CN103112700A - 一种长距离带式输送机托辊故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，以实现对托辊卡死状态的检测和检测装置的自检报警。本装置由故障检测模块和无线接收模块及报警电路构成。故障检测模块包括：外壳、高摩擦力滚轮、微电机和检测模块控制器。本发明能够实现成千上万个托辊的自动监测，结构简单，维护方便；本发明的在线自检技术，保障托辊监测的高度可靠性，可准确区分检测模块故障和托辊故障，便于故障快速定位，方便维修；故障检测模块将输送带与托辊间的相对位移，转变为无线发送的循环检错编码数字报警信号，实现每个托辊卡死状态的直接检测。

Description

一种长距离带式输送机托辊故障检测装置

技术领域

本发明属于带式输送机技术领域，涉及一种长距离带式输送机托辊故障检测装置。

背景技术

在工矿企业、港口码头的物料装卸和生产过程中，长距离、大运量带式输送机被广泛应用，发挥着至关重要的作用。这种带式输送机的输送带宽度大多在1.5米至2.4米，其长度可达数公里，每小时运量达数千吨。输送带的断面有3个托辊，即位于中间的水平托辊及其两侧的倾斜托辊，共同构成上宽下窄的梯形运输槽。所以一台输送机的托辊数量最多可达成千上万。这些托辊的故障主要表现为卡死不转，其原因是托辊轴承很容易进入粉尘、杂物及水分等，造成轴承损坏进而托辊卡死。发生故障的托辊与输送带持续摩擦，使托辊产生很高的温度，或者使轴承发热直至烧焦。特别是煤炭运输的输送带，很容易因高温发生火灾。

为解决上述问题，目前常规的技术措施是通过温度间接检测托辊故障。托辊在彻底卡死之前是转动的，通过间接测量托辊的轴承温度，可以判断托辊是否卡死及程度。具体做法是，利用托辊表面温度向轴上传递，将温度传感器安装在每个托辊的轴端。每个温度传感器由形状记忆合金构成，达到预定的温度后，它就会发生形变，触发微动开关，送出一个开关信号，对托辊卡死进行间接监测。

上述解决方法的弊端有二，其一是需要在数量众多的托辊轴端上安装传感器，结构十分复杂导致可靠性差，且造价高，安装、维护工作量大；其二是没有对每个传感器失灵的报警功能。由于托辊和传感器都数量众多，在故障的托辊上同时发生传感器失灵的概率较高。因此，存在严重的安全隐患。对于长距离带式输送机，目前还没发现能够简单、有效地实现众多托辊的故障报警，同时又具有自身的故障检测功能的检测装置。

发明内容

本发明提供了一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，以实现对托辊卡死状态的检测和检测装置的自检报警。

本发明采用以下技术方案予以实现：

一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，包括故障检测模块、无线接收模块和报警输出电路，故障检测模块与无线接收模块无线信号连接，无线接收模块与报警电路有线连接。其中故障检测模块每2～3个为一组，共三组，一组安装在长距离带式输送机对应水平托辊的输送带上，另外两组分别安装在长距离带式输送机对应两个倾斜托辊的输送带上，每组故障检测模块沿输送带行进方向，间隔1米安装。

随着输送带的运行，故障检测模块依次通过每一个托辊，对托辊实施巡回检测。当故障检测模块遇到故障托辊时，自动发出无线编码报警信号，紧随其后每间隔1米便有另一个检测模块运行到故障托辊，也将随后发出无线报警信号。当无线接收到一定时间间隔的两个至三个报警信号，说明本组故障检测模块工作正常，检测到有效的报警信号；当无线接收到的报警信号个数少于本组故障检测模块数时，说明本组中的故障检测模块之一发生故障需要维修，检测到的报警信号无效，从而实现了在线自检功能。

所述故障检测模块包括：外壳、高摩擦力滚轮、微电机和检测模块控制器。高摩擦力滚轮连接在微电机上，高摩擦力滚轮和微电机产生的电能传送到检测模块控制器上。

故障检测模块将输送带与托辊之间的相对位移转变为无线发送的数字信号。该数字信号为高效的循环检错编码，抗干扰性强。根据产生电能的大小，可检测出托辊与输送带间的接触状况，有效分辨输送带打滑和托辊卡死等故障。

所述故障检测模块内部还设置一个支撑高摩擦力滚轮的支架。

所述故障检测模块中的检测模块控制器包括：信号检测电路、单片机控制电路、无线发送电路，信号检测电路由三个OP07运算放大器、十个电阻组成；单片机控制电路由一个MSP430F149单片机、一个石英晶体振荡器、两个电容组成，故障检测装置的控制程序存储在单片机芯片内；无线发送电路由一个SX1212无线通信芯片、一个石英晶体振荡器、八个电容、一个电阻、三个电感以及一个发射天线组成。

所述无线接收模块包括：无线接收电路、单片机控制电路和报警输出电路。无线接收电路由一个SX1212无线通信芯片、一个石英晶体振荡器、八个电容、一个电阻、三个电感以及一个接收天线组成；单片机控制电路由一个MSP430F149单片机、一个石英晶体振荡器和两个电容组成，接收模块的控制程序存储在单片机芯片内。

