CN113086525A - 一种刮板机链条自动张紧系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种刮板机链条自动张紧系统，包括控制器、压力传感器和位移传感器，控制器连接输送控制系统以便获取链条驱动电机的实时电流信息，控制器根据实时电流信息计算出伸缩油缸的下腔保压压力；压力传感器采集伸缩油缸下腔实时压力信息并传输给控制器，控制器控制伸缩油缸伸缩直至下腔实时压力信息落入下腔保压压力合理范围内；位移传感器采集伸缩油缸活塞杆实时行程信息并传输给控制器，当实时行程信息到达极限位置、下腔实时压力信息仍无法落入下腔保压压力合理范围内时，控制器提示人工加减链操作。该刮板机链条自动张紧系统具有设计科学、链条张力可实时调节、刮板机运行稳定性强、可延长链条及其组件使用寿命的优点。

Description

一种刮板机链条自动张紧系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种刮板输送机，具体的说，涉及了一种刮板机链条自动张紧系统及其控制方法。

背景技术

刮板输送机是用于矿下煤矿输送的设备，其工作原理是电机驱动链条、链条带动刮板做往复运动，刮板推动煤炭的输送，但由于刮板机在承受煤炭重量后，链条会发生弹性形变和塑性形变，其在不同工况下会表现出不同的松紧状态。当链条过紧时，会加剧磨损、提高断链风险，当链条过松时，会发生堆链、卡链、跳齿现象，影响设备正常运行。

目前市场上有部分刮板机加装有伸缩机尾，伸缩机尾两侧设置有油缸，通过油缸的伸缩，可改变刮板机的长度，从而达到调节链条松紧的目的，但是该方法也需要人工对其定期检查，人工对其进行调节，现有技术中，也有借助压力监测装置和位移监测装置，来实现油缸的伸缩，进而控制链条的张紧，但其主要问题在于油缸的压力值是预先设定的，刮板机在工作中负载是不断变化的，预设好的链条张力与实际工况不相匹配，即无法实现实时工况调整功能。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、链条张力可实时调节、刮板机运行稳定性强、可延长链条及其组件使用寿命的刮板机链条自动张紧系统及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种刮板机链条自动张紧系统，所述刮板机包括链条驱动电机、伸缩机尾机构和输送控制系统，所述伸缩机尾机构包括伸缩油缸和连接在所述伸缩油缸上的供液管路，所述输送控制系统控制所述链条驱动电机的启闭并监测、记录所述刮板机运行参数，所述刮板机链条自动张紧系统包括控制器、设置在所述伸缩油缸上的压力传感器和位移传感器，所述控制器连接所述输送控制系统以便获取所述链条驱动电机的实时电流信息，所述控制器根据所述实时电流信息计算出所述伸缩油缸的下腔保压压力；所述压力传感器采集所述伸缩油缸下腔实时压力信息并传输给所述控制器，所述控制器控制所述伸缩油缸伸缩直至所述下腔实时压力信息落入所述下腔保压压力合理范围内；所述位移传感器采集所述伸缩油缸活塞杆实时行程信息并传输给所述控制器，当所述实时行程信息到达极限位置、所述下腔实时压力信息仍无法落入所述下腔保压压力合理范围内时，所述控制器提示人工加减链操作。

基于上述，在根据所述实时电流信息计算所述伸缩油缸的下腔保压压力时采用以下算法：

空载测量：清空所述刮板机使其空载，在空载运行的情形下，人为延长所述伸缩机尾的驱动架，直至观察没有松弛的链条，然后按照每步m毫米的间隔缩回驱动架，直到观察到少量链条松弛，此时读取所述链条驱动电机的电流为I₀，所述压力传感器检测到的下腔压力为P₀；

满载测量：使所述刮板机满载，以每步nMPa的压力量间隔调整所述伸缩油缸的压力，直到观察到少量链条松弛，此时读取所述链条驱动电机的电流为I₁，所述压力传感器检测到的下腔压力为P₁；

