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眾(zhong)所周知，皮帶秤極易受(shou)到(dao)各種(zhong)外界因(yin)(yin)素(su)的影響而(er)使計(ji)量結果(guo)不(bu)可(ke)靠。因(yin)(yin)此評價作為可(ke)靠性(xing)（reliability）三大要素之一(yi)的耐久性（durability），對于皮帶秤(cheng)的意義尤(you)為突出。（另兩個(ge)要素分(fen)別是“操作(zuo)安全性(xing)Security of operation”和(he)“可修復性restorability”）

1.  一種新的皮帶(dai)秤耐久性試驗方法

皮(pi)(pi)帶秤的(de)耐久性(xing)在很大程(cheng)度上體現在它對于惡劣環境和(he)工況的(de)抵御能力。生(sheng)產出性(xing)能良好，能適應惡劣環境和(he)工況，容易安裝、免于維護(hu)的(de)皮(pi)(pi)帶秤一直是我們的(de)愿望。經(jing)過三年(nian)多的(de)努力，我公司研發的(de)陣列式皮(pi)(pi)帶秤（專利號(hao)：ZL2007 1 002 5317.0），已走向(xiang)市場，受(shou)到眾多用戶的歡迎。在研(yan)發過程中，我們采用模(mo)擬惡劣工況下的物料試驗來(lai)對產品的耐久(jiu)性摸底試驗。

皮帶秤(cheng)是一種動態自動衡器，物(wu)料(liao)試(shi)驗(yan)是目(mu)前被普遍接受(shou)的試(shi)驗(yan)方法。為了將物(wu)料(liao)試(shi)驗(yan)成為對皮帶秤(cheng)的開(kai)發、設計(ji)、改進提供依據(ju)的常規手段，我公(gong)司投資(zi)兩千余萬元(yuan)建造了“多輸送機接續 物料循環(huan)式 多功(gong)能皮帶秤自(zi)動(dong)校驗系統(tong)（專利號：ZL 2008 2018 6875.5）”及附(fu)屬工廠，該系統已由江蘇省科技廳(ting)和財政廳(ting)命名為“江蘇省動態稱重(zhong)工程技術研(yan)究中心”。對于陣(zhen)列式皮(pi)帶秤在(zai)額(e)定操作(zuo)條件及模擬(ni)惡劣工況下的性能試驗(yan)即在(zai)該中心進行。

1.1 惡劣工況模擬試驗的方法和(he)要(yao)求

我(wo)們的試(shi)驗方法(fa)是：在(zai)模擬惡劣工況下，對皮帶秤(cheng)(cheng)進行散狀物料自動稱量試(shi)驗，每次(ci)試(shi)驗的物料量不(bu)少(shao)于最小累計載荷。試(shi)驗前(qian)允許對空(kong)秤(cheng)(cheng)重(zhong)新校零，但不(bu)得修正斜率系數。要求(qiu)：物料試(shi)驗的動態(tai)累計誤差不(bu)大于相(xiang)應準確度等級皮帶秤(cheng)(cheng)使用中檢(jian)驗的最大允許誤差。

現行國際建議(yi)OIML R50:1997規定的(de)準確(que)度(du)等級(ji)是(shi)0.5級 (1)。對(dui)于本公研(yan)發的陣(zhen)列式皮(pi)帶秤(cheng)（8稱重(zhong)單元(yuan)），我們按優于該等級的(de)0.2級指標考(kao)核，即：在(zai)額(e)定操作條(tiao)件(jian)下，動態(tai)累(lei)計誤差不劣(lie)于 ±0.1%；模擬惡劣工況時，動態累計誤差不(bu)劣于 ±0.2%。

1.2. 惡劣工況模擬試驗的項目(mu)

為涵蓋使用現場常見的惡劣(lie)工況，我們選擇了(le)以(yi)下五項模(mo)擬工況試驗：

1.2.1 給料(liao)流量變動影響試驗

在同一次(ci)物(wu)料試(shi)驗(yan)的過程中(zhong)，人為改(gai)變給(gei)(gei)料流量的大(da)(da)(da)小，其中(zhong)最大(da)(da)(da)給(gei)(gei)料流量不小于最大(da)(da)(da)流量的80%，最小給料流量可至0，給料流(liu)量(liang)變化循環次數(shu)不少于2次，斷(duan)流無料時(shi)間(jian)不少于五(wu)分之一的試(shi)驗時(shi)間(jian)。

