
在激烈競爭的電線電纜行業中,昂貴的銅、鋁材價格使電纜的成本控制顯得尤為重要,電纜是按長度來交貨的,長度計量誤差將直接導致成本的增加,日積月累中造成的成本浪費是驚人的,所以電纜長度的準確計量正逐漸引起大家的重視。
1 線纜計米器的結構類型
1. 1 線纜計米器的結構
線纜計米器作為一個總的測量裝置,大致可以分為兩大部分: 機械部分和電的部分。機械部分是指大部分都有拖架,一個或兩個輪子,可以是采樣輪或壓線輪。電的部分是指計數傳輸部分 ( 不做介紹) 和計數顯示部分。
1. 2 線纜計米器的類型
按照采樣方式的不同,線纜計米器可分為輪式計米器、履帶式計米器、磁卡式計米器、打點式計米器、非接觸式計米器等,傳統的線纜長度測量普遍采用輪式計米器。在實際生產應用中,采樣輪主要有以下兩種放置方式: 水平放置和垂直放置。水平放置是指在電纜收線前面放置一平臺,平臺上裝有兩個可靈活滾動的輪子,一個是采樣輪,另一個是壓線輪,將電纜夾在兩輪之間,使兩輪軸線與電纜軸線垂直。壓線輪主要是給電纜施加一個壓力,使得電纜在運動過程中與采樣輪產生一個摩擦力,從而可以帶動采樣輪同步運動。垂直放置是指采樣輪垂直放置在電纜上面或下面,使兩者接觸,此時可不要壓線輪,依靠采樣輪的重力或電纜的重力使電纜在運動中與采樣輪產生摩擦力,從而帶動采樣輪同步運動。
按照數據顯示原理的不同,線纜計米器又可分為以下幾種:
( 1) 機械計數器式: 機械式是指顯示計數部分采
用機械式計數器累計計數,功能簡單,只具有累加或累減功能,無法進行偏差修正。分辨力 0. 1m,顯示值 0 ~ 9999. 9m。
( 2) 電子計數器式: 電子式是指顯示部分采用電子 ( 或智能式) 數字顯示表進行計米顯示,具有預置長度、根據線徑預置、修正計米偏差系數、控制等多種作用。分辨力 0. 1m,顯示值 0 ~ 9999. 9m。
( 3) 單片機式 ( 噴碼機式) : 單片機式是指顯示控制部分采用工業控制單片機,通過預先編制的應用程序使采樣脈沖轉變為長度值,進行累計計米,通過修正應用程序,可以將計米偏差做到很小。現隨著計算機技術的發展,單片機式的計米器將越來越得到廣泛的應用。
2 線纜計米準確的重要性
2. 1 公司對外貿易結算偏差要求
公司在對外貿易結算中,雖然國家標準中規定電纜的長度計量誤差不超過 ± 5‰,但是,在實際供貨中多數是自行制訂更嚴格的偏差要求,對于定尺的產品,一般是不允許存在負偏差的,對此,計米器的測量準確與否就是效益,同時也是糾紛的源頭。
2. 2 公司內部工序周轉偏差要求
公司在內部工序周轉中,一個產品從最初的單絲到最后的成品,要經過多道工序,保證計米器的準確測量就是減少工序之間材料浪費,也避免了車間之間因為計米偏差造成的糾紛。以 220kV 1000mm2 分割導體高壓交聯電纜制造為例,整個過程要經過拉絲、絞制、交聯、繞包、壓弧焊、擠塑等 6 道工序,每道工序都有裝有計米器,確切保證每個工序的計米準確是減少材料浪費的重要方法。公司近幾年來出現的計米糾紛,多數是內部周轉計米偏差造成的。
3 線纜計米器誤差分析
3. 1 裝置本身存在兩種誤差
( 1) 機械誤差: 比如測量輪的周長偏差,直徑是否已經磨損變小以至引起很大的累積誤差,又比如機械計數器的傳動誤差。
( 2) 電信號轉換誤差: 也就是傳感機構與傳感器件之間進行信號轉換時所帶來的誤差。現如今隨著電子技術的發展,傳感器件的正確設計和合理選用,這方面的誤差一般是非常小的。
