CN104891132B - 一种输送机皮带免维护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种输送机皮带免维护系统,包括自动纠偏系统和自动张紧系统其中，所述自动纠偏系统包括皮带边缘位置感应器、纠偏控制器、皮带纠偏执行机构,纠偏控制器结合皮带边缘的实时位置信息，控制皮带纠偏执行机构进行运动；所述自动张紧系统包括皮带张紧力检测系统、皮带张紧力控制器、皮带张力调整执行机构,皮带张紧力控制器用于控制皮带张力调整执行机构进行前后运动。本发明的结构简单，极大的减少了皮带输送机的调试时间，提高设备稳定性，降低安全隐患。

Description

一种输送机皮带免维护系统
技术领域
本发明属于机械领域，特别涉及一种输送机皮带自动张紧系统。
背景技术
目前国内多个行业都会应用到皮带输送机，如烟草企业、食品加工、化工、矿业、制药、电子、包装等企业。
皮带跑偏是皮带输送机的主要故障现象，解决和防止皮带的跑偏是皮带输送机使用中调试、检查、维护保养的重点工作。
目前行业内处理皮带跑偏的主要方式为，将输送皮带所经过的一些或全部辊轮设计成左右侧具备独立调整机构，通过调整这些辊轮平行度的方式来解决皮带运行过程中的跑偏。这种方式的缺陷为，调试的时间很长，空机调试完成后，过料时因为物料重量分布不均、皮带弹性形变等原因，皮带还是会发生跑偏。如果输送不同的物料或者输送流量发生变化时还需要再次调整。这需要在每次输送物料时实时进行检查或者调整，调试及维护的时间会很长；因为很多行业的特殊工艺要求，皮带输送机很密集，或者架空、交叉安装，这给调试、维护人员的操作造成极大的安全隐患；这种方式大多为传统机械结构组成，不具备数据采集功能，无法实时监控皮带跑偏状态。
另外，皮带张紧力异常是皮带输送机的主要故障现象，皮带的张紧力异常会导致皮带跑偏、皮带异常磨损、物料无法正常输送等严重的后果。解决和防止皮带的张紧力异常是皮带输送机使用中调试、检查、维护保养的重点工作。
目前行业内处理皮带张紧力异常主要依靠手工检修的方式，将输送皮带所经过的一些或全部辊轮设计成可前后移动的机构，通过调整这些辊轮前后安装位置的方式来调整皮带的松紧度。这种方式的缺陷为，调试的时间很长，空机调试完成后，过料时因为物料重量分布不均、皮带弹性形变等原因，皮带还会变松。如果输送不同的物料或者输送流量发生变化时还需要再次调整。这需要在每次输送物料时实时进行检查或者调整，调试及维护的时间会很长；因为很多行业的特殊工艺要求，皮带输送机很密集，或者架空、交叉安装，这给调试、维护人员的操作造成极大的安全隐患；这种方式大多为传统机械结构组成，不具备数据采集功能，无法实时监控皮带的张紧力状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种输送机皮带免维护系统，以解决传统方式调试时间长、调整时存在安全隐患、无法实时监控皮带张紧力状态的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种输送机皮带免维护系统,包括自动纠偏系统和自动张紧系统，
其中，所述自动纠偏系统包括皮带边缘位置感应器、纠偏控制器、皮带纠偏执行机构，所述纠偏控制器分别与皮带边缘位置感应器和皮带纠偏执行机构连接；所述控制皮带纠偏执行机构位于输送皮带的机架上，所述皮带边缘位置感应器通过可以自由移动的固定架固定于输送皮带的边缘位置，实时感测输送皮带的边缘，反馈给纠偏控制器，纠偏控制器结合皮带边缘的实时位置信息，控制皮带纠偏执行机构进行运动；
所述自动张紧系统包括皮带张紧力检测系统、皮带张紧力控制器、皮带张力调整执行机构，所述皮带张紧力检测系统安装在输送皮带的一端，皮带张力调整执行机构位于输送皮带的两侧，所述皮带张紧力检测系统用于实时感测输送皮带的实际张紧力，反馈给皮带张紧力控制器；皮带张紧力控制器用于控制皮带张力调整执行机构进行前后运动。
