电子皮带秤在选煤厂带式输送机上的应用

2023-11-10史良超

江西煤炭科技 2023年4期

史良超

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿选煤厂，山西兴县 033602）

带式输送机是选煤厂运输煤料的主要设备，其安全性和可靠性关系到生产的安全和效率[1]。为了节能减排和减少设备损耗，有的带式输送机进行了变频调速改造，改造后的系统具有根据负载进行自动调速的功能，达到了节约电能的目的[2-3]。电子皮带秤是测量带式输送机负载的测量仪表，其可靠性和精度关系到带式输送机的性能，因此在安装、调试、维护和故障处理等方面需要特别注意[4]。本文在分析电子皮带秤组成结构和工作原理的基础上，给出了其安装、调试的原则和建议，并对电子皮带秤各个部件的故障处理进行了分析，提出了相应的措施。可供现场维修人员参考。

1 组成结构

电子皮带秤由称架、传感器和显示控制仪表三大部分组成[5]。称架是将煤料压力传递给称重传感器的机械结构，两端的托辊安装有滑轮，如果皮带上的煤料分布比较均匀，单个托辊承担的压力为相邻托辊的一半，保证了皮带的顺利传动。称架常见的结构有全悬浮式、杠杆式和悬臂式，如图1所示。电子皮带秤的传感器由称重传感器和测速传感器两部分组成。称重传感器的作用是将重物的压力转换为电信号，通常采用电阻应变原理制成。这种传感器受使用环境影响非常大，例如温度、湿度和振动等外部环境的变换很容易影响其测量精度，因此在电子皮带秤检修时要注意清理称重传感器周围的异物。测速传感器的作用是测量皮带的转速，通过与皮带紧贴的摩擦轮跟随皮带转动，从而带动测速传感器内部的电机发出电信号，该电信号与转速成正比。显示控制仪表的作用是将称重传感器测得的压力信号和测速传感器测得的皮带速度信号进行数学运算。原来的显示控制仪表采用信号放大器和积分电路等模拟器件实现，现在的电子皮带秤都采用了微机控制器作为芯片，计算功能更加强大，精度也越来越高。

图1 电子皮带秤的称架型式

2 工作原理

由于煤料在带式输送机上是不断运动的，普通的称重仪表无法准确计量[6]。电子皮带秤正是为了解决这一问题而专门研发的完全计量装置，它可以连续的累计，诸如煤炭这种散装的物料。连续运转的带式输送机产生的速度、重量两个连续信号，显示控制仪表将这两个连续电信号做乘法和积分运算，然后转换为这段时间通过皮带运输的总煤料的重量，在显示屏上显示出来。电子皮带秤显示控制仪表内部的信号流，如图2 所示。皮带的速度信号V（t）经过测轮和测速传感器转换为电子皮带秤内部速度信号SV，压力信号Q（X）经过称量段皮带、称架和称重传感器转换为电子皮带秤内部重量信号SQ。在指示控制器内部，SV 和SQ依次经过乘法器、放大器和积分器进行运算，放大器得到的值即为当前输送机的瞬时流量Q（t），积分器得到值经过累计量指示器即为一段时间内的总流量W。

图2 电子皮带秤的工作原理

3 安装与调试

电子皮带秤的安装和调试关系到设备可靠性和测量的精确度，如果安装位置不合适或者安装角度有偏差，就会导致皮带秤容易损坏，或者测量的度数不准确。

安装位置选择。安装电子皮带秤并不是随意找一组托辊进行安装就可以的。在同一物料运输过程中，可能存在好几条皮带输送机，在同一皮带输送机上又有多个位置可选择安装电子皮带秤，因此必须科学合理安排其安装位置。在考虑安装位置时，皮带的张力是最主要的考虑因素，在皮带张力稳定的地方，张力越小电子皮带秤的测量精确度越高。因此，在同一批煤料先后经过的输送机中，皮带越短、输送机倾角越小的地方，越适宜安装电子皮带秤。在选定皮带最短、倾角最小的单滚筒带式输送机后，最好选择靠近机尾的托辊进行安装。安装步骤：

