链码与循环链码-中国衡器协会.PDF

链码与循环链码 中国计量科学院 周祖濂 链码与循环链码是两种常用来对皮带秤进行模拟试验的模拟载荷装置。二十世纪九十年 代，在我国《连续累计自动衡器（皮带秤）JJG195-2002》皮带秤国家计量检定规程中，将 循环链码列为可用于对0.5 级皮带秤进行模拟试验的模拟载荷装置后，循环链码在我国，特 别是电力行业成为主要使用的模拟试验装置。但在国外至今仍以链码和掛码作为皮带秤模拟 试验的主要装置，极少使用循环链码。 我试图对链码和循环链码这两种皮带秤模拟载荷装置做一些分析，供大家参考。 皮带秤的称重由于有所谓“皮带效应”的影响，至今没有能得到满意的数学解析表达式。 所给出的一些数学表达式很少具有实用价值。众所周知作用在皮带秤称重传感器上的力可表 示为： d Fn nqL± K + 2 ( T) f T L 其中： q——皮带秤单位长的载荷重量； L——托辊间距离； d——皮带下垂的位移量； n——托辊的称重段的数目； f (T)——与皮带张力、刚性系数等因数有关的附加力。且因皮带传输机而异； K——≥1 的系数。 现有的模拟试验装置，包括链码和循环码都不能完全模拟上式第二项和第三项的“由皮 带效应”造成的附加力的影响。至今，国际上公认对皮带秤的实物校验是对皮带秤标定的唯 一方式。但是，实物校验是非常费时、费力和花钱的校验方法，而且为了获得好的结果，必 需在建立皮带秤的同时就要考虑实物校验装置的建立。例如：专用的校验斗秤，符合校验要 求的轨道衡、汽车衡等。链码和循环码虽然不是皮带秤可溯源的检定标准，但是它们可根据 皮带秤物料试验结果进行归算修正，进行“溯源”。在以后的校验就可以使用模拟校验来完 成，不必每次都要通过实物检验。必须注意的是为了保证称重的准确可靠，当发现模拟载荷 试验结果误差过大时，需再次进行实物检验。更不能用某一特定的皮带秤得到的归算链重用 作其它皮带秤的归算链重。 我们首先讨论链码的校验。链码是有许多个质量相等的链辊，通过链板和销轴等另件连 接成的一整条链子，辊和轴之间装有滚珠轴承。安装好的链码，各节能自由弯曲，辊子能自 由转动，以保证校验时链辊能完全压在皮带上。在国外链码已形成系列化，可以满足中、小 量程皮带秤的校验需要，使用两条或三条链码可以实现对皮带秤的量程实验。 链码各段的链辊、链板和销轴等所有零件的质量必须满足皮带秤模拟实验的精度要求， 我国曾制定过有关链码的检定规程。链码应有足够的长度，通常要求该长度不得小于皮带秤 有效称量段之前和之后第二个固定托辊间之距离。国外有的国家规定链码的长度满足≥2.5L （L 为称量长度），对于单托辊皮带秤应取长度为≥4L 。 链码的节距应是托辊的整数倍，且称重托辊与皮带机托辊的间距应相等。称重秤台称量 辊与前、后固定托辊的间距也应相等。否则，当链码在皮带上相对于托辊的位置变化时，称 重传感器所受的载荷也随之变化，使校验结果不一致，而引起误差。下面的计算可看出这种 变化。为简化起见，以单托辊皮带秤为例。设初始时，链码的一个链辊正好与称重辊重合， 在称重辊前、后托辊间各有n 个链辊。托辊间距为 2L ，链距为d，与前、后托辊最近的链 辊距托辊的距离为d ’。且d ＞d ’。每个链辊的“有效质量”为m 。 根据力矩平衡，在此种情况下，称重链辊可受的力F ，由下式确定： LF=d’m+(d’+d)m+(d’+2d)m+ … +[d’+(n-1)d]m+Lm+d’m+(d’+d)m+(d’+2dm)+ … +[d’+(n-1)d]m =2{d’+(d’+d)+ (d’+2d)+ …+[d’+(n-1)d]}m+Lm nd =[2 ’+n(n-1)d]m+Lm