CN106628944B - 一种皮带输送机纠偏系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种皮带输送机纠偏系统。本发明包括安装在皮带输送机的从滚筒正下方的皮带偏斜检测装置、安装于皮带输送机的从滚筒一侧的皮带偏斜纠正装置和与皮带偏斜检测装置和皮带偏斜纠正装置连接的纠偏控制装置；所述的皮带偏斜检测装置用于测量皮带运行或停机状态时产生的偏斜量；所述的皮带偏斜纠正装置用于纠正皮带发生的偏斜；所述的纠偏控制装置用于接收皮带偏斜检测装置传递来的偏斜量，并根据偏斜量向皮带偏斜纠正装置发出控制信号，及时纠正皮带发生的偏斜。本发明不但可以实时检测出皮带发生的偏斜量，而且可以根据皮带出现的偏斜情况进行自动纠偏，避免皮带故障停机，提高生产效率。

Description

一种皮带输送机纠偏系统

技术领域：

本发明涉及一种皮带输送机纠偏系统，属于电气控制技术领域。

背景技术：

皮带输送机大量用于工厂生产物资的传递，基本结构图见图1所示，包括驱动电机、联轴器、减速箱、动力滚筒、动力滚筒支架、皮带、从滚筒、从滚筒支撑轴和从滚筒支架等。其中驱动电机通过联轴器和减速箱等机械装置将动力传动到动力滚筒，动力滚筒依靠摩擦力带动皮带运动，同样在摩擦力的作用下从滚筒开始转动，起到支撑和改向皮带的作用。在皮带输送机实际运行中，由于物料的不均匀及皮带的拉升变形等影响，会导致输送机上的皮带发生图2所示的偏斜，导致皮带不能正常运行，轻则导致皮带停机，严重的将导致皮带撕裂事故，不但没有可靠的检测装置来实时测量皮带的偏斜量，而且每次皮带纠偏都要停机进行人工纠正，安全生产隐患多，人工纠偏效率低下，因此需要一种方法能及时检测皮带发生的偏斜量并进行自动纠偏。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种皮带输送机纠偏系统，不但可以实时检测出皮带发生的偏斜量，而且可以根据皮带出现的偏斜情况进行自动纠偏，避免皮带故障停机，提高生产效率。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种皮带输送机纠偏系统，包括安装在皮带输送机的从滚筒正下方的皮带偏斜检测装置、安装于皮带输送机的从滚筒一侧的皮带偏斜纠正装置和与皮带偏斜检测装置和皮带偏斜纠正装置连接的纠偏控制装置；

所述的皮带偏斜检测装置用于测量皮带运行或停机状态时产生的偏斜量；

所述的皮带偏斜纠正装置用于纠正皮带发生的偏斜；

所述的纠偏控制装置用于接收皮带偏斜检测装置传递来的偏斜量，并根据偏斜量向皮带偏斜纠正装置发出控制信号，及时纠正皮带发生的偏斜。

所述的皮带输送机纠偏系统，所述的皮带偏斜检测装置包括偏斜量检测臂，所述的偏斜量检测臂从偏斜量检测控制盒中伸出，依靠弹性支架顶住并超出下方皮带边沿。

所述的皮带输送机纠偏系统，所述的皮带偏斜纠正装置包括纠偏油缸、连接铰链、从滚筒可转动支架和从滚筒可转动轴，其中纠偏油缸安装于从滚筒一侧，通过连接铰链与从滚筒支架连接，用于拉动该侧从滚筒支架，油缸拉动的行程由纠偏控制装置进行检测和控制，从滚筒可转动支架安装于从滚筒另一侧，用于从滚筒的固定和转动，其上有转动轴，在从滚筒一侧的纠偏油缸动作时，从滚筒将绕转动轴进行顺时针和逆时针转动。

附图说明

图1 皮带输送机基本结构图。

图2 皮带偏斜示意图。

图3 皮带输送机纠偏装置结构图。

图4 皮带偏斜检测装置安装图。

图5 皮带偏斜三角关系图。

图6 偏斜量转化为电信号原理图。

图7 皮带偏斜纠正装置工作原理图。

图8 皮带在从滚筒上受力分解图。

图9 纠偏控制装置结构图。

图中1-驱动电机、2-联轴器、3-减速箱、4-动力滚筒、5-动力滚筒支架、6-皮带、7-从滚筒、8-从滚筒支撑轴、9-从滚筒支架、10-纠偏油缸、11-纠偏油缸与从滚筒支架连接铰链、12-从滚筒可转动支架、13-从滚筒可转动轴、14-偏斜量检测臂、15-偏斜量检测控制盒、16-检测臂弹性支架。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示的皮带输送机，一种皮带输送机纠偏系统，包括安装在皮带输送机的从滚筒正下方的皮带偏斜检测装置、安装于皮带输送机的从滚筒一侧的皮带偏斜纠正装置和与皮带偏斜检测装置和皮带偏斜纠正装置连接的纠偏控制装置；

