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浅谈计米器误差
发布时间:2018-08-22 09:28      阅读次数:0

在激烈竞争的电线电缆行业中,昂贵的铜、铝材价格使电缆的成本控制显得尤为重要,电缆是按长度来交货的,长度计量误差将直接导致成本的增加,日积月累中造成的成本浪费是惊人的,所以电缆长度的准确计量正逐渐引起大家的重视。

1 线缆计米器的结构类型

1. 1 线缆计米器的结构

线缆计米器作为一个总的测量装置,大致可以分为两大部分: 机械部分和电的部分。机械部分是指大部分都有拖架,一个或两个轮子,可以是采样轮或压线轮。电的部分是指计数传输部分 ( 不做介绍) 和计数显示部分。

1. 2 线缆计米器的类型

按照采样方式的不同,线缆计米器可分为轮式计米器、履带式计米器、磁卡式计米器、打点式计米器、非接触式计米器等,传统的线缆长度测量普遍采用轮式计米器。在实际生产应用中,采样轮主要有以下两种放置方式: 水平放置和垂直放置。水平放置是指在电缆收线前面放置一平台,平台上装有两个可灵活滚动的轮子,一个是采样轮,另一个是压线轮,将电缆夹在两轮之间,使两轮轴线与电缆轴线垂直。压线轮主要是给电缆施加一个压力,使得电缆在运动过程中与采样轮产生一个摩擦力,从而可以带动采样轮同步运动。垂直放置是指采样轮垂直放置在电缆上面或下面,使两者接触,此时可不要压线轮,依靠采样轮的重力或电缆的重力使电缆在运动中与采样轮产生摩擦力,从而带动采样轮同步运动。

按照数据显示原理的不同,线缆计米器又可分为以下几种:

( 1) 机械计数器式: 机械式是指显示计数部分采

用机械式计数器累计计数,功能简单,只具有累加或累减功能,无法进行偏差修正。分辨力 0. 1m,显示值 0 ~ 9999. 9m。

( 2)  电子计数器式:  电子式是指显示部分采用电子 ( 或智能式) 数字显示表进行计米显示,具有预置长度、根据线径预置、修正计米偏差系数、控制等多种作用。分辨力 0. 1m,显示值 0 ~ 9999. 9m。

( 3)  单片机式  ( 喷码机式) :  单片机式是指显示控制部分采用工业控制单片机,通过预先编制的应用程序使采样脉冲转变为长度值,进行累计计米,通过修正应用程序,可以将计米偏差做到很小。现随着计算机技术的发展,单片机式的计米器将越来越得到广泛的应用。

2 线缆计米准确的重要性

2. 1 公司对外贸易结算偏差要求

公司在对外贸易结算中,虽然国家标准中规定电缆的长度计量误差不超过 ± 5‰,但是,在实际供货中多数是自行制订更严格的偏差要求,对于定尺的产品,一般是不允许存在负偏差的,对此,计米器的测量准确与否就是效益,同时也是纠纷的源头。

2. 2 公司内部工序周转偏差要求

公司在内部工序周转中,一个产品从最初的单丝到最后的成品,要经过多道工序,保证计米器的准确测量就是减少工序之间材料浪费,也避免了车间之间因为计米偏差造成的纠纷。以 220kV 1000mm2 分割导体高压交联电缆制造为例,整个过程要经过拉丝、绞制、交联、绕包、压弧焊、挤塑等 6 道工序,每道工序都有装有计米器,确切保证每个工序的计米准确是减少材料浪费的重要方法。公司近几年来出现的计米纠纷,多数是内部周转计米偏差造成的。

3 线缆计米器误差分析

3. 1 装置本身存在两种误差

( 1) 机械误差:  比如测量轮的周长偏差,直径是否已经磨损变小以至引起很大的累积误差,又比如机械计数器的传动误差。

( 2) 电信号转换误差:  也就是传感机构与传感器件之间进行信号转换时所带来的误差。现如今随着电子技术的发展,传感器件的正确设计和合理选用,这方面的误差一般是非常小的。

