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引言
調(diào)速定景給料秤（即定置給料機(jī)或稱重給料機(jī),俗稱配料皮帶秤等）是集給料輸送、稱重計(jì)量和定量控制為一體的機(jī)電一體化設(shè)備，是散狀塊、粒、粉狀物料的連續(xù)給料計(jì)量、定量給料和配料控制的常用生產(chǎn)設(shè)備。廣泛地應(yīng)用于建材、冶金、化工、電力、輕工等各生產(chǎn)部門。系統(tǒng)主要由預(yù)給料裝置和進(jìn)料斗、秤體、稱重及測速傳感器、稱重控制器和變頻調(diào)速器等部分組成。各部分既是一個(gè)有機(jī)的整體，又可獨(dú)立選配組合。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際條件和檔次要求，科學(xué)合理地選配組合?無疑是達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、準(zhǔn)確、可靠，獲得理想使用效果,及效益的條件和基礎(chǔ)。
1秤體是基本
秤體是定置給料秤系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵部分。尤其在測量精度方面•傳感器、控制器等電氣系統(tǒng)的綜合精度達(dá)到0.10%和0.05%已是一般水平，但秤體的稱重瀏量部分尚難達(dá)到如此高的精度，可見保障和提高定量給料秤精度的關(guān)鍵和難點(diǎn)主要在于秤體，長期穩(wěn)定可靠性也主要在秤體。我國相繼引進(jìn)了日本、美國和德國等世界知名公司的技術(shù)和產(chǎn)品,其中德國申克公司的DEL/DEM型定量給料秤（機(jī)）性能較好。本公司的定址給料秤就是在引進(jìn)消化申克公司技術(shù)基礎(chǔ)上,同時(shí)吸收國外和自身幾十年研發(fā)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)驗(yàn)二次設(shè)計(jì)開發(fā)的新一代產(chǎn)品。秤架結(jié)構(gòu)簡單輕小、剛度大、積灰面小,具有彈性減震支點(diǎn)、高靈敏度單托輻秤架、美觀的大剛度箱型框架和擋料板，軸裝直聯(lián)減速電機(jī)，穩(wěn)固可靠。    
對輕質(zhì)物料（0.5t/m3以下）為了保證足夠的測盤精度可采用多托轅和適當(dāng)長度稱量段.同時(shí)皮帶等相關(guān)部件需做適應(yīng)性調(diào)整。
除具有申克秤的特點(diǎn)外,內(nèi)窄外寬梯形截面進(jìn)料斗、獨(dú)創(chuàng)的內(nèi)置軸承、滑塊張緊、中分秤架端頭、腰鼓形和包膠滾筒、裝卸便捷的傳感器基座、超重靈活的張緊調(diào)偏機(jī)構(gòu)等,都優(yōu)于申克秤和仿申克秤。這也是該定童給麗皮帶既不跑偏也不打滑、拆裝皮帶、傳感器便捷、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、計(jì)童準(zhǔn)確的原因,深得國內(nèi)外用戶的好評。
2給料方式的選擇
定置給料秤的給料方式有兩種:一是不設(shè)預(yù)給料裝置，由定量給科秤皮帶直接從供料倉下的進(jìn)料斗閘門把物料拖出，即所謂拖料給料方式;另一種是設(shè)置預(yù)

給料裝置。由其把供料倉中物料給入秤體皮帶進(jìn)行計(jì)置:并送給下一環(huán)節(jié)，即預(yù)給料的給料方式。對于塊、粒狀和流動(dòng)性較差的粉體物料一般多采用拖料給料方式:對于皮帶不易正常拖出的粘濕性物料，或流動(dòng)性極好的“傾瀉性”粉體物料,需采用預(yù)給料的給料方式。顯然，拖料給料方式更簡單可靠，設(shè)備和使用成本低,不存在預(yù)給料造成的控制滯后等問題所以閉環(huán)控制系統(tǒng)更簡單、穩(wěn)定、可靠，應(yīng)優(yōu)先選用。但是，有的企業(yè)擔(dān)心倉壓和物料性質(zhì)影響拖料給料困難，尤其早期設(shè)計(jì)的給料計(jì)量系統(tǒng),習(xí)慣采用圓盤給料機(jī)、板式給料機(jī)等做預(yù)給料裝置。但大量實(shí)踐證明，只要滿足上述拖料給料條件，選用拖料給料方式會(huì)更加可靠，更為理想。
