在激烈竞争的電(diàn)線(xiàn)電(diàn)缆行业中(zhōng),昂贵的铜、铝材价格使電(diàn)缆的成本控制显得尤為(wèi)重要,電(diàn)缆是按長(cháng)度来交货的,長(cháng)度计量误差将直接导致成本的增加,日积月累中(zhōng)造成的成本浪费是惊人的,所以電(diàn)缆長(cháng)度的准确计量正逐渐引起大家的重视。
1 線(xiàn)缆计米器的结构类型
1. 1 線(xiàn)缆计米器的结构
線(xiàn)缆计米器作(zuò)為(wèi)一个总的测量装(zhuāng)置,大致可(kě)以分(fēn)為(wèi)两大部分(fēn): 机械部分(fēn)和電(diàn)的部分(fēn)。机械部分(fēn)是指大部分(fēn)都有(yǒu)拖架,一个或两个轮子,可(kě)以是采样轮或压線(xiàn)轮。電(diàn)的部分(fēn)是指计数传输部分(fēn) ( 不做介绍) 和计数显示部分(fēn)。
1. 2 線(xiàn)缆计米器的类型
按照采样方式的不同,線(xiàn)缆计米器可(kě)分(fēn)為(wèi)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,传统的線(xiàn)缆長(cháng)度测量普遍采用(yòng)轮式计米器。在实际生产(chǎn)应用(yòng)中(zhōng),采样轮主要有(yǒu)以下两种放置方式: 水平放置和垂直放置。水平放置是指在電(diàn)缆收線(xiàn)前面放置一平台,平台上装(zhuāng)有(yǒu)两个可(kě)灵活滚动的轮子,一个是采样轮,另一个是压線(xiàn)轮,将電(diàn)缆夹在两轮之间,使两轮轴線(xiàn)与電(diàn)缆轴線(xiàn)垂直。压線(xiàn)轮主要是给電(diàn)缆施加一个压力,使得電(diàn)缆在运动过程中(zhōng)与采样轮产(chǎn)生一个摩擦力,从而可(kě)以带动采样轮同步运动。垂直放置是指采样轮垂直放置在電(diàn)缆上面或下面,使两者接触,此时可(kě)不要压線(xiàn)轮,依靠采样轮的重力或電(diàn)缆的重力使電(diàn)缆在运动中(zhōng)与采样轮产(chǎn)生摩擦力,从而带动采样轮同步运动。
按照数据显示原理(lǐ)的不同,線(xiàn)缆计米器又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)以下几种:
( 1) 机械计数器式: 机械式是指显示计数部分(fēn)采
用(yòng)机械式计数器累计计数,功能(néng)简单,只具(jù)有(yǒu)累加或累减功能(néng),无法进行偏差修正。分(fēn)辨力 0. 1m,显示值 0 ~ 9999. 9m。
( 2) 電(diàn)子计数器式: 電(diàn)子式是指显示部分(fēn)采用(yòng)電(diàn)子 ( 或智能(néng)式) 数字显示表进行计米显示,具(jù)有(yǒu)预置長(cháng)度、根据線(xiàn)径预置、修正计米偏差系数、控制等多(duō)种作(zuò)用(yòng)。分(fēn)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(fēn)采用(yòng)工(gōng)业控制单片机,通过预先编制的应用(yòng)程序使采样脉冲转变為(wèi)長(cháng)度值,进行累计计米,通过修正应用(yòng)程序,可(kě)以将计米偏差做到很(hěn)小(xiǎo)。现随着计算机技(jì )术的发展,单片机式的计米器将越来越得到广泛的应用(yòng)。
2 線(xiàn)缆计米准确的重要性
2. 1 公(gōng)司对外贸易结算偏差要求
公(gōng)司在对外贸易结算中(zhōng),虽然國(guó)家标准中(zhōng)规定電(diàn)缆的長(cháng)度计量误差不超过 ± 5‰,但是,在实际供货中(zhōng)多(duō)数是自行制订更严格的偏差要求,对于定尺的产(chǎn)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(gōng)司内部工(gōng)序周转偏差要求
公(gōng)司在内部工(gōng)序周转中(zhōng),一个产(chǎn)品从最初的单丝到最后的成品,要经过多(duō)道工(gōng)序,保证计米器的准确测量就是减少工(gōng)序之间材料浪费,也避免了車(chē)间之间因為(wèi)计米偏差造成的纠纷。以 220kV 1000mm2 分(fēn)割导體(tǐ)高压交联電(diàn)缆制造為(wèi)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(gōng)序,每道工(gōng)序都有(yǒu)装(zhuāng)有(yǒu)计米器,确切保证每个工(gōng)序的计米准确是减少材料浪费的重要方法。公(gōng)司近几年来出现的计米纠纷,多(duō)数是内部周转计米偏差造成的。
3 線(xiàn)缆计米器误差分(fēn)析
3. 1 装(zhuāng)置本身存在两种误差
( 1) 机械误差: 比如测量轮的周長(cháng)偏差,直径是否已经磨损变小(xiǎo)以至引起很(hěn)大的累积误差,又(yòu)比如机械计数器的传动误差。
