电子皮带秤在露天煤矿中的应用

一、概述

所有出厂的皮带秤系统，不论它们用于何种用途，均应具有较高的精确度和可靠性。虽然，这些系统的应用和安装可获得整个系统确定的工作性能和精度，但若能按下列准则安装可使皮带秤系统的最高性能得以充分发挥，然而并不拘泥于在每台安装的皮带秤上都要遵守全部条件，越是强调它的工作性能，这些条件就越重要，关键在于对皮带秤系统的正确安装和使用。随着电子技术的飞速发展，在露天煤矿输煤系统中广泛采用电子皮带秤，主要用于企业对外商业贸易结算、企业内部进行成本核算和生产管理。针对露天煤矿的特殊性，本文结合实际工作经验，进行简略阐述。

二、电子皮带秤在露天煤矿的应用场所

露天煤矿粉尘较大、易燃易爆，相应地要求电子皮带秤密封性好、防静电，所采用的电子皮带秤主要用于企业内部生产管理统计和协作单位之间的结算，主要在以下场所中应用：

（1）露天矿出坑原煤生产量计量统计，可统计出露天矿原煤生产量，是原煤入仓前的计量。

（2）原煤经筛分破碎车间除铁、筛分和破碎加工后分级，然后分别对分级形成的各品种产品煤进行计量统计。

（3）产品煤仓出煤时计量统计，目的是统计出各品种产品煤销售量，便于生产调度管理。

（4）生产对外销售时主要采用快速定量装车站计量装运火车，汽车拉煤时则用汽车衡对外计量。

（5）目前露天煤矿所采用的电子皮带秤精度等级一般为0.5%和0.25%。

三、电子皮带秤的选型

目前，市场上生产电子皮带秤的厂家有几十家，但型号配置不一样，价格相差也较大，从几万元到几十万元不等，用户要根据自己的实际情况选择合适的设备，需要考虑以下四个方面的问题。

（一）电子皮带秤型号的选择

根据国家标准GB/T7721-2002《连续累计自动衡器（皮带秤）》，选择适合自已生产条件的电子皮带秤的规格、型号。

（二）电子皮带秤精度等级的选择

电子皮带秤属于自动衡器，其准确度等级的表示方法和静态衡器不一样，根据国家标准GB/T7721-2002《连续累计自动衡器（皮带秤）》可知：电子皮带秤的准确度等级分为三个级别，表示符号为：0.5级、1.0级、2.0级，目前已有0.25级的电子皮带秤。

首先应搞清要购买的设备用于何种场合，是用于商业贸易结算还是企业内部核算。若用于商业贸易结算，应选择精度较高的设备，如0.25级、0.5级；若用于企业内部核算，可选择1.0级或2.0级电子皮带秤。选择高精度的电子皮带秤，不仅初期投资较大，而且使用中维护的工作量、维护的费用也较大，并且还需要选择较高的校验装置，例如实物校验装置，其投资近200万元～300万元。一些用户经常容易产生误区，订购前不加分析地选择高精度的电子皮带秤，增加了后期维护费用。电子皮带秤和静态衡器中II级、III级和Ⅳ级衡器的选用基本相同，不同之处在于该设备的校验装置由用户自备，而静态衡器由生产厂家解决，电子皮带秤精度等级的选择不能盲目。

（三）所选设备的配置

明确购买设备的目的后，接下来应搞清所购买的设备是否需要增加其它功能，以便选择相关配置，然后应向生产厂家提出要选设备的要求，包括设备的基本配置（设备本体、电脑积算器等）和选用配置（如通讯板、打印板、模拟电流接口板、远程显示器等）。其中核心部件电脑积算器的型号价格差别较大，因为配置价格不同，用户应该根据自己的需要适当进行选择，如进行商业贸易可选配打印机，内部核算可选择远程计数器等。

（四）现场基本技术资料

明确以上几点后，接着应向生产厂家提供现场的基本技术资料如使用场所、工况，以便厂家有针对性的进行选型设计。其中现场的技术资料主要包括环境的温度、湿度，胶带输送机的型号、输送机的倾角、托辊的槽形角、胶带的速度、胶带的宽度，运送物料的特性、正常流量、最大流量，现场距电脑积算器的距离和积算器的安装形式等。

四、电子皮带秤的安装工艺要求

一台电子皮带秤的使用性能好坏，不仅取决于生产厂家的产品设计质量，而且还取决于现场的安装工艺要求及设备的使用维护情况。

（一）环境对称重系统安装的影响

由于称重系统计量误差的大小受风速、雨雪等外界环境的影响，所以电子皮带秤应安装在免受风、雨雪等外界环境影响的地方。按要求电子皮带秤应安装在室内，但露天煤矿一般往往安装在室外，这就要求装有防护风、雨雪的设施。

