皮帶秤制造檢測與安裝檢驗的分析

 一、概 述

近期，有一家大型國營企業(yè)改制成民營的企業(yè)，經(jīng)營者對入廠原料的計量十分重視，不惜投資大量資金，在一條皮帶輸送線上安裝兩臺料斗秤輪流稱量，來解決入廠原料商貿(mào)計量。因在市場調(diào)研中走訪了多家皮帶秤制造廠家，都保證使用中能達(dá)到 0.5%級的稱量準(zhǔn)確度，而且產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證書，合格證書，生產(chǎn)許可證齊全。又走訪了眾多的用戶，調(diào)研結(jié)果是實際能達(dá)到 1～2%級的準(zhǔn)確度都很困難，才出此下策設(shè)計這樣一套入廠原料動態(tài)計量系統(tǒng)。原因是皮帶秤在安裝調(diào)試技術(shù)，維護(hù)檢驗技術(shù)，使用條件、環(huán)境都存在不同的影響因素，使皮帶秤在實際應(yīng)用中聲譽(yù)不佳。

二、國家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程的宣貫與實施

嚴(yán)格地講，我國對皮帶秤生產(chǎn)制造，各部件的檢測，系統(tǒng)靜、動態(tài)的檢定，有一套較完整的技術(shù)管理。皮帶秤的國家標(biāo)準(zhǔn)，國家檢定規(guī)程逐步完善，并與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，甚至連稱重傳感器，稱重顯示控制器也專門制定了國家標(biāo)準(zhǔn)和國家檢定規(guī)程。通過與幾個省市的檢定測試部門的工作接觸，測試人員也只能拿著規(guī)程對照逐項翻書進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)測試，其他制造廠家設(shè)計部門，以及用戶對國家標(biāo)準(zhǔn)，檢定規(guī)程很多相關(guān)技術(shù)要求更是不熟悉，充其量只關(guān)注準(zhǔn)確度，重復(fù)性指標(biāo)。由此可見，皮帶秤國家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程宣傳貫徹的力度不夠，有的制造廠家甚至連皮帶秤國家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程的技術(shù)資料都沒有。制造商們信奉一條不滅的真理，什么是合格產(chǎn)品，只要能賣出去的產(chǎn)品才是合格的產(chǎn)品。至于國家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程的實施與否？要與單位的經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。成本投資，產(chǎn)品更新，技術(shù)改造，元器件的篩選，制作工藝，常常是個人行為替代了國家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程。樣機(jī)、送檢產(chǎn)品往往與產(chǎn)品的質(zhì)量有一定距離。不論是樣機(jī)的檢定或者是使用中的現(xiàn)場初檢、周期性檢定，檢定部門的檢定人員也是不愿意做這種干燥無味的重復(fù)性勞動。對檢測項目也刪繁就簡，明明有些檢測項目不到位，也發(fā)了合格證書或使用許可證；生產(chǎn)廠家在管理上雖然也有一套完整的產(chǎn)品質(zhì)量保證體系，但在生產(chǎn)過程實施中相差較遠(yuǎn)。

三、皮帶秤制造工藝

秤架是皮帶秤稱量的一個載重部分，一般皮帶秤制造商在生產(chǎn)過程中，稱重傳感器、測速傳感器都是外購件，只生產(chǎn)秤架、二次儀表和測速裝置的附件，有的連二次儀表也是外購，只有秤架和測速裝置附件自行加工制作。至今尚未看到有關(guān)皮帶秤架制作標(biāo)準(zhǔn)或特殊的技術(shù)要求，在生產(chǎn)廠家制作中焊接件容易產(chǎn)生焊接變形，整個秤架焊接加工完成后一般都沒有作任何消除應(yīng)力的處理。杠桿的力平衡，秤架的對稱性，秤架總位移量≤0.13%mm 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如何保證。有的單位甚至連標(biāo)準(zhǔn)的制作平臺都沒有，把計量器具的加工與一般鋼結(jié)構(gòu)件加工混為一團(tuán)。防塵、防震、防腐、防銹的措施落實，加工什么部件應(yīng)該鍍鉻、鍍鋅，防銹漆應(yīng)涂幾層，甚至連墊片也應(yīng)標(biāo)明作防銹處理。以前秤架的吊片和十字簧片均采用硅錳鋼材料制作，而現(xiàn)在是采用 1Cr18Ni9Ti 的普通不銹鋼材料制作。對秤架連接部分的剛度和彈性、力的傳遞有何影響？在使用現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有些吊片是在變形狀態(tài)下工作。

