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國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤技術(shù)的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2021-01-30 16:08:15 |來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

本文先是回顧了中國(guó)電子皮帶秤的早期發(fā)展歷史,然后從以下5個(gè)方面總結(jié)了國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤30年的技術(shù)發(fā)展歷程:從單一產(chǎn)品到類別齊全、從粗放到逐步精細(xì)、從引進(jìn)到開始出口、從模仿到有所創(chuàng)新、從弱小到初步壯大。
1 國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤的早期發(fā)展歷史回顧
1908年,美國(guó)人發(fā)明了世界上第一臺(tái)皮帶輸送機(jī)使用的稱重設(shè)備——機(jī)械式皮帶秤[1],上世紀(jì)五十年代國(guó)外開始使用以稱重傳感器為檢測(cè)元件的電子皮帶秤,并迅速取代機(jī)械式皮帶秤而成為固體物料連續(xù)自動(dòng)稱重主流計(jì)量設(shè)備。
上世紀(jì)五十年代中國(guó)的衡器業(yè)開始起步,1954年遼寧沈陽(yáng)衡器廠試制了國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)梅里克型GL機(jī)械滾輪式皮帶秤[2],隨后,遼寧大連衡器廠、江蘇徐州衡器廠、山西長(zhǎng)治衡器廠也陸續(xù)生產(chǎn)PGL滾輪式皮帶秤。
1964年,國(guó)家科委要求研制電子皮帶秤,將這一任務(wù)交由北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所承擔(dān),成立了由學(xué)者孫邦杰、鄭時(shí)聲、周天恩、鄭齊信等人組成的課題組。1965年,課題組在首鋼燒結(jié)廠配料車間進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn);1966年初,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所派工程技術(shù)人員到營(yíng)口儀器三廠搞三結(jié)合研制;1967年年初完成樣機(jī)試制任務(wù),樣機(jī)隨即在吉林長(zhǎng)春第一汽車廠自備電廠輸煤系統(tǒng)安裝、調(diào)試、試運(yùn)行。1967年二季度在長(zhǎng)春舉行電子皮帶秤樣機(jī)試運(yùn)行鑒定會(huì),會(huì)議認(rèn)為:國(guó)內(nèi)第一臺(tái)電子皮帶秤樣機(jī)的產(chǎn)生開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)動(dòng)態(tài)電子稱重的第一步,實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)品性能基本達(dá)到要求。隨后產(chǎn)品由營(yíng)口儀器三廠生產(chǎn),早期的型號(hào)為DZCB-2。
在1978年以前,國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾家研究單位研制電子皮帶秤,也僅有營(yíng)口儀器三廠、華東電子儀器廠、上海衡器廠等不到十個(gè)廠家生產(chǎn)電子皮帶秤。無(wú)論是電子皮帶秤的生產(chǎn),還是電子皮帶秤的應(yīng)用均處于發(fā)展的萌芽階段:產(chǎn)品種類少、精確度低、投運(yùn)率低、應(yīng)用技術(shù)不成熟。
2 電子皮帶秤30年的技術(shù)發(fā)展
從1978年起,隨著中國(guó)的改革開放,電子皮帶秤也迎來(lái)了快速發(fā)展的機(jī)遇,30年來(lái),我們走過(guò)了從單一產(chǎn)品到類別齊全、從粗放到逐步精細(xì)、從引進(jìn)到開始出口、從模仿到有所創(chuàng)新、從弱小到初步壯大這樣一段艱難的歷程,使國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤達(dá)到主流廠家產(chǎn)品性能穩(wěn)定、基本能適應(yīng)市場(chǎng)需求的狀況。
2.1 從單一產(chǎn)品到類別齊全
