CN113548377A - 一种皮带机上托辊高效的纠偏装置及纠偏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种皮带机上托辊高效的纠偏装置及纠偏方法，包括托辊组件，传动组件，执行组件，传感组件和控制系统；所述传感组件设置于托辊组件上，收集托辊组件在跑偏时对传感组件的侧向压力；所述传感组件与控制系统进行数据连接，将托辊对传感组件的侧向压力数据传输给控制系统；所述控制系统与执行组件信号连接；所述执行组件与传动组件驱动连接；所述传动组件与托辊组件两侧驱动连接，通过传动组件将执行组件的传动力输送至托辊组件，调节托辊组件进行移动来对托辊组件进行调偏。本方案通过感应组件对托辊组件的跑偏量进行感应，并通过控制系统连接执行组件和传动组件驱动托辊组件进行移动纠偏，大大提高了带式输送机在运行时纠偏的效率。

Description

一种皮带机上托辊高效的纠偏装置及纠偏方法

技术领域

本发明涉及防偏装置，具体涉及一种皮带机上托辊高效的纠偏装置。

背景技术

目前，带式输送机在散料运输行业具备了驻足轻重的地位，胶带作为带式输送机重要的元部件，它的正常使用和运行显得尤其重要。

输送机主要用于矿山、港口、隧道、钢铁厂、电厂、水泥厂等场所，由于地形和实际使用需要，存在着上下及水平转弯等形式，由于中心线的弯曲，胶带整体受力会发生局部的变化，再加上设备安装时，实际中心线与理论中心线的偏离，胶带将因受力变化而在运行中与中心线偏离(这种情况在行业上叫做跑偏)，偏离到一定程度将影响物料运输甚至损坏胶带。

目前，广泛使用的纠偏、防偏方法为在带侧加上防偏托辊架和防偏立棍，但这种方法在胶带局部偏离太大时，胶带侧边会因受应力沿立棍侧翻转，特别是隧道施工中，有时隧道的水平转弯半径很小，有些转弯的半径甚至只有250m左右，转弯弧长又比较大，这种工况下的带式输送机的胶带跑偏情况特别严重，工作后，胶带侧边严重磨损，大大降低胶带的使用寿命。

由此可见，如何能够提高输送机胶带纠偏装置的效率为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有纠偏装置存在效率低的技术问题，本方案的目的在于提供一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其通过感应组件对托辊组件的跑偏量进行感应，并通过PLC控制连接执行组件和传动组件驱动托辊组件进行移动纠偏，在此基础上，还给出了纠偏方法，很好地克服了现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的皮带机上托辊高效的纠偏装置，包括托辊组件，还包括传动组件，执行组件，传感组件和控制系统；所述传感组件设置于托辊组件上，收集托辊组件在跑偏时对传感组件的侧向压力；所述传感组件与控制系统进行数据连接，将托辊对传感组件的侧向压力数据传输给控制系统；所述控制系统与执行组件信号连接；所述执行组件与传动组件驱动连接；所述传动组件与托辊组件两侧驱动连接，通过传动组件将执行组件的传动力输送至托辊组件，调节托辊组件进行移动来对托辊组件进行调偏。

进一步地，所述托辊组件包括支撑架，上托辊架，上托辊，支承轮和胶带；所述支撑架的两端与待施工的带式输送机的纵梁进行连接；所述支承轮安装在支撑架；所述上托辊架与支撑轮进行连接；所述上托辊安装在托辊架上；所述胶带安装在上托辊架上。

进一步地，所述上托辊架包括第一侧面上托辊，第二侧面上托辊和中间上托辊；所述第一侧面上托辊，中间上托辊与第二侧面上托辊一体组装在上托辊架上形成U型槽结构，用于承载到时输送机上的胶带。

