調速定量給料秤（即定量給料機或稱為稱重給料機等）是集給料輸送、稱重計量和定量控製為一體的機電一體化設備。是散裝塊、粒、粉體物料的連續給料計量、定量和配料控製生產設備。廣泛地應用於建材、冶金、化工、輕工、電力等工業生產部門的連續給料計量和配料控製係統。是生產工藝過程質量控製、生產過程自動化和企業管理的重要手段和基礎。
1發展簡況
1968年我國設計生產的單托輻單杠杆電子皮帶秤在電力、冶金、礦山等工業部門開始應用，揭開了動態電子計量設備發展應用的序幕。1972年我們研發設計的恒速定量給料秤（即懸臂式電子皮帶秤）在建材、冶金等行業開始應用。此時的定量給料秤和電子皮帶秤技術質量較低，尤其稱重傳感器等一次檢測元件尚不過關、穩定性較差，二次儀表多是以分離元件為基礎的單元組合儀表。所以，係統計量精度低、穩定性差、係統調校也很麻煩。1978年我們開始研發設計調速定量給料秤，1980年用於水泥生產線，1081年在國內首家通過部級技術鑒定，並獲部級優秀科研成果獎。從上世紀80年代以後，我國又相繼引進了日本的大和（株）、久保田（株），美國的斯托克、梅裏克、拉姆齊，丹麥的史密斯，德國的某公司的定量給料（機）秤和電子皮帶秤技術或設備。從而使我國的定量給料秤和電子皮帶秤產品技術質量水平有了快速的發展和提高.尤其從上世紀90年代以後，隨著國外先進技術的引進，稱重、測速傳感器以及微電子計算機技術的高速發展，更加成熟完善，定量給料秤技術基本上走上成熟的商品化階段。計量精度優於0.5%,給料能力：0.5〜l000t/h左右，K8凯发登录入口調節範圍可達10：1.實際使用的皮帶寬度為：500mm〜2400mm,主從滾筒距1700mm〜8000mm,品種規格齊全，秤體結構多種多樣。稱重控製器有以單片機或PLC為核心的單機控製器；有以工業PC或PLC為核心的機組集中控製係統，完全可以滿足各種使用場合、各種通訊網絡係統和各種檔次要求。當然，從元件、材料和製造工藝質量，尤其軟件設計質量水平，與國外一流原裝產品相比仍有一定差距，特別是稱重控製器，對於要求檔次較高的重要使用場合，選用國外先進原裝產品往往也是必要的，但秤體等部分一般不需進口。
2係統配置優選
調速定量給料秤係統，主要由預給料裝置或進料鬥、秤體、稱重和測速傳感器、變頻調速器和稱重控製器等部分組成。各部分既是一個有機的整體，但又可獨立選配組合。根據生產實際條件和檔次要求，科學合理地選配組合，才能達到最佳的實用可靠性和經濟性。下麵以本人設計開發的TDG（SK/SF）型定量給料秤概要說明。
2.1進料鬥和預給料裝置
對於塊、粒狀和流動性較差的粉體物料，一般由定量給料秤皮帶直接從供料倉下的進料鬥把物料拖出，由出料口開度大小控製料流厚度。根據物料的流動性和粘滯性可選用普通料鬥或振動料鬥或導流槽料鬥等，但絕大多數場合均釆用普通料鬥。進料鬥的結構雖然簡單，但它直接影響出料的均勻通暢、是否堵料、卡料、劃損皮帶和撒落物料等等”筆者設計用於塊、粒狀物料的TK型進料鬥，（如圖1示），釆取前寬後窄的梯形斷麵和鍥形傾斜底邊結構，適度較大的高寬比料口，有效地克服了上述問題，確保岀料均勻順暢，不易劃損皮帶.