眾所周知，一個標(biāo)準(zhǔn)的稱重臺面是要檢測四角誤差。一個單托輥秤架和雙杠桿多托輥秤架應(yīng)該檢測對稱性，懸浮式秤架應(yīng)該檢測四角誤差。由兩個或多個單托輥秤架組成的稱重臺面架，是否檢測四角誤差？或只單一檢測對稱性。稱重傳感器是皮帶秤中將稱重力轉(zhuǎn)換成電信號輸出的核心部件，傳感器的承載體材料常見有40Cr、40CrNiMoA、2Cr13 彈簧鋼、不銹鋼、合金鋁等等。材質(zhì)的不同，成本加工成本絕然不同。安裝調(diào)試人員回來反映現(xiàn)場合金鋁制傳感器使用不穩(wěn)定，用戶很不滿意，經(jīng)常來電咨詢。筆者受經(jīng)營者的安排對 10 支合金鋁傳感器進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)有 4 支稱重傳感器指標(biāo)產(chǎn)生蠕變，達(dá)不到技術(shù)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣的產(chǎn)品不知是怎樣貼上合格證，檢驗出廠的。這樣的部件用在現(xiàn)場，加大了皮帶秤生產(chǎn)廠家的返修成本，又影響聲譽(yù)。

四、皮帶秤的關(guān)鍵在皮帶

不論是 DT75 型皮帶輸送機(jī)，還是后來定為 DTⅡ型輸送機(jī)上所用的皮帶，現(xiàn)場使用的有標(biāo)準(zhǔn)皮帶和非標(biāo)準(zhǔn)皮帶兩種，一般常見的是上復(fù)蓋膠為 3mm，下復(fù)蓋膠為 1.5mm。就規(guī)格而言，皮帶秤基本參數(shù)是皮帶寬度、皮帶長度、皮帶槽形角、皮帶機(jī)傾角。皮帶秤適用范圍，通常是寬度為 650～2400mm，長度為 10～450mm，槽形角為 0～35°，傾角 0～18°。在這么大工作范圍下皮帶張力和張力變化是很大的。就材質(zhì)而言，有棉帆布芯，維棉帆布，維綸帆布，錦綸（尼龍），滌綸（聚脂），瑞士還有一種硅脂皮帶，鋼絲繩皮帶等等。帆布、尼龍的層次不同和鋼絲繩的大小不同，其扯斷強(qiáng)度也不盡相同，因材質(zhì)引起的皮帶張力千變?nèi)f化。一條皮帶上主動輪端比從動輪端的皮帶張力不大多少倍；水平皮帶機(jī)是傳遞，傾角皮帶機(jī)是提升，其張力變化大不相同；槽形皮帶與平皮帶運(yùn)行時張力變化也不一樣。無法測量出這些變化的數(shù)據(jù)，也不能采取相應(yīng)的補(bǔ)償。經(jīng)現(xiàn)場試驗結(jié)果證明，皮帶張力的變化是有規(guī)律無定律。皮帶輸送機(jī)工程設(shè)計人員無從知道多大的皮帶張力適合皮帶秤稱量，只考慮皮帶輸送大物料時，按皮帶不打滑為條件，和保證托輥間垂度為條件計算輸送皮帶張力。拉緊重錘的設(shè)計重量2稱重科技 2008·青島

