来源:网络转载更新时间:2020-09-28 10:03:27点击次数:2787次
一、问题的产生
某企业原料场因生产的需要,新增安装一台西门子(SIEMENS)MMI电子皮带秤,本以为经安装调试和检定合格后能及时地投入使用。但安装调试后,发现零点最大允许误差和零载荷最大偏差都较大,零点稳定性差。用链码调试标定表现为:每经数据标定后,称量数据只能暂时稳定,重复性差,线性也不好。经过近三个月的试运行,也未能发现问题,无法通过0.5级电子皮带秤标准的检定。西门子(SIEMENS)MMI是重载荷、高精度的双托辊电子皮带秤,拥有专利的平行四边形称重传感器,对垂直力快速反应,确保传感器对物料负荷的迅速响应,即使在物料不均匀和皮带快速运行的时候也能获得高的精度和重复性。加之配置以微处理器为核心的西门子(SIEMENS)的BW500积算仪。常用于关键的过程控制中,适合钢铁企业原料场较恶劣环境下使用。应该说该产品的自身品质是没有什么问题的。但为什么这一台电子皮带秤如此糟糕呢?故障原因不明待查。
问题处理不好,可能引起供、需双方的误解和纠纷,用户、供应商都很重视,特约马鞍山市计量所派员参加。以供应商的工程师为主,和用户的衡器设备维保技师共同检查处理问题。
二、问题的发现和处理
目前,我国大多数电子皮带秤供应商,不是自动化工程公司就是仪器仪表公司的。所以其售后维修工程师们,主要习惯侧重在电气方面找问题,做文章。首先,认真检测检查称重传感器、速度传感器,确认没有问题。后又修改称量软件,增加采样次数,调整滤波等级。为了保险起见,还更换了一台BW500积算仪试之。经西门子工程师多次调试,故障依旧,仍然不能解决问题。
真可谓是,山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村。用户的衡器设备维保技师,经认真仔细地观察皮带输送机和电子皮带秤运行情况,感觉到此台秤的称量框架不稳定!
停机后针对称量框架做进一步检查,发现了加宽称量框架用的8根螺栓有不同程度的松动,找到了问题所在。此台电子皮带秤原本是供安装在1m带宽皮带输送机上使用的,为了适用于现在带宽1.2m的皮带输送机,把称量框架进行加宽处理。因考虑到电焊焊接可能伤害称重传感器,所以采用螺栓连接方式。但既未用高强度螺栓,螺孔加工也不规范,螺孔偏大螺栓。加之称量框架上的托辊、支架等零件也是“就地取材”,将皮带输送机上拆除下来的进行“废物利用”。
电子皮带秤称量框架就相当于是汽车衡的承重台面。近百米长的皮带输送机运行起来,容易引起加宽称量框架的螺栓松动,导致皮带秤的“承重台面”不稳定。另外,这台皮带输送机也运行20多年了,装在这样老资格皮带输送机上的电子皮带秤,其测量误差受“皮带效应”的影响较大,也不应该忽视。
面对现场的如此状况,大家很快取得了共识。一致认为主要原因是加宽处理不当的称量框架,放大了皮带效应,而不是称重传感器、速度传感器和BW500积算仪的问题!西门子(SIEMENS)的产品还是值得信赖的。严格的来讲,这台老资格皮带输送机也有点“责任”。所以大家笑言,“奔驰”车跑在乡村的公路上。
供应商很快的提供了与螺孔大小适宜的高强度螺栓,且按照用户衡器设备维保技师的建议,采取弹簧垫加双螺母紧固方式进行紧固,严防螺栓松动,加强称量框架增宽部分的连接,使两者成为一个整体,以求称量框架稳定。用户也对皮带输送机进行了针对性的维修保养。问题得到较满意的解决。
称量框架的加宽,采取螺栓连接方式,造成自身结构不良,并非长久之法。供应商和用户都表示尽快共同连手解决,以绝隐患。
三、我们的思考与建议
众所周知,电子皮带秤的称量框架,是输送物料皮带和称重传感器之间起传输力作用的。为了能称量皮带上物料的重量,需要称量框架把物料的重量传递给称重传感器,并且要求仅传递物料对皮带的垂直力(重力),而不使任何水平力传给称重传感器。然而,加宽称量框架的螺栓松动,
称量框架自身难以稳定,无法起到应有的作用,直接导致称重传感器输出不稳定信号!故障起因简单,显而易见,并非什么高新的技术问题。但返工处理,耗时费力,或多或少也影响了用户的生产,增添了不少麻烦,给我们留下深刻的印象。事后思之,我们认为对于此类故障,一定要接受教训,寻根治理,不可再犯,尤为重要。正所谓“亡羊补牢,不如未雨绸谬”。
电子皮带秤的称重框架代替几组托辊安装在皮带输送机适当位置上,利用称重传感器和测速传感器输出的电信号,称重计算单位时间里流过皮带秤的物料重量,与物料通过的时间相乘积,即得到被输送物料的重量。是自动连续地累计称量散状物料的计量器具,其测量信号流程,如图1所示。
图1电子皮带秤的信号流程简图
由流程图可看出,物料量Q(x)是经过若干传递环节(物料、皮带、托辊、秤架、称重传感器)后,转换成对应于物料量Q(x)的重量信号Sq,完成力—电转换过程。皮带速度V(t)是经过若干传递环节(皮带、测轮、测速传感器)后,转换成对应于皮带速度V(t)的速度信号SV,完成距离——电脉冲信号转换过程。Sq和SV进入BW500积算仪后,还要经过若干信号处理与转换环节,才成为我们所需要的累计量信号W和流量信号Q(t)。
