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LTB-1皮带秤校准装置的设计和应用

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0　核子皮带秤标定过程中的问题

物料计量中安装皮带秤的工段是重要的计量点,在计量设备质量达标的情况下,核子皮带秤的准确标定就是关键。核子皮带秤在使用中受各种条件的制约,采用实物标定进行校验,严重影响核子皮带秤计量数据的准确性。核子皮带秤的标定问题和难点主要是料状不均匀,皮带速度快,标定工作时间长。

1　核子皮带秤的标定方法

1.1　常规的标定方法

核子皮带秤安装简单、快捷,安装完毕上电以后,实物标定[1](核子皮带秤必须采用实物标定)存在许多难点。根据技术要求,常采用米流量标定和累计量标定的方法。对于选矿厂常规情况,无法进行大矿量实物标定,只能采取米流量标定的方法,然后再结合长时间的金属平衡来反向校对。无论是核子皮带秤,还是电子皮带秤实物标定,都需要长时间的停车和大量人工,既耽误生产,又浪费人力,因此,急需较好的现场标定方法和标定设备。

1.2　就地改造设备进行标定

加强设备管理后,针对各台核子皮带秤不同的设备状况和安装环境,分别增加了实物校验的辅助设施,使计量性能及精度更加稳定[2]。

(1)改造方案一

在皮带速度v≤0. 5m/s,且皮带较短的场所,在离核子秤最远的地方焊接方形标定料仓,可以是活动或永久焊接在皮带机架上。

在需要进行实物标定时,首先准备足够的矿石,进行精确称量,用人工装成小袋转运到标定料仓的附近,磨机或后续设备无需停车。做好空秤标定后,就可以打开标定料仓的闸板,模拟实际的物料流量下料,工人同时要保证标定料仓不空,这样防止物料断续,降低标定精度。作完一次走料后对仪表的设置进行修改,然后继续作两次以上完整的标定,使仪表显示值和实际物料的偏差符合。

(2)改造方案二　

一般核子皮带秤安装在粉料仓前,在闭环破碎皮带上(去掉圆筛的筛网)进行人工布料,在保证皮带正常启动情况下,尽可能多的满负荷布料。开启皮带机,让所布物料通过核子皮带秤,进行数据计量,重复多次达到高质量标定的结果。

1.3　总　结

不论是常规标定方法,还是设备改造标定方法都存在以下问题:①常规标定方法:精度不高,必须停车,费时且需大量人力;②设备改造标定法:设备需改造,费时且需大量人力。为此,研发了LTB-1型皮带秤在线校准装置。

2　LTB-1型皮带秤在线校准装置的设计

LTB-1型皮带秤在线校准装置(以下简称校准装置)是以标定、校准、检定皮带秤的专用设备,适于运用核子皮带秤、电子皮带秤对所有散状物料的标定、校准、可代替实物、链码、金属吸收板等标定方法。

2.1　工作原理及结构

皮带秤上运输物料总量为:

假设物料在皮带秤上均匀分布,皮带速度恒定,则有:

式中:W物为物料总量, kg;Q物为皮带单位长度的物料重量, kg/m;V物为皮带速度,m/s;T物为传送时间,

如将被正确计量过的物料W标放在同一条皮带上,且其单位长度上的物料质量Q标、传送时间T标均与被测物料相同,即Q物=Q标、T物=T标,只有皮带速度V标与V物不同,则:

式(1)、(2)相比,Q物=Q标、T物=T标,则:

所以,在皮带秤计量同一条皮带上物料的质量时,在Q、T相等的条件下,其物料总量的比等于皮带速度的比。当V物/V标为恒定值K时,则:

根据以上原理,当皮带以速度V物通过皮带秤向前运行时,将物料车置于皮带上,并在车内装有计量标准的物料W标,以速度V标与皮带同方向运动,皮带上的物料就是物料车上的物料,单位长度上物料质量也完全一样,传送时间相同,只是保证其速度比值K恒定,则根据(4)式,皮带秤上显示值W物,就是物料车上已计量过的物料W标的K倍。本标准装置就是根据上述原理制造,如图1所示。

皮带(9)以速度V物向前运行,皮带上放一个物料车,车内装有计量过的物料W标,并以速度V标与皮带同方向运行。此时在秤上有两个运行,一个是真正的皮带,另一个是标准物料车,两个运动的物料相同,单位长度上物料质量相同,运送时间也相同,如保证其速度比值K恒定,那么皮带秤上的显示值W物,就应该是标定物料车内物料重量W标的K倍。