进一步地，所述胶带的一端设有压带轮，压带轮是由轴承与两个压轮组成；所述两个压轮设置于轴承两端并位于胶带的两侧，对胶带形成限位结构。

进一步地，所述传感组件对称设置在第一侧面上托辊与中间上托辊之间以及第二侧面上托辊与中间上托辊之间。

进一步地，所述执行组件设置于支撑架的一端；所述执行组件设有执行接轴。

进一步地，所述传动组件的一端与执行组件的执行接轴进行连接，另一端与上托辊架进行铰接。

为了达到上述目的，本发明提供的皮带机上托辊高效的纠偏装置的纠偏方法，其特征在于，包括自动调节方法；所述自动调节方法是通过传感组件将托辊的跑偏量的数据传输给控制系统，控制系统对数据进行分析后驱动传动组件来对托辊组件进行移动纠偏。

进一步地，所述跑偏量是通过传感组件所承受的跑偏侧向力进行折算；

所述跑偏力是与机身所在位置输送带的转弯附加张紧力及转弯跑偏位置的跑偏力的夹角有关；所述跑偏侧向力计算可满足如下公式：

F2＝(F-F1)/cosβ

其中：F2为跑偏侧向力；F为转弯跑偏处胶带张力；F1为转弯段为水平时的胶带计算张力；β为转弯处张力切线方向与跑偏方向的夹角；

所述跑偏量计算可满足如下公式：

公式：δ＝R[1/COS(θ/2)-1]

其中：δ为理论跑偏量；R为转弯半径；θ为转弯角度。

进一步地，包括手动调节方法；所述手动调节方式是通过手动调节传动组件与托辊组件之间的角度，进而对托辊组见进行移动纠偏。

本方案提供的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置及纠偏方法，其通过感应组件对托辊组件的跑偏量进行感应，并通过PLC控制连接执行组件和传动组件驱动托辊组件进行移动纠偏，大大提高了带式输送机在运行时纠偏的效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本皮带机上托辊高效的纠偏装置的整体结构示意图；

图2为本皮带机上托辊高效的纠偏装置的调偏状态示意图；

图3为本皮带机上输送带的跑偏力计算示意图；

图4为本皮带机上输送带的跑偏量计算示意图。

下面为附图中各部件的标注：

1.带式输送机纵梁2.螺栓组件3.支撑架4.执行组件5.拉杆6.铰链7.上托辊架8.第一侧面上托辊9.胶带10.中间上托辊11.支承轮12.第二侧面上托辊13.压带轮14.传感组件15.支承轮安装轴

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本方案提供的皮带机上托辊高效的纠偏装置，参见图1，包括托辊组件，执行组件，传动组件，传感组件和控制系统；其中，通过传感组件感应托辊组件的跑偏情况；传感组件将托辊组件的跑偏情况传输给控制系统，控制系统通过对数据处理后通过执行组件驱动传动组件对托辊组件进行调偏。

托辊组件包括支撑架3，上托辊架7，上托辊，支承轮11和胶带9组成。

支承轮11通过支承轮安装轴15安装在支撑架3上；支承轮11的上部设有凹槽，并与上托辊架7进行连接，用于起到支承上托辊架7的作用。

上托辊架7的下平面放置在支承轮11的凹槽中，支承轮11的凹槽与上托辊架7的下平面契合，使得上托辊架7在移动时起到导向作用。

上托辊包括第一侧面上托辊8，第二侧面上托辊12和中间上托辊10；其中，第一侧面上托辊8，中间上托辊10与第二侧面上托辊12一体组装在上托辊架7上形成U型槽结构，用于承载到时输送机上的胶带9，胶带9可以通过托辊架进行传送。

为防止输送机上的胶带9在跑偏过大超出托辊范围，在上托辊架7的一端设置压带轮13，其与胶带9进行配合连接。

其中，压带轮13是由轴承和两个压轮组成；两个压轮分别设置在轴承的两端，通过压带轮13的两侧压轮放置在胶带9两侧，用于对胶带9进行限位，以防止胶带9在跑偏过大时超出托辊范围被外物划伤和撕裂的作用。

