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定量給料機(jī)精度的影響因素及日常維護(hù)

1 前言

定量給料機(jī)是工礦企業(yè)用于計(jì)量和配料的重要設(shè)備，關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。影響定量給料計(jì)量精度的因素有很多，就產(chǎn)品本身而言，分為機(jī)械和電氣兩個(gè)部分；就使用角度而言，取決于定量給料機(jī)的選型、安裝位置和安裝質(zhì)量以及日常維護(hù)使用和日常保養(yǎng)等幾個(gè)方面。2 定量給料機(jī)工作原理

定量給料機(jī)通過(guò)稱重秤架下的稱重傳感器對(duì)經(jīng)過(guò)皮帶上的物料進(jìn)行重量檢測(cè)，以確定皮帶上的物料重量；通過(guò)裝在尾部滾筒或旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的數(shù)字式測(cè)速傳感器連續(xù)測(cè)量給料速度，該速度傳感器的脈沖輸出正比于皮帶速度；速度信號(hào)與重量信號(hào)一起送入皮帶給料機(jī)控制器，產(chǎn)生并顯示瞬時(shí)流量。給料控制器將該流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較，由控制器輸出信號(hào)控制變頻器帶動(dòng)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，實(shí)現(xiàn)定量給料的要求。3 系統(tǒng)的組成

3.1 定量給料機(jī)的機(jī)械部分

定量給料機(jī)機(jī)械部分包括秤架（包括安裝支架）、手動(dòng)掛碼校驗(yàn)裝置、防跑偏裝置、頭部刮板、內(nèi)外清掃裝置、張緊裝置（包括自動(dòng)張緊裝置）、配料秤的密封罩、支撐架、膠帶、托輥、輥筒、結(jié)構(gòu)件（卸料漏斗、拖料漏斗及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門等）及減速機(jī)。

3.2 定量給料機(jī)的電氣部分

定量給料機(jī)電氣部分包括稱重傳感器、速度傳感器、稱重控制器、變頻器、調(diào)速電機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)開停按鈕及指示燈、接線盒及連接電纜（稱重傳感器、速度傳感器與控制器之間的連接）和通訊連接設(shè)施（控制器與上位機(jī)DCS之間的連接）。圖1為定量給料機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能示意圖。

（1）主動(dòng)滾筒：主動(dòng)滾筒由減速機(jī)電機(jī)拖動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)。

（2）從動(dòng)滾筒：通過(guò)調(diào)節(jié)張緊滑座的螺絲，改變從動(dòng)滾筒的位置，可以調(diào)節(jié)皮帶的張緊和跑偏。

（3）十字簧片：為秤體和稱量框架的支點(diǎn)。

（4）張緊滑座：可用于調(diào)節(jié)皮帶張緊和跑偏的機(jī)構(gòu)。

（5）稱量框架：給料機(jī)的傳力機(jī)構(gòu)，將皮帶上的物料負(fù)荷信號(hào)均勻地傳輸至稱重傳感器。

（6）自動(dòng)張緊裝置（張緊滾輪）：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。

（7）下料斗：調(diào)節(jié)料斗上的閘門開度和開口形狀，可改變皮帶上的料層厚度和形狀。

（8）電機(jī)減速機(jī)：定量給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，有的帶有測(cè)速裝置，有的測(cè)速裝置安裝在從動(dòng)輪上（我公司B線測(cè)速裝置在驅(qū)動(dòng)裝置上，A線測(cè)速裝置安裝在從動(dòng)輪上）。

（9）稱重傳感器：將皮帶上的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給定量給料機(jī)的控制器。另外，秤體的上表面分布著許多小托輥，根據(jù)其功能分為承重托輥（在下料口位置）和稱重托輥（在出料口位置）。多數(shù)秤體上還裝有防跑偏裝置和內(nèi)置、外置清掃裝置（用于清掃皮帶兩個(gè)面上粘附的物料）。4 影響定量給料機(jī)計(jì)量精度的主要因素

定量給料機(jī)本身的精度是由設(shè)備制造廠家決定的，除秤體的工藝制造水平外，定量給料機(jī)誤差主要表現(xiàn)為皮帶載荷（物料荷重）測(cè)量誤差，皮帶速度測(cè)量誤差，儀表轉(zhuǎn)換及控制運(yùn)算誤差，日常維護(hù)中的零點(diǎn)變化、皮帶張力及變化、皮帶剛度不均、皮帶質(zhì)量不均、水平力變化、物料不穩(wěn)等所導(dǎo)致的誤差。4.1 現(xiàn)有稱重機(jī)構(gòu)模型的兩種主要方式（1）杠桿式（十字簧片作為杠桿支點(diǎn)，我公司A、B線所有定量給料機(jī)采用此模式）。杠桿式秤架秤體大，水平面方向的表面積大，大面積積灰易導(dǎo)致零點(diǎn)誤差。

（2）直接承重式（一般用四個(gè)傳感器，我公司混合材輸送計(jì)量，A、B線熟料輸送計(jì)量采用此模式）。直接承重式皮帶秤采用被稱為三無(wú)的直接承重式秤架結(jié)構(gòu)，即無(wú)杠桿、無(wú)支點(diǎn)、無(wú)平衡配重，也就是沒(méi)有稱重承載器，不存在支點(diǎn)磨損問(wèn)題；直接承重式秤架水平方向的表面積小，積灰量小，積灰引起的零點(diǎn)誤差小。4.2 稱重和測(cè)速傳感器精度等級(jí)誤差