进一步的，所述皮带边缘位置感应器为超声波传感器、红外线传感器或者光电开关。
进一步的，所述纠偏控制器通过屏蔽电缆分别与皮带边缘位置感应器、皮带纠偏执行机构中的驱动元件连接。
进一步的，所述纠偏控制器通过嵌入式或挂壁形式安装在皮带纠偏执行机构上。
进一步的，所述纠偏控制器支持PLC、以太网、RS485、RS323总线接口，具有远程控制、数据传输的功能。
进一步的，所述皮带纠偏执行机构包括纠边机架梁，纠边机架梁与皮带输送机的机架连接，纠边机架梁上固定有纠边机底板，纠边机底板上依次固定有直线滑轨、直线滑块、滑动固定座、轴承套筒支撑座、旋转轴、第一轴承、挡圈、第二轴承、过渡辊芯轴、过渡辊轮、第一纠边机挡板、第二纠边机挡板、纠边驱动器；
所述纠边机底板为两个，分别设置在纠边机架梁的两侧，纠边机底板可以旋转，且两个纠边机底板的旋转角度相同；
所述直线滑轨为两个，分别固定于两个纠边机底板上，直线滑轨上配套有直线滑块；
所述第一纠边机挡板、第二纠边机挡板分别固定于两个纠边机底板上的外端部；第一纠边机挡板用于限定直线滑块的位置，第二纠边机挡板用于限定直线滑块的位置以及固定纠边驱动器；
所述滑动固定座为两个，分别固定于两个直线滑块上；与第二纠边机挡板同侧的滑动固定座与纠边驱动器的伸出杆连接；
所述轴承套筒支撑座通过第一轴承与旋转轴连接，旋转轴与滑动固定座连接；
所述挡圈设置于第一轴承上，用于限位；
所述轴承套筒支撑座上设置有固定孔，固定孔用于固定过渡辊芯轴，并通过螺钉锁紧；
所述过渡辊轮通过第二轴承与过渡辊芯轴配合，组成单支过渡辊轮或者多支相互平行的辊轮组，辊轮组固定在可以旋转的轴承套筒支撑座上。
进一步的，所述纠边驱动器为电动推杆配套机电控制系统或者液压缸配套液压控制系统，驱动直线滑块、滑动固定座沿直线滑轨滑动。
进一步的，所述轴承套筒支撑座上的固定孔为一个或多个，过渡辊轮为一支或由多支辊轮组成。
进一步的，所述过渡辊轮或多支过渡辊轮组成的辊轮组，随纠边驱动器的驱动及配合零件的动作可以不断变换角度，从而改变输送皮带的运行方向。
进一步的，所述皮带张紧力检测系统由力传感器、轴承座、辊轮组成，其中，力传感器与辊轮安装在轴承座上。
进一步的，所述输送皮带经过辊轮的夹角为0°～150°。
进一步的，所述皮带张紧力控制器通过嵌入或者挂壁方式安装于输送机上。
进一步的，所述皮带张紧力控制器支持PLC、以太网、RS485、RS323总线接口，具有远程控制、数据传输的功能。
进一步的，所述皮带张紧力控制器设置有报警装置，可以设定极值张力，极值张力时报警装置会输出报警信号。
进一步的，所述皮带张力调整执行机构包括与皮带输送机的机架连接的皮带输送机侧板、皮带输送机侧板的两侧通过螺钉固定有滑动机构固定侧板，两个滑动机构固定侧板之间通过螺钉固定有直线滑动机构，直线滑动机构上安装有直线滑动支撑机构，直线滑动支撑机构可沿着直线滑动轴滑动；直线滑动支撑机构上通过螺钉固定有滑动固定座，滑动固定座可随直线滑动支撑机构前后滑动；滑动固定座上固定有带座轴承，带座轴承上安装有输送皮带传动辊，输送皮带传动辊可随带座轴承前后滑动；外侧的滑动机构固定侧板上固定有张紧机构滑动驱动器，张紧机构滑动驱动器通过关节轴承与滑动固定座连接，用于驱动滑动固定座、带座轴承、输送皮带传动辊组成的机构前后同步滑动。
进一步的，所述皮带输送机侧板为两个，分别位于皮带机的输送皮带两侧，皮带输送机侧板的中间有U型空槽，便于输送皮带传动辊的轴头在U型空槽内前后滑动。
进一步的，直线滑动机构为直线滑动轴或直线滑轨，直线滑动支撑机构为直线滑动轴承或直线滑块。
进一步的，所述张紧机构滑动驱动器为气缸、液压缸或电动缸。
本发明的有益效果是：
本发明的结构简单，极大的减少了皮带输送机的调试时间，提高设备稳定性，降低安全隐患。具体为：
