CN105173616A - 一种刮板输送机链条断裂检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种刮板输送机链条断裂检测系统及方法，属于链断裂检测系统及方法。该系统的测速装置与刮板输送机链轮组件同轴安装，编码器安装在测速装置的测速齿轮上，编码器为空轴式光电增量式编码器，用于测量测速齿轮的转速；测速装置的输出端与PLC控制器的输入端连接；PLC控制器的输出端与自动报警装置和数显模块电气连接，供电模块用于整个系统供电。方法：以与刮板接触的两测速齿轮之间的相对转速差值为标准，判断刮板输送机链条断裂故障，通过PLC控制器设置程序实现断链故障预警和刮板输送机急停控制。通过数显模块直观判断测速齿轮速度发生突变，进而判断哪一条链条发生断裂，避免了重大安全事故发生；该方法简单易行，可靠性强，具有极高的推广价值。

Description

一种刮板输送机链条断裂检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种链条断裂检测系统及方法，特别是一种刮板输送机链条断裂检测系统及方法。

背景技术

目前刮板输送机不断向重型化、自动化和智能化方向发展，由于工况条件复杂、检测技术条件落后等限制，运输安全性始终是亟于解决的关键问题。刮板输送机链条作为实现链轮传动系统运作的主要部件之一，受到自身材料、人为因素和载荷分布不均等因素的影响，极易发生断链事故，进而引起连锁反应，严重影响设备安全生产。

已有刮板输送机断链检测技术，如霍尔元件检测法和压力传感器检测法易受到外界干扰，可行性差；驱动电机电流检测法和张紧液压缸压力检测法，无法实现部分链条断裂检测，实用性不强；行程开关和接触触头检测法，极易损坏，可靠性差。

发明内容

发明目的：本发明克服了现有刮板输送机链条断裂检测技术的不足，提供了一种简单易行、易于维护的链断裂检测系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种刮板输送机链条断裂检测系统，包括测速装置、数显模块、自动报警装置和PLC控制器；所述测速装置与刮板输送机链轮组件同轴安装，编码器安装在测速装置的测速齿轮上，编码器为空轴式光电增量式编码器，用于测量测速齿轮的转速；测速装置的输出端与PLC控制器的输入端连接；PLC控制器的输出端与自动报警装置和数显模块电气连接，用于数据处理和程序设置，并用于刮板输送机启停控制；数显模块选用MAX7219芯片进行硬件连接，实现测速装置的转速以数据显示；自动报警装置包括蜂鸣器和闪烁指示灯，用于断链故障预警；供电模块用于整个系统供电。

所述测速装置包括固定套杯、滚动轴承、定位环和紧定螺栓；固定套杯、定位环、测速齿轮和紧定螺栓，滚动轴承与轴肩、滚动轴承与滚动轴承之间分别安装有固定套杯和定位环，固定套杯用于滚动轴承定位，滚动轴承和传动轴之间间隙配合，定位环通过紧定螺栓固定，用于测速齿轮定位，测速齿轮可绕传动轴旋转。

所述的编码器有两个，两个编码器中心轴线处于同一水平线上，并对称安装于两个测速齿轮外侧。

所述的测速齿轮与链轮具有相同的齿形轮廓，且齿轮轮齿和链轮轮齿同相位布置。

一种刮板输送机链条断裂检测方法，包括以下步骤：

a)、断链检测系统初始化，设置临界相对转速差阈值M₀；

b)、编码器测速：刮板输送机启动，链传动系统运行过程中，当刮板运行至链轮组件时，其伸出部分会拨动测速齿轮与刮板输送机链轮组件同步旋转，编码器随动过程中，不断产生计数脉冲，并转换形成电信号反馈传输至PLC控制器，PLC控制器通过程序设置分别对两编码器电信号进行数据处理得出两测速齿轮转速数据，并实时计算得出两测速齿轮相对转速差|N|；

c)、PLC程序控制：PLC控制器实时对比数值关系，若每5s内任意时刻数据值满足|N|＜M₀，刮板输送机链条正常工作；若每5s内任意时刻出现|N|＞M₀，表明刮板不能正常拨动测速齿轮与刮板输送机链轮组件同步旋转，此时可判定刮板输送机出现断链故障，PLC控制自动报警装置发出声光信号并对刮板输送机停机检查，进一步地，可通过数显模块判断具体是哪一根链条发生断裂故障，由此完成一次刮板输送机链条断裂检测；

d)、重复步骤b)至c)，实时检测刮板输送机链条断裂情况。

有益效果：本发明以与刮板接触的两测速齿轮之间的相对转速差值为标准，判断刮板输送机链条断裂故障，通过PLC控制器设置程序实现断链故障预警和刮板输送机急停控制，此外，通过数显模块可直观判断具体是哪个测速齿轮速度发生突变，进而判断哪一条链条发生断裂，避免了重大安全事故发生。该方法简单易行，可靠性强，具有极高的推广价值。

附图说明

图1为本发明的链条断裂检测方法的流程示意图。

图2为本发明的测速装置安装示意图。

图2-1为本发明的测速装置结构图。

图2-2为图2-1的局部放大图。

图3为检测系统的整体检测系统图。

图中：1、传动轴，2、链轮，3、编码器，4、测速装置，41、固定套杯，42、滚动轴承，43、定位环，44、测速齿轮，45、紧定螺栓。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图2所示，在传动轴1上连接有链轮2和测速装置4，编码器3连接在测速装置4的测速齿轮44上。