1978年以前,國(guó)內(nèi)除生產(chǎn)單托輥單杠桿式秤架外,懸臂式秤架剛由研制單位研制并開始定型生產(chǎn)作為配料用,其余結(jié)構(gòu)形式的配料皮帶秤完全是空白。而目前國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)幾乎所有類型的秤架,其中包括單托輥單杠桿式秤架、多托輥單杠桿式秤架、多托輥雙杠桿式秤架、懸臂式秤架、直接承重式秤架、多托輥組合懸浮式秤架和多托輥整體懸浮式秤架以及輕物料(如煙草)用的秤架;配料皮帶秤有能適應(yīng)從每小時(shí)數(shù)十公斤到上千噸給料能力的恒速式配料皮帶秤、拖料式單調(diào)速配料皮帶秤、帶專用給料機(jī)的雙調(diào)速配料皮帶秤以及輕物料(如煙草)用的調(diào)速配料皮帶秤。二次儀表除了微機(jī)化的嵌入式專用皮帶秤儀表外,還有采用PLC+HMI構(gòu)成二次儀表的方式,也有采用現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的總線式二次儀表。
1979年,長(zhǎng)沙某設(shè)計(jì)研究院學(xué)者劉玉松、李登濤先生為首的技術(shù)人員與湘潭鋼鐵廠計(jì)量所合作,研制一臺(tái)雙杠桿多托輥式電子皮帶秤,用于某焦化廠與煉鐵廠之間的焦炭交接計(jì)量,從而開啟了國(guó)產(chǎn)高精確度計(jì)量皮帶秤秤架的研究工作。南京某設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SYSTEM-6系列皮帶秤控制器,作為第一個(gè)中國(guó)自動(dòng)化儀表類的產(chǎn)品在2002年12月通過(guò)“中國(guó)PROFIBUS產(chǎn)品測(cè)試實(shí)驗(yàn)室”PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)試。
2.2 從粗放到逐步精細(xì)
早期的秤架、二次儀表制作粗放,秤架支點(diǎn)還曾采用過(guò)普通軸承及刀口支承,杠桿水平方向面積大,容易積灰?,F(xiàn)在的秤架支點(diǎn)多采用十字簧片、交叉簧片、橡膠軸承,轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、免維護(hù);秤架材料經(jīng)過(guò)挑選,剛度大,秤架選擇水平方向面積小、積灰小的形式;一部分廠家放棄使用普通托輥?zhàn)鞣Q量托輥而改用經(jīng)精加工的專用托輥?zhàn)鞣Q量托輥;為了方便用戶進(jìn)行皮帶秤秤架的準(zhǔn)直性校準(zhǔn)調(diào)整,有的廠家隨皮帶秤供給專用托輥架高度調(diào)整墊片。
2.3 從引進(jìn)到開始出口
1983年遼寧營(yíng)口儀器三廠率先從日本某公司引進(jìn)CS-EC型電子皮帶秤生產(chǎn)技術(shù),隨后上海華東電子儀器廠從美國(guó)某公司、徐州電子皮帶秤衡器廠從美國(guó)某公司,承德自動(dòng)化計(jì)量?jī)x器廠、成都科學(xué)儀器廠、常熟重型機(jī)器廠聯(lián)合從德國(guó)申克(SCHENCK)公司引進(jìn)電子皮帶秤制造技術(shù),促進(jìn)了國(guó)內(nèi)電子皮帶秤制造廠的技術(shù)改造。
由于中國(guó)衡器市場(chǎng)的迅猛發(fā)展,國(guó)外一些著名的衡器廠商也先后組建合資企業(yè)和獨(dú)資企業(yè)。例如美國(guó)某公司在徐州組建中美合資企業(yè)江蘇某技術(shù)公司及1990年8月日本某衡器有限公司與上海某實(shí)業(yè)總公司共同投資組建中日合資企業(yè)上海某有限公司。進(jìn)入二十一世紀(jì)后,國(guó)外一些著名的衡器廠商在華辦事處也紛紛組建獨(dú)資企業(yè),開始在中國(guó)生產(chǎn)部分產(chǎn)品,如皮帶秤的秤架、配料皮帶秤的秤體等產(chǎn)品,以降低生產(chǎn)成本,提高在中國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。德國(guó)申克公司在天津成立申克工業(yè)技術(shù)有限公司,負(fù)責(zé)中國(guó)市場(chǎng)稱重及配料設(shè)備的進(jìn)口、組裝、制造、市場(chǎng)、銷售和技術(shù)服務(wù);西門子公司在大連成立西門子傳感器與通訊有限公司,主要面向中國(guó)市場(chǎng),生產(chǎn)和研發(fā)包括稱重產(chǎn)品在內(nèi)的各類傳感器及無(wú)線通訊設(shè)備;瑞士哈斯勒(HASLER)公司在上海嘉定成立哈斯勒工業(yè)設(shè)備(上海)有限公司,專業(yè)生產(chǎn)皮帶定量給料機(jī)、電子皮帶秤等工業(yè)稱重計(jì)量配料設(shè)備;美國(guó)拉姆齊公司隸屬的賽默飛世兒科技集團(tuán)(Thermo Fisher Scientific)公司也在中國(guó)建立了包括衡器產(chǎn)品在內(nèi)的生產(chǎn)基地。
