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纪念皮带秤问世100周年

作者:方原柏,昆明有色冶金设计研究院2008.02.24阅读 8751

路是将皮带输送机上的物料按秤架长度分成多个物料段,例如AB段、BC段、CD段、DE段……第1次累加AB段上的物料重量,第2次累加BC段上的物料重量,第3次累加CD段上的物料重量,第4次累加DE段上的物料重量……累加的周期4秒正好可以保证AB段物料完成称重后BC段上的物料又进入称量段。这样,既不会漏掉物料,也不会重复计量。其设计思路来源于台秤的计量方式,台秤每次计量一批物料,卸完这批物料后,再装另一批物料,计量后与前面多次计量数据累加。

  球盘式机械皮带秤

    图7球盘式机械皮带秤的工作原理
  图7:球盘式机械皮带秤的工作原理

  皮带输送机秤架上物料的荷重转换成圆盘上圆球的某个位置,物料的荷重越大www.cechina.cn,圆球的位置越远离圆盘的圆心,圆盘的轴是由皮带速度驱动的,所以圆球的旋转速度是由圆盘的角速度(即皮带速度)和圆盘上圆球的位置决定的。皮带速度越快控制工程网版权所有,圆盘的角速度就越大;物料的荷重越大www.cechina.cn,圆球的位置越远离圆盘的圆心,使球旋转的线速度越大,圆球转动的速度越快;圆球的旋转同时带动了圆柱体旋转,圆柱体又通过一套齿轮机构与计数器相连,因此,计数器跳字的速度与物料的荷重及皮带速度的乘积成正比,其工作原理见图7。

  锥轮式机械

皮带秤

    图8锥轮式机械皮带秤的工作原理
  图8:锥轮式机械皮带秤的工作原理

  皮带输送机秤架上物料的荷重转换成圆锥体上圆盘的某个位置,物料的荷重越大www.cechina.cn,圆盘的位置越向右,即越靠近圆锥体直径较大的下部,圆锥体的轴是由皮带速度驱动的,所以圆盘的旋转速度是由圆锥体的角速度(即皮带速度)和圆锥体上圆盘的位置决定的。皮带速度越快控制工程网版权所有,圆锥体的角速度就越大;物料的荷重越大www.cechina.cn,圆球的位置越靠近圆锥体直径较大的下部,使圆盘旋转的线速度越大,圆盘转动的速度越快,圆盘的旋转轴带动计数器跳字也越快,因此,计数器跳字的速度与物料的荷重及皮带速度的乘积成正比的,其工作原理见图8。

  国产机械式皮带秤

    图9国产滚轮式皮带秤的工作原理图
  图9:国产滚轮式皮带秤的工作原理图

  中国的衡器业在解放以前虽然也有少数几个工厂,但主要从事衡器维修和最简单的衡器制作,皮带秤这一块完全是空白。解放以后,辽宁大连衡器厂、江苏徐州衡器厂、山西长治衡器厂先后从上世纪五十年代到七十年代开始生产滚轮式皮带秤。由于北京起重运输机械研究所、营口仪器三厂从上世纪六十年代开始研制出DZCB型电子皮带秤并逐步取代机械式皮带秤,所以直到上世纪八十年代,国内机械式皮带秤才基本淘汰。但作者2007年在云南边远山区的中型铜矿山的生产现场,仍然看到了一台机械式皮带秤的遗迹,他是刚刚被电子皮带秤取代,而其积分圆盘及其箱体仍保留在现场未拆走。
  图9是国产滚轮式皮带秤的工作原理图,滚轮式皮带秤是由重力传递系统、滚轮、计数器和速度盘等组成。通过安装于回程皮带上方的传动轮及一系列传动齿轮的传递,速度盘以与皮带速度成正比的速度转动;将皮带运输机的两组托辊取下并安装在秤架上,经过几级杠杆的传力CONTROL ENGINEERING China版权所有,再通过象限杆、拉杆的传递,改变了滚轮在速度盘上的位置CONTROL ENGINEERING China版权所有,也就改变了滚轮转动的速度。滚轮转动时,又通过齿轮的传递使计数器跳字,记下皮带上通过的物料总量。当皮带上没有物料时﹐滚轮靠近速度盘中心﹐滚轮转速为零﹐计数器不累计﹔当皮带上有物料时﹐滚轮随着重力变大向速度盘外缘移动﹐因速度盘外缘处的线速度大,滚轮转动加快,从而带动计数器跳字速度加快。国产滚轮式皮带秤的主要参数为:皮带速度:0.1~1.6m/s,称量段长度:2.0m,皮带宽度:500~1400mm。

  皮带秤的未来展望
  随着传感器技术、电子仪表技术的发展,可以输出电信号的速度传感器及称重传感器迅速取代了机械式皮带秤的相应机构,而对速度、重量信号进行放大处理及实现各种运算都可以放在电子仪表中完成,称量精确度提高了,秤架结构简化了,因此电子皮带秤迅速全面地取代了机械式皮带秤。但机械式皮带秤在其长达六十年左右的发展过程中也为皮带秤的使用积累了丰富的应用经验,没有机械式皮带秤的昨天,就没有电子皮带秤的今天。
  回顾已经走过的一百年,我们看到皮带秤的应用已经越来越广泛,并且在各类涉及动态称重的衡器中占据主导地位。展望未来,皮带秤的发展应该集中体现在以下几个方面:
  高精确度、高可靠性的新型速度传感器及称重传感器的应用;
  类似倾角传感器、位置传感器等新检测内容的传感器将加入到皮带秤的应用中;
  二次仪表的智能化、总线化、无线传输化;
  皮带秤新型检定方式的开发和实际应用;
  皮带秤称重理论的深入研究。

  更多相关文章,请查看以下内容:
  计分比较法选择安装皮带秤的最佳皮带输送机 http://blog.cechina.cn/fyb/31874/message.aspx
  电子皮带秤测速传感器的现场灵活应用  http://bbs.cechina.cn/showtopic.aspx?id=35352

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