JP2004189452A

JP2004189452A - The presumption method of power consumption characteristic for conveyor belt

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Publication number: JP2004189452A
Application number: JP2002361819A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ono; 一則小野; Koichi Hirase; 幸一平瀬; Shigehiko Amano; 成彦天野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP4084177B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To presume power consumption without taking enormous cost, labor and time and to form no lengthy waste of conveyor belt having no chance of reduction of the power consumption in a power consumption presumption method of the conveyor belt requiring the power consumption for driving an endless belt in a belt conveyor line. <P>SOLUTION: The endless belt is driven and average power consumption of one cycle is measured and a constitution of the endless belt is changed by exchanging a part of the measured endless belt by a different kind of conveyor belt from the part. Average power consumption of the endless belt having the changed constitution is measured and the power consumption characteristic of the exchanged conveyor belt is presumed using these measurement results. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトコンベヤラインにおけるエンドレスベルトを駆動するための消費電力特性を予測するコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉱山等の採掘現場から数ｋｍ〜１０数ｋｍ離れた処理施設や輸送基地等に採掘した鉱石等の資源を搬送する場合、一般にベルトコンベヤを用いる。
このベルトコンベヤは、鉱山の搬送地点と処理施設や輸送基地等の集積地点の２地点とに回転ドラムを配し、この回転ドラムにコンベヤベルトからなるエンドレスベルトが巻き付けられる。また、搬送地点と集積地点とを結ぶベルトコンベヤのラインに沿って、多数の従動ローラが設けられる。この従動ローラは、鉱石等の資源を載せて負荷状態にあるコンベヤベルトを下方から支持するために、集積地点に向かって進む（順行する）コンベヤベルトの下方面と当接して設けられ、また、集積地点から搬送地点に逆行するコンベヤベルトを円滑に移動させるためにコンベヤベルトと当接するように設けられている。
また、２地点に設けられた回転ドラムのうち、少なくとも１つには、コンベヤベルトからなるエンドレスベルトを駆動するための駆動モータが設けられている。
このように、エンドレスベルトと、駆動ローラと、多数の従動ローラとを有するベルトコンベヤラインを用いて、鉱石等の資源が数ｋｍ〜１０数ｋｍ離れた場所に安定して供給される。
【０００３】
一方において、上記ベルトコンベヤラインにおいて、コンベヤベルトの駆動のためにかかる消費電力を効率よく低減するコンベヤベルトの開発が進み、種々のコンベヤベルトが試作され、提案されている。
しかし、コンベヤベルトの消費電力は、例えば、搬送高低差や搬送高低プロファイル等や駆動ローラの配置構成等のベルトコンベヤラインの構成あるいはコンベヤベルトの種類によって様々に異なることから、試作等により作製されたコンベヤベルトにおける消費電力の低減効果を知るには、実際に設置されたベルトコンベヤラインに作製したコンベヤベルトを用いて実測によって確認する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際に設置されたベルトコンベヤラインの既存のコンベヤベルトからなるエンドレスベルトを試作等により作製したコンベヤベルトに交換して消費電力を測定するには、数ｋｍ〜１０数ｋｍに及ぶ長いベルトコンベヤラインに対応するように極めて長いコンベヤベルトを作製する必要が有り、また、交換にも多大の費用、時間および労力を要する。
