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]。電子皮帶秤是測量帶式輸送機(jī)負(fù)載的測量儀表，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，并對電子皮帶秤各個部件的故障處理進(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。稱架常見的結(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，通常采用電阻應(yīng)變原理制成。這種傳感器受使用環(huán)境影響非常大，例如溫度、濕度和振動等外部環(huán)境的變換很容易影響其測量精度，因此在電子皮帶秤檢修時要注意清理稱重傳感器周圍的異物。測速傳感器的作用是測量皮帶的轉(zhuǎn)速，通過與皮帶緊貼的摩擦輪跟隨皮帶轉(zhuǎn)動，從而帶動測速傳感器內(nèi)部的電機(jī)發(fā)出電信號，該電信號與轉(zhuǎn)速成正比。顯示控制儀表的作用是將稱重傳感器測得的壓力信號和測速傳感器測得的皮帶速度信號進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。原來的顯示控制儀表采用信號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)動的，普通的稱重儀表無法準(zhǔn)確計(jì)量[6]。電子皮帶秤正是為了解決這一問題而專門研發(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、重量兩個連續(xù)信號，顯示控制儀表將這兩個連續(xù)電信號做乘法和積分運(yùn)算，然后轉(zhuǎn)換為這段時間通過皮帶運(yùn)輸?shù)目偯毫系闹亓浚陲@示屏上顯示出來。電子皮帶秤顯示控制儀表內(nèi)部的信號流，如圖2 所示。皮帶的速度信號V（t）經(jīng)過測輪和測速傳感器轉(zhuǎn)換為電子皮帶秤內(nèi)部速度信號SV，壓力信號Q（X）經(jīng)過稱量段皮帶、稱架和稱重傳感器轉(zhuǎn)換為電子皮帶秤內(nèi)部重量信號SQ。在指示控制器內(nèi)部，SV 和SQ依次經(jīng)過乘法器、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)的瞬時流量Q（t），積分器得到值經(jīng)過累計(jì)量指示器即為一段時間內(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，就會導(dǎo)致皮帶秤容易損壞，或者測量的度數(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，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量精確度越高。因此，在同一批煤料先后經(jīng)過的輸送機(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，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)稱架時要利用其上原有的安裝孔，不得另外再開孔，穿上安裝螺栓和螺母，但暫時不要緊固，校驗(yàn)過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，可通過調(diào)節(jié)拉桿長度來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)和使用時的誤差變大。校直安裝時，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； 檢查皮帶秤活動部分如托輥、滾輪等部分是否靈活，保障無異物卡澀；對測速傳感器的滾筒軸承添加潤滑油；檢查控制儀表的接地線是否牢靠； 對儀表內(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)漂移問題和量程漂移問題一般與輸送系統(tǒng)有關(guān)，可能的原因有稱重橋架上有煤料沉積、皮帶伸長、皮帶張力不均勻、稱重傳感器嚴(yán)重過載等，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激勵端、一對補(bǔ)償端和一對信號輸出端。激勵端和補(bǔ)償端的電壓由外部提供，正常范圍為10 V左右； 信號輸出端為傳感器的輸出端口，一般為0～20 mV 電壓信號。注意當(dāng)皮帶空載時信號輸出端的電壓一般不為0 且不超過15 mV，輸出端口的電壓與皮帶的負(fù)載成正相關(guān)，檢查時可不斷改變皮帶負(fù)載同時用萬用表測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。顯示屏沒有顯示時，應(yīng)先檢查供電是否正常，保險管是否熔斷，如果發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷應(yīng)更換相同型號的保險管。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，如果故障沒有消除再選擇更換相關(guān)部件。

5 結(jié)語

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。本文對電子皮帶秤的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析，并對其安裝、維護(hù)和故障處理等應(yīng)用問題進(jìn)行了總結(jié)，以期對提高帶式輸送機(jī)的安全性和可靠性提供幫助。