( 2) 電(diàn)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。现如今随着電(diàn)子技(jì )术的发展,传感器件的正确设计和合理(lǐ)选用(yòng),这方面的误差一般是非常小(xiǎo)的。
那么,是不是很(hěn)好地控制了線(xiàn)缆计米器的机械 误差,就表明测出的数据是准确的呢(ne)? 回答(dá)是: 仅仅控制好装(zhuāng)置本身的误差是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不够的,因為(wèi)在实 际测量中(zhōng),電(diàn)缆是一直动态运行着的,由于被测物(wù)、测量人员的存在以及测量方法、设备安(ān)装(zhuāng)等方面存 在的问题, 影响電(diàn)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) 線(xiàn)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(chǎn)生一定的误差 ( 偏差) 。在生产(chǎn)过程中(zhōng)需要電(diàn)缆尽可(kě)能(néng)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、导電(diàn)線(xiàn)芯等) 電(diàn)缆表面,由于表面摩擦系数不同,造成与测量轮之间产(chǎn)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(chǎn)制造中(zhōng)是否打滑; 机械数码计米器误差率、電(diàn)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(lǐ),运行 时是否有(yǒu)误动作(zuò); 当导向轮变化转换有(yǒu)差异或電(diàn)缆的规格变换為(wèi)大小(xiǎo)不同时,却用(yòng)同一种计米测量方式, 这些都将产(chǎn)生计米误差。
( 4) 人為(wèi)因素: 与操作(zuò)者的个人素质(zhì)、工(gōng)作(zuò)技(jì )能(néng)、熟练程度、责任心有(yǒu)关; 操作(zuò)者操作(zuò)时是否按工(gōng)艺要求进行参数设定,以及是否按规定及时复零、复位; 包装(zhuāng)工(gōng)序操作(zuò)时的动作(zuò)及剪断電(diàn)缆的方位是否正确和合理(lǐ),这些均会影响计米准确性。
综上所述,引起電(diàn)缆计米误差的因素很(hěn)多(duō),各种 因素对计米误差影响的大小(xiǎo)也不相同。人们普遍以 為(wèi),要想提高電(diàn)缆長(cháng)度测量的准确性,首先应对線(xiàn)缆 计米器进行检定,但从上面所列举的误差因素来看, 仅仅保证测量轮周長(cháng)的准确性和对计数器进行校对是 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不够的,因為(wèi)测量方法本身所带来的误差是不可(kě) 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 降低線(xiàn)缆计米误差的方法
从以上分(fēn)析可(kě)以看出,产(chǎn)生计米误差的因素涉及设备、工(gōng)艺、材料、操作(zuò)者、操作(zuò)方法和测量方法等方方面面,是一个综合性的系统过程。经过長(cháng)期的摸
索和实验,若想实现電(diàn)缆计米的准确测量,可(kě)采取以下几种措施。
4. 1 计米装(zhuāng)置采購(gòu)选型
测量设备的管理(lǐ)是一项科(kē)學(xué)的系统工(gōng)作(zuò),包括采 購(gòu)计划的审批、设备的选型、入库的验收、发放使 用(yòng)、计量确认、报废处理(lǐ)等各个环节。其中(zhōng),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(gōng)作(zuò)是减少测量偏差的主要方法。因此, 在测量时选用(yòng)合适的测量设备是减小(xiǎo)测量偏差的关 键,这也是我们进行计量确认和購(gòu)置计划审批的主要 目的。例如一台橡皮测量轮的计米器,在导線(xiàn)生产(chǎn)机 台上使用(yòng)会很(hěn)快磨损、损坏,而在交联生产(chǎn)線(xiàn)上使用(yòng)就能(néng)長(cháng)期准确可(kě)靠。
4. 2 管理(lǐ)
( 1) 加强管理(lǐ),严肃工(gōng)艺纪律、操作(zuò)规程,提高操作(zuò)者素质(zhì),树立高尚的职业道德(dé)、高度的责任感和品牌意识。按操作(zuò)规程严格把关,按工(gōng)艺要求设定脉冲计米器偏差修正系数,完成一段線(xiàn)缆计米测量后应及时复零、复位。对有(yǒu)定尺要求的電(diàn)缆在半成品制造阶段,应有(yǒu)专人进行配線(xiàn) ( 如定尺為(wèi) 500m 的線(xiàn)缆可(kě)加 3 ~ 5m 的余量) 以确保定尺符合要求。
( 2) 对線(xiàn)缆计米器要有(yǒu)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(lǐ)部门应定期或不定期地对计米器等相关计量器具(jù)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(kě)使用(yòng), 对生产(chǎn)車(chē)间反映计米有(yǒu)误差的设备应随时进行检测和 校正。
