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失重秤是在靜態(tài)秤計(jì)量基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理機(jī)為核心的自動(dòng)化控制裝置， 廣泛用于冶金、 建材、 化工等行業(yè)的典型生產(chǎn)工藝的配料， 例如粉料、顆粒料、 片料、 球料等的計(jì)量配送。它分為兩種工作方式， 一種是批次配料， 特點(diǎn)是間隙式喂料， 誤差控制在 0． 1%左右;另一種是用于流量控制的連續(xù)式配料， 誤差一般控制在 0． 2% ～ 0． 5% 之間， 可以控制一定的物料流速向下游裝置添加規(guī)定質(zhì)量的物料， 用于連續(xù)生產(chǎn)過程。筆者以連續(xù)喂料方式的德國申克失重稱為例， 著重介紹失重秤的結(jié)構(gòu)原理、 日常維護(hù)和故障檢修。

1 失重秤結(jié)構(gòu)、 失重秤工作原理和控制流程

1．1 失重秤結(jié)構(gòu)

失重秤一般由載荷傳感器、 機(jī)架、 攪拌裝置(電機(jī))、 計(jì)量倉、 螺旋下料器(電機(jī))、 支架鎖緊裝置 、軟連接、 稱重控制器等部分組成。如圖(1)所示:載荷傳感器是失重秤的核心部件， 多采用堅(jiān)固的高分辨電阻應(yīng)變片傳感器， 其構(gòu)造為一標(biāo)準(zhǔn)電橋形式， 其中一個(gè)橋臂使用應(yīng)變電阻片粘貼于鋼性材料上， 當(dāng)受力時(shí)， 加入標(biāo)準(zhǔn)橋壓后， 電橋輸出電壓隨橋臂電阻變化成正比。該失重秤采用兩只傳感器，將載荷轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘杺鬏斀o控制系統(tǒng)。

1． 1． 1 機(jī) 架

機(jī)架是其它組件與裝置的支撐體架， 稱重傳感器安裝在上面。

1． 1． 2 攪拌裝置( 電機(jī))

主要用于對流動(dòng)性差的物料進(jìn)行輔助卸料， 一般由簡易的帶螺旋葉片或釘齒的破拱臂機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成， 通過破拱臂的旋轉(zhuǎn)， 避免物料的架橋或粘結(jié)現(xiàn)象。

1． 1． 3 計(jì)量倉

計(jì)量倉是稱重物料的承載體， 材料選取要根據(jù)物料的特性而定， 其容積按照在zui大輸料流量工藝下 3 min 的喂料量選定。

1． 1． 4 螺旋下料器( 電機(jī))

螺旋給料機(jī)比其它的封閉式出料裝置更為*， 它既能均勻地輸送物料， 也可以防止粉狀物料的飛揚(yáng)與噴射， 采用變頻技術(shù)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速對下料速度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。

1． 1． 5 稱重控制器

計(jì)量控制裝置由智能型稱量儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成， 用于對各種參數(shù)的設(shè)定、 報(bào)警信息的查看以及失重稱的控制和核定等。

1． 1． 6 軟連接

失重秤的進(jìn)、 出料口一般應(yīng)采用氣密封軟連接，以保證儲料罐和后接設(shè)備的連接不妨礙稱重。

1． 2 失重秤工作原理和過程

失重秤通過安裝在托架底部的兩只應(yīng)變電阻式稱重傳感器來測量單位時(shí)間內(nèi)計(jì)量倉物料質(zhì)量的損失， 將實(shí)際下料流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較， 用變頻器控制螺旋出料電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 使下料流量與設(shè)定值相符。

失重秤工作分 2 個(gè)階段:

a)加料階段:當(dāng)計(jì)量倉物料質(zhì)量低于控制器設(shè)定的下限時(shí)， 控制器發(fā)出指令， 打開儲料罐下端的控制閥， 物料進(jìn)入計(jì)量倉。此時(shí)無法通過傳感器測得流率， 控制器工作在容積狀態(tài)， 即開環(huán)控制狀態(tài)， 保持變頻調(diào)速電機(jī)速度和填充前一致， 由于填充過程很短， 對控制精度影響很小;

b)稱重階段:當(dāng)填充到倉重上限時(shí)， 控制器輸出信號關(guān)閉控制閥， 計(jì)量倉停止加料， 進(jìn)入稱重控制狀態(tài)， 即閉環(huán)控制狀態(tài)， 單位時(shí)間傳感器檢測的倉重減小量即為物料流率， 通過與流率設(shè)定值比較對電機(jī)進(jìn)行變頻速度控制， 此階段控制精度較高， 當(dāng)倉重低于下限值， 重復(fù)上述過程。見圖(2)所示。