那么,是不是很好地控制了線纜計米器的機械 誤差,就表明測出的數據是準確的呢? 回答是: 僅僅控制好裝置本身的誤差是遠遠不夠的,因為在實 際測量中,電纜是一直動態運行著的,由于被測物、測量人員的存在以及測量方法、設備安裝等方面存 在的問題, 影響電纜計米準確的因素是各種各樣的。
3. 2 影響計米器計米誤差的主要因素
( 1) 線纜在不同的張力狀態下 ( 即在繃緊和松弛狀態下) 計米測量值是不同的,在這種情況下測量
會產生一定的誤差 ( 偏差) 。在生產過程中需要電纜盡可能保持一定的張力,且是較穩定的張力。
( 2) 對不同的材料 ( 橡膠、塑料、導電線芯等) 電纜表面,由于表面摩擦系數不同,造成與測量輪之間產生的摩擦系數也不同, 將會造成計米誤差的增加。
( 3) 設備方面的因素: 如計米器的張緊輪、機械壓輪的張力和計米器測量輪在生產制造中是否打滑; 機械數碼計米器誤差率、電脈沖式 ( 磁鋼式) 計數器偏差設定值取值范圍和誤差值的修正是否合理,運行 時是否有誤動作; 當導向輪變化轉換有差異或電纜的規格變換為大小不同時,卻用同一種計米測量方式, 這些都將產生計米誤差。
( 4) 人為因素: 與操作者的個人素質、工作技能、熟練程度、責任心有關; 操作者操作時是否按工藝要求進行參數設定,以及是否按規定及時復零、復位; 包裝工序操作時的動作及剪斷電纜的方位是否正確和合理,這些均會影響計米準確性。
綜上所述,引起電纜計米誤差的因素很多,各種 因素對計米誤差影響的大小也不相同。人們普遍以 為,要想提高電纜長度測量的準確性,首先應對線纜 計米器進行檢定,但從上面所列舉的誤差因素來看, 僅僅保證測量輪周長的準確性和對計數器進行校對是 遠遠不夠的,因為測量方法本身所帶來的誤差是不可 避免的,每一種采樣方式的不周密性都給測量帶來一 定的誤差。
4 降低線纜計米誤差的方法
從以上分析可以看出,產生計米誤差的因素涉及設備、工藝、材料、操作者、操作方法和測量方法等方方面面,是一個綜合性的系統過程。經過長期的摸
索和實驗,若想實現電纜計米的準確測量,可采取以下幾種措施。
4. 1 計米裝置采購選型
測量設備的管理是一項科學的系統工作,包括采 購計劃的審批、設備的選型、入庫的驗收、發放使 用、計量確認、報廢處理等各個環節。其中,計劃審 批、設備選型、入庫驗收、計量確認是關鍵的環節, 做好這幾項工作是減少測量偏差的主要方法。因此, 在測量時選用合適的測量設備是減小測量偏差的關 鍵,這也是我們進行計量確認和購置計劃審批的主要 目的。例如一臺橡皮測量輪的計米器,在導線生產機 臺上使用會很快磨損、損壞,而在交聯生產線上使用就能長期準確可靠。
4. 2 管理
( 1) 加強管理,嚴肅工藝紀律、操作規程,提高操作者素質,樹立高尚的職業道德、高度的責任感和品牌意識。按操作規程嚴格把關,按工藝要求設定脈沖計米器偏差修正系數,完成一段線纜計米測量后應及時復零、復位。對有定尺要求的電纜在半成品制造階段,應有專人進行配線 ( 如定尺為 500m 的線纜可加 3 ~ 5m 的余量) 以確保定尺符合要求。
( 2) 對線纜計米器要有專人維護保養,使計米器
始終處于正常狀態,減少計米器的故障率,使計米器保持相對準確。
( 3) 計量管理部門應定期或不定期地對計米器等相關計量器具進行周期檢查、抽查及校正,從而使計 米器 ( 計數器) 始終處于一種完好的狀態。對不合格的計米器應進行整改,經檢驗確認合格后方可使用, 對生產車間反映計米有誤差的設備應隨時進行檢測和 校正。
