CN102530490A - 一种三功能带式输送机张紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种三功能带式输送机张紧装置,属于机电一体化技术领域,广泛用于煤炭、冶金、发电等使用带式运输机的行业,其特征在于该装置同时具有对输送带张紧、调偏和防打滑等多种功能,整套装置由两套完全相同且相互独立的牵引系统、移动小车12、张紧滚筒11、改向滚筒13和驱动滚筒14组成,其中控制系统由左侧拉力传感器9、右侧拉力传感器10、左皮带跑偏开关15、右皮带跑偏开关16、计算机19、可编程控制器20和继电器组成,防打滑系统由摄像机17、计算机19、可编程控制器20和继电器组成,去掉了液压泵站、液压油缸和蓄能站,占地面积相对小的多,这一优势在井下显得更为重要。可成为传统带式输送机张紧装置的更新换代产品。
Description
技术领域
本发明一种三功能带式输送机张紧装置,属于机电一体化技术领域,它是一种同时具有对输送带张紧、调偏及防止打滑的多功能自动化装置,克服了现有张紧装置普遍不能自动调偏和防打滑的弊端,可广泛用于矿山、冶金、发电等使用带式输送机的行业。
背景技术
带式输送机是输送散状固体物料的主要运输设备,在矿山、冶金、发电等行业大量使用。张紧装置是带式输送机的重要组成机构,其作用是保证输送带有足够的张紧力,能够使驱动滚筒与输送带有机地紧密地结合起来,增加滚筒与输送带间的摩擦力,防止两者之间打滑,从而完成能量传递功能,它的性能好坏直接影响带式输送机的整机性能技术指标。带式输送机朝着大运量、高速度和长运距方向发展,对张紧装置智能化的要求越来越高,要求张紧装置随带式输送机运行工况条件不同而张紧力可调,启动状态时由于惯量很大要求张紧力是正常运行时额定张紧力的1.5倍,启动后调整到额定张紧力,这样即可以满足启动要求,又节约能源,并且能够延长输送带的使用寿命,这就需要开发一种动态性能好智能化程度高的张紧装置。
由于大型带式输送机单机长度都比较长,造成输送带的余度较长(通常有几十米),要求张紧装置必须有十几米长的行程,常规的张紧方式不能满足要求。传统的大型带式输送机常采用的张紧方式有两种,一种是重锤式;重锤式是在带式输送机垂直下方修二十几米深竖井,输送带的余度放在竖井中并且吊有十几吨的重物以便拉紧输送带,这种方式结构简单,但造价高受现场条件限制,不适合井下使用,且张紧力不可调。另一种是复合式;这种方式是最常用的一种方式,由机械和液压两套系统组成,机械部分采用一台绞车,液压部分采用一台液压泵站、一个几米长的液压油缸和一个蓄能站,其工作原理是输送带张紧行程的90%左右,是由绞车牵引安装有张紧滚筒的移动小车来完成快速预拉紧,最后张紧行程的10%左右是由液压油缸来完成张紧力的调节和锁死。整套装置由绞车、移动小车、张紧滚筒、液压泵站、液压油缸和蓄能站组成,其缺点在于设备体积都比较大、占地面积大、造价高、故障率高及维修工作量大。
以上两种张紧方式都不具有自动调偏功能。
带式输送机在运行过程输送带跑偏是最常见的一种现象,造成跑偏的原因很多,如安装不规范、下料不均、输送带接头不对称等,调偏也是保证带式输送机正常运转的前题条件,常采用在输送带沿途安装多组自动调偏托滚组或自动立滚调偏组,这两种调偏方式都会损伤输送带的边沿,影响输送带的使用寿命。实践证明对张紧滚筒两侧张紧力进行调整是最有效的调偏手段,且不损伤输送带。
带式输送机在运行过程中经常出现打滑现象,打滑是指驱动滚筒表面和输送带的线速度不同步,驱动滚筒表面线速度大于输送带的速度,造成打滑的主要原因是下料口出料不均,输送带上堆积的物料太多,带式输送机处于超载状态。另外一个原因是洒水给输送带降温时,输送带与驱动滚筒之间带有大量的水使得摩擦系数减小,严重时驱动滚筒在旋转,而输送带不动。打滑故障如不能及时排除,随着时间的延长输送带的温度急剧升高,极有可能发生输送带火灾和横向撕断输送带等一系列恶性事故。常规方法是在驱动滚筒和输送带上分别安装有两个测速传感器,测速传感器与输送带驱动滚筒紧密接触,用来检测驱动滚筒表面和输送带的线速度。缺点是工作环境恶劣,测速传感器经常发生因进水而损坏,另外长时间处于旋转状态,造成测速传感器故障率比较高。
