JP2017043425A - コンベヤベルトのモニタリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】コンベヤベルトに破断等の不具合が生じる前兆を精度よく検出することができるコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供する。
【解決手段】走行中のコンベヤベルト６の伸びを伸び検知機構２により逐次検知するとともに、このコンベヤベルト６を構成する心体層７に作用する張力を張力検知機構３により逐次検知して、これら得られたデータに基づいて制御部４により、コンベヤベルト６の異常の有無を監視して、コンベヤベルト６に異常が発生しているか否かを把握する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンベヤベルトのモニタリングシステムに関し、さらに詳しくはコンベヤベルトに破断等の不具合が生じる前兆を精度よく検出することができるコンベヤベルトのモニタリングシステムに関するものである。

鉄鉱石や石灰石等の鉱物資源をはじめとして様々な物がコンベヤベルトによって搬送される。これらの搬送物はホッパや別のコンベヤベルトからコンベヤベルトの上カバーゴムの表面に投入される。そして例えば、投入された搬送物によって上カバーゴムが破壊されて、コンベヤベルトの張力を負担する心体層が損傷すると、張力を十分に負担することができなくなる。心体層が破断するとコンベヤベルトを稼動することが不可能になって、搬送作業の中断が余儀なくされる。破断したコンベヤベルトを修理や交換して復旧には多大な時間と費用が必要となる。そのため、このようなコンベヤベルトの不具合を早期に検知する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来提案されている方法はコンベヤベルトの伸びをモニタリングして、把握した伸びのデータに基づいて異常を検知する仕組みになっている。しかしながら、伸びが大きくても破断し難いコンベヤベルト（心体層）もある。また、コンベヤベルトの伸びは、心体層の伸びと心体層のエンドレス部（繋ぎ部）のずれ量との合計量となる。したがって、同仕様のコンベヤベルトであっても両者の組み合わせによってコンベヤベルトの伸びにはばらつきが生じ、コンベヤベルトの伸びだけではコンベヤベルトが破断しそうか否かを判断できないことがある。それ故、コンベヤベルトの伸びをモニタリングするだけでは、コンベヤベルトの破断等の前兆を精度よく検出するには改善の余地があった。

特開２０１０−５２９２７号公報 特開２００６−４４８５３号公報

本発明の目的は、コンベヤベルトに破断等の不具合が生じる前兆を精度よく検出することができるコンベヤベルトのモニタリングシステムを提供することにある。

上記目的を達成する本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムは、走行中のコンベヤベルトの伸びを逐次検知する伸び検知機構と、このコンベヤベルトを構成する心体層に作用する張力を逐次検知する張力検知機構と、これら伸び検知機構および張力検知機構により得られたデータが入力される制御部とを備え、前記入力されたデータに基づいて前記制御部により前記コンベヤベルトの異常の有無を監視することを特徴とする。

本発明によれば、走行中のコンベヤベルトの伸びだけでなく、心体層に作用する張力も逐次検知するので、これら得られた伸びと張力のデータを用いることにより、コンベヤベルトの伸びのデータだけを用いる場合に比して、コンベヤベルトに破断等の不具合が生じる前兆を精度よく検出することが可能になる。

ここで例えば、前記伸び検知機構により、コンベヤベルトの幅方向に所定の間隔をあけた複数箇所での伸びを検知する。これにより、コンベヤベルトの幅方向に偏在する異常な伸びを検知することができる。これに伴って、一段と精度よくコンベヤベルトの破断等の前兆を検出できる。

前記伸び検知機構により、コンベヤベルトの長手方向に所定の間隔をあけた複数箇所での伸びを検知することもできる。これにより、コンベヤベルトの長手方向に偏在する異常な伸びを検知することができる。これに伴って、一段と精度よくコンベヤベルトの破断等の前兆を検出できる。

前記コンベヤベルトの伸びとして、例えば、心体層のエンドレス部および非エンドレス部の伸びを検知する。これにより、エンドレス部のずれ量と非エンドレス部の伸びを区別して把握し易くなる。これに伴って、精度よくコンベヤベルトの破断等の前兆を検出するには有利になる。

前記張力検知機構が、走行する前記コンベヤベルトの消費電力に基づいて前記心体層に作用する張力を逐次検知する構成にすることもできる。この構成により、比較的簡便に張力を検知することが可能になる。