计算所述下腔保压压力：

运载过程中，当所述链条驱动电机的实时电流信息I＜I₀时，下腔保压压力P= P₀；

当所述链条驱动电机的实时电流信息I₁≥I≥I₀时，下腔保压压力P=（P₁-P₀）/（I₁-I₀）*I+P₀-I₀（P₁-P₀）/（I₁-I₀）；

当所述链条驱动电机的实时电流信息I≤I₁时，下腔保压压力P=P₁；

其中的m和n为大于0的自然数。

基于上述，调整所述伸缩油缸压力的过程中，所述控制器控制所述伸缩油缸动作，使实际压力落入计算得到的下腔保压压力合理范围内后停止调整。

基于上述，所述m的数值范围是10＜m＜50，所述n的数值范围是0＜n＜5。

基于上述，所述刮板机链条自动张紧系统还包括设置在所述供液管路上的电液控制阀，所述控制器通过所述电液控制阀控制所述伸缩油缸的伸缩。

本发明还提供了一种利用上述刮板机链条自动张紧系统控制链条张紧的方法，包括以下步骤：

（1）所述控制器接收所述输送控制系统采集的所述链条驱动电机的实时电流信息，利用该值计算出所述伸缩油缸的下腔保压压力；

（2）所述控制器接收所述压力传感器监测到的所述伸缩油缸的下腔实时压力信息和所述位移传感器监测到的所述伸缩油缸的活塞杆实时行程信息；

（3）所述控制器将计算出的所述下腔保压压力与所述下腔实时压力信息进行对比，如果所述下腔实时压力信息高于所述下腔保压压力合理范围上限，则表示链条过于绷紧，此时，若所述伸缩油缸不是最小行程，所述控制器控制所述伸缩油缸缩回直至落入所述下腔保压压力合理范围内，若所述伸缩油缸行程已至最小，则提示进行人工加链操作；

如果所述下腔实时压力信息低于所述下腔保压压力合理范围下限，则表示链条过于松弛，此时，若所述伸缩油缸不是最大行程，所述控制器控制所述伸缩油缸伸出直至落入所述下腔保压压力合理范围内，若所述伸缩油缸行程已至最大，则提示进行人工减链操作；

如果所述下腔实时压力信息处于所述下腔保压压力合理范围内，则表示链条松紧适中，所述伸缩油缸不动作；

（4）重复步骤（1）-（3），进入下一个张紧循环。

基于上述，它还包括以下启动步骤：

S1、供电、供液系统开启，所述刮板机链条自动张紧系统处于自动模式，刮板机停止，所述刮板机链条自动张紧系统处于空闲状态；

S2、所述运输控制系统向所述控制器发送预启动信号；

S3、所述控制器将当前的压力传感器读数与预设的系统参数进行比较，并检查所述伸缩油缸是否处于最大行程，如果当前压力低于预紧压力且所述伸缩油缸未处于最大行程，所述控制器会向所述运输控制系统发出启动信号；

S4、所述运输机控制系统在预先设定的延迟时间后启动刮板机并向所述控制器发送启动信号；

S5、所述控制器控制所述刮板机链条自动张紧系统在预先设定的延迟时间后开始自动运行。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过实时采集所述链条驱动电机的电流，判断所述刮板机的承载情况，依靠设定好的算法计算出此时所述伸缩油缸最佳的下腔保压压力，利用所述压力传感器实时监测所述伸缩油缸的下腔实时压力信息，通过两者对比，判断应当伸出还是缩回，直到所述下腔实时压力信息自动落入所述下腔保压压力合理范围内，说明伸缩到位，此时链条的张紧程度适宜，利用所述位移传感器实时监测所述伸缩油缸的活塞杆实时行程信息，以判断是否处于伸缩极限位置，当所述伸缩油缸达到极限位置仍不能达到下腔保压压力合理范围内时，提示人工加减链操作，其具有设计科学、链条张力可实时调节、刮板机运行稳定性强、可延长链条及其组件使用寿命的优点。

附图说明

图1是本发明中刮板机链条自动张紧系统的原理框图。

图2是本发明中伸缩油缸下腔保压压力计算过程的数据关系图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，一种刮板机链条自动张紧系统，所述刮板机包括链条驱动电机、伸缩机尾机构和输送控制系统，所述伸缩机尾机构包括伸缩油缸和连接在所述伸缩油缸上的供液管路，所述输送控制系统控制所述链条驱动电机的启闭并监测、记录所述刮板机运行参数，上述设备是本领域常见的设备，不需要付出创造性劳动。

所述刮板机链条自动张紧系统包括控制器、设置在所述伸缩油缸上的压力传感器和位移传感器。

所述控制器连接所述输送控制系统以便获取所述链条驱动电机的实时电流信息，所述控制器根据所述实时电流信息计算出所述伸缩油缸的下腔保压压力，计算时采用以下算法：

首先，设定出所述刮板机的两种极端状况，即空载运行和满载运行，分别测量两种状态。

空载测量：清空所述刮板机使其空载，在空载运行的情形下，人为延长所述伸缩机尾的驱动架，直至观察没有松弛的链条，然后按照每步25毫米的间隔缩回驱动架，直到观察到少量链条松弛，此时读取所述链条驱动电机的电流为I₀，所述压力传感器检测到的下腔压力为P₀；