本发明一种三功能带式输送机张紧装置,是在本申请人前一个专利“一种带式输送机张紧装置”(专利号:201010575463.2)的基础上再创新发明的,原专利左右牵引系统采用链轮链条牵引系统,结构相对略显复杂,且只有调偏和张紧两种功能。
发明内容
本发明一种三功能带式输送机张紧装置的目的,在于解决上述现有技术中普遍存在体积大、结构复杂、故障率高、不具有自动调偏和防打滑功能等一些问题,从而公开一种同时具有张紧、调偏和防打滑功能的新型张紧装置的技术方案,该装置能适应煤矿、码头、电厂等特殊工况条件下使用。
本发明一种三功能带式输送机张紧装置,其特征在于是一种用于大型带式输送机具有张紧、调偏和防打滑多功能的一体化装置,整套装置由牵引系统、移动小车12、张紧滚筒11、改向滚筒13、驱动滚筒14以及控制系统和防打滑系统组成(见附图1.附图2.附图3),为实现张紧或放松输送带18的目的,张紧滚筒11安装在移动小车12上。左电机1和右电机2同时正反转牵引张紧滚筒11和移动小车12一起沿着滑道前后移动。为满足调偏时要求输送带18两侧的张紧力不同的需要,装置设计为两套相同且完全独立的牵引系统,其中由左电机1经左减速机3、左钢丝绳滚筒5、左牵引钢丝绳7组成的左牵引系统牵引移动小车12的左侧,由右电机2、右减速机4、右钢丝绳滚筒6、右牵引钢丝绳8组成的右牵引系统牵引移动小车12的右侧,左电机1和右电机2同时正转可以牵引张紧滚筒11和移动小车12一起沿着滑道向前移动,从而拉紧输送带18,左电机1和右电机2同时反转可以放松输送带18(见附图1.附图2)。所述控制系统由左拉力传感器9、右拉力传感器10、左皮带跑偏开关15、右皮带跑偏开关16、计算机19、可编程控制器20和继电器组成
(见附图3),其中左拉力传感器9两端的承载端一端固定,另一端与左牵引钢丝绳7相连接,右拉力传感器10两端的承载端一端固定,另一端与右牵引钢丝绳8相连接,左拉力传感器9和右拉力传感器10的拉力测量信号经模拟量采集卡与计算机17相连。所述防打滑系统由摄像机17、计算机19和可编程控制器20和继电器组成(见附图3),其中摄像机17安装在带式输送机的正上方,摄像机17采集到的图像信号经图像采集卡与计算机19相连。
上述的一种三功能带式输送机张紧装置,其特征在于为了确保输送带18拉紧后不松动,并进一步提高自锁能力,左减速机3和右减速机4均采用两级蜗轮蜗杆减速机。
下面结合附图进一步来阐述本发明一种三功能带式输送机张紧装置的特征及其原理,本发明是一种同时具有张紧、调偏和防打滑功能的张紧装置,机械部分由两套牵引系统、移动小车12、张紧滚筒11、改向滚筒13和驱动滚筒14组成(见附图1、附图2);控制系统由左侧拉力传感器9、右侧拉力传感器10、左皮带跑偏开关15、右皮带跑偏开关16、计算机19、可编程控制器20和继电器组成(见附图3);防打滑系统由摄像机17、计算机19和可编程控制器20和继电器组成(见附图3)。其所述张紧滚筒11安装在移动小车12上随移动小车12一起沿着滑道前后移动,为满足调偏时要求输送带18两侧的张紧力不同的需要,装置设计为两套相同且完全独立的牵引系统,其中由左电机1经左减速机3、左钢丝绳滚筒5、左牵引钢丝绳7组成的左牵引系统牵引移动小车12的左侧,由右电机2、右减速机4、右钢丝绳滚筒6、右牵引钢丝绳8组成的右牵引系统牵引移动小车12的右侧。左电机1和右电机2同时正转可以牵引张紧滚筒11和移动小车12一起沿着滑道向前移动,从而拉紧输送带18,左电机1和右电机2同时反转可以放松输送带18。其所述左拉力传感器9和左拉力传感器10是用来测量输送带18对应侧的拉力。为了确保输送带18拉紧后不松动,本发明左减速机3和右减速机4均采用两级蜗轮蜗杆减速机来提高自锁能力,工程实践证明一级蜗轮蜗杆减速机的自锁能力就可以满足绝大部分工程需要,装置选用两级蜗轮蜗杆减速机,使其自锁能力进一步提高。左电机1和右电机2选用双速电机,高速用来预张紧,目的是为了缩短运行时间,低速用来调节张紧力,低速可以提高调节张紧力的精度。