用於傾瀉性粉體物料的TF型導料鬥，內設多道擋料板，周邊采用柔性密封結構，確保不衝料、不跑料、不漏料、不揚塵，使料流基本按設定形狀均勻穩定運行。
對於粘濕性物料或流動性很好的粉體物料、或瞬時K8凯发登录入口很大的使用場合，一般需要設置預給料裝置。對於塊、粒狀物料、粘滯性物料，一般釆用皮帶給料機、板式給料機或圓盤給料機等：對於流動性較好的粉、粒狀物料，多釆用管螺旋給料機、回轉葉輪給料機或輸送斜槽+K8凯发登录入口閥等預給料裝置。
皮帶給料機與板式給料機相比，外形尺寸小、重量輕、效率髙、故障少、不漏料、價格低，與圓盤給料機相比，設備高度小，喂料比較均勻穩定。所以，可優先選用.對於粘滯性物料可釆用花紋帶，但不適用於高溫物料。
管螺旋給料機，結構簡單、空間高度小、K8凯发登录入口調節比較平滑、工作可靠、對物料和環境適應性強、價格便宜。物料K8凯发登录入口在200m3/h以下時，可優先選用。但應根據實際物料的流動性、水分、容重等特性，選配相適應的螺旋葉結構，不可千篇一律對待。輸送斜槽+K8凯发登录入口閥係統，需要配套的空氣鬆動和空氣輸送係統、需配閘閥和執行機構等，係統較複雜、投資較高，但對於大K8凯发登录入口的流態化粉料的給料計量係統，明顯優越。所以，建議K8凯发登录入口在200m3/h以上的粉體物料給料計量係統，可優先選用輸送斜槽+K8凯发登录入口閥預給料係統.
2.2秤體結構和選配
秤體既是給料輸送機構，也是稱重測量控製係統的關鍵環節。就測量精度而言，電氣測-量部分達到0.1%的精度亳無問題，但秤體的稱重測量係統卻難以達到。可見保證和提高定量給料秤計量精度的關鍵和難點在秤體部分。因此，秤體尤其是稱量架應簡潔穩固、剛度大、抗震穩定性好、測力靈敏度高、線性好、積灰積料麵小。秤體具有完善良好的皮帶張緊、調偏功能，清掃功能，操作維護簡便，確保運行安全可靠。
(1)恰當的選用規格
代表定量給料秤規格的特征參數是皮帶寬度和主從滾筒中心距。皮帶寬度按輸送帶國家標準分級，按使用要求物料的瞬時K8凯发登录入口、粒度和流動特性等條件選取。如果皮帶選的過窄會造成向外撒落物料、跑料，或促使帶速過快、料倉出料口偏小等弊端。反之，皮帶過寬會導致料層過薄、出料不均勻穩定、測重不準，或帶速過慢、減速比過大等。常用的皮帶標準寬度有：650、800、1000^1200、1400、1600和1800mm等。主從滾筒的中心距一般有：1700、2000、(2500)、2700、3500、4000、4500、5000mm,甚至到8000mm等。對於稱量段長度500mm左右的單托輾秤架，如帶寬為1000mm以下時，主從滾筒中心距推薦在2000mm和2700mm間選取；帶寬在1200mm以上時，推薦在2000mm〜3500mm間選取，可稱“基本長度規格七當皮帶較寬或用於粉體物料時，需適當選長一些.但秤體過長，不僅增加設備和使用成本，也給搬運、安裝、維護增加麻煩’給運行的穩定可靠性和控製精度帶來不利影響。因此，應盡量選用“基本長度規格”，隻有設備布置特殊需要才釆用較長規格的秤體.當然，在同一生產線中’盡量使秤體長度規格統一往往也很必要.
