9504（kg），標(biāo)準(zhǔn)值216.9540測(cè)試結(jié)果如表5－1所示。
表5－1零點(diǎn)允許誤差測(cè)試結(jié)果
|
測(cè)量時(shí)間(s) |
零點(diǎn)累計(jì)示值(kg) |
允許誤差(kg) |
結(jié) 論 |
|
|
100 |
0.0036 |
3 |
|
|
|
|
|
|
注：零點(diǎn)顯示值為A/D值，每一個(gè)A/D值為0.009(kg)
2） 零點(diǎn)鑒別力（感量）測(cè)試
皮帶空荷運(yùn)行4整圈的條件下，在秤架掛碼的位置上，施加相應(yīng)于最大負(fù)荷0.05％的小砝碼，共作三次，零點(diǎn)累計(jì)示值有明顯的改變。根據(jù)最大荷重力的公式計(jì)算，求出零點(diǎn)鑒別的小砝碼Δ重量值。
200/3.6/1.395×4.8=191.16(kg)
Δ＝191.16×1000×0.05％＝95.58=100（g）
加Δ計(jì)算值＝（0.100／4.8）×4×35.11＝2.9（kg）
測(cè)試結(jié)果：零點(diǎn)累計(jì)示值24110，24110，24111，24111，24111。
施加Δ累計(jì)示值24123，24125，224126,24126。
零點(diǎn)鑒別力測(cè)試結(jié)果如表5－2所示。
表5－2零點(diǎn)鑒別力測(cè)試結(jié)果
|
測(cè)試次數(shù) |
施加負(fù)荷Δ(kg) |
累計(jì)示值變化率(%) |
|
1 |
2.9 |
0.04% |
|
2 |
2.9 |
0.05% |
|
3 |
2.9 |
0.06% |
|
4 |
2.9 |
0.06% |
3）零點(diǎn)穩(wěn)定值測(cè)試
皮帶空荷運(yùn)行4整圈的條件下，記錄零點(diǎn)累計(jì)示值。試驗(yàn)共測(cè)試5次，其中極差值為零值穩(wěn)定性，極差值不應(yīng)大于允許誤差值。
極差＝Zmax－Zmin，
允許誤差值＝0.0018％Cmax.t／180
零點(diǎn)穩(wěn)定值測(cè)試結(jié)果如表5－3所示。
表5－3零點(diǎn)穩(wěn)定值測(cè)試結(jié)果
|
測(cè)量次數(shù) |
累計(jì)示值a/d值 |
|
1 |
24558 |
|
2 |
24555 |
|
3 |
24555 |
|
4 |
24556 |
|
5 |
24560 |
|
極差(kg)：5×0.009=0.045 |
3、模擬負(fù)荷檢測(cè)量程鑒別力（負(fù)荷感量）測(cè)試
在秤架掛碼位置上施加最大負(fù)荷40％的砝碼，皮帶運(yùn)行4整圈，第一次記錄累計(jì)示值，再施加一個(gè)允許誤差砝碼（感量砝碼），皮帶運(yùn)行4整圈，記錄第二次累計(jì)示值，依此共作三次，要求兩次的累計(jì)示值之差應(yīng)大于或等于計(jì)算值的一半。
40％負(fù)荷砝碼重量＝191.16×40％＝74kg（化整）
允差（感量）砝碼重量＝74×0.25％＝0.185 kg=100g
量程鑒別力測(cè)試結(jié)果如表5－4所示。
表5－4、模擬負(fù)荷檢測(cè)量程鑒別力測(cè)試結(jié)果
重量計(jì)算值74/4.8×35.11×4=2165.12kg
感量計(jì)算值0.1/4.8×35.11×4=2.926kg
|
測(cè)量
次數(shù) |
加載
74kg砝碼 |
加載允差
（74＋0.1）kg |
累計(jì)示
值差kg |
計(jì)算
值／kg |
要求／kg |
|
1 |
2165.0 |
2167.3 |
2.3 |
2.9
|
≥1.45
|
|
2 |
2164.9 |
2167.3 |
2.4 |
|
3 |
2164.6 |
2167.2 |
2.6 |
|
4 |
2164.6 |
2167.6 |
3.0 |
4、重復(fù)性測(cè)試
在秤架上保持74kg砝碼，取下允差砝碼，皮帶運(yùn)行4整圈，記錄累計(jì)示值共5次，5次稱量累計(jì)示值之間的極差，與5次稱量累計(jì)示值的平均值之比應(yīng)不大于0.25％。
極差＝2165.1－2164.6＝0.5（kg）
允差=極差/5次累計(jì)示值平均值×100%
=0.5/2164.84×100%=0.023%
重復(fù)性測(cè)試結(jié)果如表5－5所示。
表5－5 重復(fù)性測(cè)試結(jié)果
|
測(cè)量次數(shù) |
負(fù)荷砝碼／kg |
累計(jì)示值／kg |