1)减少了皮带输送机的调试时间；
2)确保了皮带输送机的自动、稳定、无人化运行；
3)通过设备的改进，可以提高工艺可靠性，提高产能输出；
4)具备远程控制功能，便于集中实时管理和监控，与其他系统的合理配合可以最大可能的避免质量事故的发生；
5)延长了输送皮带的使用寿命；
6)降低因调试、检查、保养所造成的人员安全隐患；
7)完全满足环保要求；
8)改造方便快捷，有很强的推广价值。
附图说明
图1是自动纠偏系统的立体示意图；
图2是自动纠偏系统的侧示图；
图3是皮带纠偏执行机构的示意图；
图4是皮带纠偏执行机构中，纠边机底板及机构角度可调示意图；
图5是图2中A部的局部放大示意图；
图6是纠偏执行机构驱动过渡辊倾斜以改变输送皮带运行方向示意图；
图7是自动张紧系统的立体示意图；
图8是自动张紧系统的侧示图；
图9是皮带张紧力检测系统的构成示意图；
图10是皮带张力调整执行机构的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如附图1、2、7、8所示，一种输送机皮带免维护系统,包括自动纠偏系统和自动张紧系统，
其中，自动纠偏系统包括皮带边缘位置感应器11、纠偏控制器12、皮带纠偏执行机构13，所述纠偏控制器12分别与皮带边缘位置感应器11和皮带纠偏执行机构13连接；所述控制皮带纠偏执行机构13位于输送皮带的机架上，所述皮带边缘位置感应器11通过可以自由移动的固定架固定于输送皮带的边缘位置，实时感测输送皮带的边缘，反馈给纠偏控制器12，纠偏控制器12结合皮带边缘的实时位置信息，控制皮带纠偏执行机构13进行运动，以修正皮带输送机运行过程中输送皮带的跑偏，确保输送皮带始终沿固定的基准线运行，不出现跑偏；
自动张紧系统包括皮带张紧力检测系统21、皮带张紧力控制器22、皮带张力调整执行机构23，所述皮带张紧力检测系统21安装在输送皮带1的一端，皮带张力调整执行机构23位于输送皮带1的两侧，皮带张紧力检测系统21用于实时感测输送皮带的实际张紧力，反馈给皮带张紧力控制器22；皮带张紧力控制器22用于控制皮带张力调整执行机构23进行前后运动。
皮带边缘位置感应器11为超声波传感器、红外线传感器或者光电开关，以应对不同材质的输送皮带。
纠偏控制器12通过屏蔽电缆分别与皮带边缘位置感应器11、皮带纠偏执行机构13中的驱动元件连接。
纠偏控制器12通过嵌入式或挂壁形式安装在皮带纠偏执行机构13上。
纠偏控制器12支持PLC、以太网、RS485、RS323总线接口，具有远程控制、数据传输的功能。纠偏控制器12，可以设定极值偏移(即皮带跑偏最大允许值)，极值偏移时会输出报警信号。
如图3，皮带纠偏执行机构13包括纠边机架梁1301，纠边机架梁1301与皮带输送机的机架连接，纠边机架梁1301上固定有纠边机底板1302，纠边机底板1302上依次固定有直线滑轨1303、直线滑块1304、滑动固定座1305、轴承套筒支撑座1306、旋转轴1307、第一轴承1308、挡圈1309、第二轴承1310、过渡辊芯轴1311、过渡辊轮1312、第一纠边机挡板1313、第二纠边机挡板1314、纠边驱动器1315。
如图4，纠边机底板1302为两个，分别设置在纠边机架梁1301的两侧，纠边机底板1302可以旋转，且两个纠边机底板1302的旋转角度相同；皮带输送机在正常工作时，两个纠边机底板1302是通过螺钉固定且处于锁紧状态的。
直线滑轨1303为两个，分别固定于两个纠边机底板1302上，直线滑轨1303上配套有直线滑块1304。
直线滑轨1303、直线滑块1304及配套固定零件所组成的机构，可以由直线轴、直线轴承及配套固定零件所组成的机构替代。
第一纠边机挡板1313、第二纠边机挡板1314分别固定于两个纠边机底板1302上的外端部；第一纠边机挡板1313用于限定直线滑块1304的位置，第二纠边机挡板1314用于限定直线滑块1304的位置以及固定纠边驱动器1315。