（2）皮帶和皮帶速度的確定
定量給料秤的皮帶，既是給料輸送物料元件，也是稱重測量的重要元件.所以，與普通輸送膠帶的要求有所不同，不但具有足夠的抗張強度、抗衝擊耐磨性能，還必須具有良好的撓性、厚度和質量均一，尺寸準確、表麵平整無折痕的環形無接頭皮帶。要求厚度誤差W0.3mm,寬度誤差＜0.3%,雙邊環長偏差＜0.2%.從而保證測力靈敏、張力和零點比較穩定。
定量給料秤的皮帶*按外形可分為平麵帶和擋邊帶等，按性能分為普通（常溫）帶和耐熱帶等。平麵帶適用於流動性一般的塊、粒狀物料和流動性較差的粉狀物料，是應用最多的一種。對於流動性很好的粉、粒狀物料或容易發生撤落物料的場合應釆用擋邊帶。但應注意：擋邊帶相對剛性大，對測量精度不利，而且拆裝較麻煩費力，價格較高•所以，隻在必要場合釆用。平麵帶和擋邊帶均可做成普通帶或耐熱帶。但耐熱帶相對耐磨性、抗衝擊性差，價格較高.隻有物料溫度達80C〜200C時才采用。不論哪種帶，均需釆用製作精良優質膠帶。
定量給料秤的皮帶速度既同料流速度。總體講是釆用低速度、厚料層的給料方式*較慢的速度有利於降低衝擊振動、岀料均勻順暢、運行平穩、皮帶張力穩定.尤其對於稱量段不長的單托輾秤架，有利於釆樣測量穩定準確。較厚的料層，有利於出料均勻順暢，能適應較大粒度物料，從而可獲得較高的稱重計量精度。但速度過慢會導致減速比過大、設備成本增加’控製滯後時間加長，甚至出料脈動，從而影響控製精度《可見，並非速度越慢越好.據筆者經驗；皮帶速度一殷在0.5m/s左右以下，中小K8凯发登录入口可在0.03~0.3m/s左右，大K8凯发登录入口亦應在0.8m/s以下，否則應釆用更寬皮帶或較長稱量段的雙托輻秤架等措施。
（3）滾筒的直徑和外形
滾筒直徑的大小往往不被選用者注意。但眾所周知：滾筒直徑越大，皮帶包角就越大，與皮帶間的摩擦阻力也越大。另一方麵，皮帶的彎曲疲勞減輕，彎曲阻力減小。有利於傳動平穩不打滑，有利於提高皮帶使用壽命。但隨著滾簡直徑的加大，秤架相關部件尺寸也要增大，使設備重量和成本增加，甚而笨重•尤其定量給料秤皮帶不厚，撓性較好•據筆者實踐經驗：皮帶寬度在1000mm以下時，主滾簡直徑可為令190mm左右；皮帶寬度在1200mm〜1600mm時，主滾筒直徑可為250mm〜4＞320mm左右；當皮帶寬度在1600mm以上時，主滾筒直徑可為8400mm左右.如果釆用包（鑄）膠滾筒，可顯著增加傳動摩擦阻力，克服皮帶打滑、穩定和減小皮帶張力、應力，無疑對保證傳動更平穩和提高稱重測量精度及皮帶使用壽命十分有利.
另外，TDG（SK/SF）型定量給料秤釆用腰鼓形包膠滾筒，雖然製造加工難度增加，成本提高，但其具有良好的自動調節皮帶跑偏作用，且提高了手動調偏的靈敏度，使用效果更良好.
（4）完善的皮帶張緊調偏和清掃機構
TDG（SK/SF）係列定量給料秤，除了設置尾端拉緊螺栓張緊機構外，還設置了重力張緊和自動調偏機構，如圖2所示.

超重輻的重力張緊方式，調節靈敏，穩定可靠，確保皮帶張力穩定，優於弾簧壓力張緊等方式。尤其把重力張緊與自動調偏巧妙結合，並釆用偏心支承雙輻結構，簡單可靠、調節靈敏、經濟實用，基本可消除皮帶跑偏問題並保持皮帶張力穩定.
