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1 前言

隨著公司生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原料碼頭（原設(shè)計(jì)年卸貨量為 400 萬噸） 的卸載能力已嚴(yán)重制約了公司的快速發(fā)展；同時(shí)，為了進(jìn)一步提升企業(yè)的市場競爭力，降低公司的物流運(yùn)輸成本，也必須充分發(fā)揮水運(yùn)的成本優(yōu)勢，增加水運(yùn)的物流比例。為此，公司在原料碼頭的原有硬件基礎(chǔ)上，實(shí)施了“提升原料碼頭卸貨能力”的系統(tǒng)性改造，使卸料皮帶的運(yùn)行速度由 1.2m/s 提高到1.6m/s，年卸貨量由原來的 400 萬噸增加到 800 萬噸～1000 萬噸。而隨著計(jì)量皮帶運(yùn)行速度的提高，以及計(jì)量皮帶的原地抬升等測量環(huán)境的變化，也將極大的影響原有計(jì)量皮帶秤的計(jì)量準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響公司對外的貿(mào)易結(jié)算 （根據(jù)公司對外貿(mào)易結(jié)算的要求，計(jì)量皮帶秤的最大允許誤差為±0.3%）。因此，我們在充分挖掘原有測量設(shè)備潛能的基礎(chǔ)上，還對原料碼頭的計(jì)量皮帶秤進(jìn)行了技術(shù)改造。在與原皮帶秤設(shè)備生產(chǎn)廠家的方案論證和技術(shù)研討基礎(chǔ)上，最終決定在原有計(jì)量皮帶上采用秤體移位、改進(jìn)原有秤體機(jī)械結(jié)構(gòu)、增加秤體自重、擴(kuò)大傳感器量程等多管齊下的方案，來確保本次技術(shù)改造應(yīng)用實(shí)踐的萬無一失，以實(shí)現(xiàn)皮帶秤計(jì)量的長期穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。

2 計(jì)量皮帶秤的組成及工作原理

計(jì)量皮帶秤一般由皮帶輸送機(jī)、秤架、稱重傳感器、測速傳感器和稱重顯示控制器等五大部分組成。

當(dāng)皮帶輸送物料時(shí)，稱量段上的物料質(zhì)量通過計(jì)量托輥組作用于秤架并傳導(dǎo)至稱重傳感器，稱重傳感器將物料重量轉(zhuǎn)換成 mv 信號(hào)送入稱重顯示控制器，經(jīng)過運(yùn)算放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換等過程轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；同時(shí)，裝在回程皮帶上的測速傳感器將皮帶的運(yùn)行速度轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。運(yùn)算器將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，得到物料的累計(jì)量和瞬時(shí)量，并在稱重顯示控制器上顯示。

3 技術(shù)改造應(yīng)用實(shí)踐

3.1 秤架機(jī)械結(jié)構(gòu)的綜合改進(jìn)

原皮帶秤的秤架設(shè)計(jì)為雙杠桿 2 托輥結(jié)構(gòu)，稱量段長度短，稱量精度不高，受皮帶張力、皮帶跑偏的影響大。為保證計(jì)量準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，此次改造中我們將原來 2 托輥改為 6 托輥 ，增加稱量長度，并采用高精密度雙面密封軸承替換原來運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的托輥?？紤]到原來尼龍耳軸支撐點(diǎn)抗震動(dòng)性差、易磨損，這次采用橡膠耳軸作為秤體的支撐點(diǎn)，使秤體自由回位，避免機(jī)械回位不靈敏的情況發(fā)生。

同時(shí)，采用平衡框架式結(jié)構(gòu)，利用 180mm×100mm×8mm 矩形鋼管和直徑 75mm 的圓鋼相結(jié)合增加秤體框架的剛性、秤體自重，框架長度從原 4m 長延長至 6m

