Chế tạo băng tải cân động liên tục

Chế tạo băng tải cân động định lượng

Cân băng tải liên tục (cân động liên tục) là hệ thống định lượng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như xi măng, khai khoáng, nông sản, thức ăn chăn nuôi và hóa chất. Quy trình chế tạo, gia công và lắp đặt hệ thống này đòi hỏi tính chính xác cao về cả cơ khí lẫn điện tử.

Dưới đây là quy trình chi tiết từ khâu thiết kế, gia công cơ khí đến lắp đặt và hiệu chuẩn hệ thống cân động liên tục:

1. Khảo sát và Thiết kế kỹ thuật Cân băng tải liên tục

Đây là bước quyết định đến độ chính xác và tuổi thọ của cân.

• Thu thập thông số: Xác định loại vật liệu cân (đá, cát, than, bột…), năng suất yêu cầu (tấn/giờ), tốc độ băng tải, khổ rộng băng tải và góc nghiêng của băng.
• Thiết kế cụm loadcell (cảm biến lực): Thiết kế khung cân động (Weighbridge) chịu lực tốt, giảm thiểu tối đa ma sát cơ khí và các rung động ngoài ý muốn từ động cơ.
• Thiết kế hệ thống đo tốc độ: Thiết kế con lăn đo tốc độ (Speed sensor) lắp trên nhánh hồi của băng tải để đo chính xác vận tốc thực tế.

2. Gia công cơ khí và Chế tạo cụm khung cân băng tải liên tục

Quá trình gia công cơ khí yêu cầu độ phẳng và độ đồng tâm tuyệt đối để tránh sai số khi cân vận hành.

• Cắt và hàn khung đỡ: Sử dụng thép hình (I, U hoặc thép tấm dày) cắt CNC chính xác, hàn gia cố để đảm bảo khung không bị biến dạng dưới tải trọng lớn.
• Gia công các chi tiết khớp nối: Đảm bảo các khớp nối chuyển động tự do theo phương đứng (hướng truyền lực vào loadcell) nhưng cố định theo phương ngang.
• Xử lý bề mặt: Làm sạch bề mặt bằng phun cát, sơn chống gỉ và sơn màu bảo vệ (hoặc mạ kẽm nhúng nóng tùy theo môi trường làm việc độc hại/hóa chất).

3. Tích hợp thiết bị Điện tử và Cảm biến Cân băng tải liên tục (cân động liên tục)

• Lắp đặt Cảm biến lực (Loadcell): Chọn loại loadcell chính xác cao (tiêu chuẩn OIML), có cấp bảo vệ IP67/IP68 để chống bụi và nước. Lắp đặt thêm các module chống quá tải để bảo vệ cảm biến khi có sự cố rơi vật liệu nặng.
• Lắp đặt Cảm biến tốc độ (Speed Sensor): Gắn trực tiếp vào trục con lăn chạy trên băng. Cảm biến này sẽ phát tín hiệu xung về bộ điều khiển.
• Tủ điện và Bộ chỉ thị (Weight Indicator): Sử dụng các dòng đầu cân chuyên dụng cho cân băng tải (như Siemens, Schenck Process, Rice Lake…). Đầu cân nhận đồng thời tín hiệu khối lượng (từ Loadcell) và tốc độ (từ Encoder) để tính ra lưu lượng tức thời (kg/h hoặc t/h) và khối lượng tích lũy.

4. Quy trình Lắp đặt tại công trường Cân băng tải liên tục (cân động liên tục)

Việc lắp đặt thực tế quyết định đến 70% độ chính xác vận hành của cân động.

• Chọn vị trí lắp khung cân: Tránh vị trí quá gần phễu cấp liệu (vật liệu chưa ổn định) và tránh quá gần tang chủ động/tang bị động (nơi lực căng băng thay đổi lớn). Vị trí lý tưởng là cách phễu nạp liệu ít nhất 3-4 bộ con lăn đỡ.
• Đảm bảo độ phẳng (Leveling): Các con lăn nằm trong khu vực cân (thường gồm con lăn cân và các con lăn cận kề trước/sau) phải được căn chỉnh nằm trên cùng một mặt phẳng tuyệt đối bằng máy thủy bình hoặc thước laser.
• Căn chỉnh độ căng băng tải: Băng tải phải chạy thẳng, không bị lệch vẹo, độ căng của băng phải đồng đều và ổn định.

5. Hiệu chuẩn và Bàn giao (Calibration) Cân băng tải liên tục (cân động liên tục)

Cân động liên tục cần được hiệu chuẩn kỹ lưỡng trước khi đưa vào sản xuất:

• Hiệu chuẩn Zero (Không tải): Cho băng tải chạy xích không tải từ 3-5 vòng liên tục để đầu cân tự động lấy điểm 0, bù trừ khối lượng của chính dây băng tải (do độ dày mỏng của dây băng không đều).
• Hiệu chuẩn bằng xích tải (Chain Calibration) hoặc quả cân chuẩn: Treo các quả cân hoặc rải xích thử tải chuyên dụng lên khung cân để mô phỏng tải trọng vật liệu chạy qua, từ đó hiệu chỉnh hệ số Span.
• Hiệu chuẩn thực tế (Material Test – Tốt nhất): Cân thử nghiệm một lượng vật liệu thực tế bằng cân động, sau đó đem toàn bộ lượng vật liệu đó đi cân lại trên một cân tĩnh chuẩn (như cân ô tô). So sánh sai số và nhập hệ số điều chỉnh vào đầu cân (Sai số cho phép thường từ ± 0.25% đến ± 1% tùy mục đích thương mại hay nội bộ).
• 
• Khi chế tạo và vận hành cân động định lượng (đặc biệt là trong ngành phân bón), các kỹ sư thường đối mặt với những bài toán kỹ thuật phức tạp hơn rất nhiều so với cân tĩnh thông thường. Do nguyên liệu liên tục chuyển động và hệ thống cơ khí liên tục rung lắc, sai số rất dễ vượt ngưỡng cho phép nếu không xử lý triệt để các rào cản dưới đây.

