CN107458841B - 一种用于皮带传动辊故障诊断的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于皮带传动辊故障诊断的装置，包括皮带辊，皮带辊上有皮带，皮带辊传动侧包括基座，安装在基座上的传动侧机架和固定架，传动侧机架上安装有传动电机，传动电机的输出轴与皮带辊的传动轴通过联轴器相连；被动侧包括被动侧机架，被动侧机架上面安装有轴承且与传动轴相连，固定架上安装有脉冲仪，脉冲仪的中心线在距离传动电机中心线半径为R的位置上；在皮带辊一侧距离中心线半径为R的位置焊接有n个安装立柱，每个安装立柱上焊接有一个垫片，传动电机后面安装有一个编码器。本发明还提供了用于皮带传动辊故障诊断的方法。本发明能够在皮带辊转动过程中产生脉冲，为判定皮带辊运行状态好坏奠定了基础，成本低廉、安装拆卸方便。

Description

一种用于皮带传动辊故障诊断的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种机械设备故障诊断方法，具体涉及一种用于皮带传动辊故障诊断的装置和方法，属于故障诊断技术领域。

背景技术

皮带运输是冶金企业常用的一种物料传输方式，比如高炉INBA系统水渣的输送，烧结料矿的传输等，因此如何保障皮带物料输送的稳定性对整个生产来说至关重要。目前，用于INBA水渣和烧结机物料输送的皮带传动辊时常发生接手断裂，导致物料堆积，严重影响了物料收集和生产的稳定运行。为此开发一种皮带传动辊故障诊断装置和方法尤为必要。

根据对现有技术的检索和分析，尚没有发现能有效实现皮带传动辊故障诊断的相关文献记载。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可以有效诊断皮带传动辊故障的装置。

本发明是这样实现的：

用于皮带传动辊故障诊断的装置，包括皮带辊，皮带辊上有皮带，皮带辊两侧分别为传动侧和被动侧，

传动侧包括基座，安装在基座上的传动侧机架和固定架，传动侧机架上安装有传动电机，传动电机的输出轴与皮带辊的传动轴通过联轴器相连；

被动侧包括被动侧机架，被动侧机架上面安装有轴承且与传动轴相连，

固定架上安装有脉冲仪，脉冲仪的中心线在距离传动电机中心线半径为R的位置上；在皮带辊一侧距离中心线半径为R的位置焊接有n个安装立柱，n个安装立柱均布在半径为R的圆上，每个安装立柱上焊接有一个垫片，当皮带辊旋转时，n个垫片连续通过脉冲仪的中心线，产生多个脉冲信号，传动电机后面安装有一个编码器，可以对传动电机的转速和位置进行跟踪计数。

更进一步的方案是：

所述垫片的形状为矩形或圆形。

更进一步的方案是：

所述传动电机的输出轴与皮带辊的中心线为同一直线。

更进一步的方案是：

在传动电机和皮带辊中间安装有减速机，减速机的安装为常规方法，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提供一种用于皮带传动辊故障诊断的方法，采用了本发明所述的用于皮带传动辊故障诊断的装置，当传动电机开始旋转时，编码器开始记录传动电机起始位置，同时皮带辊在传动电机的作用下旋转，当n个垫片中任意一个最先到达脉冲仪中心线时，垫片会给脉冲仪一个脉冲，控制系统记录下这个脉冲信号和传动电机从启动到这个脉冲信号发生的间隔时间t，同时将传动电机后面编码器的记录值清零，并重新开始计数，确保脉冲仪和编码器记录同步；当传动电机继续旋转，根据编码器可以记录出传动电机的转速w；由于n个安装立柱均布在半径为R的圆上，则每个脉冲产生的时间差为2π/（n·w）；如果在传动电机和皮带辊中间设计有减速机，且减速比为i,则每个脉冲产生的时间差为i·2π/（n·w）；则控制系统判定依据如下：