3進(jìn)料斗的設(shè)計(jì)選配
定量給料秤的進(jìn)料斗大體可分為三種:①用于自由流動(dòng)的塊、粒、粉狀物料的普通進(jìn)料斗，如本公司的TK型進(jìn)料斗。該種進(jìn)料斗應(yīng)用廣泛，其直接安裝在料倉下料口與秤體皮帶之間，通過皮帶運(yùn)行把倉下料斗中物料拖出，由進(jìn)料斗出料口閘門開度大小控制料流厚度;②振動(dòng)料斗.主要用于出料不暢的粘濕性物料,如申克公司的V型料斗。其可以自動(dòng)控制間歇或連續(xù)振動(dòng)，以保證連續(xù)均勻下料，皮帶再把物料運(yùn)送到下一個(gè)環(huán)節(jié)。由于物料粘滯特性較復(fù)雜,應(yīng)用方式必須相適應(yīng)，采用并不太多;③導(dǎo)流料斗，主要用于流動(dòng)性極好的“傾瀉性”粉粒狀物料，如本公司的TF型進(jìn)料斗。導(dǎo)流料斗縱向較長，內(nèi)設(shè)多道柔性擋料板,以防止沖料、跑料和揚(yáng)塵，并對料流控制整形，以使料流更均勻穩(wěn)定•料流厚度主要由預(yù)給料裝置控制。
進(jìn)料斗的結(jié)構(gòu)雖然簡單，但它直接影響出料是否均勻通暢，是否堵料、卡料、劃損皮帶和撒落物料等。筆者設(shè)計(jì)的TK型料斗，采用前寬后窄的梯形截面和鍥形彳成斜底邊結(jié)構(gòu)，較大的容、合理的閘門開口尺寸，有效地克服了上述問題,確保出料均勻順暢。TF型導(dǎo)流進(jìn)料斗釆用獨(dú)有柔性密封和擋料板結(jié)構(gòu)，確保不沖料、不跑料、不漏料、不揚(yáng)塵料流形狀均齊穩(wěn)定,為保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量精度提供良好基礎(chǔ)。
4秤體規(guī)格的選定
秤體是系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。秤體規(guī)格的選配等特性，也要考慮系統(tǒng)工藝設(shè)備的配置要求，做到系統(tǒng)匹配綜合協(xié)調(diào)合理。切忌片面追求局部合理而造成設(shè)備規(guī)格配置更大的不合理，從而給長期生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)帶來一定的影響。
代表定童給料秤規(guī)格的特征參數(shù)是皮帶寬度和主從滾筒中心距。皮帶寬度需根據(jù)物料的瞬時(shí)流量、容重、粒度和流動(dòng)特性等條件選取,同時(shí)應(yīng)符合輸送帶國家標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)規(guī)格，如:650.800.1000J200.1400.1600和1800mm等。如果皮帶過寬，可能導(dǎo)致出料層過薄、出料不均勻穩(wěn)定、線負(fù)荷過小、皮帶剛度相對較大,造成稱重計(jì)量不準(zhǔn)。或者帶速過慢、給料脈動(dòng)不均勻、控制靈敏度下降、控制精度降低，并使秤體、減速電機(jī)加大加重。皮帶過窄會(huì)導(dǎo)致帶速過快、運(yùn)行平穩(wěn)性變差、料倉出料口偏小，甚至造成向外撒落物料、跑料等弊病。
主從滾筒中心距的標(biāo)準(zhǔn)尺寸有：1700、2000、250。、2700.3500.4000,5000mm.甚至到8000mm等。但對于稱量:段長度為500mm左右的單托輾秤架,皮帶寬度在mm以下時(shí)，主從滾筒中心距應(yīng)在2000^2700mm間選取;帶寬在1200mm以上時(shí)，可在2000~3500mm間選取,此稱為“基本規(guī)格氣若皮帶較寬或用于粉體物料,應(yīng)適當(dāng)長一些，否則，以短為佳。