さらに、試作等により作製した数ｋｍ〜１０数ｋｍに及ぶコンベヤベルトが消費電力の低減が見込まれないことが明らかとなった場合、環境に多大の負荷をかける無用の長物としての廃棄物となってしまうといった問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、コンベヤベルトからなるベルトコンベヤラインにおいて、エンドレスベルトを駆動するための消費電力特性を予測する際、多大な費用、労力および時間をかけることなく消費電力特性を予測することができ、試作等を行って作製した、消費電力の低減が見込まれないコンベヤベルトが長大な廃棄物にならないようにする、コンベヤベルトの消費電力特性の予測方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、コンベヤベルトからなるエンドレスベルトを有するベルトコンベヤラインにおいて、コンベヤベルトの消費電力特性を予測するコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法であって、エンドレスベルトを駆動してエンドレスベルトの１周期の平均消費電力を測定し、測定したエンドレスベルトの一部分のコンベヤベルトを、このコンベヤベルトと異なる種類のコンベヤベルトに交換することにより構成を変えたエンドレスベルトの１周期の平均消費電力を測定し、これらの測定結果を用いて、前記交換したコンベヤベルトの消費電力特性を予測することを特徴とするコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法を提供する。
ここで、ベルトコンベヤラインとは、コンベヤベルトからなるエンドレスベルトと、このエンドレスベルトを駆動する駆動ローラと、前記コンベヤベルトに沿って設けられ、前記コンベヤベルトを下方から支持する複数の従動ローラと、を有する。
【０００７】
ここで、前記消費電力特性の予測は、前記測定結果とともに、前記交換したコンベヤベルトの長さの情報を用いて行うのが好ましい。
また、前記コンベヤベルトの交換を複数回行い、交換の度に構成を変えたエンドレスベルトの１周期の平均消費電力の測定を行うのが好ましい。
【０００８】
前記エンドレスベルトが複数の種類のコンベヤベルトからなる場合、この複数種類のコンベヤベルトの長さの、前記エンドレスベルトの周長さに対する配分比を変えることでエンドレスベルトの構成を変えてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明のコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法に用いるベルトコンベヤラインの概略の構成図である。
図１（ａ）に示すベルトコンベヤライン１０は、スチールコード補強ベルトや有機繊維補強ベルトをゴム材で被覆した長尺状のコンベヤベルトの両端を結合したエンドレスベルト１２と、ベルトコンベヤライン１０の両端あるいは両端近傍に配置しエンドレスベルト１２が巻き付けられてエンドレスベルト１２を回転駆動する駆動ローラ１４，１６，１８と、ベルトコンベヤライン１０のラインに沿って設けられた多数の従動ローラ２０と、を有し、地点Ｌ₁から地点Ｌ₂に採掘された鉱石の資源Ｓを搬送するように構成される。
【００１１】
エンドレスベルトのうち、地点Ｌ₁から地点Ｌ₂に移動する（順行する）コンベヤベルトは、資源Ｓを積載して負荷状態にあり、このコンベヤベルトを下方から支持するように従動ローラ２０は設けられる。また、従動ローラ２０は、地点Ｌ₂から地点Ｌ₁に移動する（逆行する）コンベヤベルトが、無積載の状態で円滑に移動するようにガイドする。
【００１２】
ベルトコンベヤライン１０は、地点Ｌ₁と地点Ｌ₁から略７８００ｍ離れた地点Ｌ₂の間を結ぶもので、エンドレスベルトの周長は、略１５６００ｍとなっている。また、ベルトコンベヤライン１０は、地点Ｌ₃を通過するが、地点Ｌ₃は、地点Ｌ₁対比略１１ｍ上方にあり、地点Ｌ₂対比９３ｍ上方にある。したがって、コンベヤベルトが順行する場合、コンベヤベルトは地点Ｌ₁から地点Ｌ₃に向かって資源Ｓを積載した状態で略１１ｍ上昇し、この後、地点Ｌ₃から地点Ｌ₂に向かって積載した状態で略９３ｍ下降する。また、コンベヤベルトが逆行する場合、コンベヤベルトは地点Ｌ₂から地点Ｌ₃に向かって無積載の状態で略９３ｍ上昇し、この後、地点Ｌ₃から地点Ｌ₁に向かって無積載の状態で略１１ｍ下降する。
【００１３】
図１（ｂ）は、ベルトコンベヤライン１０の駆動モータの配置構成を説明した図で、ベルトコンベヤライン１０を上方から見た場合の構成図である。
図１（ｂ）からわかるように、駆動ローラ１６は駆動モータＭ₁およびＭ₃と接続され、駆動ローラ１８は駆動モータＭ₂と接続され、駆動ローラ１４は駆動モータＭ₄と接続されて、エンドレスベルト１２が回転するように構成される。
【００１４】