① 当传动电机启动时间t>2π/w仍未产生脉冲信号，说明联轴器脱落，传动电机立即停止旋转，人工更换联轴器；

② 当脉冲信号产生，且每个脉冲信号时间差均为2π/（n·w）时，说明皮带辊运行正常；

③ 当脉冲信号产生后，个别脉冲信号时间差为N·2π/（n·w），N为大于等于2的整数时，说明垫片和安装立柱存在缺失，传动电机继续工作，待停机后人工检查，并焊补好相应缺失垫片。

本发明还提供了另一种用于皮带传动辊故障诊断的方法，采用了本发明含有减速机的用于皮带传动辊故障诊断的装置，当传动电机开始旋转时，编码器开始记录传动电机起始位置，同时皮带辊在传动电机的作用下旋转，当n个垫片中任意一个最先到达脉冲仪中心线时，垫片会给脉冲仪一个脉冲，控制系统记录下这个脉冲信号和传动电机从启动到这个脉冲信号发生的间隔时间t，同时将传动电机后面编码器的记录值清零，并重新开始计数，确保脉冲仪和编码器记录同步；当传动电机继续旋转，根据编码器可以记录出传动电机的转速w；由于在传动电机和皮带辊中间设计有减速机，且减速比为i,则每个脉冲产生的时间差为i·2π/（n·w）；则控制系统判定依据如下：

① 当传动电机启动时间t>2π/w仍未产生脉冲信号，说明联轴器脱落，传动电机立即停止旋转，人工更换联轴器；

② 当脉冲信号产生，且每个脉冲信号时间差均为i·2π/（n·w）时，说明皮带辊运行正常；

③ 当脉冲信号产生后，个别脉冲信号时间差为N·i·2π/（n·w），N为大于等于2的整数时，说明垫片和安装立柱存在缺失，传动电机继续工作，待停机后人工检查，并焊补好相应缺失垫片。

本专利具有如下的优点：

1、利用皮带辊侧面光滑的特性，通过在侧面安装立柱、垫片和脉冲仪等简易装置，能够在皮带辊转动过程中产生脉冲，为判定皮带辊运行状态好坏奠定了基础，该方法成本低廉、安装拆卸方便；

2、利用编码器对传动电机位置进行准确跟踪，并通过控制系统在第一个脉冲信号发生时将编码器信号清零，实现了脉冲信号和传动电机位置的同步计数，降低了系统对比难度；

3、建立了不同的判定依据，能过对皮带辊运动是否正常、垫片是否缺失等情况进行准确判断，并在发生问题的情况下能自动对设备进行停机控制，避免了物料堆积等影响生产的情况发生。

附图说明

图1是本发明用于皮带传动辊故障诊断的装置的主视图；

图2是本发明用于皮带传动辊故障诊断的装置的侧视图。

图中标记为，基座1、传动侧机架2、固定架3、数据线4、编码器5、脉冲仪6、传动电机7、输出轴8、联轴器9、传动轴10、安装立柱11、皮带12、轴承13、被动侧机架14、皮带辊15、垫片16。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如附图1、图2所示：一种用于皮带传动辊故障诊断的装置和方法包括基座1、传动侧机架2、固定架3、数据线4、编码器5、脉冲仪6、传动电机7、输出轴8、联轴器9、传动轴10、安装立柱11、皮带12、轴承13、被动侧机架14、皮带辊15、垫片16。

其设备组成如下：皮带辊15的右侧为传动侧，左侧为被动侧。传动侧的设备主要包括基座1、传动侧机架2、固定架3、数据线4、编码器5、脉冲仪6、传动电机7、输出轴8、联轴器9和传动轴10。其中基座1固定在地面上，作为整个装置的支撑；传动侧机架2安装有传动电机7，且传动电机7的输出轴8与皮带辊15的中心线为同一直线；传动电机7的输出轴8与皮带辊15的传动轴10通过联轴器9相连；被动侧设备主要包括被动侧机架14，被动侧机架14上面安装有轴承13且与传动轴10相连，这样当驱动传动电机7旋转时，通过联轴器9、传动轴10和轴承13就能实现皮带辊15的旋转，并驱动皮带12运输物料。同时，在传动侧基座1上面安装有固定架3，固定架3上安装有脉冲仪6，脉冲仪6的中心线在距离传动电机中心线半径为R的位置上；在皮带辊15一侧距离中心线半径为R的位置焊接有n个安装立柱11，每个安装立柱11上焊接有一个矩形（长方形/圆形）垫片16，当皮带辊15旋转时，n个垫片连续通过脉冲仪6的中心线，产生多个脉冲信号。传动电机7后面安装有一个编码器5，可以对传动电机的转速和位置进行跟踪计数。

