【开课啦！】方原柏定量皮带秤知识讲座——第一讲概述
从本周起，国内皮带秤权威专家方原柏先生，将在“剑指工控”开设《定量皮带秤知识讲座》，从六大方面介绍定量皮带秤的相关知识和应用要点，深入浅出解答定量皮带秤选择和使用中的所有难题。
在此，小编特意备了一份薄礼，等你来学习
点击写留言，谈谈你的感受，想法！
《定量皮带秤知识讲座》若一期留言用户达到10人及以上，
则从该期参与留言的用户中挑选一名积极、热心网友
奖励50元微信红包 （本系列同一用户不重复奖励！）
1 1 皮带秤和定量皮带秤的差异
定量皮带秤是皮带秤的一种特殊的形式，但仍然是属于皮带秤这个大范畴的一个有特定用途产品。皮带秤只是测量物料的流量，而定量皮带秤则与之不同，它一方面测量物料的流量，另一方面要以预先设定的流量接受从料仓里向外输送的物料。皮带秤是在现有的皮带输送机上加装一台秤架，用于监视物料的流量，它是皮带输送机的一个附属设备；定量皮带秤是位于两个连接点之间的一个独立设备，用于监视或控制物料的流量。
皮带秤是满足皮带输送机的通用需求设计的，用户根据自身工艺装置的皮带输送机的规格、速度、输送物料量等详细信息选择适用的皮带秤定型产品。定量皮带秤应用是针对每个过程的个性化需求，设计时需考虑物料、工艺过程和控制对象的详细信息，物料的特性和它从一个工序到另一个工序的流动方式和距离是定量皮带秤设计是着重考虑的因素。定量皮带秤是位于工序上下两台设备之间的一个独立设备，用于输送物料流量的监视或控制。定量皮带秤配置的每个组件用来满足应用的特定需求。皮带速度相应较慢，以确保从预给料装置来的物料不泄漏或从料斗以剪切方式拖出物料时不损坏皮带或造成皮带打滑。电机的功率应大于在皮带满负载条件下静态启动皮带的动力要求。变速箱的选择应将电机高转速转换到指定的皮带速度，以实现要求的设计流量。定量皮带秤的皮带需要根据物料的耐磨性和温度配置，对流态化物料还应有特殊的考虑。承载器组件需要满足检测和控制准确度的要求，所附称重传感器和速度传感器应能匹配控制器的要求。除了正常的输送机设计外，要确保框架和结构有足够的刚性以输送荷载和承受物料剪切力等动态力。在整个配置过程中，应采用严格的安全标准和组件。应用这些严格的设计标准，确保定量皮带秤是专为称重精度和给料的一致性而设计的。
1.2 定量皮带秤的功能
通常具有如下功能：
一台独立的设备，可以将物料从一个位置输送到另一个位置；
在输送的过程进行称重，显示物料的瞬时流量和累计流量；
可以按本机设定流量值控制通过定量皮带秤输出的物料流量；
可以接收外来设定流量值控制通过定量皮带秤输出的物料流量。
1.3定量皮带秤的应用场合
1.3.1 定量给料
以预先设定的重量流量进行定量给料，通常是一台定量皮带秤单独运行。
1.3.2 恒定流量配料
多台定量皮带秤组成一个配料系统，控制多台定量皮带秤输送的多种物料间保持恒定的重量配料比，形成恒定的混合配料流，混合配料流的总重量流量及各配料组分的重量流量保持稳定。
1.3.3 恒定配比变流量配料
多台定量皮带秤组成一个配料系统，控制多台定量皮带秤输送的多种物料完成波动的混合配料流，其中一种物料为主物料（通常采用皮带秤进行计量），该皮带秤的瞬时流量信号作为其它一种或多种辅助物料定量皮带秤的流量设定值，所以主物料和辅助物料之间保持恒定的重量配料比，但混合配料流的总重量是随主物料量的波动而变化的，也就是说，主物料量并不是定量调节，而是随工艺条件的变化可能发生变化的，辅助物料定量皮带秤的流量设定值则因主物料皮带秤瞬时流量信号的变化而随之改变，所以辅助物料的流量是随动变化的，混合配料流的总流量也是随动变化的。
1.3.4 优化控制给料
在磨料机（如球磨机、棒磨机、自磨机等等）之类设备上使用的定量皮带秤，为了追求过程的最佳化，其物料定量皮带秤的流量设定值往往根据工艺过程的一些检测参数的变化而变化，如球磨机的磨音传感器（磨音大小间接反映球磨机内装料量的多少，磨音响，球磨机内装料量少，反之则球磨机内装料量多）、球磨机的粗料返回量等等参数。
1.4 定量皮带秤组成
定量皮带秤通常由三部分组成：短皮带输送机、累计控制器、变频器，系统构成见图1-1。
图1-1 定量皮带秤系统构成示意图
1.4.1短皮带输送机
短皮带输送机包括前后滚筒、电机、减速机、皮带、托辊、秤架、称重传感器、测速传感器及附属部件组成，主要实现物料输送和称重功能。短皮带输送机及附属部件的名称见图1-2。
图1-2 短皮带输送机及附属部件
1.4.2累计控制器
从称重传感器、测速传感器采集数据，完成物料瞬时流量、累计流量的运算，实现定量控制功能。
1.4.3变频器
接收从累计控制器来的4~20mA控制信号并转换成短皮带输送机电机的转速控制脉冲信号，以实现定量控制功能。
1.5定量皮带秤工作方式