本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムを側面視で例示する説明図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 伸び検知機構のチップ部のエンドレス部における配置を、コンベヤベルトの内部を平面視にして例示する説明図である。 伸び検知機構のチップ部の非エンドレス部における配置を、コンベヤベルトの内部を平面視にして例示する説明図である。 検知したコンベヤベルトの伸びおよび心体層に作用する張力の経時変化を例示するグラフ図である。

以下、本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステムを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示する本発明のコンベヤベルトのモニタリングシステム１（以下、システム１という）は、実際のコンベヤベルトラインのコンベヤベルト６に適用される。監視対象となるコンベヤベルト６は図２に例示するように、帆布またはスチールコードで構成される心体層７と、心体層７を挟む上カバーゴム８と下カバーゴム９とにより構成されている。心体層７は、コンベヤベルト６を張設するためのテンションを負担する部材である。コンベヤベルト６はその他、適宜、必要な部材を付加して構成される。

コンベヤベルト６は、駆動プーリ１０ａと従動プーリ１０ｂとの間に架け渡されていて所定のテンションで張設されている。駆動プーリ１０ａと従動プーリ１０ｂとの間ではコンベヤベルト６は、ベルト長手方向に適宜の間隔で配置された支持ローラ１１によって支持される。

コンベヤベルト６のキャリア側では下カバーゴム９が支持ローラ１１により支持され、リターン側では上カバーゴム８が支持ローラ１１により支持されている。コンベヤベルト６のキャリア側ではベルト幅方向に３つの支持ローラ１１が配置されていて、これらの支持ローラ１１によってコンベヤベルト６は所定のトラフ角度で凹状に支持されている。

駆動プーリ１０ａは駆動モータにより回転駆動される。テークアップ機構１２は従動プーリ１０ｂを移動させて、駆動プーリ１０ａと従動プーリ１０ｂとの間隔を変化させてコンベヤベルト６（心体層７）に張力を作用させる。

コンベヤベルト６は適宜の長さで、心体層７の長手方向端部どうしを心体層７を継ぎ合わせている。したがって、コンベヤベルト６には図３に例示するように、長手方向に心体層７を継ぎ合せている部分（エンドレス部６Ａ）と、図４に例示する非エンドレス部６Ｂとが隣り合って存在している。このコンベヤベルト６では、心体層７がベルト幅方向に並列された複数のスチールコード７ａにより形成されている。エンドレス部６Ａでは、ベルト長手方向に対向する非エンドレス部６Ｂから延びるスチールコード７ａが互いに幅方向に１本おきに相手側のスチールコード７ａの間に入り込んでいる。

心体層７が帆布により形成されている場合、エンドレス部６Ａでは、ベルト長手方向に対向する非エンドレス部６Ｂから延びる帆布がステップ状に接合される等の公知の構造にされる。非エンドレス部６Ｂでは心体層７が継ぎ目無く連続しているが、エンドレス部６Ａは心体層７の継ぎ目になっている。それ故、エンドレス部６Ａと非エンドレス部６Ｂとでは、コンベヤベルト６（心体層７）の伸びや心体層７に作用する張力には相違が生じる。

このシステム１は、コンベヤベルト６の伸びを検知する伸び検知機構２と、心体層７に作用する張力を検知する張力検知機構３と、伸び検知機構２および張力検知機構３により得られたデータが逐次入力される制御部４とを備えている。制御部４には、コンベヤベルト６の伸びの許容範囲、心体層７が負担できる張力の許容範囲のデータが予め入力されている。さらにこの実施形態では、制御部４によって作動が制御される警告手段５が設けられている。警告手段５としては、警告灯や警報装置等を例示できる。

伸び検知機構２は、コンベヤベルト６に近接して配置されるセンサ部２ａとコンベヤベルト６に設置されるチップ部２ｂとを備えている。チップ部２ｂは、例えば、エンドレス部６Ａおよび非エンドレス部６Ｂでコンベヤベルト６に埋設される。センサ部２ａは、コンベヤベルト６が走行する際にチップ部２ｂが通過する位置に対向して配置される。この実施形態では、コンベヤベルト６のリターン側で、上カバーゴム８の表面に近接してセンサ部２ａが配置されている。