2 失重秤的日常維護(hù)(以申克稱為例)

失重秤是自動(dòng)化計(jì)量程度較高的配料設(shè)備， 從原理上不受秤體與給料機(jī)構(gòu)的機(jī)械變化影響，兼有靜態(tài)秤和動(dòng)態(tài)秤的特點(diǎn)。因此， 在連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行一段時(shí)間(3 個(gè)月)后， 有必要進(jìn)行一系列精細(xì)化維護(hù)和保養(yǎng)。

2． 1 靜態(tài)維護(hù)

首先檢查與失重秤相連接的軟連接， 如有破損、老化等現(xiàn)象更換之。根據(jù)秤體標(biāo)牌的zui大量程， 準(zhǔn)備相應(yīng)砝碼， 能夠標(biāo)定zui大量程的 25%、 50%、75%、 100%。

2． 1． 1 去皮重校準(zhǔn)

a) 按功能鍵 ， 操作選擇鍵  ， 找到Calib． Functions;

b) 按 進(jìn)入， 操作選擇鍵， 找到 Tw:Tare;

c) 按{C}{C}，程序自動(dòng)運(yùn)行， 待穩(wěn)定后， 按確定， 按 取消。

2． 1． 2 靜態(tài)校準(zhǔn)

a) 按功能鍵 ， 操作選擇鍵， 找到Calib． Functions;

b) 按進(jìn)入， 操作選擇鍵， 找到 CW: Weight Check;

c) 按，程序自動(dòng)運(yùn)行， 待穩(wěn)定后， 會(huì)有兩行顯示， 上邊顯示為校正需要的砝碼質(zhì)量， 下邊顯示為現(xiàn)在料倉里的物料質(zhì)量。將校正需要的一定質(zhì)量的砝碼放置于料倉頂部;

d) 按，程序自動(dòng)運(yùn)行， 待穩(wěn)定后， 按確定， 按取消， 校正完畢， 取下砝碼。

2． 1． 3 zui大量程調(diào)整

逐一加砝碼至滿量程， 觀察控制器校秤畫面的顯示是否和秤體所加砝碼質(zhì)量一致， 然后在校秤畫面點(diǎn)擊校滿秤， 誤差要求小于 0． 1%。

2． 2 動(dòng)態(tài)維護(hù)

2． 2． 1 用砝碼調(diào)整失重秤 4 個(gè)角

用 25 kg 的砝碼分別放在失重秤 4 個(gè)角上， 檢查誤差是否在允許范圍內(nèi)， 若不在允差范圍 0． 1%內(nèi)， 還需調(diào)整兩個(gè)稱重傳感器與秤體的緊固螺栓， 使誤差滿足要求。

2． 2． 2 動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)

a) 先設(shè)定大約額定量程的 50% (不能小于30%)， 啟動(dòng)加料器;

b) 按 功能鍵， 操作選擇鍵， 找到 Calib． Functions; 按 進(jìn) 入，操 作 選 擇 鍵找到 Adapt Vol． Disch，按 進(jìn)入;

c) 等待顯示的數(shù)值穩(wěn)定小幅變化時(shí)， 按確定， 按 取消;

d) 連續(xù)帶料運(yùn)行至少 10 min， 從失重秤出口排出的料用高 1 個(gè)精度等級的電子秤稱此料， 與設(shè)定值比較， 誤差小于 0． 5%。