如图5，滑动固定座1305为两个，分别固定于两个直线滑块1304上；与第二纠边机挡板1314同侧的滑动固定座与纠边驱动器1315的伸出杆连接。
轴承套筒支撑座1306通过第一轴承1308与旋转轴1307连接，旋转轴1307与滑动固定座1305连接，以确保整个机构可以正置或者反置安装。
挡圈1309设置于第一轴承1308上，用于限位，用于限位，整组机构反置安装时，用于连接挡圈1309及旋转轴1307的螺钉加长，贯穿旋转轴1307与滑动固定座1305直接连接，以提高机构强度。
轴承套筒支撑座1306上设置有固定孔13061，固定孔用于固定过渡辊芯轴1311，并通过螺钉锁紧。
如图6，过渡辊轮1312通过第二轴承1310与过渡辊芯轴1311配合，组成单支过渡辊轮或者多支相互平行的辊轮组，辊轮组固定在可以旋转的轴承套筒支撑座1306上。
纠边驱动器1315为电动推杆配套机电控制系统或者液压缸配套液压控制系统，驱动直线滑块1304、滑动固定座1305沿直线滑轨1303滑动。
视不同安装空间及控制要求，轴承套筒支撑座1306上的固定孔13061为一个或多个，过渡辊轮1312为一支或由多支辊轮组成。
如图6，过渡辊轮1312或多支过渡辊轮1312组成的辊轮组，随纠边驱动器1315的驱动及配合零件的动作可以不断变换角度，从而改变输送皮带的运行方向。经皮带边缘位置感应器11的实时感测和纠偏控制器12的运算不断修正，以达到输送皮带始终沿固定的基准线运行，不发生跑偏的目的。
如图9，皮带张紧力检测系统21由力传感器211、轴承座212、辊轮213组成，其中，力传感器211与辊轮213安装在轴承座212上。
输送皮带1经过辊轮213的夹角为0°～150°。
皮带张紧力控制器22通过嵌入或者挂壁方式安装于输送机上。
皮带张紧力控制器22支持PLC、以太网、RS485、RS323总线接口，具有远程控制、数据传输的功能。
皮带张紧力控制器22设置有报警装置，可以设定极值张力，极值张力时报警装置会输出报警信号。
如图10，皮带张力调整执行机构23包括与皮带输送机的机架连接的皮带输送机侧板231、皮带输送机侧板231的两侧通过螺钉固定有滑动机构固定侧板232，两个滑动机构固定侧板232之间通过螺钉固定有直线滑动机构233，直线滑动机构233上安装有直线滑动支撑机构234，直线滑动支撑机构234可沿着直线滑动轴233滑动；直线滑动支撑机构234上通过螺钉固定有滑动固定座235，滑动固定座235可随直线滑动支撑机构234前后滑动；滑动固定座235上固定有带座轴承236，带座轴承236上安装有输送皮带传动辊237，输送皮带传动辊237可随带座轴承236前后滑动；外侧的滑动机构固定侧板232上固定有张紧机构滑动驱动器238，张紧机构滑动驱动器238通过关节轴承与滑动固定座235连接，用于驱动滑动固定座235、带座轴承236、输送皮带传动辊237组成的机构前后同步滑动。
皮带输送机侧板231为两个，分别位于皮带机的输送皮带1两侧，皮带输送机侧板231的中间有U型空槽239，便于输送皮带传动辊237的轴头在U型空槽239内前后滑动。
直线滑动机构233为直线滑动轴或直线滑轨，直线滑动支撑机构234为直线滑动轴承或直线滑块。
张紧机构滑动驱动器238为气缸、液压缸或电动缸。

Claims (17)

1. 一种输送机皮带免维护系统, 其特征在于：包括自动纠偏系统和自动张紧系统，
其中，所述自动纠偏系统包括皮带边缘位置感应器（11）、纠偏控制器（12）、皮带纠偏执行机构（13），所述纠偏控制器（12）分别与皮带边缘位置感应器（11）和皮带纠偏执行机构（13）连接；所述皮带纠偏执行机构（13）位于输送皮带的机架上，所述皮带边缘位置感应器（11）通过可以自由移动的固定架固定于输送皮带的边缘位置，实时感测输送皮带的边缘，反馈给纠偏控制器（12），纠偏控制器（12）结合皮带边缘的实时位置信息，控制皮带纠偏执行机构（13）进行运动；