1.2.2 皮帶張力(li)影響試驗

上述(shu)中心的校驗系統所配套輸(shu)送機的皮(pi)帶(dai)張緊裝置下(xia)增設(she)了水箱，通過(guo)遠程自動控制(zhi)水箱的給(gei)排水，可(ke)以改變皮(pi)帶(dai)張力(li)的大小，以模(mo)擬皮(pi)帶(dai)張力(li)的變化。

試(shi)驗(yan)時，水(shui)箱(xiang)的(de)貯水(shui)量改變不(bu)少于400kg（對于(yu)帶(dai)寬650 mm、800 mm皮帶秤）、600kg（帶(dai)寬1000 mm）、700kg（帶寬1200 mm）。在水(shui)箱的貯水(shui)量改變后進行物(wu)料的自動稱量試驗(yan)。

1.2.3 托輥(gun)跳動和非準(zhun)直性影響試驗

在各稱重單(dan)元的每(mei)一托輥(gun)組上任選1支托輥，在其表面(mian)各綁(bang)扎直徑大于(yu)φ3的鐵絲不少于3根，鐵絲大(da)致沿托輥外(wai)柱面(mian)母線(xian)安放并按底面(mian)圓周均(jun)布，以此模擬托輥沾料(liao)。

這時托輥的(de)徑(jing)向(xiang)跳動(dong)劇增，輸送機托輥組序列的(de)準直(zhi)性遭(zao)到破壞，且發生機架振動(dong)和皮帶跳動(dong)。與(yu)此同時進行物料(liao)的(de)自動(dong)稱量試驗。

1.2.4 水平力影(ying)響試驗(yan)

在各稱重單(dan)元的每一托(tuo)輥(gun)組上(shang)任選1支(zhi)托(tuo)輥(gun)，用木(mu)塊或(huo)其它(ta)合適(shi)材料，使托(tuo)輥(gun)不能轉動(dong)。

在模擬托輥被堵轉，對皮帶造成水平(ping)力的條件下進行自動稱(cheng)量試(shi)驗。

1.2.5 帶(dai)速(su)變動影響試驗(yan)

改變皮帶輸送(song)機驅動電機供電變頻器的輸出頻率，使帶速(su)降(jiang)低到(dao)原帶速(su)的25%以(yi)下（但不低(di)于電機和變頻器的許(xu)可頻率），在皮帶速(su)(su)度與(yu)原速(su)(su)度偏(pian)差很(hen)大的條件下進行自動(dong)稱量試驗。

2. 選擇模(mo)擬惡劣工(gong)況試驗評價皮帶秤耐久性的理由(you)

2.1 現行法(fa)規無耐久性試(shi)驗的具體(ti)方法(fa)和程序

《連續累計(ji)自動衡器》國家計(ji)量檢(jian)定規程JJG 195-2002和國家標準(zhun)GB/T 7721-2007依照OIML R50:1997設(she)置了耐(nai)(nai)久性(xing)條款(kuan)，要求電子皮帶秤在使(shi)用中長(chang)期保持其性(xing)能(neng)特征，能(neng)在額定操作條件(jian)下不(bu)(bu)超過最大允許誤(wu)差；能(neng)在受到(dao)干擾時不(bu)(bu)出(chu)現顯著增差，或能(neng)檢測出(chu)顯著增差并(bing)對其作出(chu)反應。然而，上述三種技術(shu)法規卻語(yu)焉(yan)不(bu)(bu)詳，都沒有提出(chu)如何評價皮帶秤耐(nai)(nai)久性(xing)的(de)具(ju)體(ti)試(shi)驗程序(xu)。