國(guó)外公司進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),一方面擠占了大量的市場(chǎng)份額,制約了國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤的發(fā)展。但另一方面他又帶來(lái)先進(jìn)的電子皮帶秤制造技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理模式和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),中國(guó)的制造廠商在與他們競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程中也學(xué)到了很多技術(shù)、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),使國(guó)產(chǎn)皮帶秤的生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)得以提高。
近年來(lái),國(guó)產(chǎn)計(jì)量皮帶秤、配料皮帶秤也有少量出口,其中大部分是隨工程成套項(xiàng)目出口的,但這也標(biāo)志國(guó)產(chǎn)計(jì)量皮帶秤、配料皮帶秤部分產(chǎn)品能達(dá)到一般國(guó)際水平。但與同時(shí)期進(jìn)口計(jì)量皮帶秤、配料皮帶秤相比,單套價(jià)格要低60~70%,這也說(shuō)明國(guó)產(chǎn)計(jì)量皮帶秤、配料皮帶秤的品牌、質(zhì)量、性能還有相當(dāng)大的差距。
國(guó)內(nèi)公司正逐步拓展海外市場(chǎng),江蘇某集團(tuán)有限公司已在海外成立三家子公司:某荷蘭公司、某英國(guó)公司和某澳大利亞公司。
2.4 從模仿到有所創(chuàng)新
國(guó)產(chǎn)計(jì)量皮帶秤、配料皮帶秤在發(fā)展的初期、中期有相當(dāng)多的產(chǎn)品是依賴引進(jìn)或模仿,我們?cè)趪?guó)內(nèi)廠家的網(wǎng)站上,可以看到相當(dāng)多的計(jì)量皮帶秤產(chǎn)品與某公司的結(jié)構(gòu)相近,可以看到相當(dāng)多的配料皮帶秤產(chǎn)品與某公司的結(jié)構(gòu)相近。但近年來(lái),國(guó)內(nèi)廠家在創(chuàng)新方面有了以下一些進(jìn)展:
北京市某技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司于上世紀(jì)九十年代中期開始研制DCX型模擬載荷試驗(yàn)裝置,其重復(fù)性達(dá)到0.1%,該裝置已列入JJG195-2002皮帶秤國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程,可用于對(duì)0.5級(jí)皮帶秤、1級(jí)皮帶秤和2級(jí)皮帶秤進(jìn)行使用中檢驗(yàn);
銅陵市某電子公司、中國(guó)科技大學(xué)共同研究開發(fā)的“ICS-PJZ型電子皮帶秤計(jì)量、校驗(yàn)集成系統(tǒng)”(作者將其稱為“物料砝碼疊加試驗(yàn)法”),已取得初步成果,他可以在皮帶機(jī)正常物料輸送的情況下用砝碼自動(dòng)地對(duì)皮帶秤進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn),幾套試驗(yàn)項(xiàng)目的檢定精確度優(yōu)于0.3%;
南京某控股份有限公司為解決皮帶秤計(jì)量準(zhǔn)確度低、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差的難題,開發(fā)了“陣列式皮帶稱重系統(tǒng)”,他將多個(gè)稱重單元(1~N)順序串聯(lián)安裝在皮帶輸送機(jī)上,組成一個(gè)陣列。采用一個(gè)專用的數(shù)學(xué)模型對(duì)各單元的檢測(cè)值進(jìn)行計(jì)算與比較,然后就皮帶張力對(duì)稱重的影響進(jìn)行修正。在單元數(shù)N=8的情況下,可將皮帶張力影響減少90%以上。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí):在單元數(shù)N=8的情況下,皮帶秤的實(shí)物標(biāo)定準(zhǔn)確度可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地達(dá)到0.25%水平,實(shí)際測(cè)試時(shí),可以達(dá)到0.1%的水平。這樣的系統(tǒng)還可以降低安裝要求及托輥粘料的影響,減小維護(hù)量。
