CN113720601A - 皮带张紧监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于监测皮带驱动系统(1)的皮带(2)的皮带张紧的皮带张紧监测装置(10)，皮带驱动系统(1)包括驱动带轮(3)和通过驱动带轮(3)借助于皮带(2)而转动的从动带轮(4)，由驱动带轮(3)通过皮带(2)使从动带轮(4)转动。皮带张紧监测装置(10)被构造为利用至少一个标记(14)和传感器(15)来确定皮带打滑效应，至少一个标记(14)设置在皮带(2)上，传感器(15)被构造为检测标记并向电子控制单元(13)发送信号。

Description

皮带张紧监测装置
技术领域
本发明涉及状态监测装置的领域，特别是涉及皮带张紧的状态监测。
背景技术
状态监测装置允许在无需手动检查的情况下监测系统的状态。这些装置在偏远位置(/远程位置)(remote locations)或者难以访问和/或访问有危险的位置可能是特别有益的。
皮带张力(/张紧)不足会由于皮带打滑(/滑动)而导致动力传递不足、效率降低以及过早损坏皮带。
皮带张力过大会导致张力构件上的高比表面压力(high specific surfacepressure)、横向挠曲(/横向弯曲)(cross flexing)的风险、挠曲应力(/弯曲应力)(flexing stress)增大和应变增加，从而导致过早断裂和伸长。
恰当的皮带张紧是刚好足以防止皮带在正常负载条件下打滑的张紧。
皮带打滑通常是根据从动带轮(/被驱动带轮/被动带轮/从动轮)(drivenpulley)的速度在内置打滑表(built-in slip table)中定义的。
皮带打滑发生在驱动带轮(/主动带轮)(driver pulley)上，因此全部从动带轮的速度都受到同样的打滑的影响。
通常的皮带打滑量在1％至2％之间，这会导致皮带打滑效应在0,01至0,02之间。
需要估计皮带驱动系统的皮带在运行期间是否被恰当地张紧。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种改进的皮带状态监测装置。
本发明的特别目的在于提供一种用于监测皮带驱动系统的皮带的皮带张紧的皮带张紧监测装置，所述皮带驱动系统包括驱动带轮(driving pulley)和从动带轮(/被驱动带轮)(driven pulley)，由所述驱动带轮通过所述皮带使所述从动带轮转动。
所述皮带张紧监测装置被构造为利用至少一个标记(mark)和传感器来确定皮带打滑效应(belt slip effect)，所述至少一个标记设置在所述皮带上，所述传感器被构造为检测所述标记并向电子控制单元发送信号。
例如，所述标记是磁化区域，诸如固定在所述皮带的表面上的磁体或磁化橡胶、或者嵌入所述皮带中或所述皮带上的磁粉，并且所述传感器是霍尔效应传感器。
作为另一种选择，所述标记是光学标记，诸如反光区域或反光带(/反射区域或反射带)(reflective area or a tape)，并且所述传感器是光学传感器。
根据一个实施方式，所述皮带张紧装置包括设置在所述皮带上的第二标记，所述传感器被构造为检测所述第二标记。
例如，所述第二标记是磁化区域，诸如固定在所述皮带的表面上的磁体或磁化橡胶、或者嵌入所述皮带中或所述皮带上的磁粉。
作为另一种选择，所述第二标记是光学标记，诸如反光区域或反光带。
根据另一个实施方式，所述皮带包括多个标记。
根据另一个实施方式，所述皮带的标记是相同类型的，例如磁性类型或光学类型。
根据另一个实施方式，所述皮带张紧装置包括至少一个标记和第二传感器，所述至少一个标记设置在所述带轮中的一个带轮的表面上，所述第二传感器被构造为检测所述至少一个标记并向电子控制单元发送速度信号。
所述至少一个标记可以是反光标记，并且所述第二传感器可以是光学传感器，诸如以红外传感器为例。
