電子皮帶秤在選煤廠帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用

史良超

（山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602）

帶式輸送機(jī)是選煤廠運(yùn)輸煤料的主要設(shè)備，其安全性和可靠性關(guān)系到生產(chǎn)的安全和效率[1]。為了節(jié)能減排和減少設(shè)備損耗，有的帶式輸送機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速改造，改造后的系統(tǒng)具有根據(jù)負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速的功能，達(dá)到了節(jié)約電能的目的[2-3]。電子皮帶秤是測(cè)量帶式輸送機(jī)負(fù)載的測(cè)量?jī)x表，其可靠性和精度關(guān)系到帶式輸送機(jī)的性能，因此在安裝、調(diào)試、維護(hù)和故障處理等方面需要特別注意[4]。本文在分析電子皮帶秤組成結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，給出了其安裝、調(diào)試的原則和建議，并對(duì)電子皮帶秤各個(gè)部件的故障處理進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的措施。可供現(xiàn)場(chǎng)維修人員參考。

1 組成結(jié)構(gòu)

電子皮帶秤由稱架、傳感器和顯示控制儀表三大部分組成[5]。稱架是將煤料壓力傳遞給稱重傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，兩端的托輥安裝有滑輪，如果皮帶上的煤料分布比較均勻，單個(gè)托輥承擔(dān)的壓力為相鄰?fù)休伒囊话耄ＷC了皮帶的順利傳動(dòng)。稱架常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有全懸浮式、杠桿式和懸臂式，如圖1所示。電子皮帶秤的傳感器由稱重傳感器和測(cè)速傳感器兩部分組成。稱重傳感器的作用是將重物的壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通常采用電阻應(yīng)變?cè)碇瞥伞＿@種傳感器受使用環(huán)境影響非常大，例如溫度、濕度和振動(dòng)等外部環(huán)境的變換很容易影響其測(cè)量精度，因此在電子皮帶秤檢修時(shí)要注意清理稱重傳感器周圍的異物。測(cè)速傳感器的作用是測(cè)量皮帶的轉(zhuǎn)速，通過(guò)與皮帶緊貼的摩擦輪跟隨皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)測(cè)速傳感器內(nèi)部的電機(jī)發(fā)出電信號(hào)，該電信號(hào)與轉(zhuǎn)速成正比。顯示控制儀表的作用是將稱重傳感器測(cè)得的壓力信號(hào)和測(cè)速傳感器測(cè)得的皮帶速度信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。原來(lái)的顯示控制儀表采用信號(hào)放大器和積分電路等模擬器件實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在的電子皮帶秤都采用了微機(jī)控制器作為芯片，計(jì)算功能更加強(qiáng)大，精度也越來(lái)越高。

圖1 電子皮帶秤的稱架型式

2 工作原理

由于煤料在帶式輸送機(jī)上是不斷運(yùn)動(dòng)的，普通的稱重儀表無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)量[6]。電子皮帶秤正是為了解決這一問(wèn)題而專門研發(fā)的完全計(jì)量裝置，它可以連續(xù)的累計(jì)，諸如煤炭這種散裝的物料。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的帶式輸送機(jī)產(chǎn)生的速度、重量?jī)蓚€(gè)連續(xù)信號(hào)，顯示控制儀表將這兩個(gè)連續(xù)電信號(hào)做乘法和積分運(yùn)算，然后轉(zhuǎn)換為這段時(shí)間通過(guò)皮帶運(yùn)輸?shù)目偯毫系闹亓浚陲@示屏上顯示出來(lái)。電子皮帶秤顯示控制儀表內(nèi)部的信號(hào)流，如圖2 所示。皮帶的速度信號(hào)V（t）經(jīng)過(guò)測(cè)輪和測(cè)速傳感器轉(zhuǎn)換為電子皮帶秤內(nèi)部速度信號(hào)SV，壓力信號(hào)Q（X）經(jīng)過(guò)稱量段皮帶、稱架和稱重傳感器轉(zhuǎn)換為電子皮帶秤內(nèi)部重量信號(hào)SQ。在指示控制器內(nèi)部，SV 和SQ依次經(jīng)過(guò)乘法器、放大器和積分器進(jìn)行運(yùn)算，放大器得到的值即為當(dāng)前輸送機(jī)的瞬時(shí)流量Q（t），積分器得到值經(jīng)過(guò)累計(jì)量指示器即為一段時(shí)間內(nèi)的總流量W。

圖2 電子皮帶秤的工作原理

3 安裝與調(diào)試

電子皮帶秤的安裝和調(diào)試關(guān)系到設(shè)備可靠性和測(cè)量的精確度，如果安裝位置不合適或者安裝角度有偏差，就會(huì)導(dǎo)致皮帶秤容易損壞，或者測(cè)量的度數(shù)不準(zhǔn)確。

安裝位置選擇。安裝電子皮帶秤并不是隨意找一組托輥進(jìn)行安裝就可以的。在同一物料運(yùn)輸過(guò)程中，可能存在好幾條皮帶輸送機(jī)，在同一皮帶輸送機(jī)上又有多個(gè)位置可選擇安裝電子皮帶秤，因此必須科學(xué)合理安排其安裝位置。在考慮安裝位置時(shí)，皮帶的張力是最主要的考慮因素，在皮帶張力穩(wěn)定的地方，張力越小電子皮帶秤的測(cè)量精確度越高。因此，在同一批煤料先后經(jīng)過(guò)的輸送機(jī)中，皮帶越短、輸送機(jī)傾角越小的地方，越適宜安裝電子皮帶秤。在選定皮帶最短、傾角最小的單滾筒帶式輸送機(jī)后，最好選擇靠近機(jī)尾的托輥進(jìn)行安裝。安裝步驟：

