CN104749097A

CN104749097A - 一种对胶带输送机胶带和滚筒摩擦系数进行测试的装置

Info

Publication number: CN104749097A
Application number: CN201510139803.XA
Authority: CN
Inventors: 陈国平
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2015-07-01

Abstract

一种对胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置，包括1个驱动滚筒，输送机胶带围抱绕裹在驱动滚筒上并在驱动电机和加载装置的作用下形成张力；在胶带紧边布置2个调节托辊，调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由3个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的松边张力大小；在连接电动机的滚筒轴上布置一个转矩传感器，通过转矩传感器的应变测算出滚筒的扭矩大小；本发明的有益效果是，根据测出的这2个数据，并根据推导出的相应公式算出胶带与滚筒间摩擦系数。

Description

一种对胶带输送机胶带和滚筒摩擦系数进行测试的装置

技术领域

本发明涉及一种输送机械的测试装置，具体说涉及一种胶带输送机的胶带和滚筒间摩擦系数的测试装置，它是一种胶带输送机运行时对胶带和滚筒间摩擦系数进行测试的专用装置。

背景技术

目前,研究分析胶带输送机, 需要对胶带输送机的技术参数进行测试。通过对不同型号、不同结构的胶带输送机的有关参数进行测试，形成第一手资料，才能反过来用于胶带输送机的优化设计。目前我们设计胶带输送机所采用的技术数据，很多都是借用外国的一些相关技术数据，而我国有自己的实际情况，所以通过一定的检测方法获取我们自己的数据，是非常有必要的。对胶带输送机的技术参数进行测试有两种方式可供选择：一种是采用实物加载方式，一种是采用模拟加载方式。采用实物加载方式，虽测试所得数据较接近实际情况，但耗资大，所需设备多；而采用模拟加载方式，不仅可以避免这些缺点，而且通过已有的实验数据进行比较，两种加载方式下所得数据相差很小。因此，使用模拟加载方式是可行的，所得数据是很有应用价值的。对胶带输送机的技术参数进行测试时，需要对滚筒与胶带间的摩擦系数μ进行测试，得出各种滚筒与各种胶带间的摩擦系数，从而知道采用某种滚筒或胶带的胶带输送机能够传递多大的功率。现有的对胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数μ的检测存在一些不全和不足，需要对此加以改进。

通过国内专利文献检索发现有一些相关的文献报道，与本发明有关的主要有以下一些：

1、专利号为CN201320418197.1，名称为“胶带检测装置”的发明专利，该发明公开了一种新型胶带检测装置，该发明提供胶带检测装置, 包括固定面板、设在固定面板上的胶带轮、设在胶带轮下部用于胶带限位的销轴、设在固定面板上位于销轴下部的贴胶单元, 所述固定面板位于销轴一侧设有胶带检测器, 本结构能够在胶带用完后自动报警, 便于胶带的及时更换, 提高工作效率, 减少劳动强度。

2、专利号为 CN201020575370，名称为“钢丝绳芯胶带检测设备”的发明专利，该发明公开了一种钢丝绳芯胶带检测设备,其利用了X射线具有穿透性的特点,并且X射线的穿透性对不同物质它的穿透本领不同。探测器元阵列将接收到的X射线转换为电信号,该电信号反映了钢丝绳芯胶带的内部结构,成像模块在对量化后的电信号进行成像处理后,获得钢丝绳芯胶带的透射图像,进而可以根据透射图像来判断钢丝绳芯胶带的质量。相对于现有技术中人工来检测钢丝绳芯胶带的质量,本发明实施例可以对钢丝绳芯胶带进行连续检测,检测效率较高。

3、专利号为CN200520070224，名称为“带式输送机张力检测装置”的发明专利，该专利公开了一种带式输送机张力检测装置，它包括直接与油箱连接的液压油泵，液压油泵出口管路上设有单向阀和溢流阀，溢流阀的出口管路与油箱相连，单向阀与测力油缸前腔相连的管路上依次设有蓄能器、压力变送器、电接点压力表，油缸的后腔管路与油箱相连。它可以将带式输送机的张紧力信号以模拟电量信号的形式，远距离传送到集控室进行观测，为集控提供张紧力正常或超高的开关量信号，并可提供人为设定的开关量信号，压力变送器为电控提供与张紧力成正比的模拟电压或电流信号，电接点压力表为电控提供可调整的开关量的张紧力信号。

上述这些专利虽然涉及到了胶带输送机的胶带的检测，但现有的这些检测装置都不是针对胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数进行测试或监控的，因此仍无法得知具体胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数，因此有必要对现有胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数的测试装置加以完善。