传感组件14用于感应托辊在使用时的偏离后的受力情况；传感组件14分别对称设置于第一侧面上托辊8与中间上托辊10之间以及第二侧面上托辊12与中间上托辊10之间。

参见图2，当胶带9的跑偏时，胶带9跑偏侧向力推动中间上托辊10并使其侧边挤压传感组件14，传感组件14将所承受的跑偏侧向力折算跑偏量，其中跑偏力是与机身所在的位置输送带的转弯附加张紧力及转弯跑偏位置的跑偏力的夹角有关，对调偏量提出要求，并指导调平程度，再通过信号传输给控制系统。

其中，参见图3，跑偏力计算可满足如下公式：

公式：F2＝(F-F1)/cosβ

其中：F2为跑偏侧向力；F为转弯跑偏处胶带张力；F1为转弯段为水平时的胶带计算张力；β为转弯处张力切线方向与跑偏方向的夹角；

进一步地，参见图4，跑偏量计算可满足如下公式：

公式：δ＝R[1/COS(θ/2)-1]

其中：δ为理论跑偏量；R为转弯半径；θ为转弯角度。

执行组件4设置在支撑架3的一端；执行组件4上设有执行接轴，通过执行接轴与传动组件5进行连接，用于给传动组件5提供动力。

同时，执行组件4上的执行接轴的轴头设有连接销，通过执行组件4轴头的平键连接，代替执行组件4的相关动作；在应用时，通过传动组件5与连接销进行连接，用扳手调整传动组件5与连接销之间的旋转角度，实现上托辊架7以及托辊的移动，使得胶带9中心线向实际中心靠近，从而实现调偏作用。

这里执行组件4的构成不做限定，可为电气执行组件，电动执行组件和液压执行组件，作为举例，可为气缸，伺服电机或液压缸；具体的在应用时可根据实际情况而定。

传动组件5为拉杆，拉杆5用于传递执行组件扭矩的作用；其分别设置在上托辊架7的一侧；其一端与执行组件4的执行接轴连接，另一端与上托辊架7进行铰接，当执行组件4转动一个角度时，拉杆5将延执行组件4的转动方向摆动一个角度，从而推动上托辊架7移动。。

这里的铰接的结构不定限定；作为举例，可为铰链或销轴；具体的可根据实际情况而定。

当传感组件14感应到托辊跑偏时，将受力数据传输给控制系统；控制系统通过执行组件4驱动拉杆5对上托辊架7进行移动，改变胶带9中心线向实际中心靠近，从而实现调偏的作用。

托辊组件与传动组件5安装至支撑架3上，支撑架3的两侧与带式输送机的两端纵梁1通过螺栓组件2进行连接，由此形成输送机机身整体结构。

控制系统用于将传感组件14所传输的受力数据值进行分析，并发送指令执行组件4进行动作，使实际胶带实际中心线逐渐与理论中心线靠近并尽可能重合。这里控制系统的构成不做限制；作为举例，可选用PLC控制系统，PLC控制系统将传感组件14受力情况通过算法进行分析，并指令序号执行组件动作，从而移动上托辊架7及其托辊组件，进而改变胶带9中心线向实际中心靠近，从而实现调偏作用。

由上述方案构成的纠偏装置可进行自动调节和手动调节，下面举例说明本纠偏装置在具体应用时的工作过程：

自动调节：

当上托辊架7在运行时跑偏，则中间上托辊10的侧向力会对传感组件14进行挤压；传感组件14则对受力情况进行收集并将收集的数据值发送给控制系统；控制系统对传感组件14发送的受力数据值进行计算分析，控制系统对传感组件14的受力数据值进行计算分析后，发送指令给执行组件4，执行组件4通过指令驱动拉杆5对上托辊架7以及托辊进行移动，使得胶带9中心线向实际中心靠近，从而实现调偏作用。

