CN111017508A - 一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是为了解决现有技术中胶带运行速度及打滑检测存在不准确的问题，提供一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置及检测方法。该装置由固定立柱、拉紧弹簧、活动臂、传动轴、被动摩擦轮和电压式检测单元组成，所述固定立柱固定连接于胶带机机架上，固定立柱中部与活动臂的一端铰接，所述拉紧弹簧的一端固定于固定立柱下部、另一端固定于活动臂中部，所述被动摩擦轮通过传动轴连接在活动臂的另一端，并且被动摩擦轮与胶带内表面摩擦接触，所述电压式检测单元固定连接在活动臂上，并且与传动轴的一端固定连接；本发明的装置直接对胶带测速，避免了滚筒与胶带间打滑对胶带速度产生的影响，所以本发明测得的胶带速度真实可靠。
Description
技术领域
本发明属于胶带机运行检测技术领域，特别涉及一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置及检测方法。
背景技术
随着工业自动化水平的不断提高，胶带机的应用越来越广泛，随之对其运行检测要求也越来越高，尤其是在冶金铁前领域，物料运输几乎都是采用胶带机运输完成，且为保证胶带机运行的可靠性，几乎每条胶带机都有运行速度及打滑检测装置。然而现有技术对胶带机胶带运行速度及打滑检测在准确性、适用范围等方面还存在一系列问题，例如常见的将胶带机传动电机的转速作为胶带机胶带运行速度、将胶带机头滚筒或尾滚筒转速作为胶带机胶带运行速度，但是这些速度或运行信号无法代表胶带机胶带运行速度，因为胶带机驱动滚筒与胶带之间是摩擦传动，存在打滑的可能性，即：胶带机驱动滚筒运转并不代表胶带一定会运行。
因此，有必要对胶带机胶带运行检测装置做进一步研究。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中胶带运行速度及打滑检测存在不准确的问题，提供一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置及检测方法。本发明的装置直接对胶带测速，避免了滚筒与胶带间打滑对胶带速度产生的影响，所以本发明测得的胶带速度真实可靠。
本发明的技术方案之一为，一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置，由固定立柱、拉紧弹簧、活动臂、传动轴、被动摩擦轮和电压式检测单元组成，所述固定立柱固定连接于胶带机机架上，固定立柱中部与活动臂的一端铰接，所述拉紧弹簧的一端固定于固定立柱下部、另一端固定于活动臂中部，所述被动摩擦轮通过传动轴连接在活动臂的另一端，并且被动摩擦轮与胶带内表面摩擦接触，所述电压式检测单元固定连接在活动臂上，并且与传动轴的一端固定连接；
所述电压式检测单元由盒体、主动大齿轮、被动小齿轮、发电机、支架、导线、接线端子、外部接线孔和端子接线盒组成；所述主动大齿轮、被动小齿轮、发电机和支架设置在盒体内，所述端子接线盒固定连接于盒体外部，接线盒盒壁上设有外部接线孔，所述接线端子位于接线盒内，所述主动大齿轮固定套接在传动轴的一端，被动小齿轮与主动大齿轮啮合，被动小齿轮的中心轴与发电机的驱动轴固定连接，发电机与支架固定连接，支架固定连接在盒体上，导线两端分别与发电机和接线盒内的接线端子连接；接线端子与上位机连接。
进一步的，上述的电压式胶带运行速度和打滑检测装置，还包括报警装置，所述报警装置与上位机连接。
本发明的技术方案之二为，一种胶带运行速度检测方法，采用上述电压式胶带运行速度和打滑装置，包括如下步骤：
1)开启胶带机和检测装置，上位机接收检测装置中发电机发出的电压信号；
2)上位机根据公式(5)计算出胶带机胶带实际运行速度；
计算原理为：
待监测的胶带与装置中的被动摩擦轮紧密接触，摩擦传动，所以胶带实际运行速度S胶同被动摩擦轮与胶带接触点的线速度S线相等，根据被动摩擦轮的半径R摩可以算出被动摩擦轮的转速N摩，即：
S胶＝S线＝0.002πR摩N摩 (1)
式中，S胶：胶带实际运行速度(m/s)；
R摩：被动摩擦轮的半径(mm)；
N摩：被动摩擦轮的转速(r/s)；