上記ベルトコンベヤライン１０において、試作等行って作製したコンベヤベルトの特性を調べる場合、まず、既存のエンドレスベルト１２を駆動して１周期の平均消費電力を測定し、この後、既存のエンドレスベルト１２の一部分を、この一部分と異なる種類の作製したコンベヤベルトに交換してエンドレスベルトの平均消費電力を測定し、これらの測定結果を用いて、作製したコンベヤベルトの特性、すなわち作製したコンベヤベルトを全周に用いた場合の平均消費電力を表す特性値を算出するものである。
【００１５】
図２（ａ）〜（ｄ）は、ベルトコンベヤライン１０において、既存のエンドレスベルト１２の一部分を交換して、３つの相異なるコンベヤベルト（既存のエンドレスベルトのコンベヤベルトと、作製した２種類のコンベヤベルト）からなるエンドレスベルトとしたときの、駆動モータＭ₁〜Ｍ₄にかかる、エンドレスベルト１周期（エンドレスベルトの周期は４９分２３秒）の消費電力の時系列データのグラフの一例を示している。
図２（ａ）は駆動モータＭ₁の消費電力の時系列データのグラフを、図２（ｂ）は駆動モータＭ₂の消費電力の時系列データのグラフを、図２（ｃ）は駆動モータＭ₃の消費電力の時系列データのグラフを、図２（ｄ）は駆動モータＭ₄の消費電力の時系列データのグラフを、それぞれ示している。
いずれの消費電力も時間と共に変動しているのがわかる。
【００１６】
このような各駆動モータＭ₁〜Ｍ₄にかかるエンドレスベルト１周期の消費電力の平均、すなわち、平均消費電力が測定される。測定は、各駆動モータＭ₁〜Ｍ₄の負荷電力が直接電力計等を用いて測定されてもよいし、駆動モータＭ₁〜Ｍ₄に与える制御装置からの制御信号を用いて行われてもよい。図２（ａ）〜（ｄ）の場合１周期は４９分２３秒であるので、１周期分の積算した消費電力を１周期にかかる時間で割ることで消費電力の時間平均が求められ平均消費電力とされる。
なお、平均消費電力は、エンドレスベルトを１周させて１周期の平均消費電力を測定してもよいし、数周させて１周期の平均消費電力を測定してもよい。
【００１７】
このような平均消費電力は、まず、図１（ａ）に示す既存のエンドレスベルト１２における平均消費電力が測定される。
この後、既存のエンドレスベルト１２の一部分を、作製したコンベヤベルト（このコンベヤベルトをＹとする）に交換し、エンドレスベルトの平均消費電力の測定が行われる。
さらに、必要に応じて、コンベヤベルトＹに一部分が交換されたエンドレスベルトの、コンベヤベルトＹとは異なる一部分を、作製した別のコンベヤベルト（このコンベヤベルトをＺとする）に交換し、エンドレスベルトの平均消費電力の測定が行われる。
このような平均消費電力の測定は、新たなコンベヤベルトに交換する度に繰り返し行われる。
こうして求められた平均消費電力の測定値と、交換したコンベヤベルトの長さを情報として、交換したコンベヤベルトの特性として、交換したコンベヤベルトをエンドレスベルトの全周に用いた場合の平均消費電力がコンピュータを用いて算出される。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）に示すベルトコンベヤライン１０において、具体的に説明すると、例えば、下記表１に示すように、コンベヤベルトＸで全周（周長１５６００ｍ）が構成されたエンドレスベルト１２の構成をＡ状態とし、このＡ状態のエンドレスベルトからコンベヤベルトＸの一部分（長さ５２００ｍ）をコンベヤベルトＸと異なる種類のコンベヤベルトＹに交換したエンドレスベルトの構成をＢ状態とし、Ｂ状態のエンドレスベルトから、このエンドレスベルトに配置されたコンベヤベルトＹに連ねてコンベヤベルトＸの一部分（長さ２６００ｍ）をコンベヤベルトＹに交換し、さらに、コンベヤベルトＸの一部分（長さ２６００ｍ）をコンベヤベルトＺに交換したエンドレスベルトの構成をＣ状態とし、さらに、Ｃ状態のエンドレスベルトの構成から、コンベヤベルトＸ（長さ５２００ｍ）をすべてコンベヤベルトＺに交換したエンドレスベルトの構成をＤ状態とし、Ａ状態、Ｂ状態、Ｃ状態およびＤ状態におけるエンドレスベルトの平均消費電力が測定される。測定は駆動モータＭ₁〜Ｍ₄毎に行われ、例えば下記表２，３に示すような結果が得られる。表２は資源Ｓの無積載時（無負荷時）の測定結果であり、表３は資源Ｓを積載した時（負荷時）の測定結果である。
【００１９】
交換するコンベヤベルトの長さは、エンドレスベルト１２の周長の１０分の１以上であることが好ましい。
なお、本発明においては、エンドレスベルトの構成を変える場合、エンドレスベルトの構成を変える直前のエンドレスベルトの構成に用いられていない種類のコンベヤベルトに交換してもよいし、構成を変える直前のエンドレスベルトの構成に用いられたコンベヤベルトと同種類のコンベヤベルトに交換して、構成するコンベヤベルトの長さを変えてもよい。すなわち、エンドレスベルトが複数の種類のコンベヤベルトからなる場合、この複数種類のコンベヤベルトの長さの、エンドレスベルトの周長さに対する配分比を変えることで、エンドレスベルトの構成を変えてもよい。
少なくとも、エンドレスベルトの一部分を、この一部分と異なる種類のコンベヤベルトに交換することによりエンドレスベルトの構成を変えればよい。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
【表３】

