電子皮帶秤安裝之實戰分析二
一、概述
皮帶秤連續自動稱量的特點，應用廣泛，深受用戶歡迎。由于現場使用環境惡劣，安裝、
調試、維護技術跟不上，造成皮帶秤聲譽不佳，如何使用好皮帶秤稱量，關健在使用現場。那么皮帶秤自身的質量應由生產廠家保證。在制作皮帶秤樣機之前，首先必須完成皮帶輸送機的樣機制作，這一點是毋勿質疑的。只有提供符合皮帶秤安裝條件的皮帶輸送機，才能更好地保證皮帶秤稱重準確性。
二、皮帶輸送機的的制作
對皮帶輸送機技術要求。
1、皮帶周長為35.11m，三組槽形托輥。托輥間距L=1200mm。皮帶速度1.395m/s，水平皮帶輸送機為單速度。
2、皮帶輸送機頭部驅動，尾部必須具有拉緊裝置（可調節）。
3、皮帶寬度B=800mm，機架按DT75的標準設計。
4、皮帶輸送機尾部具有調偏裝置。整個系統不帶糾偏托輥。
5、皮帶厚薄均勻，無膠接頭。
6、所用托輥偏心度不得超過1mm，轉動靈活。
7、如采用傾斜皮帶輸送機，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使用,也有采用4個通道進入累計器放大運算。
1、 日本大和技術的懸浮式秤架，是采用懸臂式稱重傳感器、拉片連接，四只兩環連桿
對秤架四角對角斜拉限位，兩環平放在秤架和秤框的立柱上，環柱線接觸方式，限位連桿可調。
2、美國拉姆齊技術的懸浮式秤架，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。縱向連桿自由端固定在橫擔上，另一端固定在秤架縱梁的中心點硬連接利用螺帽調動連桿。橫向連桿自由端固定在秤架縱梁邊側，另一端固定在橫擔中心點硬連接利用螺帽調動連桿。自由端是耳軸面接觸方式。
3、隨著技術不斷進步，國產化秤架為了消除限位造成的應力，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。
4、為了省事圖方便，省去機加工成本，筆者設計皮帶寬度B=500mm的秤架時，曾經采用兩只花籃螺絲改裝進行縱、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，但在汽車衡臺面限位見過。
6、對于稱量段為4.8米長，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、徐州華隆機械設備制造有限公司皮帶秤樣機，與梅特勒—托利多（常州）稱重設備系統有限公司產品相似，采用了雙桿縱向限位，自由端同在一個橫擔上，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的橫擔處硬連接。在另一個橫擔處，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的橫擔處硬連接，連接方式正好相向反。
在人們習慣性的思維中，懸浮式秤架只要四角誤差調整在允許誤差范圍內，如同汽車衡臺面，秤臺上任何一處稱重應該說是相同的，其實不然，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，現場測試證明了這個現象。
四、Oka14皮帶秤的設計
皮帶秤檢驗專用皮帶輸送機制作完成后，安裝在徐州華隆機械設備制造有限公司河北廊坊生產基地。依據生產廠家的要求，將原有自行設計的雙杠桿四組托輥秤架安裝在皮帶機上作試驗，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，秤架多處機械尺寸也不標準，測試結果不盡人意，售后服務人員說這種秤已經銷售了上百臺，一般誤差在5%的準確度，用戶要求不高。筆者認為，皮帶秤國家標準只有0.5、1.0、2.0三個等級，低于這個等級范圍那就不是皮帶秤，那是標外秤不在檢定規程范圍之內。經筆者提議重新制作了四組托輥懸浮式秤架，但要求在原設計的秤架上局部作更改的方案未與采納，為了爭取早日報審中國計量科學研究院樣機檢定，只好從快從簡。
經過幾次勾通由原配置的測速裝置，φ128mm花紋測速輪，40齒/圈，電路板UB400S組成100P/m的SD01光電轉換測速裝置，更換為無錫瑞普安華高ZKT8030－002J－1000B225－12F光電轉換器，配置了φ194mm測速托輥，大大地提高了脈沖采樣的密集性和可靠性。
1、Oka－100/A21累計器的測試
2012年12月04日在試驗室里，對Oka－100/A21累計器的進行測試。評價皮帶秤累計器性能及功能。基本計量參數的設定。
顯示單位：t；重量小數位：0.00；皮帶周長：61.05m；速度系數：106.5P/m；皮重（零
位）2517A/D值；校準系數：161315；校準圈數：3；內部給定速度：3m/s。
1）零點校準測試
儀表開機預熱30min后開始對零點穩定性進行測試，檢驗結果如表1－1所示。
表1—1
|
序 號 |
