皮带秤循环链码检验装置应用及分析

图4 循环链码示意图

1）循环链码装置不会形成普通链码那样的质量-弹簧振动系统。因为循环链码运转的原因是落在皮带上的码块与皮带间摩擦力作用下，码块被皮带带动前进；循环链码是自然垂落在皮带上，整条链码处于柔性链索状态，链码总体上不会出现引起振动的弹性位移、弹性恢复力。因此在外界有干扰因素时，链码本身不会出现机械振动，不会出现普通链码可能引起的惯性干扰力。

2）循环链码是设计成质量均布的循环链，落在皮带上的链码对皮带施加的是沿x方向的均布载荷。由式1看出，此时q(x)为常数q，所以不管运转中哪一段链码在皮带秤上方，称重辊上分担的载荷始终是个定值：，所以传感器受力F也为一个定值：

这说明，链码质量到传感器负荷的传递关系是确定的，不存在普通链码由于集中载荷力点的变化而引起传感器输出变化的情况。

综合上述两点可看出，循环链码与普通链码相比，更为接近散装物料的工作状态，明显避免和减小了模拟试验装置本身在检验中带入的不确定因素。正因为循环链码装置有着较高的重复性，这就为提高它的检验准确度打下了必不可少的基础。

二、带驱动的循环链码装置在检定中存在的问题

近来从有关资料上看到出现了一种带驱动的循环链码装置，即循环链码在一驱动装置驱动下运转，并驱动装置与皮带机的测速传感器形成闭环，目的是想使循环链码与皮带速度保持同步。本人认为这种方式存在下述问题,分析如下：

1.循环链码带有驱动装置后将会引起皮带张力的无常变动，增加了检验示值的不确定性，从而降低了检验结果的的可信程度。

当循环链码带有驱动装置后，链码是同时处于两种驱动之下：循环链码本身驱动装置的驱动和皮带的驱动：

P1+P2= R

式中：P1为循环链码本身的驱动装置的驱动力；

P2为皮带驱动力，其值为循环链码放下前后，对应皮带上链码前端的皮带位置处（如图4中“A”所示位置）的张力增量，在此表示为：

P=△T

R 为循环链码平稳运转时的总阻力。

在正常的设计下，无论是循环链码本身的驱动装置或皮带机驱动装置，都有单独驱动链码稳定运转的潜力。循环链码在驱动装置的驱动下运行，如果链码的线速度略大于皮带线速度，则链码对皮带的摩擦力朝向皮带前进方向，即循环链码的驱动装置不仅驱动链码，还参与了对皮带机的驱动，即P2（即△T）可能出现负值。反之，如在循环链码本身的驱动装置下，链码的线速度略小于皮带线速度，则链码对皮带的摩擦力朝向阻碍皮带前进的方向，即皮带机不仅驱动链码，还会通过链码将力（力矩）作用到循环链码本身的驱动装置驱动轮上；即P2（即△T）可能超过R值。特别是在有速度反馈的闭环系统，链码的速度在不停地动态调整中，所以皮带秤称重辊处的皮带张力将因之不断振荡变化。

另外，因为循环链码本身的驱动装置与皮带机的测速传感器形成闭环，根据两者的速度差，将有强制性的正的或负的加速度加在链码上，即链码上附加了惯性力的作用，使循环链码运转的所需的驱动力上下波动：

△R= qLa

式中：△R 为因加速度a而产生的驱动力变化值，符号与a相同。
△R的产生又增加了皮带张力的变化。

众所周知，对于皮带秤而言，产生称量误差的主要因素是皮带秤称重力误差，其中皮带张力变化和非准直度的共同作用是引起皮带秤称重力误差的主要原因。由于循环链码的驱动装置引起皮带张力的附加变化，必将会引起循环链码装置检验重复性误差的明显增大。本人根据对应用于各种流量皮带秤的循环链码运转阻力约值分析估算出这种皮带张力的附加变化值有可能达到500N至2500N；这样大的张力变化在与皮带秤非准直度的共同作用下引起的附加重复性误差有可能达到0.2%至0.5% 。这将使循环链码本身检验重复性高（优于0.1%）的优势丧失殆尽。

2. 刻意维持链码与皮带的同步是没有必要的。

皮带秤连续累计称量的基本公式为：

式中：W 为T时间间隔的物料累计量，kg ；
T 为物料通过皮带秤的时间，s ；
q(t)为皮带单位长度上的物料重量，kg/m ；
v(t)为物料随皮带的运行速度，m/s 。

在用循环链码检验皮带秤时，用链码模拟物料，链码的单位长度质量是个定值，即有：

q(t)=q，则上式变为：

即：用循环链码进行检验的累计量W与 q和v(t)是否同步无关。对于循环链码装置而言，链码与皮带是基本同步的，即使有不同步的情况产生也无关紧要，不会影响检验工作的正确性，完全没有必要用牺牲装置检验准确度为代价来刻意维持链码与皮带的同步。

3. 循环链码启动时对皮带的磨耗影响完全可以忽略不计。

有关资料解释增加循环链码驱动装置是为了减少循环链码启动时对皮带的磨耗。其实循环链码启动时对皮带的磨耗影响是完全可以忽略不计的。

当物体落向皮带机时，运转中的皮带将物体沿皮带前进方向的速度从零增加到与皮带同一速度。从力学的角度看，皮带机克服了物体的惯性阻力作功，增加了物体的动能。增加的动能为：

½mV

式中：m 为物体的质量，kg ；
V 为皮带的速度，m/s 。

物体的惯性阻力作用在皮带与物体的接触面上，会给皮带带来磨耗这是不可避免的，而且物体动能增加越大，皮带磨耗越厉害。当皮带速度一定时，皮带的磨耗，随被增速的物体质量增大而增加。循环链码被皮带启动时，被增速的质量仅仅是该组循环链码的质量；与此相对照，在皮带机的入料口皮带要将落下的物料全部增速到皮带的速度，这些物料的质量远大于循环链码的质量。比如说：某皮带机带速为2m/s，每天工作6小时；循环链码每周检验皮带秤一次，链码长21m；链码的每米质量与入口物料的流量相当。不难算出，这一周内，入料口被皮带带动的物料质量是该组循环链码质量的14400倍。所以皮带启动链码所遭受的磨耗与入料口处皮带启动落下物料时所遭受的磨耗相比是微乎其微的。

在皮带机的工作中，还有比入料口处皮带受到的磨耗更大的环节，例如犁式卸料器。犁式卸料器将运动中物料强行转向，使物料与皮带产生摩擦。设一台工作流量为600t/h 的皮带机，带宽为1米，带速为2m/s，按资料[4]提供的计算公式，入料口的摩擦阻力约为333N，而犁式卸料器的摩擦阻力约为1500N，为入料口的4.5倍。若将皮带启动链码所遭受的磨耗与犁式卸料器相比，更是微乎其微了。
1.部分资源来自网络,经ET电子归类整理,旨在服务电子爱好者并无商业目的,不保证正确性与完整性.
2.如果您觉得本站资源对您有用,请告知您的好友,用搜索引擎搜"ET电子"即可.