1 前言

随着公司生产规模的不断扩大，原料码头（原设计年卸货量为 400 万吨） 的卸载能力已严重制约了公司的快速发展；同时，为了进一步提升企业的市场竞争力，降低公司的物流运输成本，也必须充分发挥水运的成本优势，增加水运的物流比例。为此，公司在原料码头的原有硬件基础上，实施了“提升原料码头卸货能力”的系统性改造，使卸料皮带的运行速度由 1.2m/s 提高到1.6m/s，年卸货量由原来的 400 万吨增加到 800 万吨～1000 万吨。而随着计量皮带运行速度的提高，以及计量皮带的原地抬升等测量环境的变化，也将极大的影响原有计量皮带秤的计量准确度，进而影响公司对外的贸易结算 （根据公司对外贸易结算的要求，计量皮带秤的最大允许误差为±0.3%）。因此，我们在充分挖掘原有测量设备潜能的基础上，还对原料码头的计量皮带秤进行了技术改造。在与原皮带秤设备生产厂家的方案论证和技术研讨基础上，最终决定在原有计量皮带上采用秤体移位、改进原有秤体机械结构、增加秤体自重、扩大传感器量程等多管齐下的方案，来确保本次技术改造应用实践的万无一失，以实现皮带秤计量的长期稳定性、准确性。

2 计量皮带秤的组成及工作原理

计量皮带秤一般由皮带输送机、秤架、称重传感器、测速传感器和称重显示控制器等五大部分组成。

当皮带输送物料时，称量段上的物料质量通过计量托辊组作用于秤架并传导至称重传感器，称重传感器将物料重量转换成 mv 信号送入称重显示控制器，经过运算放大、滤波、A/D 转换等过程转换成数字信号；同时，装在回程皮带上的测速传感器将皮带的运行速度转换成脉冲信号。运算器将两个信号进行积分运算，得到物料的累计量和瞬时量，并在称重显示控制器上显示。

3 技术改造应用实践

3.1 秤架机械结构的综合改进

原皮带秤的秤架设计为双杠杆 2 托辊结构，称量段长度短，称量精度不高，受皮带张力、皮带跑偏的影响大。为保证计量准确性、稳定性，此次改造中我们将原来 2 托辊改为 6 托辊 ，增加称量长度，并采用高精密度双面密封轴承替换原来运转不灵活的托辊。考虑到原来尼龙耳轴支撑点抗震动性差、易磨损，这次采用橡胶耳轴作为秤体的支撑点，使秤体自由回位，避免机械回位不灵敏的情况发生。

同时，采用平衡框架式结构，利用 180mm×100mm×8mm 矩形钢管和直径 75mm 的圆钢相结合增加秤体框架的刚性、秤体自重，框架长度从原 4m 长延长至 6m

3.2 皮带秤的移位

由于原皮带秤安装位置的计量皮带原地抬高，秤体的水平夹角达到 35°，倾斜角度过大，皮带秤受力不均匀，并容易导致物料在输送过程中回流，影响电子皮带秤的计量精度。因此我们将原皮带秤整体后移至相对水平的位置。然而，移位后的皮带秤底下的基础横梁间距过大，而电子皮带秤作为计量设备，在安装过程中需要有一个独立的安装支架或者平台，而安装支架或者平台必须坚固而且是水平的。如果电子皮带秤安装的位置不稳定会影响电子皮带秤上面皮带输送机物料的计量，因此，在安装电子皮带秤的时候我们对底下的横梁进行加固，避免平台的韧性影响电子皮带秤计量精度。

3.3 称重传感器量程的增大

随着皮带秤自重的增加，称量段的加长，流量的增大，原有的称重传感器容量已经不再适用。根据现在秤的最大受力值、称重传感器的数量、秤体的自重、物料线重等要素，我们采用的是 S型 1000kg 的称重传感器。称重传感器量程的计算公式：单 位 长 度 上 的 物 料 重 量 G 物 =Q/ （3.6×V）=173.6kg/m，其中 Q=1000t/h，V=1.6m/s；传感器受力力臂 L 传 =3000mm，托辊 1 受力力臂 L1=500mm，托辊 2 受力力臂 L2=1500mm，托辊3 受 力 力 臂 L3=2500mm， 秤 架 自 重 力 臂 L 自=1500mm，单位长度皮带重量 G 皮 =26kg/m，单个托辊自重 G 托自 =23kg，托辊间距 L 托 =1000mm，秤架自重 G 秤 =380kg；单个托辊受合力 G 托合 =G 物×L 托 +G 皮×+L 托+G 托自 =222.6kg；传感器受力 F= ［G 托合×（L1+L2+L3）+G 秤×L 自］/L 传 =523.9kg；传感器的量程 C=F×K=785.85kg，其中 K=1.5（安全系数）。因此称重传感器标准量程选用 1000kg 的。

4 校验

4.1 校验前的准备工作

（1） 先用让皮带秤在满负荷情况下运行一段时间，目的是使皮带张力达到稳定状态及皮带秤各部分的磨合。

（2） 检查称重框架、测速传感器、称重托辊、称重传感器等状态。

4.2 皮带秤实物校验

（1） 零点标定

皮带空载运行 3 圈后，称重显示控制器的累计示值小于这 3 圈内最大流量下所应累计载荷的百分比，在 5 次的试验中，零值稳定。

（2） 实物标定

将所用物料先在标准校验料斗秤进行称重检测，把料斗秤称量的示值作为标准值与皮带的累计示值进行比较，误差均在±0.3%内。公司原料码头计量皮带秤改造完毕投入使用以后，经过一年多的运行，状态良好，计量准确性稳定。经过多次抽查，结果均在误差范围内。

5 结束语

通过这次秤架机械结构的改进、称重传感器量程的选型以及皮带秤安装位置的调整，提高了计量皮带秤的准确性，为公司的对外贸易结算提供了可靠的数据支撑。同时降低了物流运输成本，提高了工作效率 （输送机速度提高至 1.6m/s～1.8m/s，流量范围提高至 800t/h～1000t/h）。实践证明,这次改造应用是成功的，经验是可推广的。

作者简介：

朱民杰，1982 年 2 月出生，男性，汉族，籍贯～江苏省常州市，现就职于湘钢设备工程部计量管理室，工程师，研究方向～计量技术及管理、自动化仪器仪表。

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