是保證皮帶具有足夠的張力，使?jié)L筒與皮帶間產(chǎn)生所需的摩擦力，限制皮帶在各支撐托輥間的垂度，以適當(dāng)控制皮帶張力作為皮帶機(jī)安全和可靠運(yùn)行的必要條件。實際經(jīng)驗證明，皮帶秤秤架只能選擇安裝在皮帶張力小，且張力變化小的位置，不同的位置有著不同的張力變化，是任何方法無從補(bǔ)償，即使采用所謂軟件補(bǔ)償也是徒勞的。就是在一條皮帶上同一位置，由于氣溫的變化，載料的不同，使用疲勞都能引起張力變化，筆者曾用皮帶張力指示器，安裝在隨動滾輪的重錘上，經(jīng)長期觀察也證明了這一點。皮帶秤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共有兩種：一種是輸送皮帶機(jī)和稱重秤架為一體化結(jié)構(gòu)；另一種在現(xiàn)場已有的皮帶機(jī)上，只安裝稱重秤架的結(jié)構(gòu)。國外很多廠家在稱重技術(shù)要求較高的項目中采用前者。皮帶秤其優(yōu)點是在固體物料輸送過程中連續(xù)自動稱量，其特點是在皮帶載料移動中工作，如果說不包括皮帶和皮帶因素那是臺秤。人們常把皮帶秤分為：秤架、稱重傳感器、測速傳感器、二次儀表四部分組成，顯然是不夠正確的，國家檢定規(guī)程的劃分皮帶秤通常由稱重單元（包括承載器、稱重托輥、載荷傳感器）、位移傳感器、累計器、累計顯示器等部分組成的定義也不夠準(zhǔn)確。筆者認(rèn)為皮帶秤是動態(tài)稱量器具，它與皮帶的關(guān)系緊緊相連。應(yīng)劃分為稱量段（或稱重區(qū)）、稱重傳感器、位移傳感器、累計顯示器組成，稱量段包括段皮帶、稱重托輥、秤架。

五、皮帶秤的正確使用在安裝調(diào)試

這里主要是針對皮帶秤秤架的安裝調(diào)試。皮帶秤使用不好的原因很大程度上來源于現(xiàn)場安裝與調(diào)試，安裝人員的技術(shù)素質(zhì)決定了調(diào)試水平。由于民營企業(yè)技術(shù)調(diào)試人員流動性較大，技術(shù)能力高低參雜不齊。沒有通過正規(guī)的技術(shù)培訓(xùn)，所謂培訓(xùn)上崗也是老手帶新手，更沒有現(xiàn)場經(jīng)驗和分析能力，不知道那些位置段不能安裝秤架，不是任何皮帶輸送機(jī)上都能安裝秤架，不清楚現(xiàn)場一些影響皮帶秤正確使用的因素，嚴(yán)重地影響皮帶秤使用效果。如某新建電廠，設(shè)計部門在設(shè)計一條輸煤系統(tǒng)，要考慮防火設(shè)施、防塵設(shè)施、煤采樣裝置的位置、安全制動、落煤管、過道樓梯等等因素，結(jié)果造成不是將皮帶秤秤架安裝在皮帶張力小，且變化小的位置。北京某熱電廠將兩臺雙杠桿四托輥秤架安裝在甲乙側(cè)皮帶輸送機(jī)入廠煤計量，將兩臺懸浮式四托輥秤架安裝在甲乙側(cè)皮帶輸送機(jī)入爐煤計量。如果說用戶相關(guān)人員不熟悉皮帶秤技術(shù)條件和技術(shù)要求，那么制造廠家的安裝調(diào)試人員難道也不知道懸浮式秤架比雙杠桿秤架稱量準(zhǔn)確度高。在后期加裝中部煤采樣裝置，竟把采樣頭裝置安裝在稱量段區(qū)域內(nèi)。無論是從期刊雜志上獲悉，還是現(xiàn)場實地調(diào)研中獲取。筆者認(rèn)為，在裝有移動式扒煤機(jī)的皮帶上安裝皮帶秤，和在裝有多臺犁煤器的皮帶上安裝皮帶秤都是錯誤的。人們忽視了皮帶秤與皮帶之間的緊密關(guān)系?，F(xiàn)場測試也證明了這樣的安裝造成皮帶秤計量不準(zhǔn)是正常的。反之亦然，如果計量準(zhǔn)確那才是不正常的。扒煤機(jī)的移動隨時改變了落料點，影響皮帶秤稱量準(zhǔn)確性；以《衡器》2006年 1 期“計算機(jī)在入爐煤分爐計量中的應(yīng)用”，當(dāng)?shù)谝粋€犁煤器工作時，這條皮帶上載料量基本是八分之一，當(dāng)?shù)诎藗€犁煤器工作時，皮帶上載煤量幾乎是滿載，這么大的載料變化，產(chǎn)生的皮帶張力多大變化。這種工作狀態(tài)皮帶秤能否正常稱量？它的稱量準(zhǔn)確度能維持嗎？不能因為使用條件造成稱量不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定，而冤枉皮帶秤，這是不公平的。日常檢驗這種分爐計量的皮帶秤怎么定標(biāo)準(zhǔn)，是放下第一個犁煤器檢驗，還是放下第八個犁煤器檢驗，還是放下中間的犁煤器進(jìn)行這項工作。動態(tài)零點檢驗時，是空皮帶還是放下某一個犁煤器。這樣的工作模式，不能把計量不準(zhǔn)確歸咎于皮帶秤。