所述自动张紧系统包括皮带张紧力检测系统（21）、皮带张紧力控制器（22）、皮带张力调整执行机构（23），所述皮带张紧力检测系统（21）安装在输送皮带（1）的一端，皮带张力调整执行机构（23）位于输送皮带（1）的两侧，所述皮带张紧力检测系统（21）用于实时感测输送皮带的实际张紧力，反馈给皮带张紧力控制器（22）；皮带张紧力控制器（22）用于控制皮带张力调整执行机构（23）进行前后运动；
所述皮带纠偏执行机构（13）包括纠边机架梁（1301），纠边机架梁（1301）与皮带输送机的机架连接，纠边机架梁（1301）上固定有纠边机底板（1302），纠边机底板（1302）上依次固定有直线滑轨（1303）、直线滑块（1304）、滑动固定座（1305）、轴承套筒支撑座（1306）、旋转轴（1307）、第一轴承（1308）、挡圈（1309）、第二轴承（1310）、过渡辊芯轴（1311）、过渡辊轮（1312）、第一纠边机挡板（1313）、第二纠边机挡板（1314）、纠边驱动器（1315）；
所述纠边机底板（1302）为两个，分别设置在纠边机架梁（1301）的两侧，纠边机底板（1302）可以旋转，且两个纠边机底板（1302）的旋转角度相同；
所述直线滑轨（1303）为两个，分别固定于两个纠边机底板（1302）上，直线滑轨（1303）上配套有直线滑块（1304）；
所述第一纠边机挡板（1313）、第二纠边机挡板（1314）分别固定于两个纠边机底板（1302）上的外端部；第一纠边机挡板（1313）用于限定直线滑块（1304）的位置，第二纠边机挡板（1314）用于限定直线滑块（1304）的位置以及固定纠边驱动器（1315）；
所述滑动固定座（1305）为两个，分别固定于两个直线滑块（1304）上；与第二纠边机挡板（1314）同侧的滑动固定座与纠边驱动器（1315）的伸出杆连接；
所述轴承套筒支撑座（1306）通过第一轴承（1308）与旋转轴（1307）连接，旋转轴（1307）与滑动固定座（1305）连接；
所述挡圈（1309）设置于第一轴承（1308）上，用于限位；
所述轴承套筒支撑座（1306）上设置有固定孔（13061），固定孔用于固定过渡辊芯轴（1311），并通过螺钉锁紧；
所述过渡辊轮（1312）通过第二轴承（1310）与过渡辊芯轴（1311）配合，组成单支过渡辊轮或者多支相互平行的辊轮组，辊轮组固定在可以旋转的轴承套筒支撑座（1306）上。
2.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带边缘位置感应器（11）为超声波传感器、红外线传感器或者光电开关。
3.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述纠偏控制器（12）通过屏蔽电缆分别与皮带边缘位置感应器（11）、皮带纠偏执行机构（13）中的驱动元件连接。
4.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述纠偏控制器（12）通过嵌入式或挂壁形式安装在皮带纠偏执行机构（13）上。
5.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述纠偏控制器（12）支持PLC、以太网、RS485、RS323总线接口，具有远程控制、数据传输的功能。
6.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述纠边驱动器（1315）为电动推杆配套机电控制系统或者液压缸配套液压控制系统，驱动直线滑块（1304）、滑动固定座（1305）沿直线滑轨（1303）滑动。
