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细数皮带秤技术发展中的问题

发布时间:2021-07-01 15:20:26 |来源:网络转载

中国皮带秤技术在八十年代初快速发展,皮带秤称重理论及各种相应的产品、技术也引入国内,使得国内的皮带秤水平快速发展,形成一股皮带秤应用的热潮,并很快拉近了与世界先进水平的差距。但在其后的二十多年里,皮带秤在应用过程中出现了很多问题,并且这些问题始终没有得到很好的解决。全世界在这二十余年中似乎也都沉寂下来。究其遇到问题的原因,以下几点值得思考: 

  1.皮带秤的名义准确度与实际准确度 

  根据国际法制计量组织(OIML)R50的规定,皮带秤的最高准确度为0.5%。我国皮带秤曾经提出了0.25%的准确度等级,但经过实践证明,这一准确度难以达到,也终于在2008年的GB/T7721-2008中,接轨国际建议,以0.5%为最高准确度等级。 

  显然,与汽车衡和轨道衡的准确度(大致相当于0.1%)相比,皮带秤的准确度低了,在大宗原材料价格快速上涨的今天,这一准确度已不能令人接受。显然,作为贸易结算的计量衡器,皮带秤应当提高称重准确度。 

  但更重要的是,0.5%的称重准确度常停留在厂家的说明书上,实际使用中能长期、稳定达到这一准确度的皮带秤十分难得,并通常是以一班人长年不辞辛苦精心维护作为前提的。 

  因此,自数千年前曹冲称象就开始的吃水线称重法在散状物料称重上仍大行其道,不仅在国内的港口码头大量应用,国际间的贸易结算也常以此为标准。在世界高度发达的今天,皮带称重技术如此落后,令人扼腕,皮带秤处境尴尬! 

  2.皮带张力是“罪魁祸首”的问题 

  导致皮带秤如此境地的原因很多,究其根本,都离不开“皮带张力”的影响。皮带秤的基本定义可规纳为:在皮带运输过程中对通过称量段的物料进行重量累计。特征是:物料在皮带之上,称重装置在皮带之下,皮带介于两者之间。由于皮带在称重时无法与外界隔离,而皮带张力又是皮带运输机的基本属性,皮带张力的变化就直接影响了物料重量传递的准确性。 

  影响皮带张力的因素很多,如物料流量的变化、安装位置的选择、托辊状态的变化、秤体刚度数值、皮带预紧力的大小、温度湿度的变化等等,都对皮带张力有影响,从而导致称重误差的产生。长期以来,对此大家束手无策! 

  3.正确的理论与错误的导向 

  现在为大家公认的皮带秤的称重误差理论:由于皮带秤体的荷重下沉导致了皮带张力Fp产生了一个与水平方向的夹角α,于是产生了2Fp·sinα的误差项,为了减小误差,一定从减小Fp和α入手,于是产生了如下的措施: 

  1)提高称重传感器与秤体的刚度 

  通常要求在满负荷下称重传感器变形量≤0.2mm称重托辊下沉量≤0.2mm。 

  2)提高托辊制造精度 

  为减小α值,对皮带秤的称重托辊提出了苛刻的精度要求。其轴向窜动≤0.5mm,径向跳动≤0.2mm(据GB/T7721-87要求)。 

  3)提高安装要求 

  各称重托辊高度差≤0.5mm(据GB/T7721-87要求)。 

  4)皮带秤安装位置的限制 

  无重力张紧皮带不宜装皮带秤 

  有卸料小车皮带不能装皮带秤 

  有凸凹段皮带不宜装皮带秤 

  显然,现行公认的皮带秤的误差理论的力学分析是正确的,结论也是正确的。皮带张力的影响是客观存在的,以上的措施表面上看也是正确的,可以起到减小皮带张力影响的作用,但效果却大相径庭,这些措施的实行反而带来大量的负面结果,以下现状众所皆知: 

  1)秤架越来越重 

  一些皮带秤架重达一吨,如此沉重的秤架如何支承?各种簧片支点、橡胶轴承、多传感器全悬浮应运而生,但这些支点都是以简易的皮带运输机架作支持的,基础尚且不稳,上面的支点和秤架如何能稳?变形、干涉时有发生,皮带秤长期稳定性差,与此有莫大的关系!出发点是提高刚度,减小误差,结果往往是准确度未见提高,稳定性却大大下降。 

  2)对皮带秤安装要求高 

  这是所有皮带秤的共同特点。通常要求四至六组槽型托辊组的端面高度差小于0.5mm,此数据何来?从理论计算得到并曾被载入皮带秤国家标准(GB/T7721-87要求),如超过此值,则皮带张力影响会导致皮带秤超差。可是要达到这样的要求只能是自欺欺人!姑且不论安装人员认真程度如何,仅所拉弦线的自然垂度就大于0.5mm。笔者参加很多次的安装调试,亲身体验到这样的要求是不可能达到的。 

  显然,用一个无法达到的要求来对衡器安装工人提出要求,反映了皮带秤衡器技术的无奈,也反映出皮带秤误差理论及原则的不切实际的本质。 

  3)对称重托辊的要求高 

  皮带秤对称重托辊同心度要求很高(≤0.2mm),其实是毫无道理的,这样会造成制造成本的增加,而实际应用中托辊沾料的情况往往很严重,其沾结厚度往往远超此值,因而对称重的影响也就很大,仅靠制造精度无济于事。 

  凡此种种还可以列出不少。这不由令人深思,皮带秤称重误差理论错了吗?从力学分析其无疑是正确的,在这个理论指导下的几项原则错了吗?显然,其出发点是好的,理论上是对的,但显然是不符合实际的。 

  因此,对皮带秤的传统误差理论与现行绝大部分皮带秤奉行的准则只能如下评价:理论正确,方法无奈!在这种理论和原则指导下的皮带秤称重技术当然只能二十余年徘徊不前,难有作为!

 

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