RU2214355C1

RU2214355C1 - Belt conveyor tensioning device

Info

Publication number: RU2214355C1
Application number: RU2002111819A
Authority: RU
Inventors: А.В. Мишнев; С.С. Трифонов; В.Я. Ильяшевич; В.А. Клименко
Original assignee: ГУП "Машиностроительный завод" ПО "Сибсельмаш"
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; materials handling facilities. SUBSTANCE: invention relates to conveyor transport, mainly to tensioning devices of main line and section belt conveyors. Proposed tensioning device of belt conveyor consists of tensioning drum installed on carriage for longitudinal travel relative to frame, cable sheaves with wound-on cable, belt tension control pickup, flexible member and mechanism for creating additional force to tension the belt made in form of winch with drum. Some cable sheaves are arranged on carriage, and others, on flexible member made in form of twin spring compensator, thus forming pulley-block system together with wound on cable. One end of cable is fastened on belt tension control pickup, and the other, on winch drum. Winch, in its turn, interacts with reduction gear through clutch. Invention increases service life of belt owing to provision of high accurate of adjustment of minimum tolerable pretension of belt within wide range at any operating conditions of conveyor. EFFECT: reduced power consumption at simplified design and reduced overall dimensions. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к натяжным устройствам магистральных и участковых ленточных конвейеров. The invention relates to conveyor transport, and in particular to tensioning devices of trunk and precinct belt conveyors.

Известно натяжное устройство конвейера (авт. св. СССР 296896, Е 21 F 13/08, 1969г.), включающее редуктор, отклоняющий барабан, натяжную лебедку с приводом и тормозом, причем отклоняющий барабан снабжен муфтой, взаимодействующей с натяжной лебедкой посредством редуктора. A conveyor tension device is known (ed. St. USSR 296896, E 21 F 13/08, 1969), including a gear, a deflecting drum, a tension winch with a drive and a brake, and the deflecting drum is equipped with a clutch interacting with the tension winch through a gear.

Недостатком данного натяжного устройства является использование кинетической энергии груза для перемещения натяжного барабана от отклоняющего барабана при неподвижном солнечном колесе планетарного редуктора. Конструктивно, применение планетарного редуктора, муфты предельного момента, тормозов с электромагнитным приводом усложняет компоновку и увеличивает затраты. The disadvantage of this tensioner is the use of the kinetic energy of the load to move the tension drum from the deflecting drum with a stationary solar wheel of the planetary gearbox. Structurally, the use of a planetary gearbox, torque limit clutch, electromagnetic brakes complicates the layout and increases costs.

Известно натяжное устройство ленточного конвейера с переменным углом наклона (авт. св. СССР 984953, В 65 G 23/44, 1981г.), включающее установленный в ползунах и соединенный уравнительным валом натяжной барабан, связанный блоками и канатами с барабанами лебедок, на одном из которых закреплена многокулачковая шайба с симметричным профилем кулачков с возможностью их взаимодействия посредством подпружиненного штока и двуплечного рычага с конечным выключателем, аппарат контроля пробуксовки ленты. Known tensioner belt conveyor with a variable angle (ed. St. USSR 984953, 65 G 23/44, 1981), including installed in the sliders and connected by a balancing shaft tension drum, connected by blocks and ropes with winch drums, on one of of which a multi-cam washer with a symmetrical cam profile is fixed with the possibility of their interaction by means of a spring-loaded rod and a two-arm lever with a limit switch, an apparatus for slipping the tape.

Недостатком известного натяжного устройства является необходимость задания определенного числа срабатываний конечного выключателя в зависимости от угла поворота барабанов лебедки при ее реверсе для определения минимального натяжения ленты, а наличие двух лебедок с барабанами усложняет исполнение уравнительного механизма. A disadvantage of the known tensioning device is the need to set a certain number of operations of the limit switch depending on the angle of rotation of the winch drums when it is reversed to determine the minimum belt tension, and the presence of two winches with drums complicates the execution of the equalizing mechanism.