所述至少一个标记可以是固定在所述带轮的表面上的磁体或磁化橡胶，并且所述第二传感器可以是霍尔效应传感器。
根据另一个方面，本发明涉及一种皮带驱动系统，所述皮带驱动系统包括皮带、驱动带轮、从动带轮、以及如上所述的皮带张紧监测装置，由所述驱动带轮通过所述皮带使所述从动带轮转动。
附图说明
通过研究作为非限制性示例给出以及由附图示出的具体实施方式的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，其中：
-图1是根据本发明的实施方式的包括皮带张紧监测装置的皮带驱动系统的示意图；以及
-图2是根据本发明的另一实施方式的包括皮带张紧监测装置的皮带驱动系统的示意图。
具体实施方式
参照图1，其示出用于监测皮带驱动系统1的皮带2的皮带张紧的皮带张紧监测装置10的实施方式，皮带驱动系统1包括驱动带轮3和从动带轮4，由驱动带轮3通过皮带2使从动带轮4转动。例如，皮带2是V形皮带。
皮带张紧监测装置10包括设置在带轮中的一者(例如，驱动带轮3)上的第一标记11和构造为检测第一标记11的第一传感器12。
第一标记11可以是反光标记或反光带，并且第一传感器12可以是光学传感器，诸如红外传感器。
作为另一种选择，第一标记11可以是磁体，并且第一传感器12可以是用于测量磁体在经过所述传感器12时产生的磁场的量(magnitude)的霍尔效应传感器。
第一传感器12被构造为向皮带张紧监测装置10的电子控制单元13发送带轮3的转动速度的信号。
皮带张紧监测装置10包括设置在皮带2上的第二标记14。第二标记14可以是磁性类型的或者磁化区域，诸如以固定在皮带的表面上的磁体或磁化橡胶、或者嵌入(embedded)所述皮带中或所述皮带上的磁粉为例。作为另一种选择，第二标记14可以是光学标记，诸如反光区域或反光带(a reflective area or a tape)。
皮带张紧监测装置10还包括第二传感器15，第二传感器15被构造为检测第二标记14并向皮带张紧监测装置10的电子控制单元13发送皮带频率的信号。
在第二标记14是磁性标记的情况下，第二传感器15优选地是用于测量由第二标记14在经过所述第二传感器15时产生的磁场的量(magnitude)的霍尔效应传感器。
在第二标记14是光学标记的情况下，第二传感器15优选是光学传感器。
皮带张紧监测装置10的电子控制单元13包括估计模块(estimation module)13a，估计模块13a被构造为根据带轮12的速度和皮带的频率来确定皮带2的打滑效应(slipeffect)。
现参照图2，其示出用于监测皮带驱动系统的皮带2的皮带张紧的皮带张紧监测装置20的实施方式，皮带驱动系统包括驱动带轮3和从动带轮4，由驱动带轮3通过皮带2使从动带轮4转动。例如，皮带2是V形皮带。
皮带张紧监测装置20包括设置在皮带2上的第一标记21、设置在所述皮带2上距第一标记一定距离处的第二标记22以及被构造为检测标记21、标记22的第一传感器23。
作为另一种选择，并且更通常地，皮带可以包括能够由传感器23所检测到的多个标记。有利地，多个标记是相同类型的，例如磁性类型或光学类型。
皮带上的标记21、标记22可以是磁性类型的，即磁化区域，诸如固定在皮带的表面上的磁体或磁化橡胶、或者嵌入皮带中或皮带上的磁粉，并且第一传感器23可以是用于测量磁体21、磁体22在经过所述传感器23时产生的磁场的量的霍尔效应传感器。
作为另一种选择，皮带上的标记可以是光学类型的，例如反光标记或反光带，并且第一传感器23是光学传感器。
仍参照图2，第一传感器23被构造为向皮带张紧监测装置20的电子控制单元23发送用于确定皮带频率的皮带的标记的位置的信号。
