皮帶式定量給料機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)皮帶秤）是水泥工業(yè)中的過(guò)程計(jì)量和配料的最常用設(shè)備。影響皮帶秤計(jì)量精度的因素是多方面的，就其產(chǎn)品本身的質(zhì)量而言，影響其精度就分機(jī)械部分和電氣部分；就其使用角度而言還取決于皮帶秤的選型、皮帶秤安裝位置的選定和安裝質(zhì)量及維護(hù)使用和保養(yǎng)等諸多方面。下面以合肥金山科技實(shí)業(yè)公司的TDGSK皮帶秤為例作進(jìn)一步闡述。 

　　1、皮帶秤主要結(jié)構(gòu) 

　　皮帶秤作為一種動(dòng)態(tài)稱(chēng)量機(jī)構(gòu)，了解其主要部件和結(jié)構(gòu)對(duì)于了解其性能有重要的意義。 展示皮帶秤主要工作部分： 
　　主動(dòng)滾筒：主動(dòng)滾筒由減速電機(jī)拖動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)。 
　　從動(dòng)滾筒：通過(guò)調(diào)節(jié)張緊滑座（4）的螺絲，改變從動(dòng)滾筒的位置，可以調(diào)節(jié)皮帶的張緊和跑偏。 
　　十字簧片：用于秤體和稱(chēng)量框架的連接。 
　　張緊滑座：皮帶秤調(diào)節(jié)跑偏和張緊機(jī)構(gòu)。 
　　稱(chēng)量框架：皮帶秤傳力機(jī)構(gòu)，將皮帶上物料負(fù)荷信號(hào)均勻地傳輸至傳感器。 
　　自動(dòng)張緊輪：使皮帶保持一定的張緊度，并使皮重在很小的范圍內(nèi)變化。 
　　下料斗：完成從料倉(cāng)向皮帶上均勻供料，調(diào)節(jié)閘門(mén)開(kāi)度，可改變皮帶上料層厚度。 
　　減速電機(jī)：皮帶秤的驅(qū)動(dòng)裝置，帶有測(cè)速裝置，負(fù)責(zé)將角速度轉(zhuǎn)換為控制器可識(shí)別的速度信號(hào)。 
　　傳感器：將皮帶秤上重量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸給控制器。 

　　另外，可以看到在秤體的上表面上，分布著很多與主動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒平行的小托輥，根據(jù)功能又可分為稱(chēng)量托輥、承重托輥。 

　　2、可靠性和穩(wěn)定性分析 

　　皮帶秤精度往往指控制精度和動(dòng)態(tài)累計(jì)誤差，又分為長(zhǎng)期精度和短期精度，而它們都建立在可靠性和穩(wěn)定性的前提下。在現(xiàn)代水泥工業(yè)生產(chǎn)中，計(jì)量設(shè)備的穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，是過(guò)程計(jì)量和配料控制的最基本要求。其中秤體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、稱(chēng)量機(jī)構(gòu)（傳感器的保護(hù)措施和過(guò)載能力）、電控儀表等都對(duì)皮帶秤的穩(wěn)定性和可靠性有著很大的影響。 

　　皮帶秤秤體結(jié)構(gòu)主要是指秤體的框架結(jié)構(gòu)、主、從動(dòng)滾筒、支撐和計(jì)量托輥等。秤體的框架采用折彎成型框架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)穩(wěn)定性能好。采用外球面自動(dòng)調(diào)心密封軸承，適應(yīng)高粉塵惡劣環(huán)境。具有自動(dòng)糾偏和重力自動(dòng)張緊裝置，皮帶張力恒定。具有密閉式擋料板和卸料防塵罩，防止落料到皮帶和托輥之間影響計(jì)量，同時(shí)可減少粉塵污染，保護(hù)環(huán)境。主從滾筒為腰鼓型防止皮帶打滑。十字簧片型稱(chēng)量框架結(jié)構(gòu)，不怕粉塵，長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。皮帶內(nèi)側(cè)設(shè)有犁型清掃器，皮帶外側(cè)落料部設(shè)有防止物料沾帶的柔性刮料清掃器。這些措施保證了設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。 

　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是指?jìng)鲃?dòng)用電機(jī)和減速機(jī)。目前一般采用一體化電機(jī)減速機(jī)，在高溫地區(qū)也有選用變頻電機(jī)的，以保證其傳動(dòng)部件的可靠。 

