提高冶金起重机电子称重系统精度的措施.pdf

提 高冶 金起重机 电子称重系统精度 的措施 曹再强 大连华锐重工起重机有限公 司 大连1 1 6 0 5 2 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 3 0 5 0 0 9 3 0 3 随着 钢铁企业工艺技术 的进步 ，对 铁水、钢 水 的计量越来越 重要 ，其 中称量 系统尤 以起重机 电子秤使用更 为广泛 。 ， 起重机称量可应用 于炼钢 工艺从废 料处 理配 料直至 成 品控 制 的各 个 阶段 ， 为过程和质量控制提供相关 数据 ，以便精 确控制 原料配 比。起重机 电子称 量系统可在 吊运 过程 中 实现称量 ，无需额外 占用称量 时间和空 间，且 能 与计算机联 网、实现作业 过程 的程序 化控制 ，故 在现代炼钢企业中得到广泛应用 。 1 冶金起重机 电子称重 系统组成 冶金起重机 电子称重 系统主要 由传感 器、信 号变送器、控制仪 表、大 屏幕显示 器、电缆 附件 等组成 ，也 可根据 工艺要 求额 外配 置 打印输 出、 无线传输 系统等。 2 影响电子称重系统精度的因素 国际法制计量组织 O I ML 将非 自动电子称 划分为 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等 4个级别 。通 常情况下 ， 冶金起重机 电子 称重是作为工艺称重使用 ，故其 常用的系统精度等级为 0 ． 3 ％F S Ⅳ级 。 在实际使用 中 ，影 响电子称重 系统精度 的 因 素很多 ，其 中主要因素有环境温度、传感器类 型、 传感器形式 、传感器参数选型、传感器安装位 置、 称重信号 的传输 、称 重系统设计 细节、安装工 艺 及使用维护等。 3 提高电子称重系统精度的措施 3 ． 1 补偿因环境温度变化引起的误差 环境温度的变化会造成不同现象 的测量误差。 如温度变化 时 ，零点会有变化 ，称为温度 引起 的 零点漂移 ；在应力不变 的情况下 ，不 同温度条 件 有不 同的输 出，称为灵敏度漂移 。一般对 于零 点 漂移可 采用 在 桥路 中 串联 、并 联 补偿 电阻 的方 法 ，也可采用 A ／ D转换器进行温度补偿。由于冶 金起重机通常应用于环境温度较 高的场合 ，为获 得较 高 的称 重精 度 ，需 要对 称 重 系统 进行 温 度 补偿 。 3结论 通过 改 变桥式起 重机 大车 电机 的接线方 式 ， 在大车轮子下安装检测极 限，利用极 限反 映的轮 缘与轨道 距 离 的变化 ，来 改变 电机 的控制 速度 ， 从而产生扭矩实现了大车的纠偏运行 。 介 于纠偏 控制方式 的限制 ，为 确保纠偏 的安 全运行 ，2变频器必须 同时运行 ，如果出现 1 个变 频器单 独 运行 的情况 ，就会 出现 单边 画 圆情 况 ， 因而在此系统 中还设计 了各种故 障状态下 的安全 措施 ，以确保系统的安全可靠运行 。 起重运输机械 2 0 1 3 5 参 考文献 [ 1 ]王兆宇 ．变频器应用技术[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ，2 0 0 9 ． [ 2 ]赵元宁 ．电工实用手册 [ M] ． 浪潮 浪潮机械 出版 社 ，2 0 1 1 ． [ 3 ]桂井诚 ．电工实用手 册 [ M] ． 北京 机械工业 出版 社 ，2 0 0 8 ． [ 4 ]佟纯厚 ．近代交 流调速 [ M] ． 北京 冶金工业出版 社 ．2 0 0 6 ． 作 者 种法友 地 址 武汉钢铁股份公司设备维修总厂 邮 编 4 3 0 o 8 O 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 0 8 9 3 3 ． 2 合理选择传感器种类 传感器是一 种将力转换 成 电信号 的装置 ，其 性能 的优劣在很大程度上决定 了电子 称的准确度 和稳定性。