2.2 皮帶秤性(xing)能對(dui)于工(gong)況(kuang)的依(yi)賴性(xing)強

皮帶(dai)(dai)(dai)秤(cheng)性能對于工況(kuang)的(de)依賴(lai)性強。物(wu)料重力以外(wai)的(de)附(fu)加(jia)(jia)力騷擾(rao)會(hui)(hui)對稱重傳感器產生影響，而這些(xie)附(fu)加(jia)(jia)力在皮帶(dai)(dai)(dai)秤(cheng)使用中是極(ji)易出現(xian)的(de)。物(wu)料流量大(da)小(xiao)、皮帶(dai)(dai)(dai)厚薄和(he)松(song)緊度(du)、托輥(gun)高(gao)度(du)差（準(zhun)直(zhi)性）、皮帶(dai)(dai)(dai)輸送機上(shang)升(sheng)傾角（凹(ao)凸彎(wan)曲）等諸因(yin)素的(de)變化(hua)均會(hui)(hui)引起皮帶(dai)(dai)(dai)張力的(de)變化(hua)，皮帶(dai)(dai)(dai)運行(xing)時會(hui)(hui)對托輥(gun)施加(jia)(jia)水平力，托輥(gun)沾料會(hui)(hui)引起皮帶(dai)(dai)(dai)的(de)跳動和(he)跑偏(pian)，皮帶(dai)(dai)(dai)速度(du)的(de)不穩(wen)定(ding)也會(hui)(hui)造(zao)(zao)成稱重累計(ji)失準(zhun)。為了減小(xiao)上(shang)述(shu)不利因(yin)素的(de)影響，傳統理論對于皮帶(dai)(dai)(dai)秤(cheng)的(de)制造(zao)(zao)、安裝、維護(hu)提出了很高(gao)的(de)要求(qiu)。下面是《電子皮帶(dai)(dai)(dai)秤(cheng)》舊規程JJG 650-90曾提出過的部分要(yao)求：

·皮(pi)帶(dai)(dai)接(jie)頭不超過(guo)三(san)個，各連接(jie)段(duan)皮(pi)帶(dai)(dai)型(xing)號規格應一致。不能用金屬卡子連接(jie)，應粘接(jie)。接(jie)縫(feng)與皮(pi)帶(dai)(dai)側(ce)邊夾(jia)角不大于45°（1.3.2）；

· 輸(shu)送機縱梁在最大負荷下的(de)相(xiang)對撓度(du)不大于0.012%（1.3.5）；

·稱重框架(jia)在最大流量下撓度小(xiao)于0.5mm（2.4.1）；

·托輥(gun)的徑(jing)向跳動應(ying)小于0.2mm，軸向(xiang)竄動小于0.5mm（2.4.2）；

·諸托輥與皮(pi)帶(dai)接觸的共面性(xing)(xing)（即準(zhun)直性(xing)(xing)）應不大于0.5mm（2.4.3）。

雖然現行技術(shu)法(fa)規已不明文規定(ding)上述要求(qiu)，但仍有不少廠家把這些要求(qiu)列入了皮帶(dai)秤(cheng)(cheng)裝配(pei)調試工藝，以求(qiu)他們的產(chan)品能在(zai)(zai)(zai)試驗中(zhong)達到(dao)規定(ding)的指(zhi)標。然而，即使(shi)在(zai)(zai)(zai)安裝時暫且滿足了這些要求(qiu)，也難以在(zai)(zai)(zai)皮帶(dai)秤(cheng)(cheng)使(shi)用現場(chang)長期保持，又如何體現皮帶(dai)秤(cheng)(cheng)的耐久(jiu)性呢？用激光(guang)準直儀固然可以在(zai)(zai)(zai)調整托輥高度時做到(dao)0.5mm的共面(mian)度(du)，但氣候和時效中的應力變(bian)化都可能使原本精心調(diao)好的準直性遭到破壞，而(er)皮(pi)帶(dai)、托輥的松動或沾料更可能使改變(bian)的尺寸遠(yuan)遠(yuan)超過要求的共面(mian)度(du)公差。某種(zhong)型式皮(pi)帶(dai)秤抵御(yu)惡劣工(gong)況的本領(ling)，在很大(da)程度(du)上反映了其能否長期保持規定計量(liang)性能的潛在能力。 

2.3 在用(yong)戶現場(chang)定(ding)期(qi)復檢的方(fang)式不適合型式評(ping)價

有(you)人(ren)認為，耐久性(xing)試(shi)驗(yan)是為檢驗(yan)被(bei)測皮帶秤(cheng)在經過規定的使用周期后(hou)能否保持(chi)其性(xing)能特征(zheng)的一種試(shi)驗(yan)；因此可以用(yong)(yong)周期檢定或使(shi)用(yong)(yong)中檢驗來作為(wei)耐久(jiu)性試驗的方(fang)法。