　　稱(chēng)量機(jī)構(gòu)是指秤體稱(chēng)量物料所采用結(jié)構(gòu)和方式，它包括稱(chēng)量框架、計(jì)量托輥、支點(diǎn)（簧片）、荷重傳感器等。TDGSK秤采用十字簧片框架式杠桿結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、原理清晰、機(jī)構(gòu)穩(wěn)定可靠，稱(chēng)重機(jī)構(gòu)帶有荷重傳感器保護(hù)裝置，并配有專(zhuān)門(mén)處理偏載情況下傳感器的信號(hào)輸出的信號(hào)處理器，以保證荷重采集信號(hào)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。 

　　3、皮帶秤本身對(duì)精度影響的分析 

　　皮帶秤作為計(jì)量控制設(shè)備，其計(jì)量控制精度是設(shè)備的靈魂。影響皮帶秤精度的因素很多，如果對(duì)皮帶秤進(jìn)行誤差分析并加以歸納，則能發(fā)現(xiàn)皮帶秤誤差主要表現(xiàn)為皮帶負(fù)荷（物料荷重）測(cè)量誤差、皮帶速度測(cè)量誤差、儀表轉(zhuǎn)換及運(yùn)算誤差這三個(gè)方面。 

　　皮帶負(fù)荷測(cè)量誤差又主要表現(xiàn)為稱(chēng)量機(jī)構(gòu)模型誤差、傳感器精度等級(jí)、荷重信號(hào)的放大和傳輸誤差這幾個(gè)方面。稱(chēng)量機(jī)構(gòu)誤差就取決于各生產(chǎn)廠家采用的稱(chēng)量機(jī)構(gòu)模型，材質(zhì)，加工精度等，尤其是稱(chēng)量框架和傳感器壓頭的處理，這部分精度在皮帶秤系統(tǒng)中是誤差最大的環(huán)節(jié)，對(duì)最終系統(tǒng)精度影響最大。理論上TDGSK秤的杠桿式秤量機(jī)構(gòu)模型，其模型誤差小于0.2%，是目前皮帶式定量給料機(jī)中最理想也是最為實(shí)用的稱(chēng)量模型。傳感器一般采用D1級(jí)，其精度達(dá)到0.025%，完全滿(mǎn)足其的誤差要求。荷重信號(hào)的放大和傳輸誤差是影響系統(tǒng)精度的另一個(gè)主要因素之一，因?yàn)楹芍匦盘?hào)的放大和傳輸需要解決信號(hào)增益與漂移之間矛盾、信號(hào)傳輸（尤其是遠(yuǎn)距離傳輸）過(guò)程的衰減問(wèn)題、信號(hào)傳輸過(guò)程的抗干擾問(wèn)題。目前不論是進(jìn)口儀表還是國(guó)內(nèi)上規(guī)模的正規(guī)生產(chǎn)廠家的儀表，基本上都能解決這一困擾皮帶秤精度和穩(wěn)定性的問(wèn)題。 

　　首先采用現(xiàn)場(chǎng)固定式低增益放大技術(shù)，使得溫度漂移和時(shí)間漂移大幅減少，僅為通常運(yùn)放的1/10左右，對(duì)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定和準(zhǔn)確性上起到了關(guān)鍵性作用；其次采用了現(xiàn)場(chǎng)高精度V/I轉(zhuǎn)換和發(fā)/收兩端的二階有源濾波網(wǎng)絡(luò)，荷重信號(hào)以可帶700Ω的4-20mA恒流信號(hào)進(jìn)行傳輸，從根本上解決了信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)乃p問(wèn)題，兩端的二階有源濾波網(wǎng)絡(luò)使荷重信號(hào)可以從容排除諸如變頻器干擾、傳輸過(guò)程的磁電干擾、電源波動(dòng)干擾和地面雜波干擾，綜合以上分析皮帶負(fù)荷測(cè)量誤差方面可以做到小于0.25%。 