7.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述轴承套筒支撑座（1306）上的固定孔（13061）为一个或多个，过渡辊轮（1312）为一支或由多支辊轮组成。
8.如权利要求7所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述过渡辊轮（1312）或多支过渡辊轮（1312）组成的辊轮组，随纠边驱动器（1315）的驱动及配合零件的动作可以不断变换角度，从而改变输送皮带的运行方向。
9.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带张紧力检测系统（21）由力传感器（211）、轴承座（212）、辊轮（213）组成，其中，力传感器（211）与辊轮（213）安装在轴承座（212）上。
10.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述输送皮带（1）经过辊轮（213）的夹角为0°～150°。
11.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带张紧力控制器（22）通过嵌入或者挂壁方式安装于输送机上。
12.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带张紧力控制器（22）支持PLC、以太网、RS485、RS323总线接口，具有远程控制、数据传输的功能。
13.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带张紧力控制器（22）设置有报警装置，可以设定极值张力，极值张力时报警装置会输出报警信号。
14.如权利要求1所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带张力调整执行机构（23）包括与皮带输送机的机架连接的皮带输送机侧板（231）、皮带输送机侧板（231）的两侧通过螺钉固定有滑动机构固定侧板（232），两个滑动机构固定侧板（232）之间通过螺钉固定有直线滑动机构（233），直线滑动机构（233）上安装有直线滑动支撑机构（234），直线滑动支撑机构（234）可沿着直线滑动机构（233）滑动；直线滑动支撑机构（234）上通过螺钉固定有滑动固定座（235），滑动固定座（235）可随直线滑动支撑机构（234）前后滑动；滑动固定座（235）上固定有带座轴承（236），带座轴承（236）上安装有输送皮带传动辊（237），输送皮带传动辊（237）可随带座轴承（236）前后滑动；外侧的滑动机构固定侧板（232）上固定有张紧机构滑动驱动器（238），张紧机构滑动驱动器（238）通过关节轴承与滑动固定座（235）连接，用于驱动滑动固定座（235）、带座轴承（236）、输送皮带传动辊（237）组成的机构前后同步滑动。
15.如权利要求14所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述皮带输送机侧板（231）为两个，分别位于皮带机的输送皮带（1）两侧，皮带输送机侧板（231）的中间有U型空槽（239），便于输送皮带传动辊（237）的轴头在U型空槽（239）内前后滑动。
16.如权利要求14所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述直线滑动机构（233）为直线滑动轴或直线滑轨，直线滑动支撑机构（234）为直线滑动轴承或直线滑块。
17.如权利要求14所述的输送机皮带免维护系统，其特征在于：所述张紧机构滑动驱动器（238）为气缸、液压缸或电动缸。
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