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电子皮带秤的安装位置与皮带张力

方原柏  发布于:2013-09-26

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  要:  电子皮带秤的物料重量测量是通过皮带进行的,所以皮带的物理性能对称量过程的影响是非常明显的,其中皮带张力被认为是对称量影响最大的因素之一。在输送同一物料的几条皮带输送机中选择哪一条安装电子皮带秤,以及在选定的某条皮带输送机上安装在什么位置上都需要考虑哪个位置上的皮带张力小和皮带张力变化小。本文最后列举了几个选择电子皮带秤安装位置的实例。d5a【中国自动化网社区】25763c【http://sns.ca800.com】d9

关键词:电子皮带秤    皮带张力   安装    位置选择 d5a【中国自动化网社区】25763c【http://sns.ca800.com】d9


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1概述dd【中国自动化网社区】d01c61【http://sns.ca800.com】2fb723

电子皮带秤的物料重量测量是通过皮带进行的,所以皮带的物理性能对称量过程的影响是非常明显的,其中皮带张力被认为是对称量影响最大的因素之一。4bd0b【中国自动化网社区】e0daa7【http://sns.ca800.com】4eb5d

在分析电子皮带秤测量准确度的资料中,有个公式表示了影响电子皮带秤准确度的众多因素[1]4bd0b【中国自动化网社区】e0daa7【http://sns.ca800.com】4eb5d

E = ±2KdT / nqa24bd0b【中国自动化网社区】e0daa7【http://sns.ca800.com】4eb5d


4bd0b【中国自动化网社区】e0daa7【http://sns.ca800.com】4eb5d

式中   E —— 相对误差;86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

K ——是托辊间距、皮带弹性、皮带横截面形状(槽形或平面形)和皮带张力的函数,K值越大,皮带的刚度也越大,大槽形角的皮带就是刚度大的典型;86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

d —— 在物料荷重的作用下称重托辊的垂直位移;86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

T —— 皮带张力;86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

q —— 皮带单位长度上的物料荷重;86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

a —— 托辊间距;86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

n —— 称重托辊的组数86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

这里暂且不分析其他因素的影响,仅讨论一下相对误差(皮带秤测量准确度)与皮带张力的关系。即皮带张力值越大,相对误差也越大。通常通过检定或试验的方式可以克服正常皮带张力的影响,但当皮带输送机工作条件改变时,皮带张力的相应变化就会对电子皮带秤测量准确度产生影响。为了减少皮带张力对电子皮带秤测量准确度的影响,安装时选定合适的位置非常重要。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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安装位置如何选定86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

安装位置的选定可以分成两个问题来讨论;一是在输送同一物料的几条皮带输送机中选择哪一条安装电子皮带秤,二是在选定的某条皮带输送机上安装在什么位置。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

由于电子皮带秤应该装在皮带张力小和皮带张力变化小的地方,所以选定安装位置的这两个问题都需要考虑皮带张力。对输送同一物料的几条皮带输送机来说,皮带长度越短,提升物料高度越低(或者用输送机倾角来衡量),皮带张力就越小,越适宜安装电子皮带秤;对选定的某条皮带输送机来说,特别是对最常见的单滚筒传动的输送机,其驱动装置一般设置在头部滚筒处。当采用头部滚筒驱动时,靠近尾部滚筒的位置符合这一要求。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

为了说明电子皮带秤安装位置不同时皮带张力的状况及对称量精确度的影响,我们引用了一条典型的皮带输送机不同位置上两点AB的张力数据 [2]。该皮带输送机的主要参数如下:86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

皮带宽度:914 mm36英寸);86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

皮带速度:1.52 m/s86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

皮带秤额定输送量:1000 t/h86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

托辊槽形角:20°86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

皮带输送机倾角:10°86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

皮带输送机的配置见图186295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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图1  皮带输送机的配置86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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1列出了在空负荷、半负荷及满负荷条件下的皮带张力值,作者做了相应的计算,补充了三种负荷条件下的张力相对变化值和不同位置(B)的张力比较值。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