　　皮帶速度測(cè)量誤差主要表現(xiàn)為測(cè)速脈沖在觸發(fā)計(jì)數(shù)器讀沿時(shí)的時(shí)序誤差（±1個(gè)脈沖）和測(cè)速脈沖傳輸時(shí)上升沿（或下降沿）產(chǎn)生的高頻毛刺誤觸發(fā)計(jì)數(shù)器帶來(lái)的測(cè)速誤差。系統(tǒng)綜合誤差不大于0.5%，故要求單位時(shí)間產(chǎn)生的脈沖數(shù)至少應(yīng)不低于200個(gè)脈沖?，F(xiàn)行皮帶秤測(cè)速一般采用電磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)（測(cè)速頭）或軸裝編碼器，測(cè)速頭通過(guò)檢測(cè)安裝在電機(jī)和減速機(jī)間測(cè)速齒輪測(cè)得，通過(guò)硬軟件辦法均可實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù)誤差小于0.05%，軸裝編碼器單位時(shí)間最大可產(chǎn)生20000個(gè)脈沖，它的脈沖計(jì)數(shù)精度更高。上述脈沖信號(hào)均采用濾波網(wǎng)絡(luò)，對(duì)高于測(cè)速頻率的高頻諧波能完全濾除。所以，綜合皮帶速度測(cè)量誤差在正常生產(chǎn)時(shí)的誤差不大于0.1%，非正常極低速時(shí)亦能保持在0.3%左右。 

　　儀表轉(zhuǎn)換及運(yùn)算誤差的主要表現(xiàn)形式為A/D、D/A轉(zhuǎn)換誤差及儀表運(yùn)算誤差這兩個(gè)方面?，F(xiàn)行儀表的A/D、D/A為準(zhǔn)16位（實(shí)際為15位），最低也是12位，換算誤差為約為0.002%，儀表運(yùn)算采用浮點(diǎn)運(yùn)算，理論運(yùn)算精度可達(dá)1/2^31，所以可以忽略不計(jì)。綜合儀表轉(zhuǎn)換及運(yùn)算誤差小于0.01%。 

　　分析了以上系統(tǒng)的主要誤差，考慮到其它不可預(yù)見(jiàn)因素產(chǎn)生的誤差，系統(tǒng)綜合誤差如要做到小于0.5%，主要取決于秤體的工藝制造水平。目前，很多招標(biāo)場(chǎng)合，招標(biāo)方要求統(tǒng)一減速機(jī)，傳感器，儀表等配置后就開(kāi)始比價(jià)。筆者認(rèn)為這樣做不妥，影響皮帶秤精度及長(zhǎng)期可靠性穩(wěn)定性的最重要因素之一就是秤體，不同廠家生產(chǎn)的秤體質(zhì)量良莠不齊，性能差別很大。這樣比價(jià)，有失公平。 

　　4、其它對(duì)精度影響的分析 

　　皮帶秤的安裝條件和位置及維護(hù)保養(yǎng)也至關(guān)重要，不滿(mǎn)足這些條件，就很難達(dá)到甚至不可能達(dá)到皮帶秤的精確度要求。  

　　4.1 秤體安裝  

　　秤體安裝是否水平,其水平度應(yīng)不大于3/1000。秤體安裝基礎(chǔ)是否牢固，皮帶秤是對(duì)振動(dòng)相當(dāng)敏感的設(shè)備，振動(dòng)會(huì)影響到計(jì)量精度。它應(yīng)該與那些產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備隔離，如破碎機(jī)、錘式磨機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、倉(cāng)壁振動(dòng)器等。  
當(dāng)皮帶秤是安裝在戶(hù)外時(shí)，為減少外部因素（風(fēng)雨）對(duì)稱(chēng)量的不利影響，應(yīng)該裝有防護(hù)外罩，但外罩不應(yīng)影響秤的操作。 

　　4.2 皮帶及其張力  

　　作為計(jì)量的皮帶有較高的要求，皮帶的層數(shù)、覆蓋層厚度及接頭方式將引起皮帶單位長(zhǎng)度重量的變化，在皮帶秤調(diào)零過(guò)程中，應(yīng)在皮帶運(yùn)行整數(shù)圈的情況下取皮帶重量的平均值以補(bǔ)償皮帶重量不均勻所引起的偏差。但是，如果皮帶單位長(zhǎng)度重量的變化太大，想得到好的零點(diǎn)參考值和高的稱(chēng)量精確度就很困難。  