所述的皮带偏斜检测装置用于测量皮带运行或停机状态时产生的偏斜量；

所述的皮带偏斜纠正装置用于纠正皮带发生的偏斜；

所述的纠偏控制装置用于接收皮带偏斜检测装置传递来的偏斜量，并根据偏斜量向皮带偏斜纠正装置发出控制信号，及时纠正皮带发生的偏斜。

所述的皮带输送机纠偏系统，所述的皮带偏斜检测装置见图4所示，设正常运行时皮带在输送机从滚筒上的宽度为L，从滚筒距地面高度为h，皮带偏斜检测装置安装在从滚筒正下方附近，偏斜量检测臂14从偏斜量检测控制盒15中伸出，依靠弹性支架16顶住并超出下方皮带边沿，因为偏斜量检测臂14所检测的皮带距离从滚筒较近，因此可以将此处的皮带看成是一个平面。当皮带发生偏斜时，偏斜量检测臂与皮带边缘的接触位置将发生变化，在弹性支架16支撑力的作用下检测臂将绕着偏斜量检测控制盒15中的转动轴发生转动，与水平地面的夹角发生变化。设皮带偏斜量为X，未偏移前检测臂与水平地面的夹角为α，偏移后检测臂与水平地面的夹角为β，简化后变成图5所示的三角关系图。根据正切定理，tgα=（1），tgβ=（2），得出偏移量X=（3）。为将偏斜量转化为电信号进行信号传递和运算，设计了图6所示的偏斜量转化为电信号原理图，R为与偏斜量检测臂联动的电位计，当皮带偏斜使检测臂沿转轴旋转时，与检测臂联动的电位也会发生相应的变化。设电位计R总长度为lr，电阻率均匀为P，转轴到电位计的垂直距离为l。在皮带未发生偏斜时检测到电路电流为I，偏斜量检测臂与水平地面夹角为α，则有tgα= （4），在皮带发生偏斜时检测电路电流为Ix，偏斜量检测臂与水平地面夹角为β时，则有tgβ=（5），从而得出lx=0.5lr（6），根据欧姆定律，lx*P=,0.5lr*P=，得出= （7），带入公式（3），得出偏移量X== （8），由于皮带长度L为固定值，Ix和I为可测量的电信号，从而可以计算得出偏移量X。

所述的皮带输送机纠偏系统，所述的皮带偏斜纠正装置包括纠偏油缸、连接铰链、从滚筒可转动支架和从滚筒可转动轴，其中纠偏油缸安装于从滚筒一侧，通过连接铰链与从滚筒支架连接，用于拉动该侧从滚筒支架，油缸拉动的行程由纠偏控制装置进行检测和控制，从滚筒可转动支架安装于从滚筒另一侧，用于从滚筒的固定和转动，其上有转动轴，在从滚筒一侧的纠偏油缸动作时，从滚筒将绕转动轴进行顺时针和逆时针转动。其原理就是利用皮带输送机动力滚筒轴心和从滚筒轴心的不平行关系进行皮带纠偏，工作示意图见图7所示。在皮带发生如图2所示的沿前进方向左的偏斜时，这时纠偏油缸10将拉动从滚筒7的一侧支架绕从滚筒另一侧支架的转动轴做逆时针转动，由于皮带的弹性扩张导致不同方向受力，皮带在从滚筒上的受力见图8所示，F为皮带受到的与运行方向同向的拉力，可分解为沿滚筒转动切线方向运行的拉力Fd和与滚筒中心轴平行的拉力Fb，左侧的皮带在拉力Fb的作用下向右运行调整，从而实现纠偏功能。