【００２３】
このような無負荷時および負荷時に測定された平均消費電力毎に、さらに、駆動モータＭ₁〜Ｍ₄毎に、下記方程式（１）〜（４）を用いて、コンベヤベルトＸ、コンベヤベルトＹおよびコンベヤベルトＺをそれぞれエンドレスベルト全周に用いた際に得られる平均消費電力係数ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃（以降、この値を特性値ともいう）の予測を行う。
Ａ状態：ｋ₁・Ｘ_a ＝Ｗ_a （１）
Ｂ状態：ｋ₁・Ｘ_b＋ｋ₂・Ｙ_b ＝Ｗ_b （２）
Ｃ状態：ｋ₁・Ｘ_c＋ｋ₂・Ｙ_c＋ｋ₃・Ｚ_c ＝Ｗ_c （３）
Ｄ状態：ｋ₂・Ｙ_d＋ｋ₃・Ｚ_d ＝Ｗ_d （４）
【００２４】
ここで、Ｘ_a，Ｘ_b，Ｘ_cはそれぞれＡ状態、Ｂ状態、Ｃ状態におけるコンベヤベルトＸの長さの、エンドレスベルトの周長さに対する配分比をいい、上記表１の場合、Ｘ_a＝１，Ｘ_b＝０．６６７，Ｘ_c＝０．３３３となる。Ｙ_b，Ｙ_c，Ｙ_dはそれぞれＢ状態、Ｃ状態、Ｄ状態におけるコンベヤベルトＹの、エンドレスベルトの周長さに対する配分比をいい、上記表１の場合、Ｙ_b＝０．３３３，Ｙ_c＝０．５，Ｙ_d＝０．５となる。また、同様に、Ｚ_cおよびＺ_dはそれぞれ、Ｃ状態、Ｄ状態におけるコンベヤベルトＺの、エンドレスベルトの周長さに対する配分比をいい、上記表１の場合、Ｚ_c＝０．１６７，Ｚ_d＝０．５となる。
【００２５】
上記式（１）〜（４）は、単純な連立方程式であり、この方程式を最小二乗法を用いて解くことにより、特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃を予測することができる。
特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃の予測は、後述するように、精度高く行われていることが確かめられている。
【００２６】
このように、平均消費電力をコンベヤベルトの長さに比例した形で表して式（１）〜（４）を用いて特性値ｋ₁〜ｋ₃を精度高く予測することができるのは、エンドレスベルト１２の１周分の平均消費電力を測定することが、コンベヤベルトＸ〜Ｚがベルトコンベヤラインの順行する部分、逆行する部分および駆動ローラの部分を各コンベヤベルトの長さの比（配分比）の時間の割合で通過する際の消費電力の平均値を累積して測定することに該当するからである。
【００２７】
また、特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃の精度の高い予測は、平均消費電力の精度の高い測定にも影響を受け、１周期の平均消費電力を精度高く測定することが好ましい。
図３（ａ）および（ｂ）は、コンベヤベルトライン１０において、Ｃ状態のエンドレスベルトの構成を用いた場合、図３（ａ）に示すある時間における各コンベヤベルトの位置が図３（ｂ）に示すように変化する。これに伴って、各駆動モータＭ₁〜Ｍ₄の消費電力も時間変動する。このため、正確な１周期の平均消費電力を測定しなければ、精度の高い特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃を求めることはできない。
このため、エンドレスベルト１２の１周期の１０％以内、より好ましくは５％以内、さらに好ましくは１％以内の時間誤差で消費電力の時間平均を測定することが好ましい。例えば１周期が５０分であれば、５分以内の時間誤差、より好ましくは、２．５分以内の時間誤差、さらに好ましくは３０秒の時間誤差で測定するとよい。
【００２８】
下記表４、５は、上記表１の状態におけるエンドレスベルトについて上記表２、３の精度高く測定された平均消費電力から、コンベヤベルトＸ、コンベヤベルトＹおよびコンベヤベルトＺをそれぞれエンドレスベルト全周に用いた際に得られる駆動モータＭ₁〜Ｍ₄毎の特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃の予測結果を表している。
【００２９】
【表４】