手动调节：

断开执行组件4与拉杆5的连接，用扳手调整拉杆5与支撑架3的连接销的旋转角度，实现上托辊架7以及托辊的移动，使得胶带9中心线向实际中心靠近，从而实现调偏作用。

由上述方案构成的皮带机上托辊高效的纠偏装置，可适用于不同贷款输送机以及具有水平方向和垂直方向转弯的普通形式输送机，大倾角输送机；

同时，可通过PLC控制系统计算和确定胶带实际运转中心，并比照理论中心，从而驱动执行组件调节拉杆转角实现调偏和保护胶带，延长胶带使用寿命。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，包括托辊组件，其特征在于，还包括传动组件，执行组件，传感组件和控制系统；所述传感组件设置于托辊组件上，收集托辊组件在跑偏时对传感组件的侧向压力；所述传感组件与控制系统进行数据连接，将托辊对传感组件的侧向压力数据传输给控制系统；所述控制系统与执行组件信号连接；所述执行组件与传动组件驱动连接；所述传动组件与托辊组件两侧驱动连接，通过传动组件将执行组件的传动力输送至托辊组件，调节托辊组件进行移动来对托辊组件进行调偏。

2.根据权利要求1所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其特征在于，所述托辊组件包括支撑架，上托辊架，上托辊，支承轮和胶带；所述支撑架的两端与待施工的带式输送机的纵梁进行连接；所述支承轮安装在支撑架；所述上托辊架与支撑轮进行连接；所述上托辊安装在托辊架上；所述胶带安装在上托辊架上。

3.根据权利要求2所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其特征在于，所述上托辊架包括第一侧面上托辊，第二侧面上托辊和中间上托辊；所述第一侧面上托辊，中间上托辊与第二侧面上托辊一体组装在上托辊架上形成U型槽结构，用于承载到时输送机上的胶带。

4.根据权利要求2所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其特征在于，所述胶带的一端设有压带轮，压带轮是由轴承与两个压轮组成；所述两个压轮设置于轴承两端并位于胶带的两侧，对胶带形成限位结构。

5.根据权利要求1所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其特征在于，所述传感组件对称设置在第一侧面上托辊与中间上托辊之间以及第二侧面上托辊与中间上托辊之间。

6.根据权利要求1所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其特征在于，所述执行组件设置于支撑架的一端；所述执行组件设有执行接轴。

7.根据权利要求1所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置，其特征在于，所述传动组件的一端与执行组件的执行接轴进行连接，另一端与上托辊架进行铰接。

8.一种皮带机上托辊高效的纠偏装置的纠偏方法，其特征在于，包括自动调节方法；所述自动调节方法是通过传感组件将托辊的跑偏量的数据传输给控制系统，控制系统对数据进行分析后驱动传动组件来对托辊组件进行移动纠偏。

9.根据权利要求8所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置的纠偏方法，其特征在于，所述跑偏量是通过传感组件所承受的跑偏侧向力进行折算；

所述跑偏力是与机身所在位置输送带的转弯附加张紧力及转弯跑偏位置的跑偏力的夹角有关；所述跑偏侧向力计算可满足如下公式：

F2＝(F-F1)/cosβ

其中：F2为跑偏侧向力；F为转弯跑偏处胶带张力；F1为转弯段为水平时的胶带计算张力；β为转弯处张力切线方向与跑偏方向的夹角；

所述跑偏量计算可满足如下公式：

公式：δ＝R[1/COS(θ/2)-1]

其中：δ为理论跑偏量；R为转弯半径；θ为转弯角度。

10.根据权利要求8所述的一种皮带机上托辊高效的纠偏装置的纠偏方法，其特征在于，包括手动调节方法；所述手动调节方式是通过手动调节传动组件与托辊组件之间的角度，进而对托辊组见进行移动纠偏。

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