使两者速度比值K恒定由校准车1保证,它由摩擦轮、换向机构、变速轮、减速机构、绳轮、导轮等组成,主动轮是摩擦轮,靠摩擦力驱动。因为所需动力极小(每只轮约0. 1kg),故摩擦轮的线度与皮带的线速度相等,经减速带动绳轮转动,经钢丝绳7牵引物料车,并使其以速度V标与皮带同方向移动,从而使皮带运动速度V物与物料运动速度V标的比值K恒定(本标准小车的比值为400、100可变)。

2.2　校准装置组成

(1)校准小车　在运动的皮带上滚动,相对地面静止,靠皮带与摩擦轮的摩擦力驱动,用钢丝绳牵引标准物料车在皮带上移动。物料车移动速度与皮带运动速度之比值,可用侧面挂轮改变,如表1所示。物料车的运动方向用换向手柄变换,有正、反、停3个位置。

(2)标准物料车　本校准装置随机提供一只标准物料车,前部的两只牵引环挂在小车的钢丝绳上,车内装一定量的物料,如果标准电子秤,则车内可装任何干燥的物料,如沙子、小石块等。

(3)牵引及压紧装置　用8#铁丝或其他软钢丝将校准车牵引在门形框上,门形框应牢固的固定在皮带机架上,不应有振动、颤动或明显的弹性变形。

为增加摩擦力及防止皮带在高速运转时校准小车产生跳动,采用门型框固定,螺旋杆调解不同压力来保证校准小车不打滑或跳动。

2.3　标定方法

(1)标定前的准备　在皮带机机架上焊接一个门形角钢或槽钢框架,其位置及尺寸如图2所示。

选择校准小车的变速齿轮,建议对于电子皮带秤,皮带速度小于0. 5m/s时,速比选用1∶100,皮带速度大于0. 5m/s时,速比选用1∶400;对于核子秤,皮带速度小于0. 2m/s时,速比选用1∶100,皮带速度大于0. 2m/s时,速比选用1∶400。然后用8#铁丝或钢丝绳将小车牵引在门形框架两侧立柱的小孔上。

估算皮带机每米长度上正常输送的物料量,设为Qkg/m,用标准秤秤量出约60% ~70%Qkg/m的物料,较均匀地装在标准物料车内,再将物料车放在皮带上,并对称的挂在校准小车钢丝绳上。其中对于核子秤,以车内物料为标准质量,对于电子秤应以车内物料与物料车自重之和为标准质量。

(2)标定　将标准小车的换向手柄放于中间“停”的位置,开动皮带机,调整校准小车及物料车在皮带上的位置,使之在运行中不跑偏。此时调整皮带秤的电气零点,使皮带秤瞬时值比较稳定的指在零位置上。

将换向手柄放在“正”位置,物料车开始向前移动,随着物料进入计量段,皮带秤的瞬时值将逐渐由零变大,再由大变到零,此时表示物料已走出计量段。对于核子秤,指示值由零变大的速度较快,保持最大值的时间较长;对于电子秤,指示值由零变大的时间较慢,其中单托棍秤保持最大的时间较短,多托辊秤保持最大的时间较长。记下皮带秤的累积值并与物料车内标准物料值相比较,根据误差大小适当调节皮带秤设置,再重复以上操作,进行第二次标定。

例如:某核子秤,校准装置标准物料车内装30kg物料,变速齿轮选用1∶400标定后,核子秤累计值为9000kg。

标准物料值应为: 30kg×400=12000kg

显然核子秤示值偏低,应适当调高设置。根据现场实际情况,如果标定一次的累积值较小,不足以证明皮带秤的精度,则可以标定两次或多次,将各次标准物料值相加与皮带秤累计值相比较。

为检查皮带秤的线性,在标准物料车内重新装入30% ~40% XQkg/m物料,皮带秤也应指示相应的值,线性范围应符合有关标准规定。

3　在线校准装置的现场应用

LTB-1型在线校准装置标定方法简单,节省汽车、地中衡的大量使用。并节省大量人力、时间,标定一次只需约30min。

在计量设备上直接运行,需倒料皮带、接料料斗等设备;特别适于核子秤,解决了核子秤必须要大量实物才能标定的缺点;在皮带实际运行情况下标定,精度较高,仅次于实物法。阿舍勒数台核子秤标定前后值对照表如表2所示。