电子皮带秤安装之实战分析二
一、概述
皮带秤连续自动称量的特点，应用广泛，深受用户欢迎。由于现场使用环境恶劣，安装、
调试、维护技术跟不上，造成皮带秤声誉不佳，如何使用好皮带秤称量，关健在使用现场。那么皮带秤自身的质量应由生产厂家保证。在制作皮带秤样机之前，首先必须完成皮带输送机的样机制作，这一点是毋勿质疑的。只有提供符合皮带秤安装条件的皮带输送机，才能更好地保证皮带秤称重准确性。
二、皮带输送机的的制作
对皮带输送机技术要求。
1、皮带周长为35.11m，三组槽形托辊。托辊间距L=1200mm。皮带速度1.395m/s，水平皮带输送机为单速度。
2、皮带输送机头部驱动，尾部必须具有拉紧装置（可调节）。
3、皮带宽度B=800mm，机架按DT75的标准设计。
4、皮带输送机尾部具有调偏装置。整个系统不带纠偏托辊。
5、皮带厚薄均匀，无胶接头。
6、所用托辊偏心度不得超过1mm，转动灵活。
7、如采用倾斜皮带输送机，可在高端处考虑重锤式紧张装置。
三、悬浮式秤架限位方式的列举
悬浮式秤架基本上是由矩形钢管，槽形钢或钢板，焊接、铆接、螺丝连接组成的矩形秤
架，常见有两组称重托辊、三组称重托辊、四组称重托辊、六组称重托辊，称重传感器使用有轮幅式、悬臂式、S型拉式，基本上是采用四只称重传感器并联使用,也有采用4个通道进入累计器放大运算。
1、 日本大和技术的悬浮式秤架，是采用悬臂式称重传感器、拉片连接，四只两环连杆
对秤架四角对角斜拉限位，两环平放在秤架和秤框的立柱上，环柱线接触方式，限位连杆可调。
2、美国拉姆齐技术的悬浮式秤架，是采用S型拉式称重传感器，拉杆连接，纵、横向限位各一只连杆。纵向连杆自由端固定在横担上，另一端固定在秤架纵梁的中心点硬连接利用螺帽调动连杆。横向连杆自由端固定在秤架纵梁边侧，另一端固定在横担中心点硬连接利用螺帽调动连杆。自由端是耳轴面接触方式。
3、随着技术不断进步，国产化秤架为了消除限位造成的应力，耳轴连接改成用万向轴承连接，也有的是一端轴承连接改成两端万向轴承连接采用连杆可调。
4、为了省事图方便，省去机加工成本，笔者设计皮带宽度B=500mm的秤架时，曾经采用两只花篮螺丝改装进行纵、横向限位，限位效果也很成功。
5、有的秤架使用悬臂式称重传感器自限位方式；和轮幅式称重传感器纵横向限位利用硬塑料块、硬橡胶块限位，笔者只是耳闻未能目睹，但在汽车衡台面限位见过。
6、对于称量段为4.8米长，宽皮带的秤架，人们自然而然地想到采用了双横向，双纵向限位。
7、徐州华隆机械设备制造有限公司皮带秤样机，与梅特勒—托利多（常州）称重设备系统有限公司产品相似，采用了双杆纵向限位，自由端同在一个横担上，固定端固定在A、B两纵梁的中心线。两只横向限位杆与众不同，一只限位杆在秤架纵梁A为自由端，连杆通过中心线到纵梁B的横担处硬连接。在另一个横担处，另一只限位杆在秤架纵梁B为自由端，连杆通过中心线到纵梁A的横担处硬连接，连接方式正好相向反。
在人们习惯性的思维中，悬浮式秤架只要四角误差调整在允许误差范围内，如同汽车衡台面，秤台上任何一处称重应该说是相同的，其实不然，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样，现场测试证明了这个现象。
四、Oka14皮带秤的设计
皮带秤检验专用皮带输送机制作完成后，安装在徐州华隆机械设备制造有限公司河北廊坊生产基地。依据生产厂家的要求，将原有自行设计的双杠杆四组托辊秤架安装在皮带机上作试验，该秤架采用含油轴承替代了橡胶耳轴支撑，无横向限位装置，秤架多处机械尺寸也不标准，测试结果不尽人意，售后服务人员说这种秤已经销售了上百台，一般误差在5%的准确度，用户要求不高。笔者认为，皮带秤国家标准只有0.5、1.0、2.0三个等级，低于这个等级范围那就不是皮带秤，那是标外秤不在检定规程范围之内。经笔者提议重新制作了四组托辊悬浮式秤架，但要求在原设计的秤架上局部作更改的方案未与采纳，为了争取早日报审中国计量科学研究院样机检定，只好从快从简。
经过几次勾通由原配置的测速装置，φ128mm花纹测速轮，40齿/圈，电路板UB400S组成100P/m的SD01光电转换测速装置，更换为无锡瑞普安华高ZKT8030－002J－1000B225－12F光电转换器，配置了φ194mm测速托辊，大大地提高了脉冲采样的密集性和可靠性。
1、Oka－100/A21累计器的测试
2012年12月04日在试验室里，对Oka－100/A21累计器的进行测试。评价皮带秤累计器性能及功能。基本计量参数的设定。
显示单位：t；重量小数位：0.00；皮带周长：61.05m；速度系数：106.5P/m；皮重（零
位）2517A/D值；校准系数：161315；校准圈数：3；内部给定速度：3m/s。
1）零点校准测试
仪表开机预热30min后开始对零点稳定性进行测试，检验结果如表1－1所示。
表1—1
|
序 号 |
显示A/D值 |
实际A/D值 |
误差率% |
备 注 |
|
1 |
2516 |
2517 |
-0.03 |
|
|
2 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
3 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