其它实施例中，也可以按照每步10mm，或者50mm的间隔缩回驱动架。

满载测量：使所述刮板机满载，以每步1MPa的压力量间隔调整所述伸缩油缸的压力，直到观察到少量链条松弛，此时读取所述链条驱动电机的电流为I₁，所述压力传感器检测到的下腔压力为P₁；

其它实施例中，也可以按照每步2MPa、3MPa或者4MPa的压力量隔调整所述伸缩油缸的压力。

计算所述下腔保压压力：

运载过程中，当所述链条驱动电机的实时电流信息I＜I₀时，下腔保压压力P= P₀；

当所述链条驱动电机的实时电流信息I₁≥I≥I₀时，下腔保压压力P=（P₁-P₀）/（I₁-I₀）*I+P₀-I₀（P₁-P₀）/（I₁-I₀）；

当所述链条驱动电机的实时电流信息I≤I₁时，下腔保压压力P=P₁；

例如，空载时测得链条驱动电机的电流为30A，伸缩油缸压力为6.5MPa，满载时测得链条驱动电机的电流为90A，伸缩油缸压力为10MPa，当实测电流为60A时，计算可得合理保持压力应为8.25MPa。

所述压力传感器采集所述伸缩油缸下腔实时压力信息并传输给所述控制器，所述控制器控制所述伸缩油缸伸缩直至所述下腔实时压力信息落入所述下腔保压压力合理范围内；所述位移传感器采集所述伸缩油缸活塞杆实时行程信息并传输给所述控制器，当所述实时行程信息到达极限位置、所述下腔实时压力信息仍无法落入所述下腔保压压力合理范围内时，所述控制器提示人工加减链操作。

具体地，所述控制器通过设置在所述供液管路上的电液控制阀控制所述伸缩油缸的伸缩。

上述刮板机链条自动张紧系统控制链条张紧的方法，包括以下步骤：

（1）供电、供液系统开启，所述刮板机链条自动张紧系统处于自动模式，刮板机停止，所述刮板机链条自动张紧系统处于空闲状态；

（2）所述运输控制系统向所述控制器发送预启动信号；

（3）所述控制器将当前的压力传感器读数与预设的系统参数进行比较，并检查所述伸缩油缸是否处于最大行程，如果当前压力低于预紧压力且所述伸缩油缸未处于最大行程，所述控制器会向所述运输控制系统发出启动信号；

（4）所述运输机控制系统在预先设定的延迟时间后启动刮板机并向所述控制器发送启动信号；

（5）所述控制器控制所述刮板机链条自动张紧系统在预先设定的延迟时间后开始自动运行。

（6）所述控制器接收所述输送控制系统采集的所述链条驱动电机的实时电流信息，利用该值计算出所述伸缩油缸的下腔保压压力；

（7）所述控制器接收所述压力传感器监测到的所述伸缩油缸的下腔实时压力信息和所述位移传感器监测到的所述伸缩油缸的活塞杆实时行程信息；

（8）所述控制器将计算出的所述下腔保压压力与所述下腔实时压力信息进行对比，如果所述下腔实时压力信息高于所述下腔保压压力合理范围上限，则表示链条过于绷紧，此时，若所述伸缩油缸不是最小行程，所述控制器控制所述伸缩油缸缩回直至落入所述下腔保压压力合理范围内，若所述伸缩油缸行程已至最小，则提示进行人工加链操作；

如果所述下腔实时压力信息低于所述下腔保压压力合理范围下限，则表示链条过于松弛，此时，若所述伸缩油缸不是最大行程，所述控制器控制所述伸缩油缸伸出直至落入所述下腔保压压力合理范围内，若所述伸缩油缸行程已至最大，则提示进行人工减链操作；

如果所述下腔实时压力信息处于所述下腔保压压力合理范围内，则表示链条松紧适中，所述伸缩油缸不动作；

（9）重复步骤（6）-（8），进入下一个张紧循环。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种刮板机链条自动张紧系统，所述刮板机包括链条驱动电机、伸缩机尾机构和输送控制系统，所述伸缩机尾机构包括伸缩油缸和连接在所述伸缩油缸上的供液管路，所述输送控制系统控制所述链条驱动电机的启闭并监测、记录所述刮板机运行参数，其特征在于：所述刮板机链条自动张紧系统包括控制器、设置在所述伸缩油缸上的压力传感器和位移传感器，所述控制器连接所述输送控制系统以便获取所述链条驱动电机的实时电流信息，所述控制器根据所述实时电流信息计算出所述伸缩油缸的下腔保压压力；所述压力传感器采集所述伸缩油缸下腔实时压力信息并传输给所述控制器，所述控制器控制所述伸缩油缸伸缩直至所述下腔实时压力信息落入所述下腔保压压力合理范围内；所述位移传感器采集所述伸缩油缸活塞杆实时行程信息并传输给所述控制器，当所述实时行程信息到达极限位置、所述下腔实时压力信息仍无法落入所述下腔保压压力合理范围内时，所述控制器提示人工加减链操作。

