三埃皮带秤应用的问题和措施研究

陈翼飞

（神华粤电珠海港煤炭码头有限责任公司，广东 珠海 519000）

对于码头运输企业来说，煤炭材料作为重要的生产原料具有较大的使用量。煤炭是一种重要的资源能源，在当前国内和全球能源紧张的情况下，煤炭价格逐年上涨，因此对于码头运输企业来说计量准确对码头运输企业经济效益具有重要的影响，如果一旦出现计量不准，将会导致较大的供需贸易纠纷，同时也会提高企业的运营成本。 因此，对于码头运输企业来说目前急需解决出厂出厂煤称量问题。本研究中以某码头运输企业为研究对象，该企业过去采用皮带秤对出厂煤进行计量， 但该皮带秤准确度低而且稳定性差，采用皮带称进行数据测量会使数据不准确，经常会面临计量异议问题。 进而，研究学者提出可采用汽车衡的计量方式， 但该方法会增加企业的转运和运输成本。 为此，需寻找快速、准确、低成本的计量方式。

1 传统皮带秤问题分析

针对采矿，化工等企业来说，大量散装的物料进、入场，转移需通过皮带来完成输送，因此皮带秤的称量效率、成本具有十分重要的意义。 由于皮带秤是动态称量装置，其具有下列特点：第一，准确度低。 根据国际法制计量组织有关标准，皮带秤准确度分为两级，最高准确度可达到0.5 级， 在国家标准中皮带秤的最高准确度为0.25 级，然而在实际使用时传统皮带秤无法达到较高准确度等级，因此在新实施的国家标准中取消0.25 等级。 第二，皮带秤的稳定性较差，该装置为动态称量装置，其会受到外界因素影响，导致无法确保皮带秤的安装精度，长期稳定性。 第三，安装要求较高，皮带秤的日常维护工作量较大，在安装传统皮带秤的过程中对于工作人员的技术要求较高。 比如称架准直性好， 各个托棍间距高差应当控制在0.5mm 的范围内。除此之外，由于皮带称在使用时使用环境较差，一旦托棍存在粘料或偏心问题也会导致其表面高度产生变化，进而影响称量准确度。因此，为确保皮带秤的准确称量，针对皮带秤安装维护来说要求是比较高的。

2 皮带称使用原理及结构

三埃皮带秤是由南京三公司团队设计的，并建有国内首创高仿真性研究中心。 如图1 所示。

图1 三埃皮带秤的系统结构框图

从原理上来看，陈列式皮带秤是将多个称量单元在皮带机上采用顺序串联的方式构建阵列，在整个系统中包含三个技术：第一，阵列式皮带秤，可实现全新称量误差理论， 采用新型数学模型不同单元质量比较，通过修正皮带张力进一步减少其对称量产生的影响。 当选择八为单元数时，能够减少80%的皮带张力影响，通过结构优化可达到95%以上。第二，单点悬浮式冲浪平台，能够运用工程力学原理，在结构中采用薄壁和高梁方式， 利用单支撑梁传感器作为支撑，可将两组称量托棍安装在平台中。由于该称量平台仅采用一个传感器， 因此被称为是单点悬浮式称量平台，该平台与传统的皮带秤在设计方面上具有较大差异，其质量是传动皮带称的15%左右，整个力学结构设计相对合理，能够放弃原有皮带秤的弹簧片和橡胶轴承结构，而采用刚性连接的方式，可显著提升其单元稳定性。 第三，工字形称量，传感器是一种新型传感器，其具有工字结构形式，并且这种传感器结构独特具有较强的抗水平力，并且传感器的设计方式能够改善称量平台结构结合后的力学性能， 改善其动态性能，进一步适应皮带秤的变动负荷性。

