CN109556699A - 一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法 - Google Patents

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刘洪海
付超
高岱乐
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Abstract

本发明属于皮带秤计量领域，尤其涉及一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，台基式皮带秤的皮带设置在机架上并呈水平状态，称重传感器设置于机架与机架底座之间；称重传感器包括第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器，其中，第一称重传感器和第二称重传感器设置在皮带接料端的下方，第一称重传感器和第二称重传感器沿皮带的宽度方向对称设置，第三称重传感器设置在皮带出料端的下方并处于皮带宽度方向的中间位置。本发明能够确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力大小，为提高台基式皮带秤的计量精度提供了方法和途径。

Description

一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法
技术领域
本发明属于皮带秤计量领域，尤其涉及一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法。
背景技术
皮带秤是带式输送机输送固体散状物料过程中对物料进行连续称重的一种计量设备，广泛应用于建材、化工、冶金、煤炭、粮食、饲料、电力等行业。皮带秤通过秤架下的称重传感器检测重量，通过装在滚筒或旋转设备上的测速传感器，测量给料速度；将速度信号与称重信号送入皮带秤控制器，得到瞬时流量与累计量。
目前使用的皮带秤种类较多，由于皮带秤是一种动态称量装置，物料以一定速度落到皮带秤上，对皮带秤具有一定的冲击作用力，因此为了提高皮带秤的计量准确性，需要得出冲击作用力的大小。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，本发明能够确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力大小，为提高台基式皮带秤的计量精度提供方法和途径。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，所述台基式皮带秤包括皮带、称重传感器、机架和机架底座，皮带设置在机架上并呈水平状态，称重传感器设置于机架与机架底座之间；称重传感器包括第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器，其中，第一称重传感器和第二称重传感器设置在皮带接料端的下方，第一称重传感器和第二称重传感器沿皮带的宽度方向对称设置，第三称重传感器设置在皮带出料端的下方并处于皮带宽度方向的中间位置。
皮带绕设于电动滚筒以及从动滚筒上，电动滚筒与从动滚筒大小相同且相互平行设置；电动滚筒与从动滚筒均设置在机架上。
电动滚筒与从动滚筒之间的距离大于第三称重传感器至第一称重传感器和第二称重传感器连线之间的距离；电动滚筒与第三称重传感器相邻，从动滚筒与第一称重传感器和第二称重传感器相邻。
第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器设置在同一水平面上。
确定皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其过程如下：
调整物料在皮带上的落点，使物料在皮带上的落点处于第一称重传感器与第二称重传感器正上方对应的位置；
物料在皮带上输送过程中，第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器测得的力分别为F1、F2和F3，此时：
力平衡方程为：
F1+F2+F3＝Fc+G
式中，Fc为某时刻物料的冲击作用力，G为皮带上该时刻的物料重力；
力矩平衡方程为：
F1·L2＝G·L1
式中，L1为皮带上物料重心与物料在皮带上的落点之间的水平距离，L2为第三称重传感器所在位置与第一称重传感器以及第二称重传感器之间的水平距离；
由力平衡方程和力矩平衡方程求得物料的冲击作用力Fc为：
在调整物料在皮带上的落点前，先使台基式皮带秤进行空载，并对第一称重传感器、第二称重传感器和第三称重传感器信号清零。
确定皮带秤所受物料重力的方法，过程如下：
先求得皮带秤所受物料冲击作用力Fc，再根据皮带秤所受物料冲击作用力Fc计算得到皮带秤所受物料重力G：
G＝F1+F2+F3-FC。
本发明的有益效果在于：
本发明中，台基式皮带秤将称重传感器设置于机架与机架底座之间，依靠称重传感器来支承机架、皮带以及皮带上接受到的物料；又由于第一称重传感器和第二称重传感器设置在皮带接料端的下方，第一称重传感器和第二称重传感器沿皮带的宽度方向对称设置，第三称重传感器设置在皮带出料端的下方并处于皮带宽度方向的中间位置，因此在本发明的皮带秤使用时，调整物料在皮带上的落点，使物料在皮带上的落点处于第一称重传感器与第二称重传感器正上方对应的位置；物料在皮带上输送过程中，通过第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器测得的力以及皮带上物料重心与物料在皮带上的落点之间的水平距离和第三称重传感器所在位置与第一称重传感器以及第二称重传感器之间的水平距离，通过力平衡方程和力矩平衡方程能够求得皮带秤所受物料的冲击作用力，并根据该冲击作用力还能够计算出皮带秤所受物料的重力。综上，本发明台基式皮带秤结构简单，使用方便，能够用来确定台基式皮带秤受物料冲击作用力大小以及皮带上物料的重力，过程简单，测量的准确度高，为提高台基式皮带秤的计量精度提供了方法和途径。
附图说明
图1为本发明的整体系统结构图；
图2为本发明受力分析图。
附图标记说明：
1-物料；2-皮带；3-电动滚筒；4-1-第一称重传感器，4-2-第二称重传感器，4-3-第三称重传感器；5-机架；6-机架底座，7-从动滚筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细阐述。
如图1所示，本发明的台基式皮带秤，包括皮带2、称重传感器、机架5和机架底座6，皮带2设置在机架5上并呈水平状态，称重传感器设置于机架5与机架底座6之间，机架5依靠三个称重传感器支承于机架底座6上；根据台基式皮带秤与物料1之间的关系，将台基式皮带秤包括接料端与出料端，其中，物料进入皮带秤的一端为接料端，物料离开皮带秤的一端为出料端；称重传感器包括第一称重传感器4-1、第二称重传感器4-2和第三称重传感器4-3，其中，第一称重传感器4-1和第二称重传感器4-2设置在皮带2接料端的下方，第一称重传感器4-1和第二称重传感器4-2沿皮带2的宽度方向对称设置，第三称重传感器4-3设置在皮带2出料端的下方并处于皮带2宽度方向的中间位置。其中，皮带2绕设于电动滚筒3以及从动滚筒7上，电动滚筒3与从动滚筒7大小相同且相互平行设置；电动滚筒3与从动滚筒7均设置在机架5上。电动滚筒3与从动滚筒7之间的距离大于第三称重传感器4-3至第一称重传感器4-1和第二称重传感器4-2连线之间的距离；电动滚筒3与第三称重传感器4-3相邻，从动滚筒7与第一称重传感器4-1和第二称重传感器4-2相邻。
作为本发明优选的实施方案，第一称重传感器4-1、第二称重传感器4-2和第三称重传感器4-3设置在同一水平面上。
参照图2，本发明的确定皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其过程如下(在此次确定过程中，以第一称重传感器4-1、第二称重传感器4-2和第三称重传感器4-3设置在同一水平面上的情况为例)：
调整物料在皮带2上的落点，使物料在皮带2上的落点处于第一称重传感器4-1与第二称重传感器4-2正上方对应的位置(即调整落点使落点处于接料端的两个称重传感器所在的垂直于皮带2的竖直方向的平面与皮带2上表面的交线处)；
物料在皮带2上输送过程中，第一称重传感器4-1、第二称重传感器4-2和第三称重传感器4-3测得的力分别为F1、F2和F3，此时：
力平衡方程为：
F1+F2+F3＝Fc+G
式中，Fc为某时刻物料的冲击作用力，G为皮带上该时刻的物料重力；
由于物料在皮带2上的落点处于第一称重传感器4-1与第二称重传感器4-2正上方对应的位置，因此第一称重传感器4-1与第二称重传感器4-2视为支点，(即这两个传感器不输出信号)，物料冲击作用力被抵消，仅检测皮带秤出料端的第三称重传感器4-3的受力，对第一称重传感器4-1与第二称重传感器4-2两者支点处的力矩，则具有力矩平衡方程：
F1·L2＝G·L1
式中，L1为皮带上物料重心与物料在皮带2上的落点之间的水平距离，L2为第三称重传感器4-3所在位置与第一称重传感器4-1以及第二称重传感器4-2之间的水平距离；
由力平衡方程和力矩平衡方程求得物料的冲击作用力Fc为：
作为本发明优选的实施方案，在调整物料在皮带2上的落点前，先使台基式皮带秤进行空载，并对第一称重传感器4-1、第二称重传感器4-2和第三称重传感器4-3信号清零，去除皮重。而且分别对每个称重传感器加一定重量的砝码，进行标定。
通过上述过程确定皮带秤所受物料的冲击作用力Fc后，利用冲击作用力Fc来确定皮带秤所受物料的重力，过程如下：
G＝F1+F2+F3-FC。