【００３０】
【表５】

【００３１】
さらに、図４，５には、表４，５において予測された特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃を用いて、駆動モータＭ₁〜Ｍ₄の平均消費電力の合計である合計消費電力の予測値と測定値との比較を、Ａ状態、Ｂ状態、Ｃ状態およびＤ状態毎に示している。図４は無負荷時の比較であり、図５は、負荷時の比較である。
図４，５から明らかなように、予測値は測定値に極めてよく一致しており、精度の高い予測を行っていることがわかる。
【００３２】
したがって、予測された特性値ｋ₁，ｋ₂，ｋ₃から、既存のコンベヤベルトＸ、コンベヤベルトＹおよびコンベヤベルトＺの消費電力特性の優劣を判定することができる。
上記表４に示す無負荷時の特性値からみて、コンベヤベルトＸに対してコンベヤベルトＹおよびコンベヤベルトＺは消費電力特性が優れていることわかる。
一方、上記表５に示す負荷時の特性値からみて、コンベヤベルトＹはコンベヤベルトＸと同等の特性であるが、コンベヤベルトＺはコンベヤベルトＸおよびコンベヤベルトＹに対して消費電力特性が極めて優れていることがわかる。
また、コンベヤベルトＺは、無負荷時のみならず負荷時においても消費電力特性の優れたものといえる。
【００３３】
このように、既存のベルトコンベヤラインにおける既存のエンドレスベルトのコンベヤベルトの一部分を、種類の異なるコンベヤベルトに交換し、この交換を複数回行い、交換の度に平均消費電力を測定することによって、交換したコンベヤベルトの消費電力特性を予測することができる。このように、既存のエンドレスベルトの一部分を、注目するコンベヤベルトに交換するだけでよいので、エンドレスベルト全体を、注目するコンベヤベルトに交換する場合に比べて、交換時の費用、労力および時間をかけることなく消費電力特性を予測することができる。したがって、コンベヤベルトが長大な廃棄物にもならない。
【００３４】
以上、本発明のコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明は、エンドレスベルトを駆動したときの１周期の平均消費電力を測定し、測定したエンドレスベルトの一部分を、この一部分と異なる種類のコンベヤベルトに交換することにより構成を変えたエンドレスベルトの１周期の平均消費電力を測定し、これらの測定結果を用いて、交換したコンベヤベルトの消費電力特性を予測するので、エンドレスベルトの一部分を所望のコンベヤベルトに交換すればよく、エンドレスベルト全体を交換するのに比べて、多大な費用、労力および時間を交換の際にかけることがない。また、作製したコンベヤベルトは、エンドレスベルトの周長に比べて極めて短いので長大な廃棄物にもならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明のコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法を適用するベルトコンベヤラインの一例の概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すベルトコンベヤラインにおける駆動モータの配置を説明した図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ）に示すベルトコンベヤラインにおける消費電力の時間変動の一例を時系列に示したグラフ図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図１（ａ）に示すベルトコンベヤラインにおけるエンドレスベルトを構成するコンベヤベルトの配置の変化を説明する図である。
【図４】本発明のコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法で得られた予測値の一例とこの予測値に対応した測定値との比較を示したグラフ図である。
【図５】本発明のコンベヤベルトの消費電力特性の予測方法で得られた予測値の他の例とこの予測値に対応した測定値との比較を示したグラフ図である。
【符号の説明】
１０ベルトコンベヤライン
１２エンドレスベルト
１４，１６，１８駆動ローラ
２０従動ローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt for predicting power consumption characteristics for driving an endless belt in a belt conveyor line.
[0002]
[Prior art]
When transporting resources such as mined ore to a treatment facility or a transportation base several km to several tens km away from a mining site such as a mine, a belt conveyor is generally used.
In this belt conveyor, a rotating drum is disposed at a transfer point of a mine and at two points of accumulation such as a processing facility and a transport base, and an endless belt formed of a conveyor belt is wound around the rotating drum. In addition, a number of driven rollers are provided along a line of a belt conveyor connecting the transfer point and the accumulation point. The driven roller is provided in contact with the lower surface of the conveyor belt that advances toward (retreats) the collection point in order to support the conveyor belt in a loaded state on which resources such as ore are loaded and from below. The conveyor belt is provided so as to abut the conveyor belt in order to smoothly move the conveyor belt going backward from the accumulation point to the transport point.
Further, at least one of the rotating drums provided at the two points is provided with a drive motor for driving an endless belt formed of a conveyor belt.
As described above, resources such as ore are stably supplied to places separated from several km to several tens km by using the belt conveyor line having the endless belt, the driving roller, and the number of driven rollers.
[0003]
On the other hand, in the above-mentioned belt conveyor line, development of a conveyor belt for efficiently reducing power consumption required for driving the conveyor belt has been advanced, and various conveyor belts have been prototyped and proposed.
However, the power consumption of the conveyor belt is, for example, different from the configuration of a belt conveyor line such as a difference in transport height, a profile of a transport height, a configuration of driving rollers, or the type of a conveyor belt, and thus, the power consumption of the conveyor belt is made by trial production. In order to know the effect of reducing the power consumption of the conveyor belt, it is necessary to confirm by actual measurement using a conveyor belt manufactured on a belt conveyor line actually installed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to measure the power consumption by replacing the endless belt consisting of the existing conveyor belt of the belt conveyor line actually installed with a conveyor belt manufactured by trial production or the like, a long belt conveyor of several km to several tens km is required. Very long conveyor belts need to be made to accommodate the line, and replacements also require a great deal of cost, time and effort.
Furthermore, if it is clear that the power consumption of a conveyor belt of several km to several tens km produced by trial production or the like is not expected to be reduced, it becomes waste as an unnecessary long product that places a great burden on the environment. Problem.
[0005]
Therefore, the present invention can predict the power consumption characteristics without enormous cost, labor and time when estimating the power consumption characteristics for driving the endless belt in a belt conveyor line including a conveyor belt. It is an object of the present invention to provide a method for predicting the power consumption characteristics of a conveyor belt, which prevents a conveyor belt produced by trial production or the like from which power consumption is not expected to be reduced into a long waste.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt, which predicts power consumption characteristics of a conveyor belt, in a belt conveyor line having an endless belt including a conveyor belt. One cycle of the endless belt whose configuration was changed by driving and measuring the average power consumption of one cycle of the endless belt, and replacing a part of the measured endless belt with a different type of conveyor belt. And measuring the average power consumption of the conveyer belt, and using the measurement results to estimate the power consumption characteristics of the replaced conveyor belt.
Here, the belt conveyor line is an endless belt composed of a conveyor belt, a driving roller for driving the endless belt, and a plurality of driven rollers provided along the conveyor belt and supporting the conveyor belt from below, Having.
[0007]
Here, it is preferable that the prediction of the power consumption characteristic is performed using information on the length of the replaced conveyor belt together with the measurement result.
Preferably, the conveyor belt is replaced a plurality of times, and the average power consumption of one cycle of the endless belt whose configuration is changed is measured each time the conveyor belt is replaced.
[0008]
When the endless belt is composed of a plurality of types of conveyor belts, the configuration of the endless belt may be changed by changing the distribution ratio of the lengths of the plurality of types of conveyor belts to the circumferential length of the endless belt.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0010]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a belt conveyor line used in the method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt according to the present invention.
A belt conveyor line 10 shown in FIG. 1A includes an endless belt 12 in which both ends of a long conveyor belt in which a steel cord reinforcing belt or an organic fiber reinforcing belt is covered with a rubber material are connected, and both ends of the belt conveyor line 10. Alternatively, there are provided