4. 3 计米器
理(lǐ)想的准确测试系统实际上是不可(kě)能(néng)实现的,即 使在某一范围上也难于实现理(lǐ)想的准确测试。為(wèi)此, 在进行某个测试工(gōng)作(zuò)之前,首先要选择合适的计米 器,使它的工(gōng)作(zuò)范围能(néng)满足测试任務(wù)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(yǒu)助于提高测量结果的准确性,而从实际应用(yòng)中(zhōng)来看,控制测量轮的周長(cháng)在 1000mm1mm 以内,是完全可(kě)行的,即一旦发现采样轮表面周長(cháng)磨损超出 1mm,则立即更换新(xīn)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(yòng)的轮式计米器,是在测量轮上安(ān)装(zhuāng) 一个采样点,即连续两次采样的间隔是 0. 5m 或 1m, 这样因开停車(chē)跳动或测量采样轮打滑时,一次误采样 就有(yǒu)可(kě)能(néng)造成 1m 的误差。為(wèi)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為(wèi) 10 个,即连续两次采样的间隔是 0. 05m 或 0. 1m,这样因开停車(chē)跳动或测量采样轮打滑时,一次误采样就只有(yǒu) 0. 05m 或 0. 1m 的误差 ( 这种方法适用(yòng)于所有(yǒu)電(diàn)子式和单片机、喷码机式等采用(yòng)光電(diàn)传感器、霍尔传感器的计米 器) 。
当很(hěn)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) ‰降為(wèi)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(yòng),不论是在裸電(diàn)線(xiàn)测量还是交联電(diàn)缆测量中(zhōng),都是完全可(kě)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。
通过長(cháng)期摸索试验,当電(diàn)缆的生产(chǎn)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(néng)在高压交联電(diàn)缆生产(chǎn)線(xiàn)中(zhōng)运用(yòng),因為(wèi)線(xiàn)速度降低,将会降低生产(chǎn)效率,尤其是在裸電(diàn)線(xiàn) 生产(chǎn)線(xiàn)上,一般的線(xiàn)速度高达 20m / min,要让其速度放慢到 0. 3m / min,几乎是不可(kě)能(néng)的。
( 3) 显示方式
对于机械式计米器,采用(yòng)的是机械式计数器来累计计数。机械式计数器采用(yòng)的是塑料齿轮传动,在快速运转及震动下,齿轮很(hěn)容易卡死,损坏,当机台車(chē)速很(hěn)快,操作(zuò)人员不可(kě)能(néng)始终对计米器进行监视,造成一旦计米器损坏,操作(zuò)人员没有(yǒu)能(néng)力及时发现,就会出现漏计几米到几十米的情况,对整根電(diàn)缆的長(cháng)度计量可(kě)能(néng)出现很(hěn)大的偏差。
对電(diàn)子式、单片机式,这两种结构由于二次仪表性能(néng)优良、结构先进,一般不会出现损坏的情况,反而人為(wèi)因素成為(wèi)误差的主要来源。因為(wèi)这两种仪表在使用(yòng)时需要人工(gōng)复零和启动,由于操作(zuò)人员数量较少,在刚开机时工(gōng)作(zuò)量较大,经常出现電(diàn)缆已经超过计米采样点而人员依然没有(yǒu)启动计米器进行计米,对走过去的这段電(diàn)缆長(cháng)度,操作(zuò)人员只能(néng)依靠估计,人為(wèi)加到自检记录上,由于人员的估读偏差,造成整根電(diàn)缆長(cháng)度的偏差,甚至可(kě)以达到 10‰。
5 结束语
多(duō)年来,公(gōng)司对于各車(chē)间陆续反映的计米器失准 的情况,进行了多(duō)次检查,发现多(duō)数问题是由于使用(yòng) 人员人為(wèi)因素造成,少部分(fēn)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(zuò)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(zuò)人员的责任心和操作(zuò)技(jì )能(néng)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(chǎn)品时,一定要充分(fēn)考虑这部分(fēn)偏差的存 在,留出長(cháng)度余量,以免造成不必要的损失; 对部分(fēn)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。