Claims (4)

1.一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其特征在于，所述台基式皮带秤包括皮带(2)、称重传感器、机架(5)和机架底座(6)，皮带(2)设置在机架(5)上并呈水平状态，称重传感器设置于机架(5)与机架底座(6)之间；称重传感器包括第一称重传感器(4-1、第二称重传感器(4-2)和第三称重传感器(4-3)，其中，第一称重传感器(4-1)和第二称重传感器(4-2)设置在皮带(2)接料端的下方，第一称重传感器(4-1)和第二称重传感器(4-2)沿皮带(2)的宽度方向对称设置，第三称重传感器(4-3)设置在皮带(2)出料端的下方并处于皮带(2)宽度方向的中间位置；
确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其过程如下：
调整物料在皮带(2)上的落点，使物料在皮带(2)上的落点处于第一称重传感器(4-1)与第二称重传感器(4-2)正上方对应的位置；
物料在皮带(2)上输送过程中，第一称重传感器(4-1)、第二称重传感器(4-2)和第三称重传感器(4-3)测得的力分别为F1、F2和F3，此时：
力平衡方程为：
F1+F2+F3＝Fc+G
式中，Fc为某时刻物料的冲击作用力，G为皮带上该时刻的物料重力；
力矩平衡方程为：
F1·L2＝G·L1
式中，L1为皮带上物料重心与第一称重传感器(4-1)和第二称重传感器(4-2)连线的垂直距离，L2为第三称重传感器(4-3)所在位置与第一称重传感器(4-1)和第二称重传感器(4-2)连线的垂直距离；
由力平衡方程和力矩平衡方程求得物料的冲击作用力Fc为：
2.根据权利要求1所述的一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其特征在于，皮带(2)绕设于电动滚筒(3)以及从动滚筒(7)上，电动滚筒(3)与从动滚筒(7)大小相同且相互平行；电动滚筒(3)与从动滚筒(7)均设置在机架(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其特征在于，电动滚筒(3)与从动滚筒(7)之间的距离大于第三称重传感器(4-3)至第一称重传感器(4-1)和第二称重传感器(4-2)连线之间的距离；电动滚筒(3)与第三称重传感器(4-3)相邻，从动滚筒(7)与第一称重传感器(4-1)和第二称重传感器(4-2)相邻。
4.根据权利要求1所述的一种确定台基式皮带秤所受物料冲击作用力的方法，其特征在于，第一称重传感器(4-1)、第二称重传感器(4-2)和第三称重传感器(4-3)设置在同一水平面上。
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