在多种类 型的传感 器 中，压磁式 传感 器和电阻应变式传感器适用于起重机 的使用 。压 磁式传感器 ，具有 输 出功率 大、信号强 、抗干扰 性好等优 点，缺点是线性度和测 量精度一般 、频 率响应较低 。电阻应变式传感器 具有规格齐 、线 性度好 、精度 高 、频率 响应特性好 、受潮湿影 响 小等优 点，可在 高温 、振动 等恶 劣环境 下工 作。 由于电阻应变式传感器具有上述优点 ，故在 国内 冶金起重机电子称重系统 中得到广泛应用 。 3 ． 3 设计传感器形式 传感器形式对精度 的影 响是 由于形式变化 的 同时其 内部构造会发生变化 ，精度随之改变 ，这 是由传感 器 自身特性决定 的。以国内常用 的双剪 切梁桥式结构传感器为例 ，传感器加 载部位应采 用互为垂直 的双弧形结构 ，这样才能将承载重量 可靠地传递给传感器 ，保证称量精度。 3 ． 4 选择传感器 的量程、精度 1 考虑起重机实际工况，传感器的量程一般 按额定起重量 的 0 ． 8～1 ． 1倍来选用 。传感器量程 选择过大 ，将影响称重系统精度 。 2 由于电子称需要达到较高的系统精度 ，故 其 传 感 器 的 性 能应 不 低 于精 度 等 级 为 0 ． 0 5 ％ F S 、灵敏度 2 mV ／ V、非线性度为0 ． 0 5 ％等的要 求。 3 ． 5 提高传感器受力所 占起重量的百分比 传 感器受 力所 占额度 起重量 的百分 比越高 ， 称重系统 的精度 就越好 。传感器受力 比例 与称重 系统称量精度具体对应关系见表 1 。 表 1 传感器受 力比例与 系统称量精度对应关 系 电子称 传感器占额定起 称量精度 类 型 重量 的 比例 n 5 0 ％ ≤／ 1, 7 5 ％ 1 ％ F ． S V级 工艺称 7 5 ％ ≤n 8 0 ％ 0 ． 5 ％ F ． S V级 8 0 ％ ≤／ ／, 1 0 o ％ 0 ． 3 ％ F ． S Ⅳ级 计量称 n1 0 o ％ 0 ． 1 ％ F ． S I II 级 ． - - - 9 4 ．．．． 3 ． 6 选择传感器安装位置及其优缺点 1 双层小车型 用一个 台面把起重小车抬起一 定高度，将 传感器通过 台面安装 在小车下。其 优 点是能检测 到起 吊重物的全部 重量 ，具有较 高的 精度 ，且不受起升高度和钢丝绳在运动 中产 生 的 摩擦力的影响。缺点是起重机 整机 高度增加影 响 厂房造价 ，还需要考虑 2层小 车之间浮动联接 的 设 计 。 2 托小车型 轨道式传感器采用与小车轨 道相适应的传感器 ，局部替代小 车轨道 ，当小 车 车轮全 部运行 到传感 器上 时，可测 得全 部质量 。 其优点是检 测精度 高 ，且 不受起 升 高度 的影 响； 缺点是只能在定点位置测量 ，使用 时需 要保证定 位误差 。 3 托动滑轮轴型 安装在 吊钩横梁的滑轮轴上 部。此种安装形式 的传感器距 离载荷较近 ，且需 要经过随 吊钩运行的电缆来传递信号 ，故传感器 及 电缆容易受载荷的高温影响 4 托定滑轮轴型 将定滑轮轴用 2只专用双剪 切梁式传感器托 起。并对定滑轮轴 进行 限位 ，使 被称物料通过定滑轮轴将质量传给传感器完成称 量工作。这种结构经济 性好 、安装 简单方便 、计 量稳定可靠 ，实际应用较为广泛 。 3 ． 7 减小称重信号传输的衰减与干扰 1 为提高电子称重系统的精度，减小在 电缆 中微弱称重信号 的干扰 ，应采用信号前 端数字处 理技术，使在电缆中传输的信号为 R S 2 3 2 C格式的 0 ／ 2 0 mA数字信号。 2 传感器与接线盒 的连线距离不超过 3 0 m。 对 于具有较大 电磁干扰的环境条件 如有功率强 大的变频电源干扰时 ，称重数传 器与显示器之 间 的连接应采用专用屏蔽 电缆 ，屏蔽 电缆的屏蔽层 应在显示器一端接地。 3 ． 