極差/kg |
允許誤差 |
|
1 |
74 |
2165.1 |
0.5 |
≤0.025% |
|
2 |
74 |
2165.0 |
|
3 |
74 |
2164.9 |
|
4 |
74 |
2164.6 |
|
5 |
74 |
2164.6 |
六、實(shí)物檢驗(yàn)
檢驗(yàn)完上述測(cè)試后，于2013年01月18日皮帶輸送機(jī)在負(fù)載下運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過30min，取下所有砝碼，皮帶秤調(diào)整零點(diǎn)，測(cè)量5次如表6－1所示。
表6－1
|
測(cè)量次數(shù) |
累計(jì)示值a/d值 |
|
1 |
24493 |
|
2 |
24491 |
|
3 |
24491 |
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4 |
24489 |
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5 |
24490 |
組織人工進(jìn)行6次“拋袋法”實(shí)物檢驗(yàn)，瓜米石作標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物，采用梅特勒—托利多(常州)稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的電子臺(tái)秤稱重,稱重范圍60kg，分度值為20g，稱重每袋10kg物料，總共300kg。讀取每一次的物料重量示值，以及皮帶秤累計(jì)示值和負(fù)荷率�，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差不應(yīng)大于0.25％，實(shí)物檢驗(yàn)結(jié)果列于表5－2所示。
表5—2實(shí)物檢驗(yàn)結(jié)果表（標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)172152）
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測(cè)量點(diǎn) |
測(cè)量次數(shù) |
標(biāo)準(zhǔn)物料量（kg） |
累計(jì)示值（kg） |
相對(duì)誤差(％) |
系數(shù)顯示 |
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50t/h |
1 |
300 |
299.8 |
－0.06 |
172266 |
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50t/h |
2 |
300 |
300.0 |
0.00 |
172152 |
|
50t/h |
3 |
300 |
300.5 |
0.16 |
171874 |
|
50t/h |
4 |
300 |
300.3 |
0.10 |
171980 |
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50t/h |
5 |
300 |
300.3 |
0.10 |
171980 |
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50t/h |
6 |
300 |
300.2 |
0.06 |
172037 |
七、結(jié)束語
通過對(duì)ICS—Oka14—800懸浮式秤架的測(cè)試與檢驗(yàn)，說明只要按章設(shè)計(jì)，宣貫皮帶秤國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家皮帶秤檢定規(guī)程，照章行事才能確保完成產(chǎn)品質(zhì)量，任何違背事物客觀規(guī)律的設(shè)計(jì)注定是要失敗的。ICS—Oka14—800懸浮式皮帶秤關(guān)鍵具有5個(gè)有利因素，一是懸浮式秤架。二是皮帶不長(zhǎng)，無接頭，無糾偏托輥。三是無傾斜角，安裝在水平皮帶機(jī)上；四是皮帶速度較慢,不超過1.6m/s。五是皮帶寬度不超過1000mm。所以自檢的結(jié)果還是令人滿意。在國(guó)家計(jì)量部門檢定時(shí)用最大流量2%的物料量進(jìn)行實(shí)物檢定，檢定結(jié)果如果說在允許誤差范圍內(nèi)，那么，“小計(jì)量法”拋袋法校準(zhǔn)的意義存在。 |