顯然，秤體過長，不僅增加設(shè)備和使用費(fèi)用也給搬運(yùn)、安裝、維護(hù)増加麻煩，更重要的是給運(yùn)行穩(wěn)定可靠性帶來不利影響，尤其物料到稱重區(qū)時(shí)間拉長.這種長滯后反饋控制,在料流波動(dòng)變化時(shí)，給控制穩(wěn)定性和精度帶來十分不利的影響，因此，除非設(shè)備布置的特殊需要，一般應(yīng)盡暈選用“基本規(guī)格”長度，而且在同一生產(chǎn)線中,盡童使長度規(guī)格統(tǒng)一。另外,也盡量避免采用2m以下的規(guī)格,因?yàn)槌芋w長度過短•可能導(dǎo)致稱童段長度縮短，從而對保證計(jì)量精度不利?？傊苊獬Ｒ?guī)格，盡量采用“基本規(guī)格”。
5皮帶和皮帶速度的確定
定量給料秤的皮帶，既是給料輸送物料元件，也是稱重測量的重要元件，所以與普通輸送膠帶的要求有所不同，不但要具有足夠的抗張強(qiáng)度、抗沖擊耐磨性能，還必須具有良好的抗撓性、厚度和均一的質(zhì)景，并且是尺寸準(zhǔn)確、表面平整無折痕的環(huán)形無接頭皮帶。要求厚度誤差W0?3mm,寬度誤差W0.3%，雙邊環(huán)長偏差W0.2%,從而保證測力靈敏、張力和零點(diǎn)比較穩(wěn)定。
定量給料秤的皮帶,按外形可分為平面帶和擋邊帶等，按悻能分為普通（常溫）帶和耐熱帶等。平面帶適用于萩動(dòng)性一般的塊、粒狀物料和流動(dòng)性較差的粉狀物料，是應(yīng)用最多的一種。對于流動(dòng)性很好的粉、粒狀物料或容易發(fā)生撒落物料的場合應(yīng)采用擋邊帶。但應(yīng)注意:擋邊帶相對剛性大，對測量精度不利,而且拆裝較麻煩費(fèi)力，價(jià)格較高，所以，只在必要場合采用。平面帶和擋邊帶均可做成普通帶或耐熱帶。但耐熱帶相對耐磨性、抗沖擊性差，價(jià)格較高。只有物料溫度達(dá)80~200P時(shí)才選用。不論哪種帶•均需采用制作精良優(yōu)質(zhì)膠帶。
定宣給料秤的皮帶速度即料流速度?？傮w講是采用低速度、厚料層的給料方式。較慢的速度有利于降低沖擊振動(dòng)、出料均勻順暢、運(yùn)行平穩(wěn)、皮帶張力穩(wěn)定。尤其對于稱量段不長的單托棍秤架，有利于采樣測量穩(wěn)定準(zhǔn)確。較厚的料層，有利于出料均勻順暢,能適應(yīng)較大粒度物料，從而可獲得較高的稱重計(jì)量精度。但速度過慢會(huì)導(dǎo)致減速比過大、設(shè)備成本增加.控制滯后時(shí)間加長，甚至出料脈動(dòng)斷續(xù)，從而影響控制精度?？梢?并非速度越慢越好。據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，皮帶速度一般在0.50mA以下，中小流量可在0.03~0_30m/»左右,大流量亦應(yīng)在0.80m/s以下，否則應(yīng)采用更寬的皮帶或較長稱量段的雙托輟秤架等措施。
定量給料秤流資的調(diào)節(jié)范圍一般標(biāo)稱10：1，甚至更大。其既可以通過調(diào)節(jié)皮帶（即料流）速度,亦可以調(diào)節(jié)料層厚度（即負(fù)荷）實(shí)現(xiàn)。但是，料層厚度一般由出料口閘門開度決定，并由人工操作確定。出料口開度越大，料層越厚,出料就更加均勻順暢、有利于克服堵卡料現(xiàn)象，較大的線負(fù)荷也有利于保證測重精度和運(yùn)行穩(wěn)定•所以，在實(shí)際生產(chǎn)中都盡量把閘門開得較大，并一經(jīng)確定就不再隨便調(diào)整。即使調(diào)整料層厚度,一般也僅能在2：1的范圍調(diào)節(jié)。在實(shí)際生產(chǎn)中只通過調(diào)節(jié)皮帶速度來調(diào)節(jié)給料速率,即調(diào)節(jié)變頻器的工作頻率。變頻器的工作頻率可在6-60Hz范圍調(diào)節(jié)，但50Hz以上為恒功率變轉(zhuǎn)矩運(yùn)行,頻率過低時(shí)轉(zhuǎn)矩也會(huì)下降，造成運(yùn)行不穩(wěn)定，所以，一般實(shí)際的工作頻率范圍均設(shè)定在50^10Hz,即調(diào)速范圍為5E為了保證長期在較佳狀態(tài)運(yùn)行，最好工作在50-20Hz,即理想的調(diào)速范圍為2.5：1左右，因此，設(shè)定的調(diào)速范圍在滿足使用要求條件下，應(yīng)盡童小，不切實(shí)際地給定過大調(diào)節(jié)范圍可能導(dǎo)致工作狀態(tài)不佳,甚至不能正常運(yùn)行。如果確實(shí)需要較大的調(diào)速范圍應(yīng)與供貨商商定合理的技術(shù)方案。