本发明的刮板输送机链条断裂检测系统包括测速装置4、数显模块、自动报警装置和PLC控制器；所述测速装置与刮板输送机链轮组件同轴安装，编码器3安装在测速装置4的测速齿轮44上，编码器3为空轴式光电增量式编码器，用于测量测速齿轮44的转速；测速装置4的输出端与PLC控制器的输入端连接；PLC控制器的输出端与自动报警装置和数显模块电气连接，用于数据处理和程序设置，并用于刮板输送机启停控制；数显模块选用MAX7219芯片进行硬件连接，实现测速装置的转速以数据显示；自动报警装置包括蜂鸣器和闪烁指示灯，用于断链故障预警；供电模块用于整个系统供电。

所述测速装置包括固定套杯41、滚动轴承42、定位环43、测速齿轮44和紧定螺栓45，其中固定套杯、定位环、测速齿轮和紧定螺栓用于测速齿轮定位，轴承与传动轴1肩、轴承与轴承之间分别安装有固定套杯用于轴承定位，轴承和传动轴1之间间隙配合，定位环通过紧定螺栓45固定，用于测速齿轮44定位，测速齿轮44可绕传动轴1旋转。

所述的编码器有两个，两个编码器中心轴线处于同一水平线上，并对称安装于两个测速齿轮外侧。

所述链轮2焊接于传动轴上，测速齿轮与链轮具有相同的齿形轮廓，且齿轮轮齿和链轮轮齿同相位布置。

如图1、2、3，一种刮板输送机链条断裂检测方法，包括以下步骤：

a)、断链检测系统初始化，设置临界相对转速差阈值M₀；

b)、编码器测速：刮板输送机启动，链传动系统运行过程中，当刮板运行至链轮组件时，其伸出部分会拨动测速齿轮与刮板输送机链轮组件同步旋转，编码器随动过程中，不断产生计数脉冲，并转换形成电信号反馈传输至PLC控制器，PLC控制器通过程序设置分别对两编码器电信号进行数据处理得出两测速齿轮转速数据，并实时计算得出两测速齿轮相对转速差|N|；

c)、PLC程序控制：PLC控制器实时对比数值关系，若每5s内任意时刻数据值满足|N|＜M₀，刮板输送机链条正常工作；若每5s内任意时刻出现|N|＞M₀，表明刮板不能正常拨动测速齿轮与刮板输送机链轮组件同步旋转，此时可判定刮板输送机出现断链故障，PLC控制自动报警装置发出声光信号并对刮板输送机停机检查，进一步地，可通过数显模块判断具体是哪一根链条发生断裂故障，由此完成一次刮板输送机链条断裂检测；

d)、重复步骤b)至c)，实时检测刮板输送机链条断裂情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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)

1.一种刮板输送机链条断裂检测系统，其特征在于：该检测系统，包括测速装置、数显模块、自动报警装置和PLC控制器；所述测速装置与刮板输送机链轮组件同轴安装，编码器安装在测速装置的测速齿轮上，编码器为空轴式光电增量式编码器，用于测量测速齿轮的转速；测速装置的输出端与PLC控制器的输入端连接；PLC控制器的输出端与自动报警装置和数显模块电气连接，用于数据处理和程序设置，并用于刮板输送机启停控制；数显模块选用MAX7219芯片进行硬件连接，实现测速装置的转速以数据显示；自动报警装置包括蜂鸣器和闪烁指示灯，用于断链故障预警；供电模块用于整个系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种刮板输送机链条断裂检测系统，其特征在于：所述测速装置包括固定套杯、滚动轴承、定位环和紧定螺栓；固定套杯、定位环、测速齿轮和紧定螺栓，滚动轴承与轴肩、滚动轴承与滚动轴承之间分别安装有固定套杯和定位环，固定套杯用于滚动轴承定位，滚动轴承和传动轴之间间隙配合，定位环通过紧定螺栓固定，用于测速齿轮定位，测速齿轮可绕传动轴旋转。

3.根据权利要求1所述的一种刮板输送机链条断裂检测系统，其特征在于：所述的编码器有两个，两个编码器中心轴线处于同一水平线上，并对称安装于两个测速齿轮外侧。

4.根据权利要求1所述的一种刮板输送机链条断裂检测系统，其特征在于：所述的测速齿轮与链轮具有相同的齿形轮廓，且齿轮轮齿和链轮轮齿同相位布置。

5.权利要求所述的刮板输送机链条断裂检测系统的方法，其特征在于：检测方法，包括以下步骤：

a）、断链检测系统初始化，设置临界相对转速差阈值M ₀ ；

b）、编码器测速：刮板输送机启动，链传动系统运行过程中，当刮板运行至链轮组件时，其伸出部分会拨动测速齿轮与刮板输送机链轮组件同步旋转，编码器随动过程中，不断产生计数脉冲，并转换形成电信号反馈传输至PLC控制器，PLC控制器通过程序设置分别对两编码器电信号进行数据处理得出两测速齿轮转速数据，并实时计算得出两测速齿轮相对转速差|N|；

c)、PLC程序控制：PLC控制器实时对比数值关系，若每5s内任意时刻数据值满足|N|＜M ₀ ，刮板输送机链条正常工作；若每5s内任意时刻出现|N|＞M ₀ ，表明刮板不能正常拨动测速齿轮与刮板输送机链轮组件同步旋转，此时可判定刮板输送机出现断链故障，PLC控制自动报警装置发出声光信号并对刮板输送机停机检查，进一步地，可通过数显模块判断具体是哪一根链条发生断裂故障，由此完成一次刮板输送机链条断裂检测；

d)、重复步骤b）至c)，实时检测刮板输送机链条断裂情况。