那么,是不是很好地控制了线缆计米器的机械 误差,就表明测出的数据是准确的呢?  回答是:  仅仅控制好装置本身的误差是远远不够的,因为在实 际测量中,电缆是一直动态运行着的,由于被测物、测量人员的存在以及测量方法、设备安装等方面存 在的问题, 影响电缆计米准确的因素是各种各样的。

3. 2 影响计米器计米误差的主要因素

( 1) 线缆在不同的张力状态下 ( 即在绷紧和松弛状态下) 计米测量值是不同的,在这种情况下测量

会产生一定的误差 ( 偏差) 。在生产过程中需要电缆尽可能保持一定的张力,且是较稳定的张力。

( 2) 对不同的材料  ( 橡胶、塑料、导电线芯等) 电缆表面,由于表面摩擦系数不同,造成与测量轮之间产生的摩擦系数也不同, 将会造成计米误差的增加。

( 3)   设备方面的因素:   如计米器的张紧轮、机械压轮的张力和计米器测量轮在生产制造中是否打滑;  机械数码计米器误差率、电脉冲式  ( 磁钢式)   计数器偏差设定值取值范围和误差值的修正是否合理,运行  时是否有误动作;    当导向轮变化转换有差异或电缆的规格变换为大小不同时,却用同一种计米测量方式, 这些都将产生计米误差。

( 4)  人为因素:  与操作者的个人素质、工作技能、熟练程度、责任心有关;  操作者操作时是否按工艺要求进行参数设定,以及是否按规定及时复零、复位;  包装工序操作时的动作及剪断电缆的方位是否正确和合理,这些均会影响计米准确性。

综上所述,引起电缆计米误差的因素很多,各种 因素对计米误差影响的大小也不相同。人们普遍以 为,要想提高电缆长度测量的准确性,首先应对线缆 计米器进行检定,但从上面所列举的误差因素来看, 仅仅保证测量轮周长的准确性和对计数器进行校对是 远远不够的,因为测量方法本身所带来的误差是不可 避免的,每一种采样方式的不周密性都给测量带来一 定的误差。

4 降低线缆计米误差的方法

从以上分析可以看出,产生计米误差的因素涉及设备、工艺、材料、操作者、操作方法和测量方法等方方面面,是一个综合性的系统过程。经过长期的摸

索和实验,若想实现电缆计米的准确测量,可采取以下几种措施。

4. 1 计米装置采购选型

测量设备的管理是一项科学的系统工作,包括采 购计划的审批、设备的选型、入库的验收、发放使 用、计量确认、报废处理等各个环节。其中,计划审  批、设备选型、入库验收、计量确认是关键的环节, 做好这几项工作是减少测量偏差的主要方法。因此, 在测量时选用合适的测量设备是减小测量偏差的关 键,这也是我们进行计量确认和购置计划审批的主要 目的。例如一台橡皮测量轮的计米器,在导线生产机  台上使用会很快磨损、损坏,而在交联生产线上使用就能长期准确可靠。

4. 2 管理

( 1) 加强管理,严肃工艺纪律、操作规程,提高操作者素质,树立高尚的职业道德、高度的责任感和品牌意识。按操作规程严格把关,按工艺要求设定脉冲计米器偏差修正系数,完成一段线缆计米测量后应及时复零、复位。对有定尺要求的电缆在半成品制造阶段,应有专人进行配线 ( 如定尺为 500m 的线缆可加 3 ~ 5m 的余量) 以确保定尺符合要求。

( 2) 对线缆计米器要有专人维护保养,使计米器

始终处于正常状态,减少计米器的故障率,使计米器保持相对准确。

( 3)   计量管理部门应定期或不定期地对计米器等相关计量器具进行周期检查、抽查及校正,从而使计 米器  ( 计数器)  始终处于一种完好的状态。对不合格的计米器应进行整改,经检验确认合格后方可使用, 对生产车间反映计米有误差的设备应随时进行检测和 校正。