本发明一种三功能带式输送机张紧装置的优点在于:
1.与传统复合式张紧装置比较具有明显的优势,新装置没有液压泵站、液压油缸和蓄能站,占地面积相对小的多,这一优势在井下显得更为重要,液压系统是最容易出现故障的部分,所以新装置与同类产品比较的可靠性更高。
2.与“一种带式输送机张紧装置”专利相比较,去掉了左右从动链轮、左右牵引链轮及左右链条,牵引系统由原来的链轮链条牵引系统改为钢丝绳牵引系统,本发明结构更为简单合理,同时增加了计算机使得带式输送机张紧装置的智能化程度得到进一步提升。
3.增加了防打滑功能,使得张紧装置具有张紧、调偏和防打滑等多种功能。
四、附图说明
图1新型张紧装置结构示意图
1.左电机 2.右电机 3.左减速机 4.右减速机 5.左钢丝绳滚筒
6.右钢丝绳滚筒 7.左牵引钢丝绳 8.右牵引钢丝绳 9.左拉力传感器
10.右拉力传感器 11.张紧滚筒 12.移动小车 13.改向滚筒 14.驱动滚筒
15.左皮带跑偏开关 16.右皮带跑偏开关 17.摄像机 18.输送带
图2新型张紧装置结构侧视图
图3新型张紧装置控制原理图
19.计算机20.可编程控制器
五、具体实施方案
实施方式1:
本发明一种三功能带式输送机张紧装置在带式运输机上的应用,其所述张紧装置安装在带式运输机的张紧段,两套牵引系统分别牵引移动小车12的左右两侧,以便张紧滚筒11前后移动,达到张紧和放松输送带18的目的。
下面结合(附图1、附图2、附图3)进一步说明张紧、动态调节、调偏和防打滑工作过程:
1.张紧工作过程
按下预张紧按钮,可编程控制器20控制左电机1和右电机2高速正转继电器同时吸合,左电机1和右电机2同时高速正转,经左减速机3、左钢丝绳滚筒5、左牵引钢丝绳7和右减速机2、右钢丝绳滚筒6、右牵引钢丝绳8带动牵引移动小车12沿滑道前行,逐步拉紧输送带18,当左侧拉力传感器9和右拉力传感器10测的张紧力为额定张紧力时,左电机1和右电机2高速正转继电器同时断开,左电机1和右电机2低速正转继电器同时吸合,左电机1和右电机2同时低速正转,继续拉紧输送带18,直到左拉力传感器9和右拉力传感器10测的张紧力为1.5倍额定张紧力时,左电机1和右电机2低速正转继电器同时断开,左电机1和右电机2停止转动,张紧过程结束,同时可编程控制器20控制的运输机信号继电器Js通电,信号继电器Js常开触点闭合,向带式输送机控制系统发出带式输送机可以正常启动的信号。
2.动态调节工作过程
带式输送机启动后,可编程控制器20控制左电机1和右电机2低速反转继电器同时吸合,左电机1和右电机2低速反转放松输送带18,直到左侧拉力传感器9和右拉力传感器10测的张紧力为额定张紧力时,左电机1和右电机2低速反转继电器同时断开,左电机1和右电机2同时停止转动,调节过程结束,并且保持额定张紧力,额定张紧力是维持带式输送机正常运转所需张紧力。装置可以根据带式输送机不同工况条件的需要,通过计算机19的人机界面对张紧力进行修改,满足各种工况条件下对张紧力不同的要求,带式输送机启动时保持高张紧力满足启动要求,正常运行时保持低张紧力,不仅可以节约能源,还能延长输送带18的使用寿命。
3.调偏工作过程