1  三种负荷条件下的皮带张力86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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1可见,在位置B处皮带张力值,例如在空负荷、半负荷、满负荷时,皮带张力值分别比位置A17.2%61.2%94.7%。同时,位置B处皮带张力的变化值也,例如由空负荷变到半负荷及由空负荷变到满负荷,变化值分别为158.5%217.7%,而位置A处相应的变化值为115.5%131.1%因此,位置A符合皮带张力小和皮带张力变化小的要求,更适于安装电子皮带秤的承载器。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

在澳大利亚电子皮带秤生产厂商CST公司的网站上提供一个如图2所示的“位置误差模拟器”(Location Error Simulator[3],该模拟器的演示画面上有一条皮带输送机。并在距尾部滚筒不同距离(可以自由设定)处安装有3电子皮带秤的承载器。电子皮带秤的准确度都是2%,皮带输送机的长度是100m。显示画面是动态的,物料在不断移动,滚筒、托辊在不断转动。当我们点击画面上的代表运行的按钮GO(按下之后,该按钮显示为代表暂停的PAUSE)时,画面下方分别代表前后3台皮带秤的BW1BW2BW3的各4条数据栏(分别代表瞬时流量kg/h、累计量t、皮带张力kN、准确度%)就开始显示根据预先设定的计算程序得出的数据。画面中承载器与尾部滚筒的不同距离、物料输送量、皮带输送机倾角等参数是可以由用户设定的。当然,设定值不同时画面下方显示的也就不同,比较这些数据,就可以看出安装在不同位置的电子皮带秤的皮带张力值和相应的测量准确度,表2为设定100t/h物料流量时不同倾角条件下的皮带张力值和相应的测量准确度。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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2  位置误差模拟器演示画面86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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笔者维持前后3电子皮带秤的BW1BW2BW3的位置不变,即距尾部滚筒距离分别为10m45m80m,维持物料输送量100t/h不变,仅先后4次在皮带输送机倾角一栏分别输入0º 6º12º18º的倾角值,表2为所得准确度数据。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

2  位置误差模拟器所得不同倾角、不同位置电子皮带秤准确度 86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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由表2可见,距尾部滚筒距离为10mBW1在不同倾角条件下准确度完全满足该秤2%的要求;而距尾部滚筒距离为45mBW2准确度在0º 6º倾角条件下满足该秤2%的要求,12º18º倾角条件下已不满足该秤2%的要求;距尾部滚筒距离为80mBW3准确度在不同倾角条件下全部不能满足该秤2%的要求,最大的误差甚至达到3.47%,为同一倾角BW1位置误差的236%86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

这一模拟测试告诉我们:在选择电子皮带秤的安装位置时,应尽量靠近尾部滚筒;当皮带输送机倾角加大时,电子皮带秤的误差也将加大。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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改变安装位置提高测量准确度的实例86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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3.1 上海吴泾热电厂86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

据一份1981年的资料所介绍[4]作为华东电力局试点上海吴泾热电厂进厂煤计量电子皮带秤皮带输送机首尾滚筒中心距为310m,倾角,皮带速度2m/s,皮带宽度1000mm,最大输送量550t/h,使用的是成都科学仪器厂生产的GGP-10单托辊式电子皮带秤,初始安装位置在离尾部滚筒126m,一直未能达到仪表出厂的确度1%的指标,试点工作组对承载器作了以下多项进,如更换经过调校的新托辊严格调整托辊间距光学水平仪调整托辊的水平状况增加了实物校验装置等等,但最重要的一项改进是将安装位置前移至离尾部滚筒37m。改进之后共完成34次实物标定,仅有6次超差,平均误差0.87%,对于单托辊电子皮带秤来说,这样的数据在当时已经相当不错了。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


3.2  上海港煤炭装卸公司86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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上海港煤炭装卸公司因原码头被上海世界博览会占用搬迁,新建港口设计的煤炭输送系统如图3上所示,输煤的皮带输送机长度超过1km,且为变倾角,皮带张力大且张力变化也大。由于煤炭输送系统要安装电子皮带秤用于进出码头船只煤炭装卸商业性计量收费,对计量准确度要求特别高,对稳定性要求也特别高,不能出差错,在投运时还要通过上海计量测试技术研究院的现场测试。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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3  为安装贸易计量电子皮带秤煤炭输送系统改造示意图86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