定量皮带秤是装有皮带秤整个称量装置的皮带输送机，由进料斗、预给料机和皮带机组成的一套配料装置。其中进料斗完成物料的储存和缓冲的任务，预给料机完成物料量多少的调节任务，皮带机完成物料输送任务，皮带机上的称量装置完成物料量计量的任务。定量皮带秤工作方式一般分为皮带机恒速方式、拖料方式、双调速方式三种。
1.5.1皮带机恒速方式
皮带机恒速方式指的是预给料机调速、皮带机恒速方式的工作方式。
预给料机调速可以完成物料量多少的控制任务，而皮带机不可调速则皮带上的物料负荷随物料量的多少而变。早期的定量皮带秤采用这种方式的较多。
优点：
皮带机不可调速方式所用的调速设备较少；进料斗与定量皮带秤之间有预给料机，便于皮带秤的调零、更换皮带等操作。
缺点：
皮带上的物料负荷随物料量的多少而变对物料称量精确度有影响，特别是在流量设定值变化范围大（例如超过5：1）或流量设定值长期工作在低量程区域影响更大。
适用范围：流量设定值变化范围小的定量皮带秤。
1.5.2拖料方式
拖料方式指的是无预给料机、皮带机调速的工作方式，图1-3为拖料方式定量皮带秤。
图1-3 拖料方式定量皮带秤
1-进料斗；2-剪切闸门；3-裙边皮带；4-电动机；5-减速机
定量皮带秤直接安装在进料斗的下方，以拖料的方式从进料斗中拖出物料。这种情况下可调速的皮带机既完成物料量的称量任务，又作为可调速的皮带给料机完成物料量多少的调节任务，所以在拖料皮带秤这种工作方式中，严格地讲，不能称为无预给料机，只是无专用的预给料机，预给料机的功能由定量皮带秤的皮带机顺带完成。
大型进料斗直接坐在配料皮带秤的皮带机上，用户常常担心较大的料柱压力使定量皮带秤皮带上的压力过大。德国申克公司的解释是：大型进料斗虽然料柱较高，但当料柱超过一定高度后，处于排料口上方物料在其柱状体四周所产生的切应力（包括摩擦力和附着力）将吸收排料口上方物料的大部分重力，排料口处皮带所承受的压力比料柱高度乘以比重所得出的压力要小得多，所以定量皮带秤受料段皮带并没有承受想象中那样大的压力，图1-4展示了料仓底部受力与料仓内物料高度的关系图。图中，料仓中如果装的是水，则受力是图中的一条斜线，越靠近料仓底部，压力越大；但如果是固体物料，则受力是一条曲线，在料仓中下部的某个位置A受力达到最大值，再往下如果是卸料状态，则是一条与零点相交的直线，如果是装料状态，则是一条曲线。
图1-4 料仓底部受力与料仓内物料高度的关系图
在进料斗的上部，通常在水平方向装有关闭闸门，在皮带面上的垂直方向上安装有可上下移动的剪切闸门。关闭闸门通常用于切断进料斗的下料，以便完成定量皮带秤的调零、更换皮带等操作。剪切闸门通常开度固定，在流量设定值变化时，只是皮带机速度变化，而皮带上的物料负荷始终保持稳定；但当流量设定值变化较大且超出定量皮带秤的皮带机的调速范围时，才由人工操作剪切闸门，使定量皮带秤在一个新的皮带上物料负荷值下工作。
优点：
由于无给料机，系统构成最简单，设备投资最省，例如一台给料量为数百吨的圆盘给料机价格达数十万元，甚至超过一些高性能的定量皮带秤的价格；节省电能消耗，如一台圆盘给料机的电机功率通常为数千瓦至数十千瓦，这部分电能的年经营费用也相当可观；皮带上的物料负荷不随物料量的多少而变，对物料称量精确度的提高有好处；无预给料机降低了配料系统中的高差，对新建系统来说可节省投资，对老系统来说，增加定量皮带秤的方案更容易实施。
缺点：
进料斗直接坐在定量皮带秤的皮带机上，较大的料柱压力使定量皮带秤的皮带张力加大；对某些不适合皮带给料机给料的物料例如粘性物料可能不适用；定量皮带秤的皮带机与进料斗之间没有专用的给料机缓冲，皮带秤的调零、更换皮带等操作较难完成；
适用范围：流动性能较好、湿度适中、较适合皮带给料机给料的物料。
1.5.3双调速方式
双调速方式指的是预给料机、皮带机均调速方式的工作方式，图1-5为双调速方式定量皮带秤。
预给料机调速是为了改变物料给料量，皮带机调速是为了使皮带上的物料负荷始终保持稳定。目前双调速方式均采用两台变频器分别带动预给料机、皮带机的电机调速。
图1-5 双调速方式定量皮带秤
1-料仓；2-圆盘给料机；3-定量皮带秤
优点：
通常皮带上的物料负荷不随物料量的多少而变，对物料称量精确度的提高有好处；进料斗与定量皮带秤之间有预给料机，便于皮带秤的调零、更换皮带等操作。
缺点：
系统构成较为复杂，有两台设备需要调速，投资较高；
适用范围：流量设定值变化范围大的定量皮带秤。
目前的发展趋势是尽量采用拖料方式，比如以往要采用预给料机的粉末状物料、一般粘性物料，当增加一些附属部件后，以拖料方式工作的定量皮带秤也运行正常，从而为工程项目节省了大量投资。
表1-1提供了采用圆盘给料机的皮带秤机与拖料式定量皮带秤的性能比较。
表1-1 双调速（带圆盘给料机给料）定量给料机与拖料式定量给料机性能比较表
作者简介