所述报警输出电路由一个三极管、一个继电器、一个电阻、一个二极管和一个接线端子组成。

本发明与现有同类装置相比，其显著的有益效果体现在：

1、本发明的长距离带式输送机托辊故障检测装置，利用带式输送机自身的特点，只用一套价格低廉的检测装置，实现成千上万个托辊的自动监测，结构简单，维护方便；

2、本发明的在线自检技术，保障托辊监测的高度可靠性，可准确区分故障检测模块故障和托辊故障，便于故障快速定位，方便维修、维护；

3、运用故障检测模块，将输送带与托辊间的相对位移转变为无线发送的循环检错编码数字报警信号，实现每个托辊卡死状态的直接检测；

4、采用现代网络技术、无线传输技术、计算机监控技术和智能化的算法，实现了故障预报、故障报警、故障定位等智能化功能，为维护、检修提供方便。

附图说明

图1是长距离带式输送机托辊故障检测装置结构框图。

图2是长距离带式输送机托辊故障检测装置的故障检测模块安装在长距离带式输送机的输送带及托辊位置的示意图。

图3是长距离带式输送机托辊故障检测装置的故障检测模块安装在长距离带式输送机的输送带及托辊位置的俯视图示意图。

图4是长距离带式输送机托辊故障检测装置的故障检测模块结构示意图。

图5是长距离带式输送机托辊故障检测装置的故障检测模块控制程序框图。

图6是长距离带式输送机托辊故障检测装置的故障检测模块中检测模块控制器电路框图。

图7是检测模块控制器的信号检测电路图。

图8是检测模块控制器的单片机控制电路图。

图9是检测模块控制器的无线发送电路图。

图10是长距离带式输送机托辊故障检测装置无线接收模块的程序框图。

图11是无线接收模块及报警输出电路框图。

图12是无线接收模块的无线接收电路图。

图13是无线接收模块的单片机控制电路图。

图14是长距离带式输送机托辊故障检测装置报警输出电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行更详细地描述。

如图1所示，一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，由故障检测模块、无线接收模块和报警输出电路构成，故障检测模块与无线接收模块无线信号连接，无线接收模块与报警电路有线连接。如图2、图3所示，故障检测模块1每两个为一组，共三组，一组安装在长距离带式输送机对应水平托辊2的输送带3上，另外两组分别安装在长距离带式输送机对应两个倾斜托辊2的输送带3上，每组故障检测模块沿输送带行进方向，间隔1米安装。

如图4所示，故障检测模块由外壳4、高摩擦力滚轮6、微电机5、检测模块控制器7和支架8构成。外壳用金属材料制成，外壳宽、高、深为50×8×8mm，高摩擦力滚轮的宽度为8mm，高摩擦力滚轮6连接在微电机5的轴上，支架8支撑高摩擦力滚轮6，高摩擦力滚轮6与微电机5产生的电能传送到检测模块控制器7上。

如图5、图6所示，故障检测模块中的检测模块控制器包括：信号检测电路、单片机控制电路、无线发送电路，如图7所示，信号检测电路由三个OP07运算放大器、十个电阻组成；如图8所示，单片机控制电路由一个MSP430F149单片机、一个石英晶体振荡器、两个电容组成，故障检测装置的控制程序存储在单片机芯片内；如图9所示，无线发送电路由一个SX1212无线通信芯片、一个石英晶体振荡器、八个电容、一个电阻、三个电感以及一个发射天线组成。

如图10、图11所示，无线接收模块包括：无线接收电路、单片机控制电路和报警输出电路。如图12所示，无线接收电路由一个SX1212无线通信芯片、一个石英晶体振荡器、八个电容、一个电阻、三个电感以及一个接收天线组成；如图13所示，单片机控制电路由一个MSP430F149单片机、一个石英晶体振荡器和两个电容组成，接收模块的控制程序存储在单片机芯片内。

如图14所示，报警输出电路由一个三极管、一个继电器、一个电阻、一个二极管和一个接线端子组成。

当然，还可以设计出其它的无线接收方式，来适应上述托辊故障检测模块发出的检测信号，并不仅限于本实施例。例如，采用现代网络技术和计算机智能化算法，可以实现更加友好的故障预报、故障报警、故障定位等智能化功能，为维护、检修提供方便。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，其特征在于该装置包括：故障检测模块、无线接收模块和报警输出电路，故障检测模块与无线接收模块无线信号连接，无线接收模块与报警电路有线连接，其中故障检测模块包括：外壳、高摩擦力滚轮、微电机和检测模块控制器，高摩擦力滚轮连接在微电机上，高摩擦力滚轮和微电机产生的电能传送到检测模块控制器上，故障检测模块每2～3个为一组，共三组，一组安装在长距离带式输送机对应水平托辊的输送带上，另外两组分别安装在长距离带式输送机对应两个倾斜托辊的输送带上，每组故障检测模块沿输送带行进方向，间隔1米安装。

2.根据权利要求1所述的一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，其特征在于其中的故障检测模块内部还设置一个支撑高摩擦力滚轮的支架。

3.根据权利要求1所述的一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，其特征在于故障检测模块中的检测模块控制器包括：信号检测电路、单片机控制电路、无线发送电路，信号检测电路由三个OP07运算放大器、十个电阻组成；单片机控制电路由一个MSP430F149单片机、一个石英晶体振荡器、两个电容组成，故障检测装置的控制程序存储在单片机芯片内；无线发送电路由一个SX1212无线通信芯片、一个石英晶体振荡器、八个电容、一个电阻、三个电感以及一个发射天线组成。

4.根据权利要求1所述的一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，其特征在于其中的无线接收模块包括：无线接收电路、单片机控制电路和报警输出电路，无线接收电路由一个SX1212无线通信芯片、一个石英晶体振荡器、八个电容、一个电阻、三个电感以及一个接收天线组成；单片机控制电路由一个MSP430F149单片机、一个石英晶体振荡器和两个电容组成，接收模块的控制程序存储在单片机芯片内。

5.根据权利要求1所述的一种长距离带式输送机托辊故障检测装置，其特征在于其中的报警输出电路由一个三极管、一个继电器、一个电阻、一个二极管和一个接线端子组成。

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