烟草制丝线电子皮带秤应用热点解析

　　0 引 言

　　随着烟草制丝线对皮带秤精度、可靠性要求的提高以及卷烟企业使用经验和认知程度的提升，一方面提出了各种旨在提高电子皮带秤设备性能的要求甚至方法，体现在皮带秤招标技术要求的具体条款中;另一方面制造厂家迫于竞争压力也竟相提出相关新概念、新方法，如模块式电子皮带秤[ 1 ]、可自检的电子皮带秤的称重方法[ 2 ]等，多以直接承重式结构为基础。这些要求和方法从总体上促进了烟草行业皮带秤的发展，但也因所处角度不同、企业用户条件所限、制造方强求“亮点”等因素，导致近年来对烟草行业电子皮带秤的部分要求或提法舍本求末。为此，围绕烟草行业电子皮带秤的一些焦点、热点问题进行了研究分析。

　　1 直接承重式结构

　　相对于其他行业，烟草行业的皮带秤物料轻零点占比大，因而不能通过杠杆配重减轻零点的直接承重式结构一直无法在行业推广, 其中一个重要因素是零点去除电路或数字调零并不能提高传感信号中的料重占比。但近年来，随着测量器件精度及分辨率的提高，零点占比大的问题已不突出，方原柏[ 3 ]、周祖濂[ 4 ]等研究表明，在国外Modular Belt Scale就是一个直接承重的单托辊称重单元，多个Modular Belt Scale组合起来就可成为悬浮的多托辊直接承重式承载器。该结构直接传力，无杠杆、支点等中间传递环节，可靠性高，称重单元之间独立称重并可相互检验，从而实现整机自检[ 2 ]。因此，直接承重式结构应用于国内烟草行业皮带秤将是大势所趋。

　　2 宽范围流量调节的实现

　　2.1 变频电机

　　在烟草制丝线上，某些特殊工位或特殊工艺要求皮带秤具备宽范围的流量控制功能，甚至有些高低流量比达30 倍以上。由于调节来料厚度较困难，一般多采用扩大调速范围的措施。小型普通交流异步电机变频调速的最佳范围为20～50Hz[5]，若频率过小，则电机发热、抖动、输出力矩会大大降低。变频电机低频特性较好并可超频使用至50～100Hz[6]，但此时会由恒转矩变为恒功率使用。国内各卷烟厂皮带秤应用较多的sew 电机都是变频电机[7]，变频电机具有较高的机械强度，采用高速轴承，通常允许在100Hz下运行。

　　2.2 提高流量调节范围

　　在采用变频电机的基础上，提高流量范围有以下几种措施：①调速比小于3 0 ，选用具备单独电源供电的强制风冷电机，功率计算时充分考虑最大超频时的扭矩降低，选用足够功率的电机;②调速比大于3 0 ，采用伺服电机。还可采用双速电机加变频器，但需要设计电机双速切换的外围切换电路，以及考虑变频器磁极数设置变化等问题，实现过程较复杂;③无论调速比多少，可适当改变来料厚度或宽度(调重) ，如采用出料高度可调节的计量管或多腔计量管。