防水之家讯：皮带式定量给料机（简称皮带秤）是水泥工业中的过程计量和配料的最常用设备。影响皮带秤计量精度的因素是多方面的，就其产品本身的质量而言，影响其精度就分机械部分和电气部分；就其使用角度而言还取决于皮带秤的选型、皮带秤安装位置的选定和安装质量及维护使用和保养等诸多方面。下面以合肥金山科技实业公司的TDGSK皮带秤为例作进一步阐述。

1、皮带秤主要结构

皮带秤作为一种动态称量机构，了解其主要部件和结构对于了解其性能有重要的意义。展示皮带秤主要工作部分：
主动滚筒：主动滚筒由减速电机拖动，进而带动皮带转动。
从动滚筒：通过调节张紧滑座（4）的螺丝，改变从动滚筒的位置，可以调节皮带的张紧和跑偏。
十字簧片：用于秤体和称量框架的连接。
张紧滑座：皮带秤调节跑偏和张紧机构。
称量框架：皮带秤传力机构，将皮带上物料负荷信号均匀地传输至传感器。
自动张紧轮：使皮带保持一定的张紧度，并使皮重在很小的范围内变化。
下料斗：完成从料仓向皮带上均匀供料，调节闸门开度，可改变皮带上料层厚度。
减速电机：皮带秤的驱动装置，带有测速装置，负责将角速度转换为控制器可识别的速度信号。
传感器：将皮带秤上重量转换为电信号传输给控制器。

另外，可以看到在秤体的上表面上，分布着很多与主动滚筒、从动滚筒平行的小托辊，根据功能又可分为称量托辊、承重托辊。

2、可靠性和稳定性分析

皮带秤精度往往指控制精度和动态累计误差，又分为长期精度和短期精度，而它们都建立在可靠性和稳定性的前提下。在现代水泥工业生产中，计量设备的稳定可靠的运行，是过程计量和配料控制的最基本要求。其中秤体结构、传动机构、称量机构（传感器的保护措施和过载能力）、电控仪表等都对皮带秤的稳定性和可靠性有着很大的影响。

皮带秤秤体结构主要是指秤体的框架结构、主、从动滚筒、支撑和计量托辊等。秤体的框架采用折弯成型框架结构，系统稳定性能好。采用外球面自动调心密封轴承，适应高粉尘恶劣环境。具有自动纠偏和重力自动张紧装置，皮带张力恒定。具有密闭式挡料板和卸料防尘罩，防止落料到皮带和托辊之间影响计量，同时可减少粉尘污染，保护环境。主从滚筒为腰鼓型防止皮带打滑。十字簧片型称量框架结构，不怕粉尘，长期稳定可靠。皮带内侧设有犁型清扫器，皮带外侧落料部设有防止物料沾带的柔性刮料清扫器。这些措施保证了设备长期稳定可靠运行。

传动机构主要是指传动用电机和减速机。目前一般采用一体化电机减速机，在高温地区也有选用变频电机的，以保证其传动部件的可靠。

称量机构是指秤体称量物料所采用结构和方式，它包括称量框架、计量托辊、支点（簧片）、荷重传感器等。TDGSK秤采用十字簧片框架式杠杆结构，其最大的优点就是结构简洁、原理清晰、机构稳定可靠，称重机构带有荷重传感器保护装置，并配有专门处理偏载情况下传感器的信号输出的信号处理器，以保证荷重采集信号的稳定和准确。

3、皮带秤本身对精度影响的分析

皮带秤作为计量控制设备，其计量控制精度是设备的灵魂。影响皮带秤精度的因素很多，如果对皮带秤进行误差分析并加以归纳，则能发现皮带秤误差主要表现为皮带负荷（物料荷重）测量误差、皮带速度测量误差、仪表转换及运算误差这三个方面。

皮带负荷测量误差又主要表现为称量机构模型误差、传感器精度等级、荷重信号的放大和传输误差这几个方面。称量机构误差就取决于各生产厂家采用的称量机构模型，材质，加工精度等，尤其是称量框架和传感器压头的处理，这部分精度在皮带秤系统中是误差最大的环节，对最终系统精度影响最大。理论上TDGSK秤的杠杆式秤量机构模型，其模型误差小于0.2%，是目前皮带式定量给料机中最理想也是最为实用的称量模型。传感器一般采用D1级，其精度达到0.025%，完全满足其的误差要求。荷重信号的放大和传输误差是影响系统精度的另一个主要因素之一，因为荷重信号的放大和传输需要解决信号增益与漂移之间矛盾、信号传输（尤其是远距离传输）过程的衰减问题、信号传输过程的抗干扰问题。目前不论是进口仪表还是国内上规模的正规生产厂家的仪表，基本上都能解决这一困扰皮带秤精度和稳定性的问题。

首先采用现场固定式低增益放大技术，使得温度漂移和时间漂移大幅减少，仅为通常运放的1/10左右，对系统的长期稳定和准确性上起到了关键性作用；其次采用了现场高精度V/I转换和发/收两端的二阶有源滤波网络，荷重信号以可带700Ω的4-20mA恒流信号进行传输，从根本上解决了信号远距离传输的衰减问题，两端的二阶有源滤波网络使荷重信号可以从容排除诸如变频器干扰、传输过程的磁电干扰、电源波动干扰和地面杂波干扰，综合以上分析皮带负荷测量误差方面可以做到小于0.25%。