参照图4设计和制造皮带偏斜检测装置，设皮带宽L=2m，从滚筒距地面高度h=1m，电路电压U=24V，电位计总电阻R=4KΩ。参照图3，皮带偏斜检测装置安装在从滚筒正下方附近，偏斜量检测臂14从偏斜量检测控制盒15中伸出，依靠弹性支架16顶住并超出下方皮带边沿，因为偏斜量检测臂14所检测的皮带距离从滚筒较近，因此可以将此处的皮带看成是一个平面。当皮带发生偏斜时，偏斜量检测臂与皮带边缘的接触位置将发生变化，在弹性支架16支撑力的作用下检测臂将绕着偏斜量检测控制盒15中的转动轴发生转动，与水平地面的夹角发生变化。为便于计算，设未偏移前电路的电位电阻为R1=0.5R=2KΩ，而U=24V，检测到电路电流为I===12ma，在皮带发生沿皮带运行方向左偏斜时，设皮带偏斜量为X，检测电路电流为Ix=18ma，纠偏控制装置根据接收到的电流信号，由偏移量计算公式（8）计算出此时皮带发生的偏移量X===0.5×2m×（）=0.5m。

同样参照图3设计和制造皮带偏斜纠正装置，其中纠偏油缸10为带位置检测的油缸，以利于纠偏量的精确控制，安装于从滚筒左侧，通过连接铰链11与从滚筒左支架连接，从滚筒左支架为活动支架，由纠偏油缸进行定位，纠偏油缸拉动的行程由控制系统进行检测和控制。从滚筒可转动支架12安装于从滚筒右侧，用于从滚筒的固定和转动，其上有转动轴13，在从滚筒一侧的纠偏油缸10动作时，从滚筒将绕转动轴13进行顺时针和逆时针转动。在皮带发生如图2所示的沿前进方向左的偏斜时，由于偏斜量已被测出，这时纠偏油缸10在控制装置的控制下拉动从滚筒7的左侧支架绕从滚筒右侧支架的转动轴做逆时针转动，左侧的皮带在拉力Fb的作用下向右运行调整，从而实现纠偏功能。

纠偏控制装置包含一套控制系统，其结构原理图见图9所示，用于接收皮带偏斜检测装置V1传递来的偏斜量电信号，通过计算得出皮带实际产生的偏斜量，并向皮带偏斜纠正装置V2发出控制信号，及时纠正皮带发生的偏斜。当皮带偏斜较为严重或大于设定值时，控制装置控制皮带偏斜纠正装置的动作幅度较大，在偏斜较小或小于设定值时时，控制系统将采取较小幅度的纠偏措施，确保皮带的稳定运行。

Claims (2)

1.一种皮带输送机纠偏系统，其特征是：包括安装在皮带输送机的从滚筒正下方的皮带偏斜检测装置、安装于皮带输送机的从滚筒一侧的皮带偏斜纠正装置和与皮带偏斜检测装置和皮带偏斜纠正装置连接的纠偏控制装置；

所述的皮带偏斜检测装置用于测量皮带运行或停机状态时产生的偏斜量；

所述的皮带偏斜纠正装置用于纠正皮带发生的偏斜；

所述的皮带偏斜检测装置包括偏斜量检测臂，所述的偏斜量检测臂从偏斜量检测控制盒中伸出，依靠弹性支架顶住并超出下方皮带边沿，所述的纠偏控制装置用于接收皮带偏斜检测装置传递来的偏斜量，并根据偏斜量向皮带偏斜纠正装置发出控制信号，及时纠正皮带发生的偏斜，具体是：

设正常运行时皮带在输送机从滚筒上的宽度为L，从滚筒距地面高度为h，R为与偏斜量检测臂联动的电位计，当皮带偏斜使检测臂沿转轴旋转时，与检测臂联动的电位也会发生相应的变化，设皮带偏斜量为X，未偏移前检测臂与水平地面的夹角为α，偏移后检测臂与水平地面的夹角为β，根据正切定理，得出偏移量设电位计R总长度为lr，电阻率均匀为P，转轴到电位计的垂直距离为l，在皮带未发生偏斜时检测到电路电流为I，偏斜量检测臂与水平地面夹角为α，则有 在皮带发生偏斜时检测电路电流为Ix，偏斜量检测臂与水平地面夹角为β时，则有从而得出根据欧姆定律，得出带入公式偏移量得出偏移量由于皮带长度L为固定值，Ix和I为可测量的电信号，从而可以计算得出偏移量X。

2.根据权利要求1所述的皮带输送机纠偏系统，所述的皮带偏斜纠正装置包括纠偏油缸、连接铰链、从滚筒可转动支架和从滚筒可转动轴，其中纠偏油缸安装于从滚筒一侧，通过连接铰链与从滚筒支架连接，用于拉动该侧从滚筒支架，油缸拉动的行程由纠偏控制装置进行检测和控制，从滚筒可转动支架安装于从滚筒另一侧，用于从滚筒的固定和转动，其上有转动轴，在从滚筒一侧的纠偏油缸动作时，从滚筒将绕转动轴进行顺时针和逆时针转动。