皮帶上掉料粘料時有發生，尤其皮帶非工作麵積存物料，導致皮帶與滾筒間夾料，從而損壞皮帶和造成皮帶跑偏，須及時處理。一般的三角形或一字形清掃器，往往不能完全清除物料.對皮帶磨損較大。TDG（SK/SF）型定量給料秤的內滑掃器（如圖3所示），下設可調整輻輪，可避免磨損皮帶。上設蓋板並與從動滾筒保持切線位置，確保物料從滾筒上滾落在清掃器之外及時清除，不會發生循環卡料現象。

（5）拖動裝置和調速
定量給料秤的拖動裝置主要包括：電動機、減速機等.近些年一般多釆用電動機與減速機再與主滾筒軸裝宜聯方式。從而去掉了聯軸節、鏈和鏈輪等傳動機構，使係統更簡單、更可靠，更便於安裝維護。
電動機與減速機直聯一體的可叫減速電機（或稱齒輪馬達），其種類較多。常用的有圓孤傘齒+擺線針輪減速機構、齒輪+蝸輪蝸杆機構和齒輪+圓弧傘齒機構等等.SBD型減速電機屬於前種，是國內專門為定量給料秤配套開發的°其結構緊湊、體積小重量輕、運行平穩可靠，傳動效率高、安裝簡便、經濟實用。尤其可根據用戶要求配置測速位置和機構，使測速簡便可靠.有的要求檔次較髙的用戶常選用德國某等公司名牌產品，其製造質量精良，運行平穩可靠。但價格高出一倍多，而且一般從價格考慮多選用斜齒輪+蝸輪減速機構，其測速位置和機構，以及風扇等配套件選擇餘地很小，技術服務不如國產設備便捷。因此，建議優先選用SBD型等國產品牌。
定量給料秤有三種調速方式：即直流調速、電磁調速和變頻調速。異步電機變頻調速係統簡單可靠、調節範圍寬、工作特性好、能適應粉塵環境、故障少、維護簡單方便、經濟實用.所以，當前絕大多數均釆用變頻調速方式。但應注意以下問題：
1）鼠籠型電動機在變頻調速運行時，比一般工作情況溫升提高15%左右，而同軸風扇在低頻工作時冷卻效果較差。所以，應選用絕緣性能較好的優質電動機，絕緣等級最好不低於F級，並盡量使其工作在20Hz以上。如果要求調速範圍較寬，特別是經常在低頻或高頻C50Hz以上）範圍工作、或要求較高的重要使用場合，建議選用專用變頻調速電動機，但專用變頻調速電動機價格較高，多數情況下也不需過分追求。另外，如果釆用六極電動機，變頻器的額定功率應比拖動電動機功率高一個檔次，以保證可靠運行.
2）定量給料秤K8凯发登录入口的調節範圍一般標稱10：1,甚而更大。它既可以通過調節皮帶（即料流）速度，亦可以調節料層厚度（即負荷）實現。但是，料層厚度一般由出料口閘門開度決定，並由人工操作確定。出料口開度越大，料層越厚，出料就更加均勻順暢、有利於克服堵卡料現象，較大的線負荷也有利於保證測重精度和運行穩定。所以,在實際生產中都盡量把閘門開的較大，並一•經確定就不再隨便調整。即使調整料層厚度，一般也僅能在2：1的範圍調節。在實際生產中隻通過調節皮帶速度來調節給料速率，即調節變頻器的工作頻率。變頻器的工作頻率可在6~60Hz範圍調節，但50Hz以上為恒功率變轉矩運行，頻率過低時運行也不穩定。所以，一般實際的工作頻率範圍均設定在50-lOHz,即調速範圍為5：1.為了保證長期在較佳狀態運行，最好工作在50〜20Hz。即理想的調速範圍為2.5：1左右.因此，設定的調速範圍在滿足使用要求條件下，以盡量小更有利，不切實際的給定過大調節範圍可能導致工作狀態不佳。如果確實需要較大的調速範圍，應與供貨商商定合理的技術方案。
2.3稱重控製器的選配
稱重控製器的功能是接受一次檢測元件的負荷、速度等信號，進行處理、顯示、運算和控製相應機構，以實現連續計量和定量給料控製等。它的技術質量水平在很大程度上決定了定量給料秤的控製功能和穩定可靠性•
目前，常用的稱重控製器主要有三種，即：以單片機或PLC為硬環境的單機控製器（儀表）、以PLC為硬環境的智能可編程控製係統和以工業PC機為硬環境的機組微機控製器。前兩種適用於DCS係統，實現分散控製集中管理和開放式網絡通訊的定量給料和配料係統。後一種適用於多台秤集中機組控製方式，多用於中小型企業的定量給料和配料係統.三種方式以單機控製器應用最為普遍，適應性較強，應為首選方案。
值得注意的是：同類稱重控製器的實際技術質量水平往往差距較大，尤其是國內設計開發和生產的產品更是如此，選擇時必須考察其設計、功能特點、元件材料選配和製造質量•必須把穩定可靠性作為主要指標考慮，從目前使用來看，本公司推出新一代HL-820型儀表,充分消化吸收了日本、德國等知名公司最新技術成果.具有以下功能特點：
（1）釆用現場總線技術（CAN）,通訊速度快，可靠性高，通訊距離遠。
（2）雙CPU硬件結構，實時性好、控製精度高.