Известен ленточный конвейер (авт. св. СССР 1081085, В 65 G 23/44, 1982г. ) включающий ленту, огибающую приводной барабан и натяжной барабан, соединенный канатами с канатными барабанами, установленными на валу с закрепленными на нем ведомым барабаном, соединенным канатом с механизмом предварительного натяжения ленты, выполненным в виде планетарной передачи, и связанной с ее внешним центральным колесом тормозной системы с амортизатором, растормаживающей системой и системой блокировки, при этом водило планетарной передачи имеет вспомогательный барабан, соединенный с канатом ведомого барабана. Known belt conveyor (ed. St. USSR 1081085, 65 G 23/44, 1982) comprising a belt enveloping the drive drum and a tension drum connected by ropes to rope drums mounted on a shaft with a driven drum fixed to it, connected by a rope to the belt pre-tensioning mechanism, made in the form of a planetary gear, and associated with its outer central wheel of the brake system with a shock absorber, a brake system and a locking system, while the planetary gear carrier has an auxiliary drum en connected to the rope of the driven drum.

Недостатком известного ленточного конвейера является увеличение износа ленты вследствие большого запаса усилия предварительного натяжения, усложнение монтажных операций при ремонте и замене ленты за счет регулировки усилий предварительного натяжения, а также необходимость изменения жесткостных параметров амортизатора либо положения концевого выключателя. A disadvantage of the known belt conveyor is the increase in belt wear due to the large supply of pre-tension forces, the complexity of installation operations during repair and replacement of the belt by adjusting the pre-tension forces, as well as the need to change the stiffness parameters of the shock absorber or the position of the limit switch.

Наиболее близким устройством по совокупным признакам к заявленному является "Натяжное устройство ленточного конвейера" (авт. св. СССР 1542868, В 65 G 23/44, 1988г.) - принято за прототип. Натяжное устройство ленточного конвейера, включающее установленный на тележке с возможностью продольного перемещения относительно рамы натяжной барабан, соосно с которым с возможностью взаимодействия с его осью посредством сцепного механизма установлены канатные шкивы со стопорными механизмами и с навитым на них канатом, уравнительный блок, датчики контроля натяжения ленты с упругими элементами и механизм создания дополнительного усилия натяжения ленты. The closest device in terms of aggregate characteristics to the claimed one is the "Tension device of the conveyor belt" (ed. St. USSR 1542868, 65 G 23/44, 1988) - taken as a prototype. Belt conveyor tensioning device, including a tension drum mounted on a trolley with the possibility of longitudinal movement relative to the frame, coaxial with which, with the possibility of interacting with its axis, rope pulleys with locking mechanisms and with a rope wound around them are installed, leveling block, belt tension sensors with elastic elements and a mechanism for creating additional tape tension forces.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что
использование трех датчиков контроля натяжения ленты с упругими элементами при наличии привода лебедки, двух приводов сцепных механизмов, двух приводов стопорных механизмов обуславливает применение автоматической системы управления, что в свою очередь усложняет изготовление и монтаж.For reasons that impede the achievement of the following technical result when using a known device adopted for the prototype, is that
the use of three sensors for monitoring the tension of the tape with elastic elements in the presence of a winch drive, two drives of coupling mechanisms, two drives of locking mechanisms causes the use of an automatic control system, which in turn complicates the manufacture and installation.

наличие сцепных механизмов значительно усложняет настройку пружин системы регулирования натяжения ленты и не позволяет получить необходимое минимальное натяжение ленты при изменении угла наклона конвейера. the presence of couplers significantly complicates the adjustment of the springs of the belt tension control system and does not allow to obtain the required minimum belt tension when changing the angle of the conveyor.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. The essence of the invention is as follows.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и обеспечение минимально допустимого предварительного натяжения ленты на всех режимах работы конвейера автоматически. The objective of the invention is to simplify the design and ensure the minimum allowable pre-tensioning of the belt at all operating modes of the conveyor automatically.