2)链码(模式)校准测试
该仪表不具备挂码校准功能.设定称量段为1m，计算值:2kg/1m×61.05m×3 = 366.3kg，测试结果如表1－2
表1－2
|
序 号 |
显示值(kg) |
实际值(kg) |
误差率% |
显示系数 |
|
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)加载(实物模式)校准测试
校准系数（267507)测试结果如表1－3所示，与链码校准比较相差0.18%
|
序 号 |
显示值(kg) |
实际值(kg) |
误差率% |
显示系数 |
|
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）皮重校准加载2kg测试
先校准皮重值，然后再进行加载测试，加载2kg增加728A/D值，其结果如表1－4所示。
表1－4
|
序 号 |
显示A/D值 |
实际A/D值 |
误差率% |
备 注 |
|
1 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
2 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
3 |
2517 |
2517 |
0.00 |
|
|
4 |
3245 |
3245 |
0.00 |
加载2kg |
|
5 |
3246 |
3245 |
0.03 |
加载2kg |
|
6 |
3246 |
3246 |
0.00 |
加载2kg |
5）瞬时流量测试
输送流量计算I = Q×V×3.6 (t/h)
= 2kg×3m/s×3.6 = 21.6 （加2kg砝码）
累计器输送流量显示为:21.0 (t/h)
2、四组托辊悬浮式秤架的受力测试
2013年01月06日对秤架经过安装调试，将4只100kg称重传感器输出调整为6.9mv，证明机械调整四角的误差基本消除。进行测试结果如表2－1、表2－2、表2－3所示
表2－1、短期零点稳定性测试：
|
显示A/D值 |
24110 |
24110 |
24111 |
24111 |
24111 |
|
误差率(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
表2－2、施加100g重量置于秤架4角称重传感器拉杆处
|
显示A/D值 |
（1）24123 |
（2）24125 |
（3）24126 |
（4）24126 |
备 注 |
|
误差率(%) |
0.04 |
0.05 |
0.06 |
0.06 |
4个点 |
表2－3、将48kg砝码置4个点，称量段为4.8m，秤台称重量为10kg/m
|
4只12kg砝码置于
秤架位置 |
显示值（t）（1） |
显示值（t）（2） |
显示值（t）（3） |
误差率
(%) |
计算值
|
|
称重传感器纵梁内侧 |
1404.9 |
1404.7 |
1404.8 |
0.00 |
1404.4t |
|
称重传感器纵梁外侧 |
1397.8 |
1398.0 |
1398.0 |
－0.46 |
|
秤架纵梁中心点 |
1408.1 |
1408.1 |
1408.0 |
0.26 |
测试结果表明：由于限位连杆结构不同，限位方式不同，限位的位置不同，对秤架各点称重的结果也不相同。不是人们习惯性地认为悬浮式秤架，任何一个点称重应该说都是一样的，试验结果证明了这一点。在营口市仪器三厂试验机上测试日本大和的技术，笔者认为四只两环连杆对秤架四角对角斜拉限位方式比较合理。
五、Oka14皮带秤报检前的测试
2013年01月16日对ICS－Oka－800型悬浮式皮带秤进行试验场测试，自检其准确度和稳定性。是在徐州华隆机械设备制造有限公司皮带秤检验皮带输送机上，对ICS－Oka－800型悬浮式皮带秤按皮带秤国家计量检定规程进行了零点累计示值、零点鉴别力、零点稳定性、模拟负荷检测量程鉴别力、重复性、实物检验等进行了测试，其现场测试结果均符合0.5级准确度等级的技术要求。
1、主要技术参数
1）皮带秤准确度等级：0.5级，检定最大允许误差为±0.25％
2）额定输送量QMAX：200t／h
3）皮带速度 ：1.395m／s
4）皮带宽度b：800mm
5）皮带倾角α：0°
6）皮带周长l：35.11m
2、零点检验
根据规程要求，零点检定时“在3min左右时间内皮带空荷运转数整圈的条件下”规定皮带检定圈数，求出所需时间t。
n=3×60×1.395/35.11=7.15=8(圈)
t=8×35.11/1.395=201.35(s)
1） 零点允许差值测试
皮带空荷运行8整圈，零点指示器的累计示值应不大于这段时间t内，在最大流量下应累计负荷的0.05％。
Z=Qmax×t×0.05%=200/3.6×201.35×0.05%=5.59=6(kg)
为了缩短校准时间只设定4圈，时间为100s，测试结果5次显示为（24106＋24106＋24105＋24106＋24105）／5＝24105.6×0.009=216.9504（kg），标准值216.9540测试结果如表5－1所示。