（二）电子皮带秤秤体安装位置的确定

电子皮带秤秤体应安装在输送机胶带张力变化较小，且安装的部位不应有伸缩、接头或纵梁拼接的地方；基于这个原因，秤体最好是安装在输送机靠尾部的地方，称重托辊应安装在距离卸料点不小于5m处（ICS10-20秤、ICS10-30秤）或9m处（ICS10-17秤、ICS10-14秤），但距尾部导料拦板不得少于3个托辊间距（ICS10-20秤、ICS10-30秤）、或5个托辊间距（ICS10-17秤、ICS10-14秤），这是为了减少与胶带相接触的导料拦板（或者说是导料拦板里的物料）的影响。整个称重域内托辊和输送机的支撑应有足够的强度和刚度，尽量避免风力、雨雪、暴晒、振动源、腐蚀性气体、强磁场及大型机电设备的干扰，并且将安装秤体的胶带输送机与振动料仓分离，避免振动信号对称重信号的影响。

对于带凹形曲线段的胶带输送机，安装时与凹形曲线部分相切的那一点(向上升的)至少应该距离秤12m远，如果不能考虑上述尺寸界限时，则电子皮带秤应该安装在输送机的直线段，并在整个卸料区外，秤的前后至少有四组托辊与胶带接触。

对于带有凸形曲线段的胶带输送机，如果电子皮带秤一定要安装在曲线段上，则建议安在卸料点和秤之间、胶带在垂直方向上没有弧形，弧形段必须在称量段托辊之外6m或5倍托辊间距的地方。

在任何一个称重精度较为重要的装置里，称重系统均不应该装在安有可移动卸料器的胶带输送机上，如果秤必须安装在有卸料器的胶带输送机上，那么对带有凹形曲线段胶带输送机的安装要求也适用这种情况。可将卸料器移到头，以保证上述所提出的最小距离，应特别注意的是各种卸料器的配置形式，均应保证胶带在称量段的中心运行。

虽然在大多数的实践应用中，称重系统可以在20%～100%的变化范围里准确地工作，但是还是希望载荷能尽可能地均匀，为了减少给料量的波动，可在料仓的出口处装一个高度可调整的插板。在高精度的胶带输送称重系统中，胶带输送机应该只有一个卸料点，且只在同一点卸料，这样就能保证在整个卸料过程中保持胶带张力恒定。

称量系统流量是将物料重量kg/m乘以速度值m/min得到精确瞬时重量流量，然后将所得的各个瞬时流量值累积起来得出累计重量。由于速度值是以该速度下胶带移动量来测量的，所以胶带输送机的速度和倾角不应该过大，否则将使物料下滑；在大倾角、高速度的输送系统里，秤应该配置在距卸料点较远的位置上，胶带输送机的倾角最大不能超过18°。对于ICS10-14/17系列的皮带秤，胶带输送机倾角不能超过6°，对于ICS10-20/30系列的皮带秤，胶带输送机倾角不能超过18°。露天煤矿采用ICS10-17较多，如大唐国际发电股份有限公司胜利东二号露天煤矿就选用此型号。

为了得到最高的称重系统精度，所有长度超过12m的胶带输送机均应具有恒定的张力或装有重力式拉紧装置。

（三）称重托辊的选取及安装

为了得到最佳的胶带输送机称重精度，要考虑的一个问题是从空载到满载时沿着整个输送路线胶带槽形变化的影响。胶带应有一定的柔性，以保证胶带在空载运行时能使胶带和所有的称重托辊有良好接触，这样可以保证被输送的物料是由称重托辊支承而不是由胶带输送机的框架支承的。

称重托辊的径向跳动、承重高度和槽形角的公差应在国家标准允许的范围内，托辊的槽形角应控制在35°以下，对于所有高精度的电子皮带秤推荐槽形角最好为20°或更小，在某些条件下35°的槽形角也可以接受，而45°的槽形角一般达不到电子皮带秤规定的精度，因而通常是禁止采用的。托辊槽形角偏大，势必会引起托辊的不同心度，从而使胶带的柔性变差。称重域内托辊应比两边其它托辊高出6mm左右，且纵向中心线应与输送机架托辊中心线重合，而且与输送机纵向平行。托辊槽形角过大会给使用带来很多问题，它不仅使得胶带的梁效应或悬垂线效应变得更明显，而且使托辊不同心度的影响增大。