6稱重控制器是穩(wěn)定的關(guān)鍵
稱重控制器接收一次檢測單元的負(fù)荷速度等信號(hào)，進(jìn)行處理、顯示、運(yùn)算和調(diào)節(jié)控制等功能，是實(shí)現(xiàn)連續(xù)計(jì)童和定宣給料控制的“指揮部”所以，它的技術(shù)質(zhì)量水平和穩(wěn)定可靠性是達(dá)到理想效果的關(guān)鍵。
目前、常用的稱重控制器主要有三種，即以單片處理器為硬環(huán)境的單機(jī)控制器.以專用模塊和PLC為硬環(huán)境的單機(jī)控制器和以工業(yè)PC機(jī)或PLC為硬環(huán)境的機(jī)組控制器，并以前兩種應(yīng)用最廣泛。其中又可分為國外知名公司產(chǎn)品和國產(chǎn)產(chǎn)品。國外知名公司的進(jìn)口儀表,技術(shù)功能強(qiáng)、穩(wěn)定可靠性高，但價(jià)格很高（是國產(chǎn)同類儀表的3~4倍以上），供貨周期長質(zhì)保時(shí)間短，不提供調(diào)試服務(wù)，維修時(shí)間長且不便,有時(shí)維修費(fèi)比買新表還高,從而可能給使用維護(hù)帶來長期麻煩和困難。另一方面,近幾年國產(chǎn)儀表技術(shù)質(zhì)量有顯著提高，并且出現(xiàn)技術(shù)質(zhì)量成熟的模塊化第四代儀表。如本公司的隊(duì)400型等智能模塊化儀表。有些廠家的儀表與國外同類產(chǎn)品已差距不大，長期生產(chǎn)使用表明，在功能和穩(wěn)定可靠性等方面完全滿足使用要求，如本公司的HL"20控制器，具有物美價(jià)廉、技術(shù)服務(wù)快捷周到，確保長期使用無后顧之憂。當(dāng)然，國產(chǎn)儀表廠家多，產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量差異很大,需要認(rèn)真考察了解和選擇。對于大型企業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)•采用進(jìn)口名牌儀表尚也必要，但必須做好備份，并謹(jǐn)防假冒產(chǎn)品。
7測速和測速傳感器
調(diào)速定址給料秤的料流速度測量,是基于物料與皮帶同步運(yùn)行為條件。即物料與皮帶相對靜止,所以，皮帶速度就等于料流速度定量給料秤皮帶速度的測量方式主要有以下幾種:
①測量拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。皮帶速度完全取決于電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，所以電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)即可代表皮帶亦即料流的速度。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)相對較高，所以大多采用簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠的電感開關(guān)傳感器，也有少數(shù)廠家采用底線旋轉(zhuǎn)編碼器等傳感器。
電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)測量又可分為在電機(jī)尾端出軸測量和在減速電機(jī)中間的電機(jī)輸出軸端測貴，并以尾端測量方式居多。但尾端恰在風(fēng)扇通風(fēng)處，環(huán)境較惡劣，振動(dòng)較大，穩(wěn)固可靠性較差。而安裝在電機(jī)輸出軸端,簡便、安全、穩(wěn)固可靠，環(huán)境條件好，更為理想,但需釆用專用減速電機(jī)。
