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0引言

在各種類別的稱量設(shè)備中，用戶反映用得最不好的常常是皮帶秤，很少聽到汽車衡、軌道衡、料斗秤這些用量較大的設(shè)備達不到使用要求甚至停用的說法。究其原因，用的較好的稱量設(shè)備中大部分是靜態(tài)稱重設(shè)備，達到使用要求相對要簡單一些，且這些設(shè)備往往自成體系，與其他工簡單一些，且這些設(shè)備往往自成體系，與其他工藝設(shè)備關(guān)聯(lián)較少。而皮帶秤通常要安裝在皮帶輸送機上，同時還與給料機等工藝設(shè)備相關(guān)聯(lián)，不像汽車衡是一臺獨立供貨的設(shè)備，因而受工藝設(shè)備的牽連較多;另外一部分稱重設(shè)備的價位較高，廠家服務(wù)到位，從土建施工、設(shè)備安裝、調(diào)試到檢定通過，一包到底，皮帶秤廠家卻很難達到這樣的服務(wù)深度，因此皮帶秤常常達不到使用要求甚至停用。基于此，本文列舉了皮帶秤應(yīng)用中的常見問題并進行分析，對使用過程中用戶需關(guān)注的要點和正確做法給出建議。

1皮帶秤用不好最常見問題

無論皮帶秤的品牌多響亮，皮帶秤秤架的結(jié)構(gòu)多復雜，只要以下所列問題中的一個確實存在，那么皮帶秤想用好就很難，如皮帶秤參數(shù)設(shè)置不準確、秤架準直性未校準、皮帶張力過大或過小、安裝位置未精心選擇、皮帶輸送機狀況差、未配用測速傳感器、共振效應(yīng)、皮帶速度太快、稱重傳感器信號太弱、不能經(jīng)常進行秤的校準或校準方法不合適等等。對于缺少經(jīng)驗的皮帶秤用戶，經(jīng)常會因疏忽造成這些問題，筆者根據(jù)幾十年的實踐經(jīng)驗，列出10個最常見的問題，并引用資料對其造成的影響進行分析，盡可能地量化影響量，并給出相應(yīng)的改進建議。

2皮帶秤用不好常見問題分析

2．1參數(shù)設(shè)置不準確

在計算機科學中有一句諺語———garbagein，garbageout(無用輸入，無用輸出)，意味著輸出的質(zhì)量取決于輸入的質(zhì)量。累積器(二次儀表)是皮帶秤的計算機，如果輸入的信息不準確，其產(chǎn)生的每一項測量都不會準確。因此，在皮帶秤累積器開始工作之前，需要向累積器輸入關(guān)鍵參數(shù)，如工程單位制、托輥間距、皮帶長度、稱重傳感器個數(shù)及量程、速度傳感器的滾輪直徑、用于校準的砝碼質(zhì)量、最大瞬時流量等等。如果托輥間距輸入偏差5%或速度傳感器的滾輪直徑輸入偏差5%，對準確度的影響都是5%，雖然經(jīng)過校準可以彌補這一類輸入數(shù)據(jù)的偏差，但當進行砝碼、滾鏈校準時，這些輸入偏差都會影響校準結(jié)果，所以必須仔細核實所應(yīng)輸入的參數(shù)，確保其正確無誤。

2．2秤架準直性不好

秤架上的稱量托輥安裝位置太高或太低，是準確度降低最常見和最重要的原因。秤架準直性要求秤架上的稱量托輥與秤架外相鄰的幾組托輥不存在高差，安裝時用三根或六根鋼絲固定在托輥上方，并用墊片的方法使秤架上的稱量托輥與秤架外相鄰的幾組托輥的對應(yīng)點成一條直線。這些對應(yīng)點有幾組托輥的對應(yīng)點成一條直線。這些對應(yīng)點有時被稱為甜蜜點(sweetspot)，它們必須準直［1］。如果一個稱重托輥相對于其他托輥安裝得太低，張緊的皮帶可能不接觸這個稱量托輥，而皮帶上物料的重量不足以將皮帶壓到稱重托輥上使之受力，此時皮帶以跨越的方式形成“橋梁”;如果一個稱重托輥相對于其他托輥安裝得太高，相當大的向下作用力可能附加到稱重托輥上。一般準確度的皮帶秤準直性的偏差應(yīng)該在一般準確度的皮帶秤準直性的偏差應(yīng)該在±0．8mm以內(nèi)，這幾乎是肉眼能分辨的極限，而高準確度的皮帶秤準直性的偏差應(yīng)該在±0．4mm以內(nèi)。如果準直性做得不好，1．5mm的準直性誤差就可能使準確度和重復性降低3%，3mm的準直性誤差影響可能高達10%，6mm的準直性誤差影響可能高達30%［2］。因此，雖然做到精確的準直是一個艱難的過程，但在安裝時也還是要盡可能做得更準確。