重量檢測：分辨率為16位，輸入靈敏度為0.4-l.OgV/D,誤差小於0.01%.
速度測量：脈衝頻率範圍10〜2500Hz,誤差小於0.01%,.儀表對外提供的測速傳感器工作電源為直流12V/30mA.
（3）128X64點陣LCD顯示器，漢字提示信息。顯示信息豐富、直觀。
（4）輸入輸出接口釆用多種硬件抗幹擾技術，軟件采用數字濾波、看門狗複位等抗幹擾技術。
（5）可通過鍵盤、外部信號（端口）和上位機對儀表操作。
（6）可選實物、花碼和鏈碼三種標定方法，滿足不同用戶的需求.
（7）智能PID調節。具有水分輸入自動扣除物料中的水分功能。
（8）可以通過儀表接口和通訊接口等方式與上位機、PLC或DCS連接。
（9）待機或運行狀態顯示參數（共2屏、6個）可由用戶定義，可顯示K8凯发登录入口曲線。
（10）具有K8凯发登录入口控製和累計值控製兩種控製方式.
HL-820型儀表可以滿足任何自動化係統配置要求，是替代進口產品理想的選擇。當然,德國某公司的VEG-206和日本某公司的CFC-200等進口儀表代表了當代領先水平，但價格高、供貨周期較長、技術服務不如國內快捷周到。具體可根據實際情況和要求檔次確定。
2.4稱重傳感器的選配
稱重傳感器是把機械量負荷轉換成電量輸出的測量元件•物料負荷測量自然是關鍵環節但現代傳感器技術滿足稱重測量要求已亳無問題.定量給料秤常用的稱重傳感器有圓柱外形複合懸臂梁型和金屬波紋管密封懸梁型傳感器兩種，均可滿足使用要求，但後者的主要性能指標更優良，特別是金屬密封和充氮處理，使其對環境的適應性更強、更穩定。另外,也有些產品釆用其它型或數字式稱重傳感器.數字式傳感器在信號的穩定性、遠距離傳輸和信號處理等方麵較為理想，也是傳感器的發展方向，但價格較高，實際釆用尚少。
定量給料秤的物料負荷比較均勻穩定，波動小，所以，選用稱重傳感器的測量上限為最大負荷的1.2〜1.5倍即可，不需留有過大餘量.
2.5測速傳感器的選配
調速定量給料秤的測速方式和測速傳感器的種類較多，但都是基於物料與皮帶同步運行，即物料相對皮帶是靜止的，所以皮帶的速度就等於料流的速度。
測速傳感器的種類較多，如：交、直流測速發電機，電感開關式，磁電感應式和光電編碼式傳感器等.目前，應用最多的是電感開關式和光電編碼式傳感器。也有直接取變頻器速度反饋信號等方式，均可滿足使用精度要求.從技術手段來看，比較容易獲取較高的測速精度，也比較穩定可靠.尤其像光電編碼器等測速方式，最高容許轉數可達3000-6000rpm,響應頻率可達1〜lOOKHz,輸岀無幹擾方波電數字信號，可見滿足任何定量給料秤的測速精度要求都沒有問題，尤其適用於低速軸測量，但此種方式價格也較髙.實際上大多數是釆用電感式測速傳感器，其簡單可靠，經濟實用，尤其適用於高速軸測量，完全可以滿足測速精度要求.
選用測速傳感器和測速方式不僅考慮測量篇度要求，更需考慮安裝位置、方式和與控製儀表的匹配。安裝位置和方式不但影響測量精度，更是長期穩定可靠工作的基礎。電感測速傳感器在這方麵有突出優點。另外，測速傳感器輸出與控製器的合理匹配，是保證實際使用精度的重要環節。所以,片麵追求測速傳感器本身的高精度，不一定有實際價值。因此，應以穩定可靠為主，能夠滿足使用精度要求即可。
總之，根據具體使用條件、要求，科學合理的選配組合定量給料秤係統才能達到先進可靠和經濟實用的目的。TDG(SK/SF)係列定量給料秤是在引進、消化德國某等國際知名公司先進技術基礎上，融合自身幾十年科研技術經驗，設計開發的當代一流水平產品，多年來在建材、冶金、電力、化工、輕工等工業行業取得了優良的業績和信任度.

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