六、皮帶秤的準(zhǔn)確計量在檢驗維護(hù)

由于皮帶秤是動態(tài)稱量，現(xiàn)場工作狀態(tài)經(jīng)常變化，實際上是皮帶在不斷變化。盡管皮帶輸送機(jī)都裝有恒定皮帶張力的自動調(diào)節(jié)裝置，但這種自動調(diào)節(jié)裝置只能減少皮帶張力變化而不能使之不變。所以皮帶秤必須定期檢驗才能維持稱量準(zhǔn)確度。皮帶秤動態(tài)稱量時有兩個重要指標(biāo)，一是動態(tài)零點（使用零點 Zero），二是稱量量程，有的國家叫跨度，也有的國家叫間隔（Span）。影響皮帶秤稱量主要因素還是動態(tài)零點的變化，國家檢定規(guī)程中的 3min 短期零點穩(wěn)定性，和 3h 長期零點穩(wěn)定性的檢定時間，是不適合使用中維護(hù)考核標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合生產(chǎn)過程中實際情況，為了便于日常維護(hù)動態(tài)零點應(yīng)以 8h、24h 或 7 天為考核周期。日本大和（yamato）株式會社規(guī)定 CS-EC 系列 S1 型皮帶秤，一般 1~7 天檢查皮帶秤動態(tài)零點，其誤差不得超過該秤的允許值。國產(chǎn)化稱重儀表已具有動態(tài)自動置零和零點跟蹤功能，國外已研制成功動態(tài)自動跟蹤去皮重的方法。這些前沿技術(shù)，應(yīng)引起制造商們的重視，不能停滯在“有制造無創(chuàng)造，有知識無產(chǎn)權(quán)”狀況，為推動稱重測力技術(shù)進(jìn)步生產(chǎn)更先進(jìn)的合格產(chǎn)品。秤架上積塵，傳遞部分不靈活也能造成零點變化。所以，必須加強(qiáng)現(xiàn)場維護(hù)。電力系統(tǒng)規(guī)定皮帶秤實物檢驗周期，各地區(qū)不統(tǒng)一。有 10 天、15 天、30 天這種不切實際的硬規(guī)定迫使人們弄虛作假。現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果是，規(guī)定 10 天檢驗一次的單位基本是一個月檢驗二次做假報表一份。規(guī)定 15 天檢驗一次的是一個月檢驗一次，做假報表一份。遇上雨雪天氣或狀態(tài)性檢修也就不檢驗了。既要維持皮帶秤稱重準(zhǔn)確度，又要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，不調(diào)整系數(shù)（量程）周期為30～40 天。筆者認(rèn)為這一指標(biāo)比較適合皮帶秤使用周期的實際情況。如果是采用模擬載荷檢驗裝置（滾動鏈碼、循環(huán)鏈碼等）檢驗，必須經(jīng)實物檢驗修正后進(jìn)行檢驗，修正后的使用周期為 3～6 個月，沒有通過修正的檢驗裝置不能作為標(biāo)準(zhǔn)器具。