发明内容

本发明的目的在于针对现有胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数检测方面存在的一些不足，提供一种新型的胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数测试装置，该装置可以有效解决测试胶带输送机上各种胶带与滚筒间摩擦系数大小的问题。

因此，为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种对胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置，包括1个驱动滚筒，输送机胶带围抱绕裹在驱动滚筒上并在驱动电机和加载装置的作用下形成张力；在胶带紧边布置2个调节托辊，调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由3个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的松边张力大小; 在连接电动机的滚筒轴上布置一个转矩传感器，通过转矩传感器的应变测算出滚筒的扭矩大小；根据测出的这2个数据，并根据推导出的公式算出胶带与滚筒间摩擦系数。

进一步地，所述的由3个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置是将3个托辊中的第1托辊和第2托辊位于输送机胶带的一面，是固定的，第3个托辊位于输送机胶带的另一面，是浮动的，且第3个托辊位于第1托辊和第2托辊中间的输送机胶带的另一面，在第3个托辊上连接有拉力传感器，输送机胶带产生张力时将对第3个托辊产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机胶带的张力。

进一步地，所述的驱动滚筒通过直流电机提供驱动力，在滚筒与直流电机之间设有减速箱，对滚筒实行减速传动。

进一步地，所述的调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度大小的2个调节托辊，紧靠驱动滚筒的第1个调节托辊可以上下调节自身位置，与第1调节托辊邻接的第2调节托辊可以左右调节其自身位置，调好之后均用螺栓固定住。

本发明的有益效果：本发明通过在胶带输送机的胶带松边布置一个由3个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力夹持装置，使得胶带输送机胶带在通过测力夹持装置形成带有张力的状态，并通过设置在测力夹持装置上的拉力传感器应变感应出张力的变化，再通过计算分析算出张力的变化值，具有可以直接测试出胶带输送机的胶带松边张力；同时，通过所述的连接电动机的滚筒的出轴上布置的转矩传感器，通过转矩传感器的应变变化及二次仪表可以直接测试出滚筒的转矩大小。测出这两个参数数据后，再通过相应的公式便可计算出胶带输送机的胶带与滚筒间的摩擦系数μ。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视视图;

图3为图2的A向视图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

通过附图可以看出本发明为一种对胶带输送机的胶带和滚筒间摩擦系数大小进行测试的检测装置，包括1个驱动滚筒，输送机胶带围抱绕裹在驱动滚筒上并在驱动电机和加载装置的作用下形成张力；在胶带紧边布置2个调节托辊，调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由3个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的松边张力大小; 在连接电动机的滚筒轴上布置一个转矩传感器，通过转矩传感器的应变测算出滚筒的扭矩大小；根据测出的这2个数据，并根据推导出的公式算出胶带与滚筒间摩擦系数。

进一步地，所述的由3个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力装置是将3个托辊中的第1托辊和第2托辊位于输送机胶带的一面，是固定的，第3个托辊位于输送机胶带的另一面，是浮动的，且第3个托辊位于第1托辊和第2托辊中间的输送机胶带的另一面，在第3个托辊上连接有拉力传感器，输送机胶带产生张力时将对第3个托辊产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机胶带的张力。

具体测试方式如下：

通过直流电机11提供驱动力，对滚筒1进行驱动，通过调节2个调节托辊7和8的上下、左右位置调节胶带在滚筒1上的围抱角度θ的大小；在直流电机11与滚筒1之间设有减速器10，对滚筒1实行减速驱动。起动直流电机11使滚筒1按图示方向运行，然后在起加载作用的绕线式交流电机（图中未示出，在模拟加载情况下，加载交流电机旋转磁场方向与驱动直流电机11的旋转磁场方向相反，目的是使胶带运行时产生运行阻力，在实物加载情况下，则无需加载交流电机）中通入电流，调整加载电流大小，使胶带2运行具有一定阻力。

如果胶带张力大，则胶带对托辊5的托辊轴的正压力大，亦即拉力传感器4的应变也大，二次仪表中显示的数值也大，反之则小。由于托辊轴和其轴承间的摩擦阻力与胶带运行时胶带与滚筒间的摩擦力相比很小，因此，托辊轴和其轴承间的摩擦阻力在受力分析时可以忽略。同样理由，忽略改向托辊7、8和滚筒与其轴间的摩擦阻力。这样，取3根托辊间的胶带作为隔离体进行受力分析，则胶带受3个力的作用：中间托辊5对胶带的压力（用拉力传感器等可以测试出来）及胶带紧边张力S_y(S_ymax)和松边的张力S_L（忽略托辊轴和其轴承间的摩擦阻力后可视为相等）。为求S_L，仅对Y轴列平衡方程式，则可得到：