由于被动摩擦轮与传动轴为固定连接，且传动轴与主动大齿轮为同轴连接，所以被动摩擦轮的转速N摩与主动大齿轮的转速N大相等，主动大齿轮与被动小齿轮啮合，所以主动大齿轮与被动小齿轮啮合点的线速度相同，即：S大＝S小，依据线速度与转速的关系，可有：
2πR大N大＝2πR小N小 (2)
由公式(1)和公式(2)可有：
式中：N小：被动小齿轮的转速(r/s)；
R大：主动大齿轮的半径(mm)；
R小：被动小齿轮的半径(mm)；
依据发电机输出电压公式：
U:发电机输出电压(V)；
C：常数；
N电：发电机的转数(r/s)，被动小齿轮与发电机同轴，即被动小齿轮的转数N小；
将公式(3)、(4)代入公式(1)中：
由公式(5)可以看出，当装置中的设备尺寸及参数确定后，输出电压和胶带运行速度呈线型比例关系。
本发明的技术方案之三为，一种胶带打滑检测方法，采用上述的电压式胶带运行速度和打滑检测装置，包括如下步骤：
1)在上位机中设定胶带机正常运行时的设定胶带运行速度，并接收装置中发电机发送的电压信号；
2)利用上位机监测接收的电压信号对应的胶带实际运行速度和设定胶带运行速度；
3)监测报警
当胶带工频运行时：
胶带运行速度低于胶带额定速度(即设定胶带运行速度)一定比例时，表示胶带打滑，上位机通知报警装置报警；
当胶带变频运行时：
胶带运行速度低于胶带给定速度(即设定胶带运行速度)一定比例时，表示胶带打滑，上位机通知报警装置报警。
进一步的，上述胶带打滑检测方法中，胶带实际运行速度低于胶带额定速度或胶带给定速度的95％时，表示胶带打滑。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明测速系统是对胶带直接进行测速，避免了滚筒与胶带间打滑产生的影响，所以本发明测得的胶带速度真实可靠；
2、工频运行的胶带机其运行速度额定，变频运行的胶带机其运行速度需要外界提供胶带给定速度，本发明对工频胶带和变频胶带均适用，所以本发明适用范围广；
3、本发明各部件之间均为机械连接，可靠、稳定、寿命长。
附图说明
图1、本发明装置的安装位置示意图；
图2、本发明装置的结构示意图；
图3、本发明装置中电压式检测单元结构示意图。
其中，1、固定立柱，2、拉紧弹簧，3、活动臂，4、传动轴，5、被动摩擦轮，6、胶带机机架，7、电压式检测单元；
71、盒体，72、主动大齿轮，73、被动小齿轮，74、发电机，75、支架，76、导线，77、接线端子，78、外部接线孔，79、端子接线盒。
具体实施方式
实施例1
一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置，由固定立柱1、拉紧弹簧2、活动臂3、传动轴4、被动摩擦轮5、电压式检测单元7和报警装置组成，所述固定立柱1固定连接于胶带机机架6上，固定立柱1中部与活动臂3的一端铰接，所述拉紧弹簧2的一端固定于固定立柱1下部、另一端固定于活动臂3中部，所述被动摩擦轮5通过传动轴4连接在活动臂3的另一端，并且被动摩擦轮5与胶带摩擦接触，所述电压式检测单元7固定连接在活动臂3上，并且与传动轴4的一端固定连接；
所述电压式检测单元由盒体71、主动大齿轮72、被动小齿轮73、发电机74、支架75、导线76、接线端子77、外部接线孔78和端子接线盒79组成；所述主动大齿轮72、被动小齿轮73、发电机74和支架75设置在盒体71内，所述端子接线盒79固定连接于盒体71外部，接线盒79设有外部接线孔78，所述接线端子77位于接线盒79内，所述主动大齿轮72固定连接在传动轴4的一端，被动小齿轮73与主动大齿轮72啮合，被动小齿轮73与发电机的驱动轴固定连接，发电机74与支架75固定连接，支架75固定连接在盒体71上，导线76两端分别与发电机74和接线盒79内的接线端子77连接；接线端子77与上位机连接；
所述报警装置与上位机连接。
实施例2
一种胶带运行速度检测方法，采用实施例1的电压式胶带运行速度和打滑检测装置，包括如下步骤：
1)开启胶带机和检测装置，上位机接收装置中发电机发出的电压信号；
2)上位机根据公式5计算出胶带机胶带实际运行速度；
计算原理为：
待监测的胶带与装置中的被动摩擦轮紧密接触，摩擦传动，所以胶带实际运行速度S胶同被动摩擦轮与胶带接触点的线速度S线相等，根据被动摩擦轮的半径R摩可以算出被动摩擦轮的转速N摩，即：