该皮带传动辊故障诊断系统控制及工作原理如下：当传动电机7开始旋转时，编码器5开始记录传动电机起始位置，同时皮带辊15在传动电机7的作用下旋转，当n个垫片16中任意一个最先到达脉冲仪6中心线时（离脉冲仪6最近的垫片），垫片16会给脉冲仪6一个脉冲，控制系统记录下这个脉冲信号和传动电机7从启动到这个脉冲信号发生的间隔时间t，同时将传动电机7后面编码器5的记录值清零，并重新开始计数，确保脉冲仪6和编码器5记录同步；当传动电机7继续旋转，根据编码器5可以记录出传动电机的转速w；由于n个安装立柱11（垫片16）均布在半径为R的圆上，则每个脉冲产生的时间差为2π/（n·w）；如果在传动电机7和皮带辊15中间设计有减速机，且减速比为i,则每个脉冲产生的时间差为i·2π/（n·w）；则控制系统判定依据如下：

1、当传动电机7直接驱动皮带辊15时：

① 当传动电机7启动时间t>2π/w仍未产生脉冲信号，说明联轴器9脱落，传动电机7立即停止旋转，人工更换联轴器9；

② 当脉冲信号产生，且每个脉冲信号时间差均为2π/（n·w）时，说明皮带辊15运行正常；

③ 当脉冲信号产生后，个别脉冲信号时间差为N·2π/（n·w）时（N为大于等于2的整数），说明垫片16和安装立柱11存在缺失，传动电机7继续工作，待停机后人工检查，并焊补好相应缺失垫片16。

2、当传动电机7通过减速机来驱动皮带辊15时：

① 当传动电机7启动时间t>2π/w仍未产生脉冲信号，说明联轴器9脱落，传动电机7立即停止旋转，人工更换联轴器9；

② 当脉冲信号产生，且每个脉冲信号时间差均为i·2π/（n·w）时，说明皮带辊15运行正常；

③ 当脉冲信号产生后，个别脉冲信号时间差为N·i·2π/（n·w）时（N为大于等于2的整数），说明垫片16和安装立柱11存在缺失，传动电机7继续工作，待停机后人工检查，并焊补好相应缺失垫片16。

本发明利用皮带辊侧面光滑的特性，通过在侧面安装立柱、垫片和脉冲仪等简易装置，能够在皮带辊转动过程中产生脉冲，为判定皮带辊运行状态好坏奠定了基础，该方法成本低廉、安装拆卸方便；利用编码器对传动电机位置进行准确跟踪，并通过控制系统在第一个脉冲信号发生时将编码器信号清零，实现了脉冲信号和传动电机位置的同步计数，降低了系统对比难度；建立了不同的判定依据，能过对皮带辊运动是否正常、垫片是否缺失等情况进行准确判断，并在发生问题的情况下能自动对设备进行停机控制，避免了物料堆积等影响生产的情况发生。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (2)

1.一种用于皮带传动辊故障诊断的方法，其特征在于：

采用了用于皮带传动辊故障诊断的装置，当传动电机开始旋转时，编码器开始记录传动电机起始位置，同时皮带辊在传动电机的作用下旋转，当n个垫片中任意一个最先到达脉冲仪中心线时，垫片会给脉冲仪一个脉冲，控制系统记录下这个脉冲信号和传动电机从启动到这个脉冲信号发生的间隔时间t，同时将传动电机后面编码器的记录值清零，并重新开始计数，确保脉冲仪和编码器记录同步；当传动电机继续旋转，根据编码器可以记录出传动电机的转速w；由于n个安装立柱均布在半径为R的圆上，则每个脉冲产生的时间差为2π/(n·w)；如果在传动电机和皮带辊中间设计有减速机，且减速比为i,则每个脉冲产生的时间差为i·2π/(n·w)；则控制系统判定依据如下：