很明显,在其转换过程中,由于称重、测速传感器和BW500积算仪自身转换精度都很高,这样可以看出电子皮带秤称重误差,主要来源于物料量Q(x)到重量信号Sq,的传递环节中。又由于电子皮带秤是安装寄生在皮带输送机上的自动衡器,此时皮带输送机就是电子皮带秤的基础。再则,电子皮带秤与其他衡器相比,最重要的特点是它的称量结果,不仅取决于对物料重量的称量精度,还取决于对皮带运行速度测量的精度。所以大家公认其皮带输送机运行状况,即所谓“皮带效应”对电子皮带秤的称量精度影响很大,成为电子皮带秤能否通过检定的关键因素。
鉴于目前,用户对电子皮带秤技术的了解,远不如对电子汽车衡、电子计价秤等静态衡器的了解。虽然电子皮带秤本身具有投资少,占用空间小,动态计量速度快等许多优点,但引入的误差因素很多,最主要的就是所谓的“皮带效应”影响其计量的准确度。“皮带效应”就是由诸如皮带张力变化、皮带跑偏、皮带运行阻力,皮带自重变化,皮带运行速度,托辊的非准直度,托辊的径向跳动和轴向窜动等皮带输送机的机械结构性能所决定。
一般用户的采购部门,在采购时只按计划行事,并不很好的选型,更不清楚什么“皮带效应”问题。因此,供应商有必要,也有责任和义务,事前明确的告知用户,“电子皮带秤在动态称重的过程中,要想获得高准确度和高稳定性计量的结果,运行状况良好的皮带输送机是必要的前提条件”!
供应商在进行商谈签订供货合同时,要向用户了解清楚,电子皮带秤所安装的皮带输送机的运行状况。特别是老企业,皮带输送机经多年的运行,输送物料尚可,但安装电子皮带秤,成为电子皮带秤的“基础”皮带效应较大,可能不适宜安装电子皮带秤。这一定要事先告知用户。建议用户对老的皮带输送机,要给予很好地维修保养,且有针对性的加固皮带输送机称量区域支架,检查更换称量区域前后两组托辊等,总之要使电子皮带秤有足够牢固稳的基础。
现在不仅是越来越多的制造商重视电子皮带秤的安装工作,用户也更多的了解到电子皮带秤安装的技术要求,减少由于安装问题产生的误差。相信用户能积极支持,如果用户对此不能理解接受,不宜急于求成,可暂缓签合同,宁缺勿滥!
曾记否?早年,可能是因称重仪表和称重传感器的性能,相对现在差一点的原故。大多数电子皮带秤厂家,是十分重视称量框架的设计制作和安装调整的。不仅要求达到应有的足够的刚度和强度,在承载最大流量时挠度要尽量小。还设法提高称量框架的对称性,使附加力在对称中互相抵消,尽量提高称量框架的稳定性。以求仅能准确地传递皮带上物料重量给称重传感器。
为了减少皮带秤称量框架振动引起的计量误差,精心挑选皮带秤称量区域所用的零部件。比如托辊,强调是“计量专用托辊”,能达到径向跳动小于0.2mm,轴向窜动小于0.5mm的标准,托辊做到静平衡,减少了称量框架振动。其力值传递的关键部件更是精工细作。以上高品质的零部件,随同电子皮带秤的电气仪表一同运至用户。严格按照规定要求,认真进行皮带秤的安装调试。一般都能顺利通过检定。
然而,现在由于衡器行业打价格战的恶性竞争,供应商为了降低成本,常抱以侥幸心理。并非把秤量区域所用的托辊、支架等零部件随同皮带秤测量显示仪表一道运来。而是现场就地取材,选用皮带输送机用的托辊使用。其隐患后果可想而知。
因为皮带秤的秤体(称重框架)相对其他电子衡器的秤体较小,容易实现集成化整体式秤体结构。所以我们建议电子皮带秤生产厂家,能否考虑电子皮带秤的整个称量台面(计量托辊、传力机构、称重传感器、支架等零部件)进行集成化。也就是秤体(称重框架)不要采用零部件到现场进行组装,而是在工厂里将托辊、支架、称重传感器等零部件进行安装调整的“精工细作”,形成集成式整体称量框架后,运往用户现场。这样既方便现场安装,又能有利于确保电子皮带秤的准确度,可能会增加一些成本,但总比安装调试后不能顺利通过检定强!
四、结束语
众所周知,衡器业内提出“手动改自动,机械改电子”的方针早就实现。现在已是电子衡器一统天下,因而出现“轻机械重电子”的现象。殊不知,电子衡器,其称重仪表和传感器技术成熟、性能优良。所以目前秤出现问题大多是机械问题,没有高品质的承重传力机构是很难做好电子衡器的。尤其是动态称重的电子皮带秤其计量准确度,有很大程度取决于称重框架和皮带输送
机的状况。当在电气仪表上找不出问题时更需应该注意从机械振动,结构力学方面考虑问题,可能会取得事半功倍的效果。
当皮带输送机安装了电子皮带秤之后,它已不仅是一个输送物料的输送设备,而同时又是一台计量物料流量的计量设备。加之“皮带效应”,故有专家称:“电子皮带秤现场使用中的计量准确度,用户有70%~80%的责任和作用”。这虽然夸张了一点,但确实说明了皮带输送机和电子皮带秤日常
现场维护的重要性,皮带秤用户要充分认识到。
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