2.根据权利要求1所述的刮板机链条自动张紧系统，其特征在于，在根据所述实时电流信息计算所述伸缩油缸的下腔保压压力时采用以下算法：

空载测量：清空所述刮板机使其空载，在空载运行的情形下，人为延长所述伸缩机尾的驱动架，直至观察没有松弛的链条，然后按照每步m毫米的间隔缩回驱动架，直到观察到少量链条松弛，此时读取所述链条驱动电机的电流为I₀，所述压力传感器检测到的下腔压力为P₀；

满载测量：使所述刮板机满载，以每步nMPa的压力量间隔调整所述伸缩油缸的压力，直到观察到少量链条松弛，此时读取所述链条驱动电机的电流为I₁，所述压力传感器检测到的下腔压力为P₁；

计算所述下腔保压压力：

运载过程中，当所述链条驱动电机的实时电流信息I＜I₀时，下腔保压压力P= P₀；

当所述链条驱动电机的实时电流信息I₁≥I≥I₀时，下腔保压压力P=（P₁-P₀）/（I₁-I₀）*I+P₀-I₀（P₁-P₀）/（I₁-I₀）；

当所述链条驱动电机的实时电流信息I≤I₁时，下腔保压压力P=P₁；

其中的m和n为大于0的自然数。

3.根据权利要求2所述的刮板机链条自动张紧系统，其特征在于：调整所述伸缩油缸压力的过程中，所述控制器控制所述伸缩油缸动作，使实际压力落入计算得到的下腔保压压力合理范围内后停止调整。

4.根据权利要求2所述的运输机链条自动张紧系统的伸缩油缸保持压力计算方法，其特征在于：所述m的数值范围是10＜m＜50，所述n的数值范围是0＜n＜5。

5.根据权利要求1-4任一项所述的刮板机链条自动张紧系统，其特征在于：所述刮板机链条自动张紧系统还包括设置在所述供液管路上的电液控制阀，所述控制器通过所述电液控制阀控制所述伸缩油缸的伸缩。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的刮板机链条自动张紧系统控制链条张紧的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）所述控制器接收所述输送控制系统采集的所述链条驱动电机的实时电流信息，利用该值计算出所述伸缩油缸的下腔保压压力；

（2）所述控制器接收所述压力传感器监测到的所述伸缩油缸的下腔实时压力信息和所述位移传感器监测到的所述伸缩油缸的活塞杆实时行程信息；

（3）所述控制器将计算出的所述下腔保压压力与所述下腔实时压力信息进行对比，如果所述下腔实时压力信息高于所述下腔保压压力合理范围上限，则表示链条过于绷紧，此时，若所述伸缩油缸不是最小行程，所述控制器控制所述伸缩油缸缩回直至落入所述下腔保压压力合理范围内，若所述伸缩油缸行程已至最小，则提示进行人工加链操作；

如果所述下腔实时压力信息低于所述下腔保压压力合理范围下限，则表示链条过于松弛，此时，若所述伸缩油缸不是最大行程，所述控制器控制所述伸缩油缸伸出直至落入所述下腔保压压力合理范围内，若所述伸缩油缸行程已至最大，则提示进行人工减链操作；

如果所述下腔实时压力信息处于所述下腔保压压力合理范围内，则表示链条松紧适中，所述伸缩油缸不动作；

（4）重复步骤（1）-（3），进入下一个张紧循环。

7.根据权利要求6所述的刮板机链条自动张紧系统控制链条张紧的方法，其特征在于，它还包括以下启动步骤：

S1、供电、供液系统开启，所述刮板机链条自动张紧系统处于自动模式，刮板机停止，所述刮板机链条自动张紧系统处于空闲状态；

S2、所述运输控制系统向所述控制器发送预启动信号；

S3、所述控制器将当前的压力传感器读数与预设的系统参数进行比较，并检查所述伸缩油缸是否处于最大行程，如果当前压力低于预紧压力且所述伸缩油缸未处于最大行程，所述控制器会向所述运输控制系统发出启动信号；

S4、所述运输机控制系统在预先设定的延迟时间后启动刮板机并向所述控制器发送启动信号；

S5、所述控制器控制所述刮板机链条自动张紧系统在预先设定的延迟时间后开始自动运行。

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