8 称重系统设计时的注意事项 1 对于不是计量起重量的全部 卷筒上 的钢 丝绳拉力不参加计 重 的系统 ，随着起 升高度 的 变化 ，参加计重 的钢丝绳 长度随之变化 ，从而 引 起同一质量在不同高度上显示不 同的数值。为解 决此问题 ，需要在称重 系统 中加入钢丝绳补偿 装 起重运输 机械 2 0 1 3 5 置 ，将钢丝绳 变化信号输入控制 仪表 ，经过 系统 补偿之后 ，显示的质量便不再随起升高度而变化。 2 传感 器 的安装位 置最 好 有利 于 防潮 、防 尘 ，以避免因潮湿和灰尘对系统精度的影响。 3 称重数传器与多个传感器并联时，由于加 载在传感 器的负荷相对 比较集 中，无 法将单只传 感器分别加 载和对 传感器灵敏度补偿 调整 ，故建 议选用传感器灵敏度一致性相差 0 ． 1 ％进行配对 成 组 。 3 ． 9 严格执行传感器安装工艺 传感器在安装 时，如果 由于工艺水平 的差异 引起传感器水平 、垂 直方 向的偏差 ，将导致传感 器受力不均 ，从而影响测量精度 。 1 在传感器安装过程中 ，应保证 载荷的重力 线与传感器轴线在 一条直线上 ，不得有其他 的力 矩作用在传感器上 。多个传感器 以上 的场合 应注 意基础水平 、使每个传感器受力均衡。 ， 2 传感器在安装时不允许进行任何焊接、钻 孔等相关的机械加工。 3 安装完传感器后如需要喷漆 ，确保油漆 不 会渗透到传感器和固定孔的间隙中。 4 传感器插头的焊接严禁使用带腐蚀性和导 电性的助焊剂 ，而应使用松香等中型助焊剂 。 3 ． 1 O 做 好使 用维 护 在首次使用 电子称 重系统 时，必 须按使用说 明书进行仔细标定。为了保证系统 的精 度 ，在使 用过程 中应定期请 当地计量部 门对计量精度进行 检定 ，检定周期一般为 6个月 。 4 结论 电子称重系统是 一种精密仪器 ，要想达 到较 好的称量精度 ，需要对影 响称重 系统精度 的各项 因素进行综合考虑。 通过对影响电子称重系统精度的因素的介绍 ， 对冶金 起重机 电子称重 系统设计 、制造 、使用维 护具有一定 的参考价值。 参考文献 [ 1 ]张质 文，虞和谦 ，王 金诺，等 ．起重机设 计 手册 [ M] ． 中国铁道 出版社 ，1 9 9 8 ． 作者地址辽宁大连市旅顺口区经济技术开发区顺达路 2 9 号起重机公司 邮 编 1 1 6 0 5 2 收稿 日期 2 0 1 21 1 1 1 杰西 博 8 0 6 1 小型 挖掘 机 杰西博 8 0 6 1 小型挖掘机是杰西博公司专为中国市场研发的。该设备全新设计的车身 ，外形方正大气，更加符 合中 国客户的审美观 ；增加黑色为第二主色调 ，与 J S系列 中大挖产 品相互 辉映 。燃 油箱加 大一倍 ，由原来 的 7 0 L 加大至 1 4 0 L ，更大的燃油容积 ，充足的燃料 ，使得持续作业时间更长。 日本原装五十铃4 J G 1 发动机 4 1 k W，5 5 ．7 p s ，发动机动力强劲，欧 2标准，符合国际排放标准的要求，适应 国内油品，贴近客户需求。燃油2级过滤 ，粗滤和精滤均具备油水分离功能；采用并联散热，整机热平衡性好。 采用大功率的行走马达 ，牵引力大，爬坡 、推土能力强。2挡行走速度，自动切换，可有效地保护行走部件。 动臂和斗杆采用高强度结构设计 ，关键受力部位 3 层焊缝 ，使用寿命更长。上车架底板采用整体式钢板制造 ，结构 坚固耐用。整体式配重采用整体铸钢件，牢固耐用，便于拆卸和安装。推土铲臂采用锥度梁结构，刚性好、强度 高。宽敞舒适的驾驶室，全方位视野，符合国际防滚翻保护安全标准。德国力士乐伺服操纵杆，操作灵便、可靠性 高。全敞开式覆盖件设计，所有部件触手可及，维修和保养简单方便。 杰西博 8 0 6 1挖掘机是 8 0 5 6挖掘机的升级产品，在保持原有高产出高效率的优势条件下 6 t 挖掘机的消耗 ，7 t 挖掘机的效率 ，在产品外观、结构件强度、操作环境等方面进行了改进，使其更加符合中国客户施工习惯 ，为 客户提供更为舒适的操作环境和更大的产出效能。 起重运输机械 2 0 1 3 5 一 9 5