2．3皮帶張力過大或過小

秤架處皮帶張力過大或過小，是托輥準直性之后準確度降低的第2個重要原因。如果秤架處皮帶張力合適，則皮帶與槽形托輥的槽形軌跡緊密貼合;如果秤架處皮帶張力過大，則皮帶中心處遠離槽形托輥的槽形軌跡，僅大，則皮帶中心處遠離槽形托輥的槽形軌跡，僅在槽形托輥的兩側(cè)有接觸點或完全沒有接觸;如果張力太小，則運行的皮帶處于松弛狀態(tài)，物料就會在越過稱量托輥時形成“駝峰”，這會使得物料回落移動，造成重復計量。理想的皮帶張力使托輥之間垂度為2%。若皮帶垂度小于1%，則精度和重復性變化高達10%;若皮帶垂度在2．5%以上，則影響可達2%;若皮帶垂度在5%以上，則問題可能變得很嚴重［2］。

即使在運行之初張力設(shè)置正確，但溫度波動、重力張緊裝置失效、輸送物料性質(zhì)和數(shù)量的變化等因素也還是可能導致皮帶張力過大或過小。因此應(yīng)用中應(yīng)重新調(diào)整好重力張緊裝置，使之正常工作。

2．4皮帶秤安裝位置不合適

皮帶秤安裝位置不合適是準確度降低的另一個主要原因，確保皮帶秤安裝在理想位置是保證皮帶秤最佳性能的關(guān)鍵。電子皮帶秤應(yīng)該安裝在皮帶輸送機的平直部分，傾角為0°的水平型皮帶輸送機和固定傾角的傾斜型皮帶輸送機各段均為平直段，所以這一要求不難達到。但在生產(chǎn)現(xiàn)場，還有多種曲線型皮帶輸送機，怎樣在這類皮帶輸送機上選擇平直部分安裝皮帶秤就非常重要了。過大的傾角也不利于稱重，如果因傾角大造成球形或顆粒狀的物料在皮帶上滾動下滑，對準確度的影響就非常大，甚至不可預測。采用花紋皮帶可以增加物料摩擦，減少甚至消除物料的滾8~100m動下滑。

在選擇皮帶秤的位置時，振動是另一個需要考慮的關(guān)鍵問題，應(yīng)該盡量遠離強振動源，如磨機、振動篩、破碎機。振動造成的振幅如果肉眼就能明顯觀察到，則會導致稱重傳感器上下移動，造成錯誤輸出高達2%;如果觀察不到明顯振動，一般不需要擔心，但在安裝秤架位置處增加動，一般不需要擔心，但在安裝秤架位置處增加支撐件以減小振動的影響很有必要［2］。

2．5輸送機質(zhì)量差

輸送機質(zhì)量差或狀況不好都將造成準確度的較大誤差，例如:設(shè)計不當、部件老化將導致機架不能充分支撐物料的重量，并導致輸送機扭曲，這可能意味著精度和可重復性降低達20%;托輥磨損或旋轉(zhuǎn)不靈活，將導致皮帶振動，這意味著測量誤差高達10%［2］;張緊裝置不能對皮帶因負載或溫度的變化進行補償;皮帶拼接不良、有孔洞或撕裂，將導致物料泄漏;輸送機托輥未能采用適合稱重的平托輥或槽形托輥，而采用V型托輥、懸鏈托輥、鋼絲繩托輥;皮帶未能使用適合稱重的柔性薄皮帶，而采用的是加厚甚至是鋼絲繩芯皮帶，這些皮帶剛性過強，垂度不夠，不能柔性地貼合稱量托輥并傳遞物料的重力。

2．6未使用速度傳感器

累積器在進行輸送物料瞬時流量Q運算時要對質(zhì)量信號q和速度信號v進行乘法計算，計算公式如下:Q=3．6qv由計算公式可知，速度信號與質(zhì)量信號同等重要，需要同樣的關(guān)注。一些用戶認為其輸送機是以恒速運行的，因此不需要速度傳感器。遺憾的是，實際上沒有一臺輸送機真正恒速運行，其速度總有一些變化，例如隨電源頻率及電壓、隨輸送物料的多少而變化。若不使用速度傳感器，就沒有可能對速度的變化進行補償，其造成的準確度誤差為0．2%～1%，特殊情況下可能還要大一點［5］。