顯示A/D值 |
實際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)校準測試
該儀表不具備掛碼校準功能.設定稱量段為1m，計算值:2kg/1m×61.05m×3 = 366.3kg，測試結果如表1－2
表1－2
|
序 號 |
顯示值(kg) |
實際值(kg) |
誤差率% |
顯示系數 |
|
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(實物模式)校準測試
校準系數（267507)測試結果如表1－3所示，與鏈碼校準比較相差0.18%
|
序 號 |
顯示值(kg) |
實際值(kg) |
誤差率% |
顯示系數 |
|
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）皮重校準加載2kg測試
先校準皮重值，然后再進行加載測試，加載2kg增加728A/D值，其結果如表1－4所示。
表1－4
|
序 號 |
顯示A/D值 |
實際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）瞬時流量測試
輸送流量計算I = Q×V×3.6 (t/h)
= 2kg×3m/s×3.6 = 21.6 （加2kg砝碼）
累計器輸送流量顯示為:21.0 (t/h)
2、四組托輥懸浮式秤架的受力測試
2013年01月06日對秤架經過安裝調試，將4只100kg稱重傳感器輸出調整為6.9mv，證明機械調整四角的誤差基本消除。進行測試結果如表2－1、表2－2、表2－3所示
表2－1、短期零點穩定性測試：
|
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個點 |
表2－3、將48kg砝碼置4個點，稱量段為4.8m，秤臺稱重量為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
(%) |
計算值
|
|
稱重傳感器縱梁內側 |
1404.9 |
1404.7 |
1404.8 |
0.00 |
1404.4t |
|
稱重傳感器縱梁外側 |
1397.8 |
1398.0 |
1398.0 |
－0.46 |
|
秤架縱梁中心點 |
1408.1 |
1408.1 |
1408.0 |
0.26 |
測試結果表明：由于限位連桿結構不同，限位方式不同，限位的位置不同，對秤架各點稱重的結果也不相同。不是人們習慣性地認為懸浮式秤架，任何一個點稱重應該說都是一樣的，試驗結果證明了這一點。在營口市儀器三廠試驗機上測試日本大和的技術，筆者認為四只兩環連桿對秤架四角對角斜拉限位方式比較合理。
五、Oka14皮帶秤報檢前的測試
2013年01月16日對ICS－Oka－800型懸浮式皮帶秤進行試驗場測試，自檢其準確度和穩定性。是在徐州華隆機械設備制造有限公司皮帶秤檢驗皮帶輸送機上，對ICS－Oka－800型懸浮式皮帶秤按皮帶秤國家計量檢定規程進行了零點累計示值、零點鑒別力、零點穩定性、模擬負荷檢測量程鑒別力、重復性、實物檢驗等進行了測試，其現場測試結果均符合0.5級準確度等級的技術要求。
1、主要技術參數
1）皮帶秤準確度等級：0.5級，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l：35.11m
2、零點檢驗
根據規程要求，零點檢定時“在3min左右時間內皮帶空荷運轉數整圈的條件下”規定皮帶檢定圈數，求出所需時間t。
n=3×60×1.395/35.11=7.15=8(圈)
t=8×35.11/1.395=201.35(s)
1） 零點允許差值測試
皮帶空荷運行8整圈，零點指示器的累計示值應不大于這段時間t內，在最大流量下應累計負荷的0.05％。
Z=Qmax×t×0.05%=200/3.6×201.35×0.05%=5.59=6(kg)
為了縮短校準時間只設定4圈，時間為100s，測試結果5次顯示為（24106＋24106＋24105＋24106＋24105）／5＝24105.6×0.009=216.9504（kg），標準值216.9540測試結果如表5－1所示。
表5－1零點允許誤差測試結果
|
測量時間(s) |
零點累計示值(kg) |
允許誤差(kg) |
結 論 |
|
|
100 |
0.0036 |
3 |
|
|
|
|
|
|
注：零點顯示值為A/D值，每一個A/D值為0.009(kg)
2） 零點鑒別力（感量）測試
皮帶空荷運行4整圈的條件下，在秤架掛碼的位置上，施加相應于最大負荷0.05％的小砝碼，共作三次，零點累計示值有明顯的改變。根據最大荷重力的公式計算，求出零點鑒別的小砝碼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計算值＝（0.100／4.8）×4×35.11＝2.9（kg）