皮带速度测量误差主要表现为测速脉冲在触发计数器读沿时的时序误差（±1个脉冲）和测速脉冲传输时上升沿（或下降沿）产生的高频毛刺误触发计数器带来的测速误差。系统综合误差不大于0.5%，故要求单位时间产生的脉冲数至少应不低于200个脉冲。现行皮带秤测速一般采用电磁感应开关（测速头）或轴装编码器，测速头通过检测安装在电机和减速机间测速齿轮测得，通过硬软件办法均可实现脉冲计数误差小于0.05%，轴装编码器单位时间最大可产生20000个脉冲，它的脉冲计数精度更高。上述脉冲信号均采用滤波网络，对高于测速频率的高频谐波能完全滤除。所以，综合皮带速度测量误差在正常生产时的误差不大于0.1%，非正常极低速时亦能保持在0.3%左右。

仪表转换及运算误差的主要表现形式为A/D、D/A转换误差及仪表运算误差这两个方面。现行仪表的A/D、D/A为准16位（实际为15位），最低也是12位，换算误差为约为0.002%，仪表运算采用浮点运算，理论运算精度可达1/2^31，所以可以忽略不计。综合仪表转换及运算误差小于0.01%。

分析了以上系统的主要误差，考虑到其它不可预见因素产生的误差，系统综合误差如要做到小于0.5%，主要取决于秤体的工艺制造水平。目前，很多招标场合，招标方要求统一减速机，传感器，仪表等配置后就开始比价。笔者认为这样做不妥，影响皮带秤精度及长期可靠性稳定性的最重要因素之一就是秤体，不同厂家生产的秤体质量良莠不齐，性能差别很大。这样比价，有失公平。

4、其它对精度影响的分析

皮带秤的安装条件和位置及维护保养也至关重要，不满足这些条件，就很难达到甚至不可能达到皮带秤的精确度要求。

4.1秤体安装

秤体安装是否水平,其水平度应不大于3/1000。秤体安装基础是否牢固，皮带秤是对振动相当敏感的设备，振动会影响到计量精度。它应该与那些产生振动的设备隔离，如破碎机、锤式磨机、振动给料机、仓壁振动器等。
当皮带秤是安装在户外时，为减少外部因素（风雨）对称量的不利影响，应该装有防护外罩，但外罩不应影响秤的操作。

4.2皮带及其张力

作为计量的皮带有较高的要求，皮带的层数、覆盖层厚度及接头方式将引起皮带单位长度重量的变化，在皮带秤调零过程中，应在皮带运行整数圈的情况下取皮带重量的平均值以补偿皮带重量不均匀所引起的偏差。但是，如果皮带单位长度重量的变化太大，想得到好的零点参考值和高的称量精确度就很困难。

实际称重时，物料的重力是通过皮带间接传到秤称量框架上，皮带张力虽然是一个水平力，与物料的重力不在同一个方向上，但它对物料的重力测量将产生干扰。如果皮带张力小而且变化不大，就有可能通过校准予以补偿，而当皮带张力较大时，补偿将有一定的难度，而对皮带张力变化较大的地方，补偿对皮带张力变化的部分不起作用，这样将对物料量测量带来较大的误差。实际使用过程中，通过调整张紧装置尽量使皮带张力保持在一个合适稳定的水平，并且更换皮带或定期检修时，都要重新去皮。

4.3物料紊动

当物料离开给料点后，相对于皮带来说，它需要经过一段行程才能稳定下来，这一段时间内，物料是处于紊动状态，即不稳定状态。物料处于紊动状态时不可能进行精确的称重，所以需要在物料离开给料点之后，预留一段长度的皮带使物料紊动状态停止，再留一个托辊间距的距离使之进一步稳定下来，然后再进行称重。一般配料皮带秤设计带速低于0.5m/s，稳定段长度一般不低于1米，这就对物料给料点即下料斗提出相应的要求。下料斗安装要求如右图，进料斗的法兰中心应距从动滚筒中心线为250mm处（允许在250～300mm范围内变动）。安装后料斗的下底面应距皮带面10～15mm，防止运转时皮带划伤及向外散料。

4.4维护

皮带秤按照要求安装调试完成后，要保持其长期稳定性和精度，维护保养非常重要。机械部分主要注意如下方面：
①滚筒和托辊的润滑；
②保持皮带轨迹运行理想，即防止皮带跑偏；
③保持皮带清洁；
④拉紧装置工作正常；
⑤防物料泄漏。

其中保持皮带清洁和防物料泄漏是非常重要的，这样可保证皮带秤只称量真正的物料荷重而不致将真正的物料荷重连物料粘结在皮带上的荷重及物料泄漏在秤架上的荷重一起称。同时，漏料如堆积在簧片处或卡在皮带与托辊间会影响计量精度。为清除粘结在皮带上的物料，皮带内外侧均设有防止物料沾带刮料清扫器。当然堆积在秤架上的物料则可用人工定期清扫。

电气部分主要注意如下方面：
①当在秤附近焊接时，不允许焊接电流通过皮带秤的传感器；
②更换皮带时，注意旋起传感器的保护支架，以免损坏传感器；
③皮带长期运行，张力会有所变化，所以要定期去皮，实物标定。

5、结束语

综上所述，水泥厂配料皮带秤的精度是由多方面因素决定的，单纯统一皮带秤减速机、传感器、仪表而后进行比价是不全面的。各个厂家所生产皮带秤本身的质量千差万别，前端信号的处理也不尽相同，由此带来对精度的影响也有优劣。当然，皮带秤的精度离不开业主的安装及维护使用保养等方方面面，这些，从某种程度上讲也体现设备制造厂家指导安装调试及培训等售后服务的综合水平。

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