drive rollers

14, 16, and 18 which are disposed near both ends and around which the endless belt 12 is wound and rotationally drives the endless belt 12, and a number of driven rollers 20 provided along the line of the belt conveyor line 10. and configured to transfer the resource S ore mined from the point L ₁ to the point L _2.
[0011]
Of the endless belt to move from the point L ₁ to the point L ₂ (anterograde to) the conveyor belt is in a load state by load resource S, the driven roller 20 to support the conveyor belt from below provided Can be The driven roller 20 is moved from the point L ₂ to a point L ₁ (retrograde) conveyor belt, guides to smoothly move in the no-load state.
[0012]
Belt conveyor line 10, in which connecting between points L ₁ and the point L ₁ point L ₂ apart substantially 7800M, peripheral length of the endless belt has a substantially 15600M. Further, the belt conveyor line 10 is passed through the point L _3, point L ₃ is located at a point L ₁ comparison substantially 11m above, in point L ₂ comparison 93m above. Thus, if the conveyor belt is antegrade, conveyor belt substantially 11m rises while carrying the resource S toward the point L ₁ to the point L _3, thereafter, it was loaded toward the point L ₃ to a point L ₂ It descends approximately 93 m in the state. Further, if the conveyor belt is reversed, the conveyor belt is substantially 93m increases toward the point L ₂ to a point L ₃ under no load conditions, after this, from the point L ₃ at the point L ₁ under no load conditions It descends approximately 11 m.
[0013]
FIG. 1B is a diagram illustrating the arrangement of the drive motors of the belt conveyor line 10, and is a configuration diagram when the belt conveyor line 10 is viewed from above.
As can be seen from FIG. 1 (b), the driving roller 16 is connected to a drive motor M ₁ and M _3, the driving roller 18 is connected to the driving motor M _2, the driving roller 14 is connected to a drive motor M _4, The endless belt 12 is configured to rotate.
[0014]
When examining the characteristics of a conveyor belt produced by trial production or the like in the belt conveyor line 10, first, the existing endless belt 12 is driven to measure the average power consumption in one cycle. A part of the conveyor belt was replaced with a different type of conveyor belt, and the average power consumption of the endless belt was measured.Using these measurement results, the characteristics of the produced conveyor belt, that is, This is for calculating a characteristic value representing the average power consumption when used for the circumference.
[0015]
FIGS. 2A to 2D show three different conveyor belts (existing endless belt conveyor belt and two types of produced endless belts) in belt conveyor line 10 by replacing a part of existing endless belt 12. An example of a graph of time-series data of power consumption of one cycle of the endless belt (the cycle of the endless belt is 49 minutes and 23 seconds) applied to the drive motors M _{1 to} M ₄ when the endless belt is formed of a conveyor belt). ing.
2 (a) is a graph of time-series data of power consumption of the drive motor M _1, a graph of time-series data of power consumption in FIG. 2 (b) the drive motor M _2, FIG. 2 (c) a drive motor the graph of the time-series data of power consumption of the M _3, FIG. 2 (d) a graph of time-series data of power consumption of the drive motor M _4, respectively show.
It can be seen that all of the power consumption changes with time.
[0016]
The average of such power consumption of the endless belt 1 cycle according to the respective drive motors M ₁ ~M _4, i.e., the average power consumption is measured. The measurement may be performed by directly measuring the load power of each of the drive motors M _{1 to} M ₄ using a wattmeter or the like, or by using a control signal from a control device provided to the drive motors M _{1 to} M _4. Is also good. In the case of FIGS. 2A to 2D, one cycle is 49 minutes and 23 seconds, so that the time average of the power consumption is obtained by dividing the integrated power consumption for one cycle by the time required for one cycle. Power.
As the average power consumption, the average power consumption of one cycle may be measured by making the endless belt make one revolution, or the average power consumption of one cycle may be made by making several revolutions.
[0017]
First, the average power consumption of the existing endless belt 12 shown in FIG. 1A is measured.
Thereafter, a part of the existing endless belt 12 is replaced with a produced conveyor belt (this conveyor belt is referred to as Y), and the average power consumption of the endless belt is measured.
Further, if necessary, a part of the endless belt which has been partially replaced with the conveyor belt Y, which is different from the conveyor belt Y, is replaced with another produced conveyor belt (this conveyor belt is designated as Z), and the endless belt is replaced. Is measured.
Such measurement of the average power consumption is repeatedly performed each time a new conveyor belt is replaced.
Using the measured value of the average power consumption thus obtained and the length of the replaced conveyor belt as information, as the characteristics of the replaced conveyor belt, the average power consumption when the replaced conveyor belt is used for the entire circumference of the endless belt is It is calculated using a computer.
[0018]
More specifically, in the belt conveyor line 10 shown in FIGS. 1A and 1B, for example, as shown in Table 1 below, an endless belt in which a conveyor belt X forms an entire circumference (a circumference of 15600 m). The configuration of the endless belt in which a part (length 5200 m) of the conveyor belt X is replaced with a conveyor belt Y of a different type from the conveyor belt X from the endless belt in the state A is defined as a state B, and a state B is defined as a state B. And a part of the conveyor belt X (length 2600 m) is exchanged for the conveyor belt Y, and a part of the conveyor belt X (length 2600 m) is connected to the conveyor belt Y arranged on the endless belt. The configuration of the endless belt replaced with the belt Z is set to the state C, and the endless belt in the state C is further changed to the state C. From the configuration of the belt, the configuration of the endless belt in which all the conveyor belts X (length 5200 m) are replaced with the conveyor belt Z is set to the D state, and the average power consumption of the endless belt in the A state, the B state, the C state and the D state is measured. Is done. The measurement is performed for each of the drive motors M _{1 to} M _4, and results such as those shown in Tables 2 and 3 below are obtained. Table 2 shows the measurement results when the resources S are loaded (no load), and Table 3 shows the measurement results when the resources S are loaded (load).
[0019]
The length of the conveyor belt to be replaced is preferably at least one tenth of the circumference of the endless belt 12.
In the present invention, when changing the configuration of the endless belt, it may be replaced with a conveyor belt of a type not used in the configuration of the endless belt immediately before changing the configuration of the endless belt, or the endless belt immediately before changing the configuration. The length of the conveyor belt may be changed by replacing it with a conveyor belt of the same type as the conveyor belt used for the belt configuration. That is, when the endless belt is composed of a plurality of types of conveyor belts, the configuration of the endless belt may be changed by changing the distribution ratio of the lengths of the plurality of types of conveyor belts to the circumferential length of the endless belt.
At least a part of the endless belt may be replaced with a different type of conveyor belt to change the configuration of the endless belt.
[0020]
[Table 1]