內(nèi)蒙古某電廠皮帶秤設(shè)計安裝在#7 皮帶輸送機(jī)上，具有軌道衡實物檢驗條件和循環(huán)鏈碼檢驗裝置，兩者之間的檢驗結(jié)果相差較大，實物檢驗出現(xiàn)超差，不穩(wěn)定?，F(xiàn)場調(diào)查采用軌道衡稱量的標(biāo)準(zhǔn)煤，卸落煤槽由扒煤機(jī)作業(yè)，經(jīng)#1、#2、#3、#5、#6 皮帶輸送機(jī)到#7 皮帶秤，違反了檢驗時標(biāo)準(zhǔn)物料不得超過三個轉(zhuǎn)換點的技術(shù)要求。轉(zhuǎn)換點太多不能保證標(biāo)準(zhǔn)煤不多不少地經(jīng)過皮帶秤稱量段。且秤架的安裝位置也不合適。給循環(huán)鏈碼提供一個準(zhǔn)確的修正系數(shù)都困難。由于企業(yè)改制、要減員增效，用戶皮帶秤檢驗維護(hù)人員更換過快，一時期技術(shù)水平跟不上來，也是影響皮帶秤正確使用的因素。如湖北某合資電廠，裝有三臺皮帶秤。一臺安裝在入廠煤的斗輪機(jī)上，斗輪機(jī)工作時隨時改變位置，改變角度。所謂的角度補(bǔ)償也是徒勞，使用的效果純屬一種擺設(shè)。另兩臺作為入爐煤計量，設(shè)計有用汽車回收標(biāo)準(zhǔn)煤的實物檢驗裝置。幾個從未經(jīng)皮帶秤專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的熱控、煤控人員負(fù)責(zé)和參與檢驗，日常檢驗經(jīng)常超差。當(dāng)邀請筆者參加實物檢驗時，發(fā)現(xiàn)對國家標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程不熟悉，憑著生產(chǎn)廠家一本使用說明書作技術(shù)指導(dǎo)。皮帶秤檢驗前應(yīng)運(yùn)行多長時間，檢驗時標(biāo)準(zhǔn)實物量不低于多少，誤差計算方法這些常規(guī)事項都不清楚，這樣的技術(shù)素質(zhì)怎么能維護(hù)好皮帶秤準(zhǔn)確度。更為甚者，對二次儀表功能不熟悉，皮帶秤設(shè)置在檢驗?zāi)Ｊ街?，檢驗完畢沒有設(shè)置在稱量模式中，皮帶秤不能正確計量，電告生產(chǎn)廠家二次儀表出現(xiàn)故障，待售后服務(wù)人員日夜兼程趕到現(xiàn)場，檢查結(jié)果是誤操作，因在質(zhì)量保證期間，無疑加大服務(wù)成本。

七、結(jié)束語

皮帶秤使用效果不佳除秤的隨機(jī)誤差，主要是系統(tǒng)誤差造成的。使用的環(huán)境惡劣對稱重有較大的影響，皮帶張力的變化是使用皮帶秤好壞的關(guān)鍵，技術(shù)素質(zhì)的提高，是正確安裝、調(diào)試皮帶秤的保證。責(zé)任心的增強(qiáng)，是維護(hù)皮帶秤準(zhǔn)確計量的決定因素