また、この実施形態では、チップ部２ｂがエンドレス部６Ａおよび非エンドレス部６Ｂに、ベルト幅方向に間隔をあけて複数箇所、ベルト長手方向に間隔をあけて複数箇所に設置されている。センサ部２ａは、ベルト幅方向に間隔をあけて複数箇所、ベルト長手方向に間隔をあけて複数箇所に設置されている。センサ部２ａによる検知データは制御部４に入力される。センサ部２ａと制御部４とは、有線または無線で接続される。

尚、それぞれのチップ部２ｂのコンベヤベルト６における配置位置は、制御部４に予め入力されている。また、制御部４には、コンベヤベルト６の走行速度が逐次入力される。

張力検知機構３は、駆動プーリ１０ａを回転駆動する駆動モータの消費電力を検知するセンサ部３ａと、この検知した消費電力に基づいて心体層７に作用している張力を演算する演算部３ｂとを備えている。演算部３ｂには、実験データ等に基づいて算出された駆動モータの消費電力と心体層７に作用する張力との関係が予め入力されている。したがって、演算部３ｂに駆動モータの消費電力が入力されると、その時に心体層７に作用している張力が逐次算出可能になっている。演算部３ｂによる算出データは制御部４に入力される。演算部３ｂと制御部４とは、有線または無線で接続される。

次に、このシステム１を用いてコンベヤベルト６の異常の有無を監視する方法を説明する。

実際のコンベヤベルトラインでは、コンベヤベルト６を走行させつつ、例えば、ホッパ等を通じて搬送物を上カバーゴム８の表面に投入する。このコンベヤベルト６の走行中にそれぞれのセンサ部２ａは、通過するチップ部２ｂを検知する。コンベヤベルト６の走行速度およびそれぞれのチップ部２ｂのコンベヤベルト６における配置位置は既知である。したがって、センサ部２ａの検知データに基づいて、長手方向に隣り合うチップ部２ｂどうしの区間について、検知したセンサ部２ａを通過した時点におけるコンベヤベルト６（心体層７）の伸びを逐次検知できる。

また、張力検知機構３のセンサ部３ａにより、駆動プーリ１０ａの回転に要する消費電力を逐次検知して演算部３ｂにより心体層７に作用している張力を逐次算出する。このようにコンベヤベルト６の走行に要する消費電力に基づいて心体層７に作用する張力を逐次検知する構成によれば、比較的簡便に張力を検知することが可能になる。

心体層７に作用する張力は他の方法でも検知することができる。例えば、テークアップ機構１２を構成して従動プーリ１０ｂをベルト長手方向（図１では左右方向）に移動させるシャフトに作用する軸力（図１の左右方向の力）に基づいて張力を検知することもできる。この張力は、１つの方法によって、または、異なる複数の方法によって検知することができる。

上述のようにして、伸び検知機構２および張力検知機構３により、図５に例示するようにコンベヤベルト６の伸びの経時データＳ１および心体層７に作用する張力の経時データＳ２を得ることができる。これらデータＳ１、Ｓ２に基づいてコンベヤベルト６に破断等の不具合が生じる前兆が有るか否かを制御部４により検出する。即ち、制御部４では、データＳ１、Ｓ２がそれぞれ予め設定している許容範囲にある場合は、不具合の前兆がないと判断する。一方、データＳ１、Ｓ２の少なくもと一方が予め設定している許容範囲から外れている場合は、不具合の前兆があると判断する。不具合の前兆があると判断した場合は、警告手段５を作動させて作業者や管理者等に対して、不具合が発生する危険性があることを伝える。

それぞれのデータＳ１、Ｓ２を許容範囲と比較するとともに、または、許容範囲と比較することなく、いずれか一方のデータＳ１、Ｓ２に、短時間に大きな変化が発生した場合に、不具合の前兆があると判断する構成にすることもできる。

このように本発明では、走行中のコンベヤベルト６の伸びだけでなく、心体層７に作用する張力も逐次検知することによって、得られた伸びのデータＳ１と張力のデータＳ２を利用する。それ故、伸びのデータＳ１だけを用いる従来技術に比して、コンベヤベルト６に破断等の不具合が生じる前兆を精度よく検出するには有利になる。その際に、他の部分に比して伸びが大きい部分も判明するので、不具合が発生しそうな部分も把握することができる。これにより、迅速に不具合の点検、修理等を行うことができる。