②測量主從滾筒轉(zhuǎn)數(shù)。其基于滾筒與皮帶同步運(yùn)行.滾筒轉(zhuǎn)數(shù)即代表皮帶速度。由于滾筒一般轉(zhuǎn)數(shù)較低，常常采用編碼測速傳感器，但也有采用電感測速傳感器等。這種方式應(yīng)注意保證測速傳感器與滾筒的同軸度和防止振動(dòng)，基座須穩(wěn)固，維護(hù)應(yīng)方便。為了防止皮帶打滑影響,一般測速傳感器多安裝在從動(dòng)滾筒軸上，但如果不存在打滑問題，安裝在主從滾筒釉均一樣，而且，正常良好的運(yùn)行情況下不允許有打滑現(xiàn)象。
③直接測皮帶速度。其也分兩種方式.一種是配置電感或編碼器測速傳感器的滾輪測速機(jī)構(gòu)壓在回程的皮帶上，皮帶帶動(dòng)滾輪同步運(yùn)行。這種方式用于電子皮帶秤上較多,而定宣給料秤系統(tǒng)較少用。這種測速方式要注意防止?jié)L輪粘料、與皮帶打滑和跳動(dòng)，必須保證與皮帶同步運(yùn)行。另一種是在皮帶中預(yù)埋感應(yīng)片,采用電感開關(guān)和計(jì)算機(jī)測控(一般在控制器中設(shè)有測量計(jì)數(shù)功能)。此種方式測速較準(zhǔn)確，影響因素很少,但需用特制膠帶.稱重控制器需設(shè)有測速功能方可。
測速傳感器的種類較多。如交直流測速發(fā)電機(jī)、電感式、電容式、磁電式、光電式和旋轉(zhuǎn)編碼式等。但目前實(shí)際常用的主要是電感開關(guān)和旋轉(zhuǎn)編碼器兩種，也有采用速度頻率反饋等。
電感開關(guān)傳感器,體積小、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、安裝簡便、對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、信號(hào)穩(wěn)定、測重精度較高、價(jià)格便宜。特別是在減速電機(jī)中部電機(jī)輸出軸處安裝更安全可靠，是目前釆用較多的一種。電感傳感器的測景轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)1~3000r/min,開關(guān)頻率可達(dá)5000Hz,H要齒盤設(shè)計(jì)安裝滿足要求，可以滿足各種使用條件要求。
④加強(qiáng)儀表的巡檢工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；
⑤由于是國外儀表,備品備件的供貨周期較長.應(yīng)根據(jù)具體使用情況提前購置易損易耗備品，以避免因備品原因?qū)е聝x表不能正常工作情況的出現(xiàn)。
8結(jié)束語
選用測速傳感器時(shí)常常有個(gè)誤區(qū)：即過分片面地注意傳感器本身的測量精度，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不匹配而浪費(fèi)甚至可靠性變差。首先應(yīng)根據(jù)定量給料秤的使用精度選配，測速系統(tǒng)誤差不大于定量給料秤計(jì)量誤差的1/3即可，再高將失去實(shí)際價(jià)值。另外，要與稱重控制器相匹配，目前性能較好的稱重控制器接收的速度輸入頻率也僅有2500Hz左右，有的知名公司名牌控制器輸入頻率才4師Hz,測速傳感器輸出頻率如超過此數(shù)據(jù)不但沒有實(shí)際價(jià)值，反而要增加麻煩，所以.必須根據(jù)定:給料秤的使用精度、稱重控制器允許輸入頻率和電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)數(shù)等條件選配測速傳感器，切勿單純片面追求測速傳感器本身的過高精度，應(yīng)以滿足使用要求為準(zhǔn)。另外.實(shí)踐表明，測速傳感器的安裝方式、位置和穩(wěn)固性十分重要，是保證長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行的重要條件。

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