4. 3 计米器

理想的准确测试系统实际上是不可能实现的,即 使在某一范围上也难于实现理想的准确测试。为此, 在进行某个测试工作之前,首先要选择合适的计米 器,使它的工作范围能满足测试任务的要求。

( 1) 测量采样轮直径

适当的控制测量轮的直径偏差范围,有助于提高测量结果的准确性,而从实际应用中来看,控制测量轮的周长在 1000mm1mm 以内,是完全可行的,即一旦发现采样轮表面周长磨损超出 1mm,则立即更换新的测量轮。

( 2)  测量轮转数

方法一: 通过增加测量轮直径的采样点,来提高转数的测量准确度。

现在普遍使用的轮式计米器,是在测量轮上安装 一个采样点,即连续两次采样的间隔是 0. 5m 或 1m, 这样因开停车跳动或测量采样轮打滑时,一次误采样 就有可能造成 1m 的误差。为了减少因误采样而造成的误差,将测量采样轮的采样点增加为 10 个,即连续两次采样的间隔是 0. 05m 或 0. 1m,这样因开停车跳动或测量采样轮打滑时,一次误采样就只有 0. 05m 或 0. 1m 的误差 ( 这种方法适用于所有电子式和单片机、喷码机式等采用光电传感器、霍尔传感器的计米 器) 。

当很好地控制了测量轮的磨损情况,并且适当增加测量采样轮的采样点后,最终测量结果的误差由原来的 ( 3 ~ 5) ‰降为了 ( 1 ~ 2 ) ‰,大大提高了测量的准确度。这两种控制手段的结合使用,不论是在裸电线测量还是交联电缆测量中,都是完全可行的。

方法二: 通过降低采样轮转动速度,来提高采样轮转数的测量准确度。

通过长期摸索试验,当电缆的生产速度放慢到0. 3m / min 的情况时,其计米结果的偏差飞速下降。但此种方法,只能在高压交联电缆生产线中运用,因为线速度降低,将会降低生产效率,尤其是在裸电线 生产线上,一般的线速度高达 20m / min,要让其速度放慢到 0. 3m / min,几乎是不可能的。

( 3) 显示方式

对于机械式计米器,采用的是机械式计数器来累计计数。机械式计数器采用的是塑料齿轮传动,在快速运转及震动下,齿轮很容易卡死,损坏,当机台车速很快,操作人员不可能始终对计米器进行监视,造成一旦计米器损坏,操作人员没有能力及时发现,就会出现漏计几米到几十米的情况,对整根电缆的长度计量可能出现很大的偏差。

对电子式、单片机式,这两种结构由于二次仪表性能优良、结构先进,一般不会出现损坏的情况,反而人为因素成为误差的主要来源。因为这两种仪表在使用时需要人工复零和启动,由于操作人员数量较少,在刚开机时工作量较大,经常出现电缆已经超过计米采样点而人员依然没有启动计米器进行计米,对走过去的这段电缆长度,操作人员只能依靠估计,人为加到自检记录上,由于人员的估读偏差,造成整根电缆长度的偏差,甚至可以达到 10‰。

5 结束语

多年来,公司对于各车间陆续反映的计米器失准 的情况,进行了多次检查,发现多数问题是由于使用 人员人为因素造成,少部分情况是计米器损坏造成。因此,在出现计米偏差时,首先要清查操作人员是否 存在失误,特别是计米出现较大偏差时,我们应从提  高操作人员的责任心和操作技能入手,从根本上解决 这一问题; 由于计米器存在无法消除的测量偏差,在制造定尺产品时,一定要充分考虑这部分偏差的存 在,留出长度余量,以免造成不必要的损失; 对部分结构落后,计米偏差超差的计米器,应坚决给予淘汰 或进行改造。


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