S_L=S/sinα （1）

式中：S_L——胶带松边张力，N;

S——通过拉力传感器4及二次仪表等求出的力，N；

α——托辊间胶带与水平方向的夹角，α=arctg(2d/L)；

L——托辊3和托辊6之间的间距，mm；

d——托辊直径。Mm

测试时，可以不使胶带在滚筒1上打滑，这样测试出来的是松边拉力值S_L。也可使胶带在滚筒1上打滑，那么，这时，胶带在滚筒上打滑前一瞬测试出来的是松边拉力值S_Lmax 。记下通过拉力传感器及二次仪表等求出的张力S，忽略托辊的旋转阻力，可由式（1）计算出此时的胶带松边张力S_L（S_Lmax）。

由附图3可知，M_gmax=M_jmax

W_gmax=M_jmax/[(D+t)/2] (2)

W_gmax－滚筒1的最大牵引力，kgf;

M_jmax－转矩仪9及二次仪表所测得的转矩值，kgf·m;

D－滚筒1的直径，m；

t－胶带厚度，m。

通过转矩仪9及二次仪表得到驱动滚筒上1的转矩值M_gmax时，就可根据式（2）计算出滚筒1的最大牵引力W_gmax。

而根据所测出松边拉力值S_L，以及驱动滚筒1的最大牵引力W_gmax，就可以根据由欧拉公式所推导出的公式(3)计算滚筒与胶带间的摩擦系数μ:

μ=2 [ln(W_gmax/S_L)+l] /θ （3）

式中：θ－滚筒1上胶带围包角；

S_L－滚筒1上胶带奔离点的张力，由拉力传感器4经二次仪表得到。

本发明的有益效果：本发明通过在胶带输送机的胶带松边布置一个由3个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力夹持装置，使得胶带输送机的胶带在通过测力夹持装置形成带有张力的状态，并通过设置在测力夹持装置上的拉力传感器应变感应出张力的变化，再通过计算分析算出张力的变化值，具有可以直接测试出胶带输送机胶带的胶带松边张力。同时，通过直接连接电机的驱动滚筒出轴上布置的转矩传感器，通过转矩传感器的应变及二次仪表可以直接测试出滚筒的转矩大小；根据测出的这2个数据，根据由欧拉公式所推导出的公式算出滚筒与胶带间的摩擦系数μ，并且测试方式简单可靠。

很显然，上述实施例只是为了说明本发明所列举的实例，任何本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护之内。

Claims

1.一种对胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置，包括1个驱动滚筒，输送机胶带围抱绕裹在驱动滚筒上并在驱动电机和加载装置的作用下形成张力；在胶带紧边布置2个调节托辊，调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度的大小；在胶带松边布置一组由3个托辊交叉夹持胶带所形成的测力装置，该测力装置连接有一拉力传感器，通过拉力传感器的应变测算出胶带输送机胶带的松边张力大小; 在连接电动机的滚筒轴上布置一个转矩传感器，通过转矩传感器的应变测算出滚筒的扭矩大小；根据测出的这2个数据，并根据推导出的相应公式算出胶带与滚筒间摩擦系数。

2.如权利要求1所述的对胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置，其特征在于，所述的在胶带输送机的胶带松边布置的由3个托辊交叉夹持输送机胶带所形成的测力装置是将3个托辊中的第1托辊和第2托辊位于输送机胶带的一面，是固定的，第3个托辊位于输送机胶带的另一面，是浮动的，且第3个托辊位于第1托辊和第2托辊中间的输送机胶带的另一面，在第3个托辊上连接有拉力传感器，输送机胶带产生张力时将对第3个托辊产生正压力，正压力的变化将使得拉力传感器的应变发生变化，通过计算变化值即可得到输送机胶带的张力。

3.如权利要求1所述的对胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置，其特征在于，所述的驱动滚筒通过直流电机提供驱动力，在滚筒与直流电机之间设有减速箱，对滚筒实行减速传动。

4.如权利要求1所述的对胶带输送机的胶带与滚筒间摩擦系数进行测试的检测装置，其特征在于，所述的调节胶带在驱动滚筒上的围抱角度大小的2个调节托辊，紧靠驱动滚筒的第1个调节托辊可以上下调节自身位置，与第1调节托辊邻接的第2调节托辊可以左右调节其自身位置，调好之后均用螺栓固定住。