1）在預(yù)定的安裝位置上拆下皮帶輸送機(jī)的一組托輥，如圖3 所示。

圖3 托輥的安裝方式

2）拆掉并按圖示修改拆下皮帶機(jī)托輥的底梁。必要時(shí)，在托輥支架的底梁和立柱之間斜拉焊上加強(qiáng)筋以防止秤體運(yùn)行時(shí)托輥支架顫抖，如圖3所示。

3）將秤體放置到已拆除的托輥所在位置，安裝靜態(tài)稱架時(shí)要利用其上原有的安裝孔，不得另外再開(kāi)孔，穿上安裝螺栓和螺母，但暫時(shí)不要緊固，校驗(yàn)過(guò)程中確保回程輸送帶與皮帶秤掛碼間有足夠的空間。

4）調(diào)整秤體位置，確保秤體縱向中心線與皮帶輸送機(jī)中心線一致，秤體橫向垂直于皮帶輸送機(jī)機(jī)架。裝上修改底梁后的托輥組并調(diào)正其位置，然后緊固連接螺栓。耳軸式電子皮帶秤和全懸浮式電子皮帶秤，可通過(guò)調(diào)節(jié)拉桿長(zhǎng)度來(lái)確保秤體中心線與皮帶輸送機(jī)中心線一致。安裝高度由墊片墊至同一高度即可。

5）精確地安裝對(duì)實(shí)現(xiàn)皮帶秤的精度至關(guān)重要。托輥安裝不正，將導(dǎo)致其受力方向偏斜，最終導(dǎo)致校準(zhǔn)和使用時(shí)的誤差變大。校直安裝時(shí)，必須使用高強(qiáng)度的細(xì)線做準(zhǔn)直線，準(zhǔn)直線不能彎曲下沉，細(xì)心調(diào)整墊片使相鄰4 個(gè)托輥高度的線性偏離為0.8 mm，但秤體上的托輥不準(zhǔn)低于相鄰的其他托輥。托輥安裝質(zhì)量是安裝工作中最重要的一環(huán)，它直接影響電子皮帶秤的精度，如圖4 所示。

圖4 矯直時(shí)細(xì)線的布置

4 保養(yǎng)與維修

4.1 維護(hù)項(xiàng)目

維護(hù)項(xiàng)目。電子皮帶秤是輸送機(jī)的計(jì)量設(shè)備，如果出現(xiàn)故障將導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。有的輸送機(jī)安裝了自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，輸送機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)皮帶的負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以減少機(jī)械磨損和電能消耗。如果電子皮帶秤出現(xiàn)故障，可能發(fā)生控制系統(tǒng)故障，導(dǎo)致輸送機(jī)轉(zhuǎn)速偏差的積累。因此有必要對(duì)電子皮帶秤進(jìn)行定期維護(hù)，維護(hù)的項(xiàng)目包括：定期清掃秤體和秤架落下的煤料； 檢查皮帶秤活動(dòng)部分如托輥、滾輪等部分是否靈活，保障無(wú)異物卡澀；對(duì)測(cè)速傳感器的滾筒軸承添加潤(rùn)滑油；檢查控制儀表的接地線是否牢靠； 對(duì)儀表內(nèi)部板卡吹掃灰塵。

4.2 故障與維修

零點(diǎn)漂移和量程漂移。電子皮帶秤零點(diǎn)漂移問(wèn)題和量程漂移問(wèn)題一般與輸送系統(tǒng)有關(guān)，可能的原因有稱重橋架上有煤料沉積、皮帶伸長(zhǎng)、皮帶張力不均勻、稱重傳感器嚴(yán)重過(guò)載等，在發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)漂移和量程漂移后，應(yīng)著重檢查電子皮帶秤橋架的外觀是否清潔或者變形，皮帶外觀是否有變形、松弛等現(xiàn)象。

稱重傳感器故障。稱重傳感器從電氣原理分有數(shù)字式和模擬式，從力學(xué)結(jié)構(gòu)分有拉力式和壓力式，最常用的為電阻應(yīng)變片式。稱重傳感器一般有一對(duì)激勵(lì)端、一對(duì)補(bǔ)償端和一對(duì)信號(hào)輸出端。激勵(lì)端和補(bǔ)償端的電壓由外部提供，正常范圍為10 V左右； 信號(hào)輸出端為傳感器的輸出端口，一般為0～20 mV 電壓信號(hào)。注意當(dāng)皮帶空載時(shí)信號(hào)輸出端的電壓一般不為0 且不超過(guò)15 mV，輸出端口的電壓與皮帶的負(fù)載成正相關(guān)，檢查時(shí)可不斷改變皮帶負(fù)載同時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量輸出端口電壓的變化。

顯示控制儀表故障。顯示控制儀表常出現(xiàn)的故障表現(xiàn)有：電源線路故障或保險(xiǎn)管燒斷、主板和顯示器之間的排線接觸不良、顯示屏花屏等。顯示屏沒(méi)有顯示時(shí)，應(yīng)先檢查供電是否正常，保險(xiǎn)管是否熔斷，如果發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲熔斷應(yīng)更換相同型號(hào)的保險(xiǎn)管。檢查供電正常后，將連接排線重新插拔，如果出現(xiàn)花屏和死機(jī)等現(xiàn)象，應(yīng)嘗試重啟，如果故障沒(méi)有消除再選擇更換相關(guān)部件。

5 結(jié)語(yǔ)

電子皮帶秤是帶式輸送機(jī)的精密設(shè)備，是帶式輸送機(jī)的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，其使用已經(jīng)十分普遍。本文對(duì)電子皮帶秤的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析，并對(duì)其安裝、維護(hù)和故障處理等應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，以期對(duì)提高帶式輸送機(jī)的安全性和可靠性提供幫助。