3.2 皮帶秤的移位

由于原皮帶秤安裝位置的計(jì)量皮帶原地抬高，秤體的水平夾角達(dá)到 35°，傾斜角度過大，皮帶秤受力不均勻，并容易導(dǎo)致物料在輸送過程中回流，影響電子皮帶秤的計(jì)量精度。因此我們將原皮帶秤整體后移至相對水平的位置。然而，移位后的皮帶秤底下的基礎(chǔ)橫梁間距過大，而電子皮帶秤作為計(jì)量設(shè)備，在安裝過程中需要有一個(gè)獨(dú)立的安裝支架或者平臺(tái)，而安裝支架或者平臺(tái)必須堅(jiān)固而且是水平的。如果電子皮帶秤安裝的位置不穩(wěn)定會(huì)影響電子皮帶秤上面皮帶輸送機(jī)物料的計(jì)量，因此，在安裝電子皮帶秤的時(shí)候我們對底下的橫梁進(jìn)行加固，避免平臺(tái)的韌性影響電子皮帶秤計(jì)量精度。

3.3 稱重傳感器量程的增大

隨著皮帶秤自重的增加，稱量段的加長，流量的增大，原有的稱重傳感器容量已經(jīng)不再適用。根據(jù)現(xiàn)在秤的最大受力值、稱重傳感器的數(shù)量、秤體的自重、物料線重等要素，我們采用的是 S型 1000kg 的稱重傳感器。稱重傳感器量程的計(jì)算公式：單 位 長 度 上 的 物 料 重 量 G 物 =Q/ （3.6×V）=173.6kg/m，其中 Q=1000t/h，V=1.6m/s；傳感器受力力臂 L 傳 =3000mm，托輥 1 受力力臂 L1=500mm，托輥 2 受力力臂 L2=1500mm，托輥3 受 力 力 臂 L3=2500mm， 秤 架 自 重 力 臂 L 自=1500mm，單位長度皮帶重量 G 皮 =26kg/m，單個(gè)托輥?zhàn)灾?G 托自 =23kg，托輥間距 L 托 =1000mm，秤架自重 G 秤 =380kg；單個(gè)托輥受合力 G 托合 =G 物×L 托 +G 皮×+L 托+G 托自 =222.6kg；傳感器受力 F= ［G 托合×（L1+L2+L3）+G 秤×L 自］/L 傳 =523.9kg；傳感器的量程 C=F×K=785.85kg，其中 K=1.5（安全系數(shù)）。因此稱重傳感器標(biāo)準(zhǔn)量程選用 1000kg 的。

4 校驗(yàn)

4.1 校驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

（1） 先用讓皮帶秤在滿負(fù)荷情況下運(yùn)行一段時(shí)間，目的是使皮帶張力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)及皮帶秤各部分的磨合。

（2） 檢查稱重框架、測速傳感器、稱重托輥、稱重傳感器等狀態(tài)。

4.2 皮帶秤實(shí)物校驗(yàn)

（1） 零點(diǎn)標(biāo)定

皮帶空載運(yùn)行 3 圈后，稱重顯示控制器的累計(jì)示值小于這 3 圈內(nèi)最大流量下所應(yīng)累計(jì)載荷的百分比，在 5 次的試驗(yàn)中，零值穩(wěn)定。

（2） 實(shí)物標(biāo)定

將所用物料先在標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)料斗秤進(jìn)行稱重檢測，把料斗秤稱量的示值作為標(biāo)準(zhǔn)值與皮帶的累計(jì)示值進(jìn)行比較，誤差均在±0.3%內(nèi)。公司原料碼頭計(jì)量皮帶秤改造完畢投入使用以后，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，狀態(tài)良好，計(jì)量準(zhǔn)確性穩(wěn)定。經(jīng)過多次抽查，結(jié)果均在誤差范圍內(nèi)。

5 結(jié)束語

通過這次秤架機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、稱重傳感器量程的選型以及皮帶秤安裝位置的調(diào)整，提高了計(jì)量皮帶秤的準(zhǔn)確性，為公司的對外貿(mào)易結(jié)算提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)降低了物流運(yùn)輸成本，提高了工作效率 （輸送機(jī)速度提高至 1.6m/s～1.8m/s，流量范圍提高至 800t/h～1000t/h）。實(shí)踐證明,這次改造應(yīng)用是成功的，經(jīng)驗(yàn)是可推廣的。

作者簡介：

朱民杰，1982 年 2 月出生，男性，漢族，籍貫～江蘇省常州市，現(xiàn)就職于湘鋼設(shè)備工程部計(jì)量管理室，工程師，研究方向～計(jì)量技術(shù)及管理、自動(dòng)化儀器儀表。

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