雙托輥式電子皮帶秤在煙草行業(yè)的研究與應(yīng)用

欒松年，高潔，王海龍

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠設(shè)備動(dòng)力處，山東 青島 266011）

在煙草行業(yè)中電子皮帶秤應(yīng)用廣泛，主要用于對(duì)煙葉、葉絲、梗絲、膨脹絲、薄片絲進(jìn)行稱量、配比以及控制等，由于煙草行業(yè)的特殊性，其運(yùn)用電子皮帶秤的過(guò)程同其它行業(yè)使用的電子皮帶秤存在比較大的差異，因此很多電子皮帶秤生產(chǎn)廠商針對(duì)煙草行業(yè)進(jìn)行了技術(shù)方面的改進(jìn)，電子皮帶秤也從最初的刀口支撐式發(fā)展到現(xiàn)在的直接承重式。其中，雙托輥式電子皮帶秤由于其在計(jì)量方面的優(yōu)勢(shì)成為煙草企業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備。

1 雙托輥式電子皮帶秤的稱重裝置

雙托輥式電子皮帶秤輸送機(jī)主要由機(jī)架、皮帶張緊裝置、輸送帶、輸送裝置、自動(dòng)糾偏裝置、可調(diào)支撐組合、過(guò)渡托輥、計(jì)量稱重裝置、手動(dòng)糾偏裝置、支架、驅(qū)動(dòng)及測(cè)速裝置、皮帶清掃裝置等組成，其中計(jì)量稱重裝置主要由稱重傳感器、上滑塊、下滑塊、托輥連接塊、砝碼掛銷、稱重托輥、限位螺釘、調(diào)節(jié)螺桿組成（見(jiàn)圖1）。

圖1 雙托輥式電子皮帶秤的計(jì)量稱重裝置

2 雙托輥式電子皮帶秤的計(jì)量原理

當(dāng)物料通過(guò)皮帶秤輸送機(jī)計(jì)量段時(shí)，這一區(qū)段上的物料重量對(duì)稱重托輥產(chǎn)生壓力，稱重托輥將這個(gè)力作用到負(fù)荷傳感器上，此時(shí)傳感器輸出一個(gè)正比于物料重量的電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大電路后送入輸入模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后再送CPU模塊進(jìn)行運(yùn)算。同時(shí)，隨著輸送機(jī)的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，裝于驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的光電脈沖編碼器發(fā)出脈沖，每一個(gè)脈沖代表皮帶走過(guò)的距離。每當(dāng)皮帶走過(guò)一個(gè)固定的距離ΔL，采樣裝置完成一次重量、速度采樣工作。當(dāng)物料通過(guò)皮帶秤后，采樣裝置已采樣多次，將各次采樣值按下式累計(jì)即可得到累計(jì)重量W：

式中：i為采樣脈沖；Pi為計(jì)量段上物料重量；L為計(jì)量段長(zhǎng)；ΔL為采樣間隔距離。

式中，P/L即為皮帶每米上物料的重量，n為皮帶走過(guò)ΔL的段數(shù)，P/L·ΔL即為走過(guò)ΔL長(zhǎng)度的重量，對(duì)n 段重量求和即得累計(jì)重量W。

電子秤皮帶速度v可由下式求得：

式中：T為走過(guò)ΔL 長(zhǎng)度所需的時(shí)間；ΔL為采樣間隔。

當(dāng)物料通過(guò)皮帶秤輸送機(jī)稱重段時(shí),這一區(qū)段上的物料重量對(duì)稱重托輥產(chǎn)生壓力，稱重托輥將這個(gè)力作用到傳感器上，使傳感器產(chǎn)生一個(gè)與這區(qū)段上的物料質(zhì)量成正比的電壓信號(hào)，同時(shí)，編碼器發(fā)出與皮帶速度成正比的脈沖信號(hào)，送給控制電路進(jìn)行計(jì)算和控制。最后得到瞬時(shí)流量Q：

式中：m為物料重量；v為皮帶速度L為計(jì)量段長(zhǎng)。

3 雙托輥式電子皮帶秤的優(yōu)勢(shì)

雙托輥直接承重式電子皮帶秤承重裝置是由兩根稱重托輥、四只稱重傳感器組成，這種雙托輥的聯(lián)合監(jiān)控方式，保證了皮帶秤的秤臺(tái)始終有一個(gè)臺(tái)處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，確保了煙葉在制絲的各工序都處于精確稱量與配比（見(jiàn)圖2）。

圖2 雙托輥皮帶秤稱重裝置原理

如圖2，進(jìn)料口方向的兩只傳感器組成一組計(jì)量秤臺(tái)，出料口方向的兩只傳感器又組成一組計(jì)量秤臺(tái)，兩組計(jì)量秤臺(tái)共同組成雙托輥秤的秤臺(tái)。物料進(jìn)來(lái)先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)秤臺(tái)，物料經(jīng)過(guò)電子皮帶秤，三個(gè)秤臺(tái)會(huì)分別對(duì)其進(jìn)行稱重并累計(jì)。

同時(shí)，這種雙托輥相當(dāng)于左右對(duì)稱的兩個(gè)單托輥秤臺(tái)的組合，在固定托輥距離相等的情況下雙托輥的計(jì)量段長(zhǎng)度將遠(yuǎn)長(zhǎng)于單托輥的計(jì)量段長(zhǎng)度，相同的物料在雙托輥秤臺(tái)上將被秤量更長(zhǎng)的時(shí)間，而且感知更大的重量，這不僅提高了稱量的精度，也提高了靈敏度。

4 結(jié)語(yǔ)

雙托輥式電子皮帶秤基于其多計(jì)量秤臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高了電子皮帶秤的穩(wěn)定、可靠、管理等性能，在煙草行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。