我們認為(wei)，這(zhe)種產品投用后再(zai)檢的(de)方式僅是對于某臺特定(ding)皮帶秤的(de)耐久性評價，并不能反映(ying)該型號系(xi)列的(de)普遍狀況，不適合于型式評價。因為(wei)：

（1）型(xing)式評價(jia)(jia)的(de)對(dui)(dui)象(xiang)是(shi)(shi)新產(chan)品(pin)或試(shi)制階(jie)段的(de)老(lao)產(chan)品(pin)（如在結(jie)構(gou)、材料、工藝等(deng)(deng)方面(mian)有(you)較大改變，或轉廠(chang)生產(chan)等(deng)(deng)情況(kuang)），把客戶對(dui)(dui)于未經耐久性評價(jia)(jia)的(de)個別(bie)試(shi)制產(chan)品(pin)的(de)試(shi)用作為(wei)規(gui)范的(de)型(xing)式評價(jia)(jia)方式，顯然缺乏代表性和說服力，對(dui)(dui)客戶也是(shi)(shi)不負責(ze)任的(de)； 

（2）在用戶現(xian)場以(yi)定(ding)期復檢的方式進(jin)行耐久性(xing)試驗，要求(qiu)(qiu)被測皮帶秤在兩次試驗的間(jian)隔期間(jian)不得調整。這一(yi)的要求(qiu)(qiu)可能會影響(xiang)用戶的正常使用，也難以(yi)得到有效地監督保證(zheng)；

（3）各家用戶的(de)(de)環(huan)境、工況和(he)(he)維護水平有很(hen)大的(de)(de)差異(yi)，試驗(yan)條(tiao)件難以量化和(he)(he)可(ke)復現，無法做到(dao)基本一致，會使試驗(yan)結果缺失公(gong)正的(de)(de)可(ke)比性。

2.4  短(duan)時高嚴酷度試驗是(shi)耐久(jiu)性試驗的普遍原(yuan)則

IEC已經制定了數(shu)以百計的(de)環(huan)境試驗方法(fa)作為對電工(gong)電子產品耐久性的(de)評判(pan)依據。這些方法(fa)多(duo)數(shu)屬(shu)于(yu)用(yong)(yong)較短時間的(de)高嚴(yan)酷度試驗來模擬長期(qi)的(de)影響。例如，用(yong)(yong)幾十小(xiao)時或幾天的(de)高低溫或濕熱循環來模擬一年四季的(de)氣候變化，以各種頻率(lv)和加(jia)速度的(de)振動、沖擊(ji)或跌落來(lai)模擬(ni)使(shi)用(yong)(yong)周期中可(ke)能出現(xian)的(de)種種意(yi)外，等等。我們認為，同樣(yang)可(ke)以用(yong)(yong)模擬(ni)惡劣(lie)工況的(de)試驗(yan)作為對皮帶秤使(shi)用(yong)(yong)現(xian)場耐久性的(de)評判依據。

結語

三年多來，我公司開發的(de)多稱(cheng)重(zhong)單元(yuan)陣列(lie)式皮帶(dai)秤(cheng)在(zai)大量的(de)物料試驗支持(chi)下(xia)，結構日益完善，性能不斷改進(jin)，能在(zai)各種(zhong)惡劣的環境和(he)工況中長(chang)期保持優于0.2%的(de)準確度，成為客戶(hu)樂于選用(yong)的(de)大宗物(wu)料快速貿易(yi)計量的(de)解決(jue)方案。其(qi)中，模(mo)擬惡劣工況(kuang)試(shi)驗這種行之(zhi)有效的(de)(de)(de)(de)(de)耐久(jiu)(jiu)性方法所(suo)起的(de)(de)(de)(de)(de)作用功不可沒。為此，我(wo)們認為模(mo)擬惡劣工況(kuang)試(shi)驗作為型(xing)式評價的(de)(de)(de)(de)(de)耐久(jiu)(jiu)性評價方法是可行的(de)(de)(de)(de)(de)，也愿意為其(qi)他廠商生產的(de)(de)(de)(de)(de)皮帶(dai)(dai)秤提供試(shi)驗場地(di)和設施，使眾多皮帶(dai)(dai)秤的(de)(de)(de)(de)(de)性能都(dou)能長期滿足規定的(de)(de)(de)(de)(de)要求，讓古老的(de)(de)(de)(de)(de)皮帶(dai)(dai)秤技術煥發青春(chun)！