皮带张紧监测装置20的电子控制单元23包括估计模块23a，估计模块23a被构造为根据测量出的距离确定皮带2的打滑效应，从而可以知道皮带的张紧程度。
在本发明的另一个实施方式中，皮带张紧监测装置包括设置在驱动带轮和从动带轮中的一者上的第一标记和用于读取第一标记的第一相关传感器，以及位于皮带上或皮带中的多个标记和用于读取所述多个皮带标记的第二相关传感器。
在本发明的皮带包括至少两个标记的实施方式中，对由读取所述皮带标记的传感器所产生的信号的分析也可以被用于确定皮带的伸长率(elongation)和张紧(tension)。
归因于本发明，可以有效地估计皮带的打滑效应，并且因此可以体现皮带张紧特性。
因此，用户可以知道皮带的张紧(/张力)是否恰当，并且在必要时调节其张紧或更换皮带。
对于本发明，应当理解的是，皮带是指单股皮带(single strand belt)或多股皮带(multibelt)，并且皮带例如是(但不必须是)槽型或V型的。

Claims (10)

1.一种用于监测皮带驱动系统(1)的皮带(2)的皮带张紧的皮带张紧监测装置(10、20)，所述皮带驱动系统(1)包括驱动带轮(3)和通过所述驱动带轮(3)借助于所述皮带(2)而转动的从动带轮(4)，其中，所述皮带张紧监测装置(10、20)被构造为利用至少一个标记(14、21、22)和传感器(15、23)来确定所述皮带的打滑效应，所述至少一个标记(14、21、22)设置在所述皮带(2)上，所述传感器(15、23)被构造为检测所述标记并向电子控制单元(13、23)发送信号。
2.根据权利要求1所述的皮带张紧监测装置(10、20)，其特征在于，所述标记是磁化区域(14、21、22)，该磁化区域诸如为固定在所述皮带(2)的表面上的磁体或磁化橡胶、或者嵌入所述皮带中或所述皮带上的磁粉，并且所述传感器是霍尔效应传感器。
3.根据权利要求1所述的皮带张紧监测装置(10、20)，其特征在于，所述标记是光学标记，该光学标记诸如为反光区域或反光带，并且所述传感器是光学传感器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的皮带张紧监测装置(20)，其特征在于，所述皮带张紧监测装置(20)包括与所述第一标记为相同类型并且设置在所述皮带(2)上的第二标记(22)，所述传感器(23)被构造为检测所述第二标记(22)。
5.根据权利要求4所述的皮带张紧监测装置(20)，其特征在于，所述第二标记是磁化区域(14、21、22)，该磁化区域(14、21、22)诸如为固定在所述皮带(2)的表面上的磁体或磁化橡胶、或者嵌入所述皮带的表面中或表面上的磁粉。
6.根据权利要求4所述的皮带张紧监测装置(20)，其特征在于，所述第二标记是光学标记，该光学标记诸如为反光区域或反光带。
7.根据前述权利要求中任一项所述的皮带张紧监测装置(10)，其特征在于，所述带张紧监测装置(10)包括至少一个标记(11)和第二传感器(12)，所述至少一个标记(11)设置在所述带轮(3、4)中的一个带轮的表面上，所述第二传感器(12)被构造为检测所述至少一个标记(11)并向所述电子控制单元(13)发送速度信号。
8.根据权利要求7所述的皮带张紧监测装置(10)，其特征在于，所述至少一个标记(11)是反光标记，所述第二传感器(12)是光学传感器。
9.根据权利要求7所述的皮带张紧监测装置(10)，其特征在于，所述至少一个标记(11)是固定在所述带轮的表面上的磁体或磁化橡胶，所述第二传感器(12)是霍尔效应传感器。
10.一种皮带驱动系统(1)，包括皮带(2)、驱动带轮(3)、通过所述驱动带轮(3)借助于所述皮带(2)而转动的从动带轮(4)和根据前述权利要求中任一项所述的皮带张紧监测装置(10、20)。
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