2．7皮帶速度太快和物料負荷太低

如果皮帶速度太快，皮帶上的物料移動就非常快，它會在輸送機上“彈跳”起來，重量采樣時“彈跳”起來的物料可能采集不到;當“彈跳”起來的物料降落時，又會產(chǎn)生紊流效應(yīng)，這也會影響測量時的準確度。帶速大于6m/s時可以產(chǎn)生準確度1%～5%的誤差［2］，這樣高的帶速只有在超過10000t/h輸送量時出現(xiàn)，它往往有高精度的要求，所以這可能是需要考慮的問題。同樣，在秤架上被稱重的物料應(yīng)該有足夠長的通過時間。稱重傳感器本質(zhì)上是彈簧，需要有足夠的改變力使彈簧變形并穩(wěn)定下來，這樣在物料離開稱量區(qū)域之前才能準確采集和傳送重量值。如果物料在秤架上移動過快，響應(yīng)時間過短，則皮帶秤秤架沒有有充分的響應(yīng)時間，這樣物料無法被準確稱重。物料在秤架上的通過時間還與秤架的結(jié)構(gòu)物料在秤架上的通過時間還與秤架的結(jié)構(gòu)和長度有關(guān)，當通過時間不小于1．0s時，目前使用的絕大多數(shù)皮帶秤秤架的響應(yīng)時間能滿足要求;當通過時間為0．7～1s時，柔性連接的杠桿式皮帶秤秤架或整體懸浮式多托輥電子皮帶秤秤架的響應(yīng)時間能滿足要求;當通過時間為0．4～0．7s時，直接承重式單托輥皮帶秤秤架的響應(yīng)時間能滿足要求;當通過時間小于0．4s時，最好采用增加秤架上稱量托輥組數(shù)以加大通過時間的方法，如采用多個直接承重式串聯(lián)組合式皮帶秤，其秤架的響應(yīng)時間才能滿足要求［6－7］。

2．8共振效應(yīng)

共振是指機械系統(tǒng)所受激勵的頻率與該系統(tǒng)固有頻率相接近時，系統(tǒng)振幅顯著增大的現(xiàn)象。如果秤架系統(tǒng)產(chǎn)生共振，則整個系統(tǒng)可能會變得不穩(wěn)定。對于皮帶秤，如果施加在稱重托輥上的力所產(chǎn)生的振蕩頻率與秤架的稱重傳感器的固有頻率接近，就有可能產(chǎn)生共振效應(yīng)。當施加在稱重托輥上的力所產(chǎn)生的振蕩頻率與秤架的稱重傳感器固有頻率的動態(tài)頻率比值為0．2或更低時，影響微乎其微;動態(tài)頻率比值為0．3或更高時，共振問題有可能出現(xiàn)，對準確度的影響可達10%;動態(tài)頻率比值為1時，就像橋塌了一樣，稱重傳感器就會出現(xiàn)故障［2］。共振效應(yīng)很少發(fā)生，而一旦發(fā)生則需要專業(yè)團隊來現(xiàn)場進行測試，做復雜的數(shù)學分析，并找出干預辦法，將動態(tài)頻率比值降到0．2或更低。

2．9稱重傳感器信號太弱

皮帶秤的稱重傳感器送到累積器的信號應(yīng)該具有較高的分辨率，使后續(xù)運算能得到較高的運算準確度。由于直接承重式秤架越來越普及，秤架的皮重信號(如托輥重量、皮帶重量、連接件重量等)占比較大，因此如果稱重傳感器輸出信號中與物料重量相關(guān)的部分太弱，將對皮帶秤的準確度影響較大。當稱重傳感器輸出信號中與物料重量相關(guān)的信號變化范圍小于2mV時，對準確度和重復性可能有1%～5%的影響;當信號變化范圍為2～3mV時，對準確度和重復性可能有0．5%～2%的影響。通常信號變化范圍應(yīng)大于3mV(使用2mV/V型稱重傳感器)［2］。指導方針是整個稱重傳感器量程中至少應(yīng)該有20%～30%的容量用于皮帶上物料重量的檢測。

2．10校準問題

皮帶秤是動態(tài)稱重設(shè)備，各種因素都可能對準確度產(chǎn)生影響，如物料在秤架上的堆積、皮帶張力變化、托輥表面黏結(jié)物料、環(huán)境溫度過高過低等等，都可能使校準好的皮帶秤的零點、滿值發(fā)生變化，所以需要以一定的頻度進行校準。對一臺高精度的皮帶秤，校準頻度可以一天一次，以確保準確性、重復性和線性度;對大多數(shù)皮帶秤，一周一次就足夠了;有些對稱重精度要求不高的現(xiàn)場，一個月或更長時間校準一次也可以接受。關(guān)鍵是要有足夠的校準記錄并構(gòu)建了清晰的預測模式，以證明用戶所選擇的頻度能滿足使用要求。校準方法也是重要的考慮因素，用戶需要確保為特定應(yīng)用選擇正確的解決方案。用累計器本身帶的精密電阻進行電子校準可省去砝碼、滾鏈等設(shè)施，但只有在期望的準確度為2%～5%的情況下，才可以接受;砝碼校準簡單易行，但期望的準確度只有1%～5%;滾鏈設(shè)施較為復雜，期望的準確度可以達到0．5%～2%;循環(huán)鏈碼結(jié)構(gòu)最復雜，期望的準確度可以達到0．5%～1%。只有用實際的物料進行檢定才是保證秤達到最高精度的方法［5］。在一些沒有條件進行物料試驗的現(xiàn)場，拋砝碼、丟砂袋、刮皮帶等方法也是可以采用的。

3結(jié)束語

對用戶來說，在皮帶秤的使用中，首先要選用具有雄厚實力廠家的品牌產(chǎn)品，然后在安裝、調(diào)試、使用、維護過程中做好本文所列舉的10項工作，可以確保皮帶秤在現(xiàn)場得到較好的應(yīng)用。

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