江蘇某集團(tuán)有限公司研發(fā)的F型實(shí)時(shí)在線校準(zhǔn)稱重給煤機(jī)(專用于電廠的配料皮帶秤)在一條配料用的皮帶輸送機(jī)上有三組秤架。其中一組安裝在物料落料點(diǎn)的后方,僅用于皮重測(cè)量,以實(shí)現(xiàn)在線調(diào)零功能;另外兩組秤架安裝在物料落料點(diǎn)的前方,能夠在正常給煤的工作狀況下進(jìn)行稱重計(jì)量,并按“物料砝碼疊加試驗(yàn)法”的原理實(shí)現(xiàn)在線校準(zhǔn)的功能,從而解決了多年來(lái)稱重給煤機(jī)使用精度較低的難題;
重慶某稱重系統(tǒng)有限公司在面對(duì)小型礦山皮帶秤計(jì)量問題時(shí),針對(duì)小型礦山皮帶輸送機(jī)運(yùn)行狀況極差及人為作弊的現(xiàn)狀采取了相應(yīng)措施,其中包括增加整體式過(guò)渡托輥、定時(shí)自動(dòng)調(diào)零、視頻監(jiān)控、二次儀表改進(jìn)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)圖像采集等方法使這一問題得到較好的解決;
國(guó)內(nèi)廠家根據(jù)用戶的需求已經(jīng)將單一的皮帶秤重量測(cè)量裝置擴(kuò)展為可以包括視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸、數(shù)據(jù)集中采集顯示在內(nèi)的皮帶秤數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
2.5 從弱小到初步壯大
1978年以前,國(guó)內(nèi)僅有不到十家皮帶秤生產(chǎn)廠,年產(chǎn)量通常為數(shù)十臺(tái),品種也往往是單一的,目前年產(chǎn)值過(guò)億的電子皮帶秤的主流廠家已有多家,他們的產(chǎn)品品種繁多,年產(chǎn)量超過(guò)數(shù)百臺(tái),這些企業(yè)現(xiàn)在都已經(jīng)在當(dāng)?shù)氐母咝麻_發(fā)區(qū)建成了高檔的辦公樓及生產(chǎn)廠房,其設(shè)施設(shè)備與國(guó)外類似廠家的差距已經(jīng)很小了。
南京某控股份有限公司是一家以皮帶秤為主要產(chǎn)品的生產(chǎn)廠,為實(shí)現(xiàn)公司打造“中國(guó)稱重基地”的藍(lán)圖,2007年,經(jīng)南京市科技局批準(zhǔn)在某公司組建南京市“動(dòng)態(tài)稱重工程技術(shù)研究中心”。2008年7月30日,南京某公司投資500萬(wàn)建設(shè)的“動(dòng)態(tài)稱重工程技術(shù)研究中心”通過(guò)了由南京市科技局主持的驗(yàn)收評(píng)審。該中心目前已建有國(guó)內(nèi)唯一、國(guó)際領(lǐng)先的“QPS皮帶秤全性能測(cè)試系統(tǒng)”。系統(tǒng)內(nèi)裝有L=30~50m、B=650~1200mm皮帶機(jī)4條(皮帶機(jī)傾角0°、6°),用于計(jì)量皮帶秤的試驗(yàn);裝有B=650mm大傾角皮帶機(jī)一條,用于試驗(yàn)物料的轉(zhuǎn)運(yùn);裝有可供B=800、1200mm“整機(jī)式皮帶秤”、“定量皮帶秤”進(jìn)行試驗(yàn)的場(chǎng)所;裝有V=40m3料斗秤一臺(tái)、料斗二個(gè),用于試驗(yàn)物料的稱量和貯存。系統(tǒng)可模擬皮帶秤使用現(xiàn)場(chǎng)的各種工況,用于皮帶秤產(chǎn)品性能測(cè)試和新品開發(fā);二期還將建設(shè)“粉狀物料稱重裝置試驗(yàn)系統(tǒng)”。一個(gè)企業(yè)能拿出這么多的人力、物力、場(chǎng)地建設(shè)一套高標(biāo)準(zhǔn)的皮帶秤動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置,表明企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人的高瞻遠(yuǎn)矚和將企業(yè)做大做強(qiáng)的決心。
3 結(jié)束語(yǔ)
國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤的發(fā)展歷史只有短短的四十年,在走過(guò)打基礎(chǔ)的起步階段十年之后,沐浴了改革開放的春風(fēng),三十年的時(shí)間使我國(guó)電子皮帶秤技術(shù)有了飛躍的發(fā)展,取得了較大的成就。但我們也應(yīng)該看到,國(guó)產(chǎn)電子皮帶秤的整體水平極不均衡,還有一部分規(guī)模偏小、裝備落后、技術(shù)實(shí)力較弱的生產(chǎn)廠在勉強(qiáng)維持,而代表國(guó)內(nèi)最高水平的企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的水平還有一定差距,我們還需為進(jìn)一步提高中國(guó)電子皮帶秤技術(shù)水平而努力。

 

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