表5－1零点允许误差测试结果
|
测量时间(s) |
零点累计示值(kg) |
允许误差(kg) |
结 论 |
|
|
100 |
0.0036 |
3 |
|
|
|
|
|
|
注：零点显示值为A/D值，每一个A/D值为0.009(kg)
2） 零点鉴别力（感量）测试
皮带空荷运行4整圈的条件下，在秤架挂码的位置上，施加相应于最大负荷0.05％的小砝码，共作三次，零点累计示值有明显的改变。根据最大荷重力的公式计算，求出零点鉴别的小砝码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计算值＝（0.100／4.8）×4×35.11＝2.9（kg）
测试结果：零点累计示值24110，24110，24111，24111，24111。
施加Δ累计示值24123，24125，224126,24126。
零点鉴别力测试结果如表5－2所示。
表5－2零点鉴别力测试结果
|
测试次数 |
施加负荷Δ(kg) |
累计示值变化率(%) |
|
1 |
2.9 |
0.04% |
|
2 |
2.9 |
0.05% |
|
3 |
2.9 |
0.06% |
|
4 |
2.9 |
0.06% |
3）零点稳定值测试
皮带空荷运行4整圈的条件下，记录零点累计示值。试验共测试5次，其中极差值为零值稳定性，极差值不应大于允许误差值。
极差＝Zmax－Zmin，
允许误差值＝0.0018％Cmax.t／180
零点稳定值测试结果如表5－3所示。
表5－3零点稳定值测试结果
|
测量次数 |
累计示值a/d值 |
|
1 |
24558 |
|
2 |
24555 |
|
3 |
24555 |
|
4 |
24556 |
|
5 |
24560 |
|
极差(kg)：5×0.009=0.045 |
3、模拟负荷检测量程鉴别力（负荷感量）测试
在秤架挂码位置上施加最大负荷40％的砝码，皮带运行4整圈，第一次记录累计示值，再施加一个允许误差砝码（感量砝码），皮带运行4整圈，记录第二次累计示值，依此共作三次，要求两次的累计示值之差应大于或等于计算值的一半。
40％负荷砝码重量＝191.16×40％＝74kg（化整）
允差（感量）砝码重量＝74×0.25％＝0.185 kg=100g
量程鉴别力测试结果如表5－4所示。
表5－4、模拟负荷检测量程鉴别力测试结果
重量计算值74/4.8×35.11×4=2165.12kg
感量计算值0.1/4.8×35.11×4=2.926kg
|
测量
次数 |
加载
74kg砝码 |
加载允差
（74＋0.1）kg |
累计示
值差kg |
计算
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、重复性测试
在秤架上保持74kg砝码，取下允差砝码，皮带运行4整圈，记录累计示值共5次，5次称量累计示值之间的极差，与5次称量累计示值的平均值之比应不大于0.25％。
极差＝2165.1－2164.6＝0.5（kg）
允差=极差/5次累计示值平均值×100%
=0.5/2164.84×100%=0.023%
重复性测试结果如表5－5所示。
表5－5 重复性测试结果
|
测量次数 |
负荷砝码／kg |
累计示值／kg |
极差/kg |
允许误差 |
|
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、实物检验
检验完上述测试后，于2013年01月18日皮带输送机在负载下运行时间远远超过30min，取下所有砝码，皮带秤调整零点，测量5次如表6－1所示。
表6－1
|
测量次数 |
累计示值a/d值 |
|
1 |
24493 |
|
2 |
24491 |
|
3 |
24491 |
|
4 |
24489 |
|
5 |
24490 |
组织人工进行6次“抛袋法”实物检验，瓜米石作标准实物，采用梅特勒—托利多(常州)称重设备系统有限公司生产的电子台秤称重,称重范围60kg，分度值为20g，称重每袋10kg物料，总共300kg。读取每一次的物料重量示值，以及皮带秤累计示值和负荷率。现场检验结果相对误差不应大于0.25％，实物检验结果列于表5－2所示。
表5—2实物检验结果表（标准系数172152）
|
测量点 |
测量次数 |
标准物料量（kg） |
累计示值（kg） |
相对误差(％) |
系数显示 |
|
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、结束语
通过对ICS—Oka14—800悬浮式秤架的测试与检验，说明只要按章设计，宣贯皮带秤国家标准，执行国家皮带秤检定规程，照章行事才能确保完成产品质量，任何违背事物客观规律的设计注定是要失败的。ICS—Oka14—800悬浮式皮带秤关键具有5个有利因素，一是悬浮式秤架。二是皮带不长，无接头，无纠偏托辊。三是无倾斜角，安装在水平皮带机上；四是皮带速度较慢,不超过1.6m/s。五是皮带宽度不超过1000mm。所以自检的结果还是令人满意。在国家计量部门检定时用最大流量2%的物料量进行实物检定，检定结果如果说在允许误差范围内，那么，“小计量法”抛袋法校准的意义存在。 |