在称重系统安装时，要完成的一项重要工作是在称量段把所有的托辊调整成一条直线，这样做的目的是尽量减小胶带在托辊上方运行时，由于胶带张力变化或其它外力所引入称重系统的附加力。一些托辊制造厂商生产带托辊的秤，在这种秤里可以保证托辊的径向跳动、承重高度和槽形角的公差在允许范围以内，在精度要求特别高的场合，推荐采用这种带托辊的秤。在一般情况下，将第一流的托辊制造商生产的优质托辊用在称量系统里就能满足要求了，但条件是称量系统所选择的托辊与胶带输送机原有的托辊尺寸必须相同、槽形角必须相同。

从空载到满载的条件下，输送机胶带中心导向是极其重要的，导向托辊（防胶带跑偏托辊）可装在距称重域8个托辊间距的地方（称重域托辊是指称重托辊及其两边各四组托辊）。

电子皮带秤的固定托辊和前后各四组托辊应该进行尺寸校准，同时秤应该按要求用垫片上下调节，使秤不受胶带张力变化的影响，称重托辊和称重托辊前后各四组托辊要非常精确地校准，以使称重平台或称重段尽可能地准确，这些托辊的安装要求严格，对整个胶带输送机进行精细的托辊校准是非常重要的，它可以保证在各种胶带荷重条件下得到理想的胶带槽形变化。

（四）电气部分的安装要求

电源部分安装应尽量避开动力电缆，亦可采用照明电源，有条件的用户可在电脑积算器电源侧增加电源稳压装置；电气接线盒安装于输送机一侧，应密封好，在露天煤矿封闭场所要求安装防爆接线盒，防止清扫输送机架时，电路板被水浸泡或粉尘进入接线盒内；电脑积算器控制室如距离现场较远，达到几百米，则安装的称重信号线和电力电缆线应分开走线，且将屏蔽端接好，由于线路损耗较大、称重信号受外界的干扰较严重，距离超过60m时，接线应采用六线制接法；电脑积算器和秤体应分别接地，接地电阻应不大于4Ω。

五、电子皮带秤的使用与维护

（一）系统的维护

要使一台调校好的电子皮带秤能够令人满意地正常运行，且保持良好的精度和可靠性，应进行如下七方面的使用维护：

第一，对于新安装的电子皮带秤，在安装后的几个月内，每隔一天要检测一次零点，每隔一周检测一次间隔值，根据精度要求，适时选择实物校准或模拟校准；

第二，每天下班停机后及时清除秤体上的积料和胶带上的粘附物；

第三，在胶带运行中，应经常检测胶带是否跑偏；

第四，由于称重托辊运动的灵活性、径向跳动程度等会直接影响计量精度，需每年对称重托辊润滑1次～2次，但要注意称重托辊润滑后，需对电子皮带秤重新进行校准；

第五，在使用过程中，正常流量最好控制在校准流量幅度的±20%范围内；

第六，最大流量不要超过120%，这样做不但有助于提高电子皮带秤的精度，而且会提高设备的使用寿命；

第七，严禁在安装传感器的秤体上进行焊接，以免损坏传感器；在特殊情况下，应先断开电源，然后将接地线引到秤体上，一定不能让电流回路经过传感器。

（二）系统的检修、维护

因外界影响因素较多，检查和排除电子皮带秤的故障，相对其它衡器来说要复杂得多，这就需要检修人员应认真阅读了解相关的电子皮带秤知识和使用说明书，勤观察、勤动手、多分析、多思考、多总结。

（1）电脑积算器的维护

电脑积算器是电子皮带秤的中枢，它是将称重传感器送来的mV级信号转化成数字量信号，并将速度传感器送来的脉冲信号进行整形处理，然后一同送入微处理器集中进行处理，故要经常维护保养。

（2）称重传感器和速度传感器的检修

称重传感器和速度传感器是电子皮带秤的心脏。速度传感器是通过与胶带接触的滚动装置来驱动运行，并将胶带运行的速度信号转化为电压信号（方波）；因厂家选用装置不同及胶带运行速度不一样，电压幅值也不一样，在正常工作情况下，电压幅值一般在3VAC～15VAC之间，可用万用表的“～”档进行检查。

（3）零点校正

零点屡调不准会导致称量不准确。首先应从现场着手，造成的原因可能与秤体安装质量和使用环境有关，具体可从以下几方面处理：

①环境温度、湿度是否昼夜变化较大，因它能导致输送机胶带的张力发生变化，从而使电子皮带秤零点发生漂移；

②秤架上是否有积尘积料、输送机胶带是否粘料，如有，应及时清除；

③物料是否卡在秤架内；

④输送机胶带本身不均匀；

⑤系统没有良好接地；

⑥电子测量元件发生故障；

⑦称重传感器严重过载。

其次应考虑传感器本身的稳定性及电脑积算器的性能情况。