1）在预定的安装位置上拆下皮带输送机的一组托辊，如图3 所示。

图3 托辊的安装方式

2）拆掉并按图示修改拆下皮带机托辊的底梁。必要时，在托辊支架的底梁和立柱之间斜拉焊上加强筋以防止秤体运行时托辊支架颤抖，如图3所示。

3）将秤体放置到已拆除的托辊所在位置，安装静态称架时要利用其上原有的安装孔，不得另外再开孔，穿上安装螺栓和螺母，但暂时不要紧固，校验过程中确保回程输送带与皮带秤挂码间有足够的空间。

4）调整秤体位置，确保秤体纵向中心线与皮带输送机中心线一致，秤体横向垂直于皮带输送机机架。装上修改底梁后的托辊组并调正其位置，然后紧固连接螺栓。耳轴式电子皮带秤和全悬浮式电子皮带秤，可通过调节拉杆长度来确保秤体中心线与皮带输送机中心线一致。安装高度由垫片垫至同一高度即可。

5）精确地安装对实现皮带秤的精度至关重要。托辊安装不正，将导致其受力方向偏斜，最终导致校准和使用时的误差变大。校直安装时，必须使用高强度的细线做准直线，准直线不能弯曲下沉，细心调整垫片使相邻4 个托辊高度的线性偏离为0.8 mm，但秤体上的托辊不准低于相邻的其他托辊。托辊安装质量是安装工作中最重要的一环，它直接影响电子皮带秤的精度，如图4 所示。

图4 矫直时细线的布置

4 保养与维修

4.1 维护项目

维护项目。电子皮带秤是输送机的计量设备，如果出现故障将导致计量不准确。有的输送机安装了自动调速系统，输送机的电机转速根据皮带的负载进行动态调节，以减少机械磨损和电能消耗。如果电子皮带秤出现故障，可能发生控制系统故障，导致输送机转速偏差的积累。因此有必要对电子皮带秤进行定期维护，维护的项目包括：定期清扫秤体和秤架落下的煤料；检查皮带秤活动部分如托辊、滚轮等部分是否灵活，保障无异物卡涩；对测速传感器的滚筒轴承添加润滑油；检查控制仪表的接地线是否牢靠；对仪表内部板卡吹扫灰尘。

4.2 故障与维修

零点漂移和量程漂移。电子皮带秤零点漂移问题和量程漂移问题一般与输送系统有关，可能的原因有称重桥架上有煤料沉积、皮带伸长、皮带张力不均匀、称重传感器严重过载等，在发现零点漂移和量程漂移后，应着重检查电子皮带秤桥架的外观是否清洁或者变形，皮带外观是否有变形、松弛等现象。

称重传感器故障。称重传感器从电气原理分有数字式和模拟式，从力学结构分有拉力式和压力式，最常用的为电阻应变片式。称重传感器一般有一对激励端、一对补偿端和一对信号输出端。激励端和补偿端的电压由外部提供，正常范围为10 V左右；信号输出端为传感器的输出端口，一般为0～20 mV 电压信号。注意当皮带空载时信号输出端的电压一般不为0 且不超过15 mV，输出端口的电压与皮带的负载成正相关，检查时可不断改变皮带负载同时用万用表测量输出端口电压的变化。

显示控制仪表故障。显示控制仪表常出现的故障表现有：电源线路故障或保险管烧断、主板和显示器之间的排线接触不良、显示屏花屏等。显示屏没有显示时，应先检查供电是否正常，保险管是否熔断，如果发现保险丝熔断应更换相同型号的保险管。检查供电正常后，将连接排线重新插拔，如果出现花屏和死机等现象，应尝试重启，如果故障没有消除再选择更换相关部件。