　　實(shí)際稱(chēng)重時(shí)，物料的重力是通過(guò)皮帶間接傳到秤稱(chēng)量框架上，皮帶張力雖然是一個(gè)水平力，與物料的重力不在同一個(gè)方向上，但它對(duì)物料的重力測(cè)量將產(chǎn)生干擾。如果皮帶張力小而且變化不大，就有可能通過(guò)校準(zhǔn)予以補(bǔ)償，而當(dāng)皮帶張力較大時(shí)，補(bǔ)償將有一定的難度，而對(duì)皮帶張力變化較大的地方，補(bǔ)償對(duì)皮帶張力變化的部分不起作用，這樣將對(duì)物料量測(cè)量帶來(lái)較大的誤差。實(shí)際使用過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整張緊裝置盡量使皮帶張力保持在一個(gè)合適穩(wěn)定的水平，并且更換皮帶或定期檢修時(shí)，都要重新去皮。 

　　4.3 物料紊動(dòng)  

　　當(dāng)物料離開(kāi)給料點(diǎn)后，相對(duì)于皮帶來(lái)說(shuō)，它需要經(jīng)過(guò)一段行程才能穩(wěn)定下來(lái)，這一段時(shí)間內(nèi)，物料是處于紊動(dòng)狀態(tài)，即不穩(wěn)定狀態(tài)。物料處于紊動(dòng)狀態(tài)時(shí)不可能進(jìn)行精確的稱(chēng)重，所以需要在物料離開(kāi)給料點(diǎn)之后，預(yù)留一段長(zhǎng)度的皮帶使物料紊動(dòng)狀態(tài)停止，再留一個(gè)托輥間距的距離使之進(jìn)一步穩(wěn)定下來(lái)，然后再進(jìn)行稱(chēng)重。一般配料皮帶秤設(shè)計(jì)帶速低于0.5 m/s，穩(wěn)定段長(zhǎng)度一般不低于1米，這就對(duì)物料給料點(diǎn)即下料斗提出相應(yīng)的要求。下料斗安裝要求如右圖，進(jìn)料斗的法蘭中心應(yīng)距從動(dòng)滾筒中心線(xiàn)為250mm處（允許在250～300mm范圍內(nèi)變動(dòng)）。安裝后料斗的下底面應(yīng)距皮帶面10～15mm，防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶劃傷及向外散料。 

　　4.4維護(hù)  

　　皮帶秤按照要求安裝調(diào)試完成后，要保持其長(zhǎng)期穩(wěn)定性和精度，維護(hù)保養(yǎng)非常重要。機(jī)械部分主要注意如下方面：  
　?、贊L筒和托輥的潤(rùn)滑；  
　?、诒３制к壽E運(yùn)行理想，即防止皮帶跑偏；  
　　③保持皮帶清潔；  
　　④拉緊裝置工作正常；  
　?、莘牢锪闲孤?nbsp; 

　　其中保持皮帶清潔和防物料泄漏是非常重要的，這樣可保證皮帶秤只稱(chēng)量真正的物料荷重而不致將真正的物料荷重連物料粘結(jié)在皮帶上的荷重及物料泄漏在秤架上的荷重一起稱(chēng)。同時(shí)，漏料如堆積在簧片處或卡在皮帶與托輥間會(huì)影響計(jì)量精度。為清除粘結(jié)在皮帶上的物料，皮帶內(nèi)外側(cè)均設(shè)有防止物料沾帶刮料清掃器。當(dāng)然堆積在秤架上的物料則可用人工定期清掃。  

　　電氣部分主要注意如下方面：  
　?、佼?dāng)在秤附近焊接時(shí)，不允許焊接電流通過(guò)皮帶秤的傳感器；  
　?、诟鼡Q皮帶時(shí)，注意旋起傳感器的保護(hù)支架，以免損壞傳感器； 
　?、燮чL(zhǎng)期運(yùn)行，張力會(huì)有所變化，所以要定期去皮，實(shí)物標(biāo)定。 

　　5、結(jié)束語(yǔ)  

　　綜上所述，水泥廠配料皮帶秤的精度是由多方面因素決定的，單純統(tǒng)一皮帶秤減速機(jī)、傳感器、儀表而后進(jìn)行比價(jià)是不全面的。各個(gè)廠家所生產(chǎn)皮帶秤本身的質(zhì)量千差萬(wàn)別，前端信號(hào)的處理也不盡相同，由此帶來(lái)對(duì)精度的影響也有優(yōu)劣。當(dāng)然，皮帶秤的精度離不開(kāi)業(yè)主的安裝及維護(hù)使用保養(yǎng)等方方面面，這些，從某種程度上講也體現(xiàn)設(shè)備制造廠家指導(dǎo)安裝調(diào)試及培訓(xùn)等售后服務(wù)的綜合水平。