S胶＝S线＝0.002πR摩N摩 (1)
式中，S胶：胶带实际运行速度(m/s)；
R摩：被动摩擦轮的半径(mm)；
N摩：被动摩擦轮的转速(r/s)；
由于被动摩擦轮与传动轴为固定连接，且传动轴与主动大齿轮为同轴连接，所以被动摩擦轮的转速N摩与主动大齿轮的转速N大相等，主动大齿轮与被动小齿轮啮合，所以主动大齿轮与被动小齿轮啮合点的线速度相同，即：S大＝S小，依据线速度与转速的关系，可有：
2πR大N大＝2πR小N小 (2)
由公式(1)和公式(2)可有：
式中：N小：被动小齿轮的转速(r/s)；
R大：主动大齿轮的半径(mm)；
R小：被动小齿轮的半径(mm)；
依据发电机输出电压公式：
U:发电机输出电压(V)；
C：常数；
N电：发电机的转数(r/s)，被动小齿轮与发电机同轴，即被动小齿轮的转数N小；
将公式(3)、(4)代入公式(1)中：
由公式(5)可以看出，当装置中的设备尺寸及参数确定后，输出电压和胶带运行速度呈线型比例关系。
实施例3
一种胶带打滑检测方法，采用实施例1的电压式胶带运行速度和打滑检测装置，包括如下步骤：
1)在上位机中设定胶带机正常运行时的设定胶带运行速度，并接收装置中发电机发送的电压信号；
2)利用上位机监测接收的电压信号对应的胶带实际运行速度和设定胶带运行速度；
3)监测报警
当胶带工频运行时：
胶带运行速度低于胶带额定速度95％时，表示胶带打滑，上位机通知报警装置报警；
当胶带变频运行时：
胶带运行速度低于胶带给定速度95％时，表示胶带打滑，上位机通知报警装置报警。
Claims (5)
1.一种电压式胶带运行速度和打滑检测装置，其特征在于，由固定立柱、拉紧弹簧、活动臂、传动轴、被动摩擦轮和电压式检测单元组成，所述固定立柱固定连接于胶带机机架上，固定立柱中部与活动臂的一端铰接，所述拉紧弹簧的一端固定于固定立柱下部、另一端固定于活动臂中部，所述被动摩擦轮通过传动轴连接在活动臂的另一端，并且被动摩擦轮与胶带内表面摩擦接触，所述电压式检测单元固定连接在活动臂上，并且与传动轴的一端固定连接；
所述电压式检测单元由盒体、主动大齿轮、被动小齿轮、发电机、支架、导线、接线端子、外部接线孔和端子接线盒组成；所述主动大齿轮、被动小齿轮、发电机和支架设置在盒体内，所述端子接线盒固定连接于盒体外部，接线盒盒壁上设有外部接线孔，所述接线端子位于接线盒内，所述主动大齿轮固定套接在传动轴的一端，被动小齿轮与主动大齿轮啮合，被动小齿轮的中心轴与发电机的驱动轴固定连接，发电机与支架固定连接，支架固定连接在盒体上，导线两端分别与发电机和接线盒内的接线端子连接；接线端子与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的电压式胶带运行速度和打滑检测装置，其特征在于，还包括与上位机连接的报警装置。
3.一种胶带运行速度检测方法，其特征在于，采用权利要求1所述的电压式胶带运行速度和打滑装置，包括如下步骤：
1)开启胶带机和检测装置，上位机接收检测装置中发电机发出的电压信号；
2)上位机根据以下公式计算出胶带机胶带实际运行速度；
式中，S胶：胶带实际运行速度(m/s)；
R小：被动小齿轮的半径(mm)；
R摩：被动摩擦轮的半径(mm)；
U：发电机输出电压(V)；
C：常数；
R大：主动大齿轮的半径(mm)。
4.一种胶带打滑检测方法，其特征在于，采用权利要求1所述的电压式胶带运行速度和打滑检测装置，包括如下步骤：
1)在上位机中设定胶带机正常运行时的设定胶带运行速度，并接收装置中发电机发送的电压信号；
2)利用上位机监测接收的电压信号对应的胶带实际运行速度和设定胶带运行速度；
3)监测报警
当胶带工频运行时：
胶带运行速度低于胶带额定速度一定比例时，表示胶带打滑，上位机通知报警装置报警；
当胶带变频运行时：
胶带运行速度低于胶带给定速度一定比例时，表示胶带打滑，上位机通知报警装置报警。
5.根据权利要求4所述的胶带打滑检测方法，其特征在于，胶带实际运行速度低于胶带额定速度或胶带给定速度的95％时，表示胶带打滑。
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