①当传动电机启动时间t>2π/w仍未产生脉冲信号，说明联轴器脱落，传动电机立即停止旋转，人工更换联轴器；

②当脉冲信号产生，且每个脉冲信号时间差均为2π/(n·w)时，说明皮带辊运行正常；

③当脉冲信号产生后，个别脉冲信号时间差为N·2π/(n·w)，N为大于等于2的整数时，说明垫片和安装立柱存在缺失，传动电机继续工作，待停机后人工检查，并焊补好相应缺失垫片；

所述用于皮带传动辊故障诊断的装置，包括皮带辊，皮带辊上有皮带，皮带辊两侧分别为传动侧和被动侧；

传动侧包括基座，安装在基座上的传动侧机架和固定架，传动侧机架上安装有传动电机，传动电机的输出轴与皮带辊的传动轴通过联轴器相连；

被动侧包括被动侧机架，被动侧机架上面安装有轴承且与传动轴相连，

固定架上安装有脉冲仪，脉冲仪的中心线在距离传动电机中心线半径为R的位置上；在皮带辊一侧距离中心线半径为R的位置焊接有n个安装立柱，n个安装立柱均布在半径为R的圆上，每个安装立柱上焊接有一个垫片，当皮带辊旋转时，n个垫片连续通过脉冲仪的中心线，产生多个脉冲信号，传动电机后面安装有一个编码器，对传动电机的转速和位置进行跟踪计数；所述垫片的形状为矩形或圆形；所述传动电机的输出轴与皮带辊的中心线为同一直线。

2.一种用于皮带传动辊故障诊断的方法，其特征在于：

采用了用于皮带传动辊故障诊断的装置，当传动电机开始旋转时，编码器开始记录传动电机起始位置，同时皮带辊在传动电机的作用下旋转，当n个垫片中任意一个最先到达脉冲仪中心线时，垫片会给脉冲仪一个脉冲，控制系统记录下这个脉冲信号和传动电机从启动到这个脉冲信号发生的间隔时间t，同时将传动电机后面编码器的记录值清零，并重新开始计数，确保脉冲仪和编码器记录同步；当传动电机继续旋转，根据编码器可以记录出传动电机的转速w；由于在传动电机和皮带辊中间设计有减速机，且减速比为i,则每个脉冲产生的时间差为i·2π/(n·w)；则控制系统判定依据如下：

①当传动电机启动时间t>2π/w仍未产生脉冲信号，说明联轴器脱落，传动电机立即停止旋转，人工更换联轴器；

②当脉冲信号产生，且每个脉冲信号时间差均为i·2π/(n·w)时，说明皮带辊运行正常；

③当脉冲信号产生后，个别脉冲信号时间差为N·i·2π/(n·w)，N为大于等于2的整数时，说明垫片和安装立柱存在缺失，传动电机继续工作，待停机后人工检查，并焊补好相应缺失垫片；

所述用于皮带传动辊故障诊断的装置，包括皮带辊，皮带辊上有皮带，皮带辊两侧分别为传动侧和被动侧；

传动侧包括基座，安装在基座上的传动侧机架和固定架，传动侧机架上安装有传动电机，传动电机的输出轴与皮带辊的传动轴通过联轴器相连；

被动侧包括被动侧机架，被动侧机架上面安装有轴承且与传动轴相连，

固定架上安装有脉冲仪，脉冲仪的中心线在距离传动电机中心线半径为R的位置上；在皮带辊一侧距离中心线半径为R的位置焊接有n个安装立柱，n个安装立柱均布在半径为R的圆上，每个安装立柱上焊接有一个垫片，当皮带辊旋转时，n个垫片连续通过脉冲仪的中心线，产生多个脉冲信号，传动电机后面安装有一个编码器，对传动电机的转速和位置进行跟踪计数；所述垫片的形状为矩形或圆形；所述传动电机的输出轴与皮带辊的中心线为同一直线，在传动电机和皮带辊中间安装有减速机。