• Thực trạng: Khác với cân tĩnh (vật đứng yên), cân động hoạt động khi các động cơ, băng tải, vít tải, xilanh khí nén liên tục rung lắc. Lực quán tính của dòng vật liệu rơi xuống thớt cân cũng tạo ra những cú va đập cơ học.
• Hệ quả: Tín hiệu điện áp (mV) từ Loadcell truyền về đầu cân bị dao động liên tục, khiến màn hình nhảy số hỗn loạn, bộ điều khiển không thể xác định chính xác thời điểm để ngắt liệu.
• Giải pháp:
• Sử dụng các thuật toán lọc số kỹ thuật số mạnh mẽ (như Bộ lọc Kalman, Bộ lọc thông thấp – Low-pass filter) trong PLC hoặc đầu cân chuyên dụng để loại bỏ tần số rung của máy.
• Tách biệt cơ học: Cách ly khung bệ đỡ Loadcell với các cụm động cơ rung bằng đệm cao su giảm chấn hoặc khớp nối mềm.
• 

• Thực trạng: Khi hệ thống phát lệnh đóng cửa xả/ngắt vít tải, luôn có một lượng phân bón nhất định đang lơ lửng trên không trung chưa kịp rơi xuống thớt cân.
• Hệ quả: Nếu ngắt đúng lúc cân báo đủ khối lượng, lượng hàng lơ lửng này rơi xuống tiếp sẽ làm mẻ cân bị thừa (vượt tải). Độ khó tăng lên vì tính chất lý hóa của phân bón thay đổi liên tục (lúc khô chảy nhanh, lúc ẩm chảy chậm), khiến lượng lơ lửng này không cố định.
• Giải pháp: Lập trình PLC có tính năng tự động tối ưu hóa giá trị bù rơi (Automatic Drop Compensation). Hệ thống sẽ tự học qua vài mẻ cân đầu để tự động dịch chuyển thời điểm ngắt liệu sớm hơn một khoảng vừa đủ.

• Thực trạng: Nhà máy phân bón vô cơ (NPK, Kali, Urea) có tính ăn mòn hóa học cực kỳ cao khi gặp độ ẩm không khí. Ngoài ra, bụi phân bón siêu mịn sẽ bám vào mọi ngóc ngách của thiết bị.
• Hệ quả:
  • Linh kiện cơ khí mài mòn, rỉ sét làm kẹt các bản lề, khớp nối cơ học của cân, tạo ra “lực ký sinh” làm mất độ nhạy của Loadcell.
  • Bụi ẩm bám vào các rơ-le, hộp nối (Junction Box) gây chập mạch, nhiễu tín hiệu.
• Giải pháp:
  • Bắt buộc dùng Inox 304 hoặc Inox 316 cho các bộ phận tiếp xúc trực tiếp.
  • Chọn Loadcell bằng thép không gỉ, đạt tiêu chuẩn kín nước, kín bụi IP68 hoặc IP69K. Các tủ điện điều khiển phải là loại tủ kín, có gioăng cao su chống bụi tốt.

• Thực trạng: Đối với phân hữu cơ vi sinh hoặc phân bón có độ ẩm cao (>15%), vật liệu rất dễ bám dính vào thành phễu, tạo thành “vòm” nghẽn (vòm chuột) không chịu chảy xuống, hoặc chảy ngắt quãng theo từng tảng.
• Hệ quả: Dòng liệu cấp không đều khiến giai đoạn “cấp liệu tinh” bị mất tác dụng, cân bị sai số lớn (lúc thiếu, lúc thừa quá mức).
• Giải pháp:
  • Lắp thêm đầm rung khí nén (Pneumatic Vibrator) hoặc búa gõ khí nén bên ngoài thành phễu để phá vòm kết dính.
  • Thay đổi góc nghiêng của phễu xả dốc hơn (> 65 độ) hoặc lót một lớp nhựa chống dính (UHMW-PE) bên trong lòng phễu.
• 

• Thực trạng băng tải cân động liên tục: Khi bộ điều khiển phát lệnh ngắt, cần một khoảng thời gian (tính bằng mili-giây) để rơ-le đóng, van khí nén kích hoạt, và xi-lanh đẩy cửa xả đóng lại hoàn toàn.
• Hệ quả băng tải cân động liên tục: Ở tốc độ cao (ví dụ cân đóng bao 600 bao/giờ), một độ trễ chỉ 0.1 giây của xi-lanh cũng có thể khiến vài trăm gam phân bón chảy thêm xuống, làm sai lệch kết quả.
• Giải pháp băng tải cân động liên tục: Dùng các van điện từ khí nén có tốc độ phản hồi cao, rút ngắn chiều dài đường ống dẫn khí từ van đến xi-lanh để áp lực khí tác động ngay lập tức, kết hợp lắp thêm giảm chấn để cửa đóng dứt khoát không bị nảy lại.

Nguyễn Ngọc

CEO & Nhà sáng lập – Công ty TNHH Băng Tải Thành Công

Doanh nhân kỹ thuật với hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cơ khí chế tạo và tự động hóa. Ngọc là người sáng lập và dẫn dắt Băng Tải Thành Công trở thành đơn vị tiên phong về giải pháp máy móc công nghiệp. Với tầm nhìn chiến lược và nền tảng kỹ thuật vững chắc, Tôi không chỉ phát triển sản phẩm mà còn thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành máy móc công nghiệp hiện đại.

Xem thêm 205 bài viết