如何利用空气轴承技术来提升国产科里奥利煤粉秤的长期计量精度及稳定性

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如何利用空气轴承技术来提升国产科里奥利煤粉秤的长期计量精度及稳定性

! M8 m0 O$ B1 k$ r" P  目前新型干法水泥厂煤粉喂料计量中常用的计量设备按其结构特点大致分为三类：科里奥利秤（申克、波特兰）、环状天平计重机（北京粉研）、转子秤（菲斯特）。由于科里奥利秤先进的构造及特点，被广泛地应用于干法水泥厂的喂煤计量系统中。   
一、科里奥利秤的计量原理　

科里奥利秤的核心部分是一个测量轮、旋转轴系。当被测物料从测量轮中心上方进入测量轮,经过锥形的转向装置后,形成散料流,被以恒角速度旋转的测量轮甩出,物料对测量轮的叶片产生一个力,即科里奥利力。该力的大小与物料的数量成正比,因此只要测出该力的大小,便可得出物料的量。在科里奥利秤中,被测的是驱动测量轮的驱动扭矩,因为测量轮的半径是固定的,所以测出扭矩,即得出科氏力。物料微粒和测量轮之间,或者不同速度物料层之间的摩擦,对测量结果均无影响。     

由于该计量装置测的是瞬时扭矩,因此对应的是瞬时的流量。同时其测的是扭矩,不会受任何外力的影响,保证了其测量精度。它也不受物料性质、风压波动以及外力、基础振动的影响。     
二、 影响科里奥利秤计量精度及稳定性的核心部件
   在实际生产中的工艺流程是：从煤磨制备的煤粉进入煤粉仓，经搅拌器搅拌后，由叶轮给料机喂入科里奥利质量流量计，流量计下端带有力矩传感器及速度传感器，测得扭力与转速信号，输入计算机系统，计算出实际流量，实现流量计量；并且与设定值进行比较，调节叶轮转速(变频调速)，实现流量控制。

7 k  ?0 W0 y+ S 由此看出，科里奥利秤的核心部件就是力矩信号传送的测量轮旋转轴系。

这就要求测量轮旋转轴系，磨擦系数恒定不变或为零最好，达到克服零点漂移的产生。
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三、 如何利用空气轴承技术来克服国产科里奥利煤粉秤零点漂移

德国申克早期开发的科里奥利K40煤粉计量秤，主要技术特点是：其测量轮轴系采用的是气浮转轴（也叫空气轴承转轴），由于测量转轴是空气悬浮无磨擦，因此物料秤重信号（即力矩信号）变送精确，并克服了零点漂移的问题，从而大大提高了整秤的计量精度和稳定性，长期计量精度达到了0.5%。
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- ^4 B  R6 G1 {# \  k6 y 国产科里奥利煤粉秤的测量轮旋转轴系结构采用的是多点滚珠轴承支撑旋转轴系来传递力矩信号，从而造成了轴系磨擦系数不恒定，特别是粉尘污染轴承后，零点漂移大，导致煤粉秤计量不准的问题。

7 g& c8 `" [: c2 v) a 为了解决国产科里奥利煤粉秤零点漂移问题，国产测量轮旋转轴系的改进提升方案是：采用空气轴承技术加气密封精密滚珠轴承的“气密封空气轴承双转轴测量轴系”。

四、“气密封空气轴承双转轴测量轴系”的构造及特点
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7 ^! T- n+ s! ^8 s" w9 ] 结构就是，测量轴系采用空气轴承和精密滚珠轴承双转轴。当计量工作时，由空气轴承测量转轴来传递物料秤重信号（即力矩信号）；当计量工作时出现压缩空气异常（断气或气压偏低），滚珠轴承转轴可作为空气轴承转轴的备用测量轴系投入工作；当非计量工作时（无压缩空气时），由精密滚珠轴承转轴承载旋转。
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其特点是：
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1、转轴是空气悬浮无磨擦，无零点漂移，长期计量精度高，可达0.5%。

) j+ t- G" v! b2、采用气密封，可防止粉尘污染轴系，稳定性好，维护工作量小，寿命长。

6 [2 w0 `7 k. S% A6 i" U3、滚珠轴承转轴可作为空气轴承转轴的备用测量轴系，当压缩空气异常（断气或气压偏低）时，滚珠轴承转轴可自动作为测量轴系投入工作；当压缩空气恢复正常时，空气轴承转轴自动取代滚珠轴承转轴投入工作。可大大降低停机故障的产生。
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4、因有滚珠轴承转轴作为备用旋转轴系，停窑检修停气时，也不必担心空气轴承的损伤。
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5 h; h% ~+ u! g  t" l0 U5、外形尺寸与国产科里奥利煤粉秤的测量轮旋转轴系结构尺寸相同，可互换，升级改造简单方便。
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