1-煤仓;2-给煤机;3-新增计量用皮带输送机;4-原有皮带输送机86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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新建港口设计的输煤皮带输送机很难满足这一要求,所以上海港煤炭装卸公司计量部门提出要求修改煤炭输送系统并得到批准。修改后的煤炭输送系统如图3下所示,新增了一条专用计量皮带输送机,长度仅30m,且为平皮带,皮带张力小且张力变化也小,其安装条件远远优于原设计的长皮带输送机,为电子皮带秤长期准确、稳定运行创造了良好的安装条件。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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3.3鞍山矿业公司调军台铁矿86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

鞍山矿业公司调军台铁矿4#皮带输送机皮带总长226m,倾角13°,皮带速度1.73m/s,设计最大流量1200 t/h。原有电子皮带秤安装在离头部滚筒12m处,电子皮带秤为单托辊单杠杆式承载器,因怀疑其精确度,又在距尾部滚筒18m处安装了另外一台4托辊悬浮式承载器。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

经对同一条皮带输送机前后安装的两台电子皮带秤进行的模拟试验和相应调整后,实际运行10天,如以原有皮带秤数据为基准,则新装秤与原有秤相差+12.28%。随后对新装秤采用编织袋装物料的方式进行实物试验,最后一次实物试验误差为-0.165%。在随后3天的实际物料输送过程中,新秤显示值为7602 t,原有秤显示值为6639.74 t,如以新秤数据为基准,则新装秤与原有秤相差+12.66%[5]。由本例可见,由于安装位置选择不当,可能造成相当大的使用误差,当然,造成本例误差大的因素很多,除了安装位置选择不当外,原有秤为单托辊式承载器也是因素之一。86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6


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3.4 云南大红山铜矿86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

我院设计的云南大红山铜矿选矿厂碎矿车间,圆锥破碎机破碎的矿石经过筛分后,大块矿石返回圆锥破碎机,而筛下碎矿石经过9#10#11#皮带输送机转运后进入球磨机前储矿仓,在碎矿、磨浮两个车间的交接处11#皮带输送机安装电子皮带秤进行计量,使用过程中这台皮带秤存在稳定性差、精确度低等问题。9#10#11#三条皮带秤输送的都是同一种物料,9#皮带输送机是水平安装在三台振动筛下的短皮带输送机,皮带前后滚筒的中心距为27.5m10#皮带输送机是水平安装在9#皮带输送机下方的短皮带输送机,皮带前后滚筒的中心距为35.25m11#皮带输送机是安装在10#皮带输送机下方的长皮带输送机,断面为变倾角的凸弧形,先16.5º倾斜向上后水平,水平段装有可前后移动的卸料小车,皮带前后滚筒的中心距为203.5m显然,9#皮带输送机、10#皮带输送机与11#皮带输送机相比,长度短、皮带输送机断面形状规整、皮带输送机的倾角为零,特别是皮带张力小,较为适宜称重。11#皮带输送机长度长,提升高度大,所以皮带张力要比9#10#大一个数量级,且因装有卸料小车,皮带张力的变化也非常大。而9#皮带输送机因有多点卸料及可供安装的直线段较短不考虑安装,故将承载器改装到10#皮带输送机上。由于现场不具备实物标定条件,只能采用挂砝码标定的方法,新位置安装的承载器标定结果稳定性较好[6]86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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参考文献86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

[1] KE诺登著.陆伯勤等译.工业过程用电子秤. 北京:冶金工业出版社,1991P212~21386295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

[2]  SCHENCKWeighing and proportioning of bulk solids86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

[3] controlsystems . Location Error Simulator [EB/OL].[2012-07-18] http://www.controlsystems.com.au/location-error- simulator.86295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

[4] 吴泾热电厂、华东电力试验所吴泾热电厂电子皮带秤试点工作汇报,1981.286295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

[5] 叶庆泰.结算用电子皮带秤的应用研究[J].衡器,1999284):P8~1286295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

[6] 方原柏.一台皮带秤恢复运行的经历[J].工业计量,20062):P24~2686295【中国自动化网社区】130a67【http://sns.ca800.com】9d6

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