[0021]
[Table 2]

[0022]
[Table 3]

[0023]
Using the following equations (1) to (4), the conveyor belt X and the conveyor belt Y are used for each of the average power consumptions measured at the time of no load and at the time of load, and for each of the drive motors M _{1 to} M _4. And an average power consumption coefficient k ₁ , k ₂ , k ₃ (hereinafter, also referred to as a characteristic value) obtained when the conveyor belt Z is used for the entire circumference of the endless belt.
A state: k ₁ · X _a = W _a (1)
B state: k ₁ · X _b + k ₂ · Y _b = W _b (2)
C state: k ₁ · X _c + k ₂ · Y _c + k ₃ · Z _c = W _c (3)
D state: k ₂ · Y _d + k ₃ · Z _d = W _d (4)
[0024]
Here, X _a, X _b, X _c each A state, B state, the length of the conveyor belt X in the C state, refers to the allocation ratio to the circumferential length of the endless belt, in Table 1 case, X _a = 1, _Xb = 0.667, _Xc = 0.333. Y _b , Y _c , and Y _d represent the distribution ratio of the conveyor belt Y to the peripheral length of the endless belt in the B state, the C state, and the D state, respectively, and in the case of Table 1, Y _b = 0.333, Y _c = 0.5 and _Yd = 0.5. Similarly, Z _c and Z _d are each, say C state, the conveyor belt Z in D state, the distribution ratio to the circumferential length of the endless belt, in Table 1 case, Z _c = 0.167, Z _d = 0.5.
[0025]
The above equations (1) to (4) are simple simultaneous equations, and the characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ can be predicted by solving the equations using the least squares method.
It has been confirmed that the prediction of the characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ is performed with high accuracy as described later.
[0026]
As described above, the average power consumption is expressed in proportion to the length of the conveyor belt, and the characteristic values k _{1 to} k ₃ can be predicted with high accuracy using the equations (1) to (4). Measuring the average power consumption for one revolution of the belt 12 is based on the ratio (distribution) of the length of each conveyor belt, where the conveyor belts X to Z move forward, backward and drive roller portions of the belt conveyor line. This is because the average value of the power consumption when passing at the ratio of the ratio) is accumulated and measured.
[0027]
The highly accurate prediction of the characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ is also affected by the highly accurate measurement of the average power consumption, and it is preferable to accurately measure the average power consumption in one cycle.
FIGS. 3A and 3B show that when the configuration of the endless belt in the C state is used in the conveyor belt line 10, the position of each conveyor belt at a certain time shown in FIG. Changes as shown in FIG. Accordingly, the power consumption of each of the drive motors M _{1 to} M ₄ also fluctuates with time. Therefore, accurate characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ cannot be obtained without accurately measuring the average power consumption in one cycle.
For this reason, it is preferable to measure the time average of the power consumption with a time error within 10%, more preferably within 5%, and even more preferably within 1% of one cycle of the endless belt 12. For example, if one cycle is 50 minutes, the measurement may be performed with a time error of 5 minutes or less, more preferably a time error of 2.5 minutes or less, and still more preferably a time error of 30 seconds.
[0028]
The following Tables 4 and 5 show that the conveyor belt X, the conveyor belt Y and the conveyor belt Z are respectively arranged on the entire circumference of the endless belt from the average power consumption measured with high accuracy in the endless belt in the state of Table 1 and Table 2 and Table 3 above. It shows the prediction results of the characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ for each of the drive motors M _{1 to} M ₄ obtained when used.
[0029]
[Table 4]