稱重和測(cè)速傳感器精度等級(jí)高，則其計(jì)量精度就高；反之，則其計(jì)量精度就低。選備件時(shí)需注意：一般用于配料的場(chǎng)所選用精度等級(jí)要求不高的稱重和測(cè)速傳感器，而用于計(jì)量考核的場(chǎng)所選用精度等級(jí)要求較高的稱重和測(cè)速傳感器。4.3 荷重和測(cè)速信號(hào)的放大和傳輸誤差

由電子元器件實(shí)現(xiàn)稱重和測(cè)速傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳輸，電子元器件各項(xiàng)參數(shù)的零點(diǎn)漂移及信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減、干擾等會(huì)影響計(jì)量設(shè)備的計(jì)量誤差。選用一塊質(zhì)量高、控制精度高的計(jì)量控制儀表，對(duì)減少計(jì)量誤差至關(guān)重要。一般而言，進(jìn)口儀表如申克、西門子等計(jì)量控制儀表其精度等級(jí)比國(guó)產(chǎn)儀表要高，但其價(jià)格也較貴。整體而言，與國(guó)產(chǎn)儀表相比，進(jìn)口儀表性價(jià)比較高。4.4 皮帶速度測(cè)量誤差

常用的皮帶速度檢測(cè)方式有以下三種：

（1）在定量給料機(jī)主動(dòng)輪的傳動(dòng)軸上安裝齒輪盤脈沖測(cè)速傳感器（我公司 B 線定量給料機(jī)采用此模式），以脈沖個(gè)數(shù)來(lái)代表實(shí)際的皮帶速度V。

（2）在定量給料機(jī)從動(dòng)輪的傳動(dòng)軸上安裝編碼測(cè)速傳感器（我公司A線定量給料機(jī)采用此模式），同樣以脈沖個(gè)數(shù)來(lái)代表實(shí)際的皮帶速度V。

（3）取變頻器上的反饋速度來(lái)代表實(shí)際的皮帶速度V。

第一類測(cè)速方式：由于受測(cè)速齒輪數(shù)量限制，其采樣間隙時(shí)間大，采樣脈沖個(gè)數(shù)少，同時(shí)由于安裝測(cè)速脈沖傳感器受距離測(cè)速齒輪的間隙、秤體震動(dòng)、皮帶打滑等因素的影響，往往會(huì)造成采樣速度失真（測(cè)不到速度）或產(chǎn)生采樣誤差，因此此類測(cè)速誤差最大。

第二類測(cè)速方式：在從動(dòng)輪上安裝光柵編碼測(cè)速傳感器，其脈沖基數(shù)高，分辨率提高，速度精度大幅提高，但由于慢速運(yùn)行時(shí)脈沖數(shù)相對(duì)滿量程變得很小，從而降低了速度計(jì)量精度，尤其是小流量或皮帶物料料層較厚時(shí)，這個(gè)問(wèn)題顯得更加突出。相比定量給料機(jī)的變頻器工作情況，假定變頻器以全速 50Hz 運(yùn)行時(shí)每秒有1 000個(gè)脈沖，其速度分辨率為0.1%；以 25Hz 運(yùn)行時(shí)，則每秒有 500 個(gè)脈沖，其速度分辨率為 0.5%；以 5Hz 運(yùn)行時(shí)每秒有100個(gè)脈沖，其速度分辨率為 1%。由此可見，只有皮帶轉(zhuǎn)速比較高的定量給料機(jī)的測(cè)速精度比較高，如定量給料機(jī)在較低速度下運(yùn)行，則測(cè)速傳感器的精度會(huì)明顯下降。第二類測(cè)速方式雖然有不足，但從動(dòng)輪安裝編碼器測(cè)速克服了皮帶打滑、卡料等不易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，給中控操作人員提供了判斷的依據(jù)（中控操作人員發(fā)現(xiàn)定量給料機(jī)反饋為零時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)崗位進(jìn)行檢查確認(rèn)，定量給料機(jī)是否有皮帶打滑、卡料等現(xiàn)象）。

第三類測(cè)速信號(hào)：由變頻器的反饋速度獲取，則速度分辨率全速運(yùn)行時(shí)為 1/4 000（0.025%）；以 25Hz 運(yùn)行時(shí)，速度分辨率為 1/2 000（0.05%）；以 5Hz 運(yùn)行時(shí)，速度分辨率為 1/400（0.25%）。精度比使用編碼器測(cè)速高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，可大大提高定量給料機(jī)的測(cè)速計(jì)量精度。另外，其不受測(cè)速傳感器損壞導(dǎo)致配料秤無(wú)法控制的影響。不足是：由于直接從變頻器采樣，無(wú)法監(jiān)測(cè)皮帶打滑和卡料造成的速度失真。

兩全其美的辦法：用變頻器的反饋信號(hào)作為速度信號(hào)，同時(shí)用從動(dòng)輪的測(cè)速信號(hào)作為監(jiān)控信號(hào)，當(dāng)變頻器和從動(dòng)輪的測(cè)速信號(hào)有任意一個(gè)速度為0時(shí)，控制器按照皮帶速度為0處理數(shù)據(jù)，不記流量。同時(shí)，如果速度監(jiān)控傳感器無(wú)脈沖信號(hào)，則可以判斷速度傳感器損壞或皮帶打滑、堵轉(zhuǎn)。這樣既提高了速度測(cè)量精度，又解決了現(xiàn)場(chǎng)故障檢測(cè)問(wèn)題。4.5 安裝使用維護(hù)對(duì)計(jì)量精度的影響

4.5.1 秤體安裝對(duì)計(jì)量精度的影響

定量給料機(jī)秤體應(yīng)水平安裝，其水平度應(yīng)