3 故障檢修

3． 1 發(fā)現(xiàn)程序控制面板顯示的實(shí)際粉體質(zhì)量有漂

移， 范圍為正負(fù) 3 g，失重稱在運(yùn)行時(shí)， 通過記錄儀查看歷史記錄， 發(fā)現(xiàn)下料流量有時(shí)波動(dòng)大

a) 檢查失重稱外圍是否有干擾(如線纜是否拴牢、 頂蓋是否有異物、 門窗是否打開);

b) 清理計(jì)量倉內(nèi)粉體， 重新去皮、 靜態(tài)標(biāo)定;

c) 對失重稱動(dòng)態(tài)標(biāo)定， 發(fā)現(xiàn)誤差率超過 1%;

d) 更換稱重傳感器， 載荷傳感器屬于精密器件， 載荷超出其zui大值， 極易*性損壞， 應(yīng)在秤體周圍懸掛 “禁止攀爬” 警示牌， 放置隔離欄。經(jīng)過以上步驟故障仍未消除， 則應(yīng)考慮在失重稱較長時(shí)間不用時(shí)， 建議應(yīng)用 4 只鎖緊裝置與計(jì)量倉托架連接， 使稱重傳感器懸空， 不受力。

3． 2 失重計(jì)量倉出料量少， 提高單管螺旋輸送機(jī)流

量仍無效， 且現(xiàn)象日趨嚴(yán)重

a) 檢查自檢系統(tǒng)控制器有*代碼;

b) 多次打開失重計(jì)量倉人孔門進(jìn)行觀察、 捅料， 發(fā)現(xiàn)倉壁光滑、 內(nèi)部無雜物、 粉體不潮濕、 流動(dòng)性良好， 遂排除粉體堵料等原因;

c) 失重秤系統(tǒng)內(nèi)部存有正壓， 經(jīng)檢查確認(rèn)出料口上部軟連接有正壓現(xiàn)象， 打開出料口管道觀察孔，竄出大量粉體。

分析原因， 下段連接設(shè)備有熱氣上串， 使軟連接潮濕， 造成粉體堆積。所以在失重稱下段設(shè)備清洗時(shí)， 應(yīng)該用塑料袋把失重稱出料口密封住， 防止失重

稱粉狀物料受潮結(jié)塊。

3． 3 螺旋下料電機(jī)在失重稱連續(xù)下料過程中， 變頻器頻率由 10 Hz 變化到 35 Hz， 電機(jī)速度不穩(wěn)定

a) 檢查計(jì)量倉內(nèi)粉狀物料是否結(jié)塊;

b) 檢查螺旋下料器有無物料卡住;

c) 對失重稱靜態(tài)標(biāo)定、 動(dòng)態(tài)標(biāo)定;

d) 檢查 2 只稱重傳感器， 并測量其橋臂電阻與實(shí)際值是否相符， 數(shù)值相差不大;

e) 懷疑稱重傳感器由于腐蝕而引起非線性故障， 更換新的稱重傳感器， 故障依舊;

f) 更換變頻器， 連續(xù) 3 天運(yùn)行正常， 第 4 天后故障依舊;

g) 在檢查接地系統(tǒng)時(shí)， 發(fā)現(xiàn)控制柜與失重稱連接的傳感器屏蔽線在電纜槽內(nèi)移動(dòng)時(shí)， 電機(jī)速度有時(shí)很穩(wěn)定， 更換屏蔽線故障*解決。

分析其原因， 由于失重稱傳感器屏蔽線屏蔽層損壞， 受到交流供電電源電壓波動(dòng)和變頻器輸出諧波電流的干擾， 導(dǎo)致傳感器的電壓傳輸信號受到干擾。另外， 傳感器屏蔽線電纜線在電纜槽內(nèi)布放時(shí)，應(yīng)與交流電纜線分開放置或單獨(dú)穿管布放。

4 結(jié) 語

由于失重秤是帶計(jì)量的配料設(shè)備， 配料精度要求高， 自動(dòng)控制系統(tǒng)較為復(fù)雜， 故障現(xiàn)象多種多樣，所以要準(zhǔn)確地排查故障部位并非易事。筆者認(rèn)為只有平時(shí)多注重設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)， 在實(shí)踐中勤于思考，遇到問題時(shí)客觀分析、 綜合判斷， 才能不斷地積累工作經(jīng)驗(yàn)， 才能在故障排查中做到有的放矢， 縮短排除故障的時(shí)間。

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