測試結果：零點累計示值24110，24110，24111，24111，24111。
施加Δ累計示值24123，24125，224126,24126。
零點鑒別力測試結果如表5－2所示。
表5－2零點鑒別力測試結果
|
測試次數 |
施加負荷Δ(kg) |
累計示值變化率(%) |
|
1 |
2.9 |
0.04% |
|
2 |
2.9 |
0.05% |
|
3 |
2.9 |
0.06% |
|
4 |
2.9 |
0.06% |
3）零點穩定值測試
皮帶空荷運行4整圈的條件下，記錄零點累計示值。試驗共測試5次，其中極差值為零值穩定性，極差值不應大于允許誤差值。
極差＝Zmax－Zmin，
允許誤差值＝0.0018％Cmax.t／180
零點穩定值測試結果如表5－3所示。
表5－3零點穩定值測試結果
|
測量次數 |
累計示值a/d值 |
|
1 |
24558 |
|
2 |
24555 |
|
3 |
24555 |
|
4 |
24556 |
|
5 |
24560 |
|
極差(kg)：5×0.009=0.045 |
3、模擬負荷檢測量程鑒別力（負荷感量）測試
在秤架掛碼位置上施加最大負荷40％的砝碼，皮帶運行4整圈，第一次記錄累計示值，再施加一個允許誤差砝碼（感量砝碼），皮帶運行4整圈，記錄第二次累計示值，依此共作三次，要求兩次的累計示值之差應大于或等于計算值的一半。
40％負荷砝碼重量＝191.16×40％＝74kg（化整）
允差（感量）砝碼重量＝74×0.25％＝0.185 kg=100g
量程鑒別力測試結果如表5－4所示。
表5－4、模擬負荷檢測量程鑒別力測試結果
重量計算值74/4.8×35.11×4=2165.12kg
感量計算值0.1/4.8×35.11×4=2.926kg
|
測量
次數 |
加載
74kg砝碼 |
加載允差
（74＋0.1）kg |
累計示
值差kg |
計算
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、重復性測試
在秤架上保持74kg砝碼，取下允差砝碼，皮帶運行4整圈，記錄累計示值共5次，5次稱量累計示值之間的極差，與5次稱量累計示值的平均值之比應不大于0.25％。
極差＝2165.1－2164.6＝0.5（kg）
允差=極差/5次累計示值平均值×100%
=0.5/2164.84×100%=0.023%
重復性測試結果如表5－5所示。
表5－5 重復性測試結果
|
測量次數 |
負荷砝碼／kg |
累計示值／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、實物檢驗
檢驗完上述測試后，于2013年01月18日皮帶輸送機在負載下運行時間遠遠超過30min，取下所有砝碼，皮帶秤調整零點，測量5次如表6－1所示。
表6－1
|
測量次數 |
累計示值a/d值 |
|
1 |
24493 |
|
2 |
24491 |
|
3 |
24491 |
|
4 |
24489 |
|
5 |
24490 |
組織人工進行6次“拋袋法”實物檢驗，瓜米石作標準實物，采用梅特勒—托利多(常州)稱重設備系統有限公司生產的電子臺秤稱重,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，以及皮帶秤累計示值和負荷率。現場檢驗結果相對誤差不應大于0.25％，實物檢驗結果列于表5－2所示。
表5—2實物檢驗結果表（標準系數172152）
|
測量點 |
測量次數 |
標準物料量（kg） |
累計示值（kg） |
相對誤差(％) |
系數顯示 |
|
50t/h |
1 |
300 |
299.8 |
－0.06 |
172266 |
|
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 |
|
50t/h |
5 |
300 |
300.3 |
0.10 |
171980 |
|
50t/h |
6 |
300 |
300.2 |
0.06 |
172037 |
七、結束語
通過對ICS—Oka14—800懸浮式秤架的測試與檢驗，說明只要按章設計，宣貫皮帶秤國家標準，執行國家皮帶秤檢定規程，照章行事才能確保完成產品質量，任何違背事物客觀規律的設計注定是要失敗的。ICS—Oka14—800懸浮式皮帶秤關鍵具有5個有利因素，一是懸浮式秤架。二是皮帶不長，無接頭，無糾偏托輥。三是無傾斜角，安裝在水平皮帶機上；四是皮帶速度較慢,不超過1.6m/s。五是皮帶寬度不超過1000mm。所以自檢的結果還是令人滿意。在國家計量部門檢定時用最大流量2%的物料量進行實物檢定，檢定結果如果說在允許誤差范圍內，那么，“小計量法”拋袋法校準的意義存在。 |
