電子皮帶秤在選煤廠帶式輸送機上的應用

史良超

（山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦選煤廠，山西 興縣 033602）

帶式輸送機是選煤廠運輸煤料的主要設備，其安全性和可靠性關系到生產的安全和效率[1]。為了節能減排和減少設備損耗，有的帶式輸送機進行了變頻調速改造，改造后的系統具有根據負載進行自動調速的功能，達到了節約電能的目的[2-3]。電子皮帶秤是測量帶式輸送機負載的測量儀表，其可靠性和精度關系到帶式輸送機的性能，因此在安裝、調試、維護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構和工作原理的基礎上，給出了其安裝、調試的原則和建議，并對電子皮帶秤各個部件的故障處理進行了分析，提出了相應的措施?？晒┈F場維修人員參考。

1 組成結構

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械結構，兩端的托輥安裝有滑輪，如果皮帶上的煤料分布比較均勻，單個托輥承擔的壓力為相鄰托輥的一半，保證了皮帶的順利傳動。稱架常見的結構有全懸浮式、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換為電信號，通常采用電阻應變原理制成。這種傳感器受使用環境影響非常大，例如溫度、濕度和振動等外部環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速，通過與皮帶緊貼的摩擦輪跟隨皮帶轉動，從而帶動測速傳感器內部的電機發出電信號，該電信號與轉速成正比。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行數學運算。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現，現在的電子皮帶秤都采用了微機控制器作為芯片，計算功能更加強大，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上是不斷運動的，普通的稱重儀表無法準確計量[6]。電子皮帶秤正是為了解決這一問題而專門研發的完全計量裝置，它可以連續的累計，諸如煤炭這種散裝的物料。連續運轉的帶式輸送機產生的速度、重量兩個連續信號，顯示控制儀表將這兩個連續電信號做乘法和積分運算，然后轉換為這段時間通過皮帶運輸的總煤料的重量，在顯示屏上顯示出來。電子皮帶秤顯示控制儀表內部的信號流，如圖2 所示。皮帶的速度信號V（t）經過測輪和測速傳感器轉換為電子皮帶秤內部速度信號SV，壓力信號Q（X）經過稱量段皮帶、稱架和稱重傳感器轉換為電子皮帶秤內部重量信號SQ。在指示控制器內部，SV 和SQ依次經過乘法器、放大器和積分器進行運算，放大器得到的值即為當前輸送機的瞬時流量Q（t），積分器得到值經過累計量指示器即為一段時間內的總流量W。

圖2 電子皮帶秤的工作原理

3 安裝與調試

電子皮帶秤的安裝和調試關系到設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，就會導致皮帶秤容易損壞，或者測量的度數不準確。

安裝位置選擇。安裝電子皮帶秤并不是隨意找一組托輥進行安裝就可以的。在同一物料運輸過程中，可能存在好幾條皮帶輸送機，在同一皮帶輸送機上又有多個位置可選擇安裝電子皮帶秤，因此必須科學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過的輸送機中，皮帶越短、輸送機傾角越小的地方，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后，最好選擇靠近機尾的托輥進行安裝。安裝步驟：

1）在預定的安裝位置上拆下皮帶輸送機的一組托輥，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筋以防止秤體運行時托輥支架顫抖，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，校驗過程中確?；爻梯斔蛶c皮帶秤掛碼間有足夠的空間。

4）調整秤體位置，確保秤體縱向中心線與皮帶輸送機中心線一致，秤體橫向垂直于皮帶輸送機機架。裝上修改底梁后的托輥組并調正其位置，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，可通過調節拉桿長度來確保秤體中心線與皮帶輸送機中心線一致。安裝高度由墊片墊至同一高度即可。

5）精確地安裝對實現皮帶秤的精度至關重要。托輥安裝不正，將導致其受力方向偏斜，最終導致校準和使用時的誤差變大。校直安裝時，必須使用高強度的細線做準直線，準直線不能彎曲下沉，細心調整墊片使相鄰4 個托輥高度的線性偏離為0.8 mm，但秤體上的托輥不準低于相鄰的其他托輥。托輥安裝質量是安裝工作中最重要的一環，它直接影響電子皮帶秤的精度，如圖4 所示。

圖4 矯直時細線的布置

4 保養與維修

4.1 維護項目

維護項目。電子皮帶秤是輸送機的計量設備，如果出現故障將導致計量不準確。有的輸送機安裝了自動調速系統，輸送機的電機轉速根據皮帶的負載進行動態調節，以減少機械磨損和電能消耗。如果電子皮帶秤出現故障，可能發生控制系統故障，導致輸送機轉速偏差的積累。因此有必要對電子皮帶秤進行定期維護，維護的項目包括：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； 對儀表內部板卡吹掃灰塵。

4.2 故障與維修

零點漂移和量程漂移。電子皮帶秤零點漂移問題和量程漂移問題一般與輸送系統有關，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、稱重傳感器嚴重過載等，在發現零點漂移和量程漂移后，應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、松弛等現象。

稱重傳感器故障。稱重傳感器從電氣原理分有數字式和模擬式，從力學結構分有拉力式和壓力式，最常用的為電阻應變片式。稱重傳感器一般有一對激勵端、一對補償端和一對信號輸出端。激勵端和補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載成正相關，檢查時可不斷改變皮帶負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的故障表現有：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，應先檢查供電是否正常，保險管是否熔斷，如果發現保險絲熔斷應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，如果出現花屏和死機等現象，應嘗試重啟，如果故障沒有消除再選擇更換相關部件。

5 結語

電子皮帶秤是帶式輸送機的精密設備，是帶式輸送機的控制系統數據采集裝置，其使用已經十分普遍。本文對電子皮帶秤的結構和工作原理進行了分析，并對其安裝、維護和故障處理等應用問題進行了總結，以期對提高帶式輸送機的安全性和可靠性提供幫助。