本装置在输送带18的左右侧分别安装有左皮带跑偏开关15右皮带跑偏开关16,当输送带18向右侧跑偏时输送带18的边沿会触动右侧的跑偏开关16,右侧跑偏开关16触点闭合,可编程控制器20控制右电机2低速正转继电器闭合,右电机2低速正转拉紧输送带18的右侧,同时控制左电机1低速反转继电器闭合,左电机1低速反转放松输送带18的左侧,使输送带18产生一个向左的力,经过一段时间运转输送带18会自动向左侧移动达到调偏目的,右侧跑偏开关16触点断开,左电机1和右电机2同时停转,调偏过程结束。当输送带18向左侧跑偏时,调偏过程与此相反。
4.防打滑工作过程
本装置在带式输送机的正上方安装有一个摄像机17,摄像机17与计算机19经图像采集卡相连,计算机19安装有防盗图像处理软件,防盗图像处理软件广泛应用在火灾和防盗监控系统中,其工作原理是图像处于静止不动时不发出信号,当发生火灾或者有人进入防盗区域时,监控图像处于动态状态时发出信号,并记录时间,通知值班人员可能发生火灾或者有人进入防盗区域。本装置利用该防盗图像处理软件的第二功能,即监控图像处于动态状态时不发出信号,监控图像处于静止状态时发出信号。
防打滑工作过程
带式输送机启动和张紧过程结束后,计算机19控制图像处理软件进入监控程序,此时带式输送机处于运转状态,摄像机17获取的是输送带18和输送带18上堆积物料的动态图像,防打滑功能不起作用,带式输送机正常运转。当摄像机17获取的是静止图像,经计算机19判断,如果带式输送机主驱动电机还处于运转状态,驱动滚筒14旋转,可以断定发生了打滑故障,计算机19经可编程控制器20控制左电机1和右电机2同时低速正转张紧输送带18,增加输送带18与驱动滚筒14之间摩擦力,同时发出信号通知值班人员发生打滑现象,尽快查找原因排除故障。张紧过程中如果左拉力传感器9和右拉力传感器10测的张紧力为1.8倍额定张紧力时,摄像机17获取的还是静止图像,说明问题很严重,如果继续张紧输送带18可能发生断带事故,如果不张紧时间长很可能发生火灾事故,此时计算机19控制可编程控制器20控制输送机信号继电器Js断电,继电器Js常开触点打开,切断带式输送机控制回路,迫使带式输送机停机,同时向值班人员发出带式输送机已停机的信号。
Claims (2)
1.一种三功能带式输送机张紧装置,其特征在于是一种可应用于大型带式输送机上,对输送带具有张紧、调偏和防打滑等多种功能的一体化装置,整套装置由牵引系统、移动小车(12)、张紧滚筒(11)、改向滚筒(13)、驱动滚筒(14)以及控制系统、防打滑系统组成,其所述张紧滚筒(11)安装在移动小车(12)上,由两套牵引系统牵引移动小车(12),张紧滚筒(11)和移动小车(12)一起沿滑道前后移动,实现张紧或放松输送带(18)的目的。左电机(1)和右电机(2)同时正转牵引张紧滚筒(11)和移动小车(12)一起沿着滑道向前移动,拉紧输送带(18),左电机(1)和右电机(2)同时反转可以放松输送带(18)。为实现张紧和调偏的目标,牵引系统由完全相同且相互独立的左牵引系统和右牵引系统两套牵引系统组成,其中左牵引系统由左电机(1)、左减速机(3)、左钢丝绳驱动滚筒(5)和左牵引钢丝绳(7)组成,左牵引系统牵引移动小车(12)的左侧。右牵引系统由右电机(2)、右减速机(4)、右钢丝绳驱动滚筒(6)和右牵引钢丝绳(8)组成,右牵引系统牵引移动小车(12)的右侧。其所述控制系统由左拉力传感器(9)、右拉力传感器(10)、左皮带跑偏开关(15)、右皮带跑偏开关(16)、计算机(19)、可编程(控制器(20)及继电器组成。其所述防打滑系统由摄像机(17)、计算机(19)、可编程控制器(20)及继电器组成。
2.按照权利要求1所述的一种三功能带式输送机张紧装置,其特征在于为了消除带式输送机输送的固体物料水分大,容易损坏防打滑系统的测量器件,本发明采用非接触测量方式(即摄相机测量方式)。
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