4. 3 計米器
理想的準確測試系統實際上是不可能實現的,即 使在某一范圍上也難于實現理想的準確測試。為此, 在進行某個測試工作之前,首先要選擇合適的計米 器,使它的工作范圍能滿足測試任務的要求。
( 1) 測量采樣輪直徑
適當的控制測量輪的直徑偏差范圍,有助于提高測量結果的準確性,而從實際應用中來看,控制測量輪的周長在 1000mm1mm 以內,是完全可行的,即一旦發現采樣輪表面周長磨損超出 1mm,則立即更換新的測量輪。
( 2) 測量輪轉數
方法一: 通過增加測量輪直徑的采樣點,來提高轉數的測量準確度。
現在普遍使用的輪式計米器,是在測量輪上安裝 一個采樣點,即連續兩次采樣的間隔是 0. 5m 或 1m, 這樣因開停車跳動或測量采樣輪打滑時,一次誤采樣 就有可能造成 1m 的誤差。為了減少因誤采樣而造成的誤差,將測量采樣輪的采樣點增加為 10 個,即連續兩次采樣的間隔是 0. 05m 或 0. 1m,這樣因開停車跳動或測量采樣輪打滑時,一次誤采樣就只有 0. 05m 或 0. 1m 的誤差 ( 這種方法適用于所有電子式和單片機、噴碼機式等采用光電傳感器、霍爾傳感器的計米 器) 。
當很好地控制了測量輪的磨損情況,并且適當增加測量采樣輪的采樣點后,最終測量結果的誤差由原來的 ( 3 ~ 5) ‰降為了 ( 1 ~ 2 ) ‰,大大提高了測量的準確度。這兩種控制手段的結合使用,不論是在裸電線測量還是交聯電纜測量中,都是完全可行的。
方法二: 通過降低采樣輪轉動速度,來提高采樣輪轉數的測量準確度。
通過長期摸索試驗,當電纜的生產速度放慢到0. 3m / min 的情況時,其計米結果的偏差飛速下降。但此種方法,只能在高壓交聯電纜生產線中運用,因為線速度降低,將會降低生產效率,尤其是在裸電線 生產線上,一般的線速度高達 20m / min,要讓其速度放慢到 0. 3m / min,幾乎是不可能的。
( 3) 顯示方式
對于機械式計米器,采用的是機械式計數器來累計計數。機械式計數器采用的是塑料齒輪傳動,在快速運轉及震動下,齒輪很容易卡死,損壞,當機臺車速很快,操作人員不可能始終對計米器進行監視,造成一旦計米器損壞,操作人員沒有能力及時發現,就會出現漏計幾米到幾十米的情況,對整根電纜的長度計量可能出現很大的偏差。
對電子式、單片機式,這兩種結構由于二次儀表性能優良、結構先進,一般不會出現損壞的情況,反而人為因素成為誤差的主要來源。因為這兩種儀表在使用時需要人工復零和啟動,由于操作人員數量較少,在剛開機時工作量較大,經常出現電纜已經超過計米采樣點而人員依然沒有啟動計米器進行計米,對走過去的這段電纜長度,操作人員只能依靠估計,人為加到自檢記錄上,由于人員的估讀偏差,造成整根電纜長度的偏差,甚至可以達到 10‰。
5 結束語
多年來,公司對于各車間陸續反映的計米器失準 的情況,進行了多次檢查,發現多數問題是由于使用 人員人為因素造成,少部分情況是計米器損壞造成。因此,在出現計米偏差時,首先要清查操作人員是否 存在失誤,特別是計米出現較大偏差時,我們應從提 高操作人員的責任心和操作技能入手,從根本上解決 這一問題; 由于計米器存在無法消除的測量偏差,在制造定尺產品時,一定要充分考慮這部分偏差的存 在,留出長度余量,以免造成不必要的損失; 對部分結構落后,計米偏差超差的計米器,應堅決給予淘汰 或進行改造。