[0030]
[Table 5]

[0031]
4 and 5 show the total power consumption, which is the sum of the average power consumptions of the drive motors M _{1 to} M ₄ , using the characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ predicted in Tables 4 and 5. The comparison between the predicted value and the measured value is shown for each of the A state, the B state, the C state, and the D state. FIG. 4 shows a comparison under no load, and FIG. 5 shows a comparison under load.
As is clear from FIGS. 4 and 5, the predicted value matches the measured value very well, indicating that highly accurate prediction is performed.
[0032]
Therefore, the power consumption characteristics of the existing conveyor belt X, conveyor belt Y, and conveyor belt Z can be determined based on the predicted characteristic values k ₁ , k ₂ , and k ₃ .
From the characteristic values at the time of no load shown in Table 4 above, it can be understood that the conveyor belt Y and the conveyor belt Z have excellent power consumption characteristics with respect to the conveyor belt X.
On the other hand, from the characteristic values under load shown in Table 5 above, the conveyor belt Y has the same characteristics as the conveyor belt X, but the conveyor belt Z has extremely excellent power consumption characteristics with respect to the conveyor belt X and the conveyor belt Y. You can see that it is.
In addition, the conveyor belt Z can be said to have excellent power consumption characteristics not only under no load but also under load.
[0033]
In this way, by replacing a part of the existing endless belt conveyor belt in the existing belt conveyor line with a different type of conveyor belt, performing this exchange a plurality of times, and measuring the average power consumption at each exchange, The power consumption characteristics of the replaced conveyor belt can be predicted. As described above, since only a part of the existing endless belt needs to be replaced with the conveyor belt of interest, the cost, labor, and time required for replacement can be reduced as compared with the case where the entire endless belt is replaced with the conveyor belt of interest. Power consumption characteristics can be predicted without multiplying. Therefore, the conveyor belt does not become a long waste.
[0034]
As described above, the method for estimating the power consumption characteristics of the conveyor belt of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and changes are made without departing from the gist of the present invention. Of course, you can.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention measures the average power consumption in one cycle when the endless belt is driven, and replaces a part of the measured endless belt with a different type of conveyor belt. The average power consumption of one cycle of the endless belt whose configuration has been changed is measured, and the power consumption characteristics of the replaced conveyor belt are predicted using these measurement results. Therefore, a part of the endless belt is replaced with a desired one. It does not require much expenditure, labor and time to replace the entire endless belt. Further, the produced conveyor belt does not become a large waste because it is extremely shorter than the circumference of the endless belt.
[Brief description of the drawings]
1A is a schematic configuration diagram of an example of a belt conveyor line to which a method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt according to the present invention is applied, and FIG. 1B is a schematic diagram of the belt conveyor line shown in FIG. It is a figure explaining arrangement of a drive motor.
FIGS. 2 (a) to 2 (d) are graphs showing, in a time series, an example of a time variation of power consumption in the belt conveyor line shown in FIG. 1 (a).
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a change in arrangement of a conveyor belt that forms an endless belt in the belt conveyor line illustrated in FIG. 1A.
FIG. 4 is a graph showing a comparison between an example of a predicted value obtained by the method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt according to the present invention and a measured value corresponding to the predicted value.
FIG. 5 is a graph showing a comparison between another example of a predicted value obtained by the method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt of the present invention and a measured value corresponding to the predicted value.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 belt conveyor line 12

endless belt

14, 16, 18 drive roller 20 driven roller

Claims

In a belt conveyor line having an endless belt composed of a conveyor belt, a method for predicting the power consumption characteristics of a conveyor belt for predicting the power consumption characteristics of the conveyor belt,
Drive the endless belt and measure the average power consumption of one cycle of the endless belt,
The average power consumption of one cycle of the endless belt whose configuration has been changed by exchanging a part of the measured endless belt with a different type of conveyor belt is measured.
A method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt, wherein the power consumption characteristics of the replaced conveyor belt are predicted using the measurement results.

The method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt according to claim 1, wherein the prediction of the power consumption characteristics is performed using information on a length of the replaced conveyor belt together with the measurement result.

The method for predicting power consumption characteristics of a conveyor belt according to claim 1 or 2, wherein the conveyor belt is replaced a plurality of times, and the average power consumption of one cycle of the endless belt having a different configuration is measured each time the belt is replaced.

When the endless belt is composed of a plurality of types of conveyor belts,
The conveyor belt according to claim 3, wherein the power consumption characteristics of the conveyor belt are predicted by changing the configuration of the endless belt by changing the distribution ratio of the lengths of the plurality of types of conveyor belts to the circumferential length of the endless belt. How to predict power consumption characteristics.