コンベヤベルト６の上に多量の搬送物Ｃが載っている状態でコンベヤベルト６が破断すると、落下した搬送物Ｃの処理やコンベヤベルト６の修理、交換に多大な工数を要する。しかし、本発明を用いて不具合が発生しそうな部分を事前に把握できれば、コンベヤベルト６の上の搬送物Ｃを減少させる等の処置を講じてから修理、交換等を行うことができるので、当業者としては多大な損失を被ることなく、損失を最小限に抑えることが可能になる。

この実施形態では、伸び検知機構２により、コンベヤベルト６の幅方向に所定の間隔をあけた複数箇所での伸びを検知している。そのため、コンベヤベルト６の幅方向に偏在する異常な伸びを検知することができる。これに伴って、一段と精度よくコンベヤベルト６の破断等の前兆を検出できる。チップ部２ｂは、コンベヤベルト６の幅方向に所定のピッチで全幅に渡って配置することが好ましい。例えば、コンベヤベルト６の幅方向に等間隔で３個以上のチップ部２ｂを配置する。

コンベヤベルト６は図２に例示したように、トラフ状に屈曲した状態で走行するので、ベルト幅方向位置によって、コンベヤベルト６の伸びや心体層７に作用する張力は相当に異なる。そして、コンベヤベルト６（心体層７）の破断等は、最も弱い部分が起点になって発生する。それ故、この実施形態のように、コンベヤベルト６の幅方向中央部（図２の平坦部）と幅方向端部（図２の傾斜部）にチップ部２ｂを配置して伸びを検知することは、コンベヤベルト６の破断等の前兆を精度よく検出するには極めて有効である。

また、この実施形態では、伸び検知機構２により、コンベヤベルト６の長手方向に所定の間隔をあけた複数箇所での伸びを検知している。そのため、コンベヤベルト６の長手方向に偏在する異常な伸びを検知することができる。これに伴って、一段と精度よくコンベヤベルトの破断等の前兆を検出できる。チップ部２ｂは、コンベヤベルト６の長手方向に所定のピッチで全長に渡って配置して、全長に渡って均等な長さ区間毎に伸びを検知することが好ましい。

この実施形態では、コンベヤベルト６（心体層７）のエンドレス部６Ａおよび非エンドレス部６Ｂの伸びを検知している。そのため、エンドレス部６Ａにおけるスチールコード７ａの長手方向のずれ量と非エンドレス部６Ｂの伸びを区別して把握し易くなる。例えば、非エンドレス部６Ｂの伸びが増大していないにも拘らず、エンドレス部６Ａの伸びが大きく増大している場合は、エンドレス部６Ａでスチールコード７ａが長手方向に大きくずれて、いわゆるエンドレス部６Ａの抜けが発生する可能性があると判断できる。これに伴って、精度よくコンベヤベルト６の破断等の前兆を検出するには有利になる。

１ モニタリングシステム
２ 伸び検知機構
２ａ センサ部
２ｂ チップ部
３ 張力検知機構
３ａ センサ部
３ｂ 演算部
４ 制御部
５ 警告手段
６ コンベヤベルト
６Ａ エンドレス部
６Ｂ 非エンドレス部
７ 心体層
７ａ スチールコード
８ 上カバーゴム
９ 下カバーゴム
１０ａ、１０ｂ プーリ
１１ 支持ローラ
１２ テークアップ機構

Claims (5)

1. 走行中のコンベヤベルトの伸びを逐次検知する伸び検知機構と、このコンベヤベルトを構成する心体層に作用する張力を逐次検知する張力検知機構と、これら伸び検知機構および張力検知機構により得られたデータが入力される制御部とを備え、前記入力されたデータに基づいて前記制御部により前記コンベヤベルトの異常の有無を監視することを特徴とするコンベヤベルトのモニタリングシステム。
2. 前記伸び検知機構により、コンベヤベルトの幅方向に所定の間隔をあけた複数箇所での伸びを検知する請求項１に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
3. 前記伸び検知機構により、コンベヤベルトの長手方向に所定の間隔をあけた複数箇所での伸びを検知する請求項１または２に記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
4. 前記コンベヤベルトの伸びとして、心体層のエンドレス部および非エンドレス部の伸びを検知する請求項１〜３のいずれかに記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。
5. 前記張力検知機構が、走行する前記コンベヤベルトの消費電力に基づいて前記心体層に作用する張力を逐次検知する請求項１〜４のいずれかに記載のコンベヤベルトのモニタリングシステム。

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