3 三埃皮带秤的特点分析

第一， 具有较高的测量准确度， 当单元数达到8时，皮带秤实物标定准确度可持续达到0.25%，在实际检测时可达到0.1%的水平。 根据三埃公司自建的GPS皮带秤全性能测试中心，通过皮带秤仿真系统使其设计为具有带速、流量、皮带张力调节系统，可用于皮带秤现场高度模拟。 第二，抗皮带张力影响，通过数据可以发现，皮带张力对于称量准确度的产影响较小，尤其是在第四次测试时由912 kg 变到25 kg 变到538 kg 张力时，此时准确度稳定可维持到0.067%三，埃皮带特采用新型的误差原理模型，能够克服过去原有得币的张力，对称量准确度的不良影响，进而能够使皮带秤保持长期稳定。第三，安装性能要求低，由于传统皮带秤在称量过程中对托棍面一致性要求高，要求其高度差应当控制在0.5mm 范围内，而事实上该操作无法实现，三埃皮带秤能够能够降低安全要求， 通过肉眼满足对应的安装需求，其对称量准确度产生的影响小。 由于采用多元式称量方式且不同单元的质量为70kg，在安装时便于安装，且无需过专业技术团队即能够使用户自行进行三埃皮带秤安装。 第四，托辊粘料维护量较小，在使用传统皮带秤称量时，一旦存在托辊粘料的情况下其对称重影响较大，而实际上，托辊很容易沾料并且无法及时清除，会导致皮带秤称量时其轴距都受影响。 在托棍粘料实验模拟过程中， 三埃皮带秤无须处理并且其粘料对称量准确度的影响小，甚至无明显影响，在皮带秤维护时只需清除单元之间的灰尘，定期检查托棍转动情况。

4 三埃皮带称在企业中的具体应用分析

以本公司为例， 本公司四条装船皮带机均在导料落料口附近20 m 左右位置，安装三埃固定式皮带秤，为分析该皮带秤称量的长期稳定性和准确度，需要实时跟踪皮带秤零点，并开展实物校验，通过数据比较确认。原料从堆场上料之后通过校正仓进入装船线，皮带秤安装位置距离装船线落料口20 m 处，减少物料在运输过程中出现的流程问题而导致数据不准确。以一号皮带机为例：皮带周长2868 m，皮带运行速度为每秒4.35m/s，皮带宽度为1.6 米。 实际校称过程中，空称校准零点误差不超过0.002，以每组50t 左右进行3～4 组实物校验的数据进行校称。通过中间校称仓的出货量与皮带秤的出货量相对比，偏差在0.1%～0.5%之间。 通过数据可以发现，该三埃皮带称在空称状态时具有较高的稳定性。 通过实物比对结果分析， 由于实物校称过程中影响因素多，控制不够谨慎，因此会使三埃皮带秤的实际测量存在一定误差，但均未超过范围值，可保持较高准确度。

5 存在问题及优化措施

第一，外界环境因素对于皮带秤稳定性产生的影响。 由于三埃皮带设计师无通梁结构，在皮带秤投入使用之后， 其稳定性会受到外界风雨因素的影响，为此需要在秤体位置增加钢结构保护通梁，使其获得良好的称量效果。 第二，外界温度对于机柜稳定性产生的影响，由于在夏季高温情况下机柜内部运行温度较高，经常会面临死机故障问题，因此可增加一台机柜单强制降温，进而确保在高温季节时皮带秤能够实现稳定运行。 第三，为解决皮带秤实物检定过程中流量不稳定问题，可在皮带中增加立式储料器。 将其作为流量缓冲器其作用是在物料通过皮带秤的时候保持流量稳定， 避免较大较小流量所导致的微小偏差，从而无法达到测量精准度。

6 结语

总而言之，对于码头运输企业进厂原料计量时其准确度对于原料供应商以及企业具有十分重要的意义，投入使用三埃皮带秤之后，企业耗费大量人力，物力来实现对皮带秤长期稳定性实验分析，进而发现该皮带秤具有良好的准确度以及长期稳定性。 针对三埃皮带秤在使用过程中存在的问题，提出有效的解决措施，能够为其他焦炭、煤炭等一些散状物料计量应用起到良好的示范效果。