Технический результат - создать натяжное устройство ленточного конвейера, позволяющее увеличить срок службы ленты за счет обеспечения высокой точности регулирования минимально допустимого предварительного натяжения ленты в широких пределах при любых режимах работы конвейера и обладающее, при упрощенной конструкции и уменьшенных габаритах, пониженными мощностью и энергоемкостью. The technical result is to create a belt conveyor tensioning device that allows to increase the belt service life by ensuring high accuracy of regulation of the minimum allowable belt pretension over a wide range under any conveyor operating conditions and having, with a simplified design and reduced dimensions, reduced power and energy consumption.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом натяжном устройстве ленточного конвейера, включающем установленный на тележке с возможностью продольного перемещения относительно рамы натяжной барабан, канатные шкивы с навитым на них канатом, датчик контроля натяжения ленты, упругий элемент и механизм создания дополнительного усилия натяжения ленты, выполненный в виде лебедки с барабаном, имеются следующие особенности. The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed tension device of the conveyor belt, including a tension drum mounted on a trolley with the possibility of longitudinal movement relative to the frame, rope pulleys with a rope wound around them, a belt tension control sensor, an elastic element and a mechanism for creating additional belt tension force, made in the form of a winch with a drum, there are the following features.

1. Канатные шкивы расположены на тележке и упругом элементе, выполненном в виде сдвоенного подпружиненного компенсатора, и совместно с навитым на них канатом образуют полиспастную систему, при этом один конец каната закреплен на датчике контроля натяжения ленты, а другой - на барабане лебедки, которая в свою очередь посредством муфты взаимодействует с редуктором. 1. The rope pulleys are located on the trolley and the elastic element, made in the form of a double spring-loaded compensator, and together with the rope wound on them form a multi-cast system, with one end of the rope mounted on the belt tension control sensor, and the other on the winch drum, which through the coupling interacts with the gearbox.

Применение полиспастной системы (конструктивно 6-ти кратной) позволяет уменьшить усилия натяжения каната и соответственно уменьшить мощность, энергоемкость, габариты упругого элемента, а также привода, состоящего из редуктора (например, самотормозящего червячного) и электродвигателя. The use of a tackle system (structurally 6-fold) allows to reduce the tension of the rope and accordingly reduce the power, energy consumption, dimensions of the elastic element, as well as the drive, consisting of a gearbox (for example, a self-braking worm) and an electric motor.

Выполнение упругого элемента в виде сдвоенного пружинного компенсатора и крепление непосредственно к нему части канатных шкивов обеспечивает автоматическую поддержку усилия натяжения ленты в требуемых пределах и обуславливает ликвидацию таких негативных явлений, возникающих при запуске конвейера, как
- эффект пробуксовки приводного барабана (проскальзывания ленты), находящегося обычно в начале конвейера, происходящий при резком ослаблении холостой ветви ленты, расположенной между барабаном главного привода и натяжным барабаном, что недопустимо по требованиям пожарной безопасности;
- эффект "бегущей волны", в результате которого лента ударяет по поддерживающим роликам, которые при этом повреждаются и могут быть выбиты из пазов, что в свою очередь приводит к повреждению ленты о кромки кронштейнов роликов.The execution of the elastic element in the form of a double spring compensator and fastening part of the cable pulleys directly to it provides automatic support for the tension of the belt within the required limits and causes the elimination of such negative phenomena that occur when the conveyor starts, such as
- the effect of slipping of the drive drum (slippage of the tape), usually at the beginning of the conveyor, occurring with a sharp weakening of the idle branch of the tape located between the main drive drum and the tension drum, which is unacceptable by fire safety requirements;
- the effect of the "traveling wave", as a result of which the tape strikes the supporting rollers, which are damaged and can be knocked out of the grooves, which in turn leads to damage to the tape on the edges of the roller brackets.

Крепление одного конца каната к датчику контроля натяжения ленты, а другого к барабану лебедки, взаимодействующему посредством муфты с редуктором, дает возможность при запуске и торможении конвейера обеспечить высокую точность минимально допустимого усилия предварительного натяжения, необходимого для сцепления ленты с приводным барабаном, а в дальнейшем, в установившемся режиме работы, осуществлять регулировку усилия натяжения в широких пределах. The fastening of one end of the rope to the belt tension control sensor, and the other to the winch drum, which interacts with the gearbox by means of a clutch, makes it possible, when starting and braking the conveyor, to provide high accuracy of the minimum allowable pre-tensioning force necessary for coupling the belt to the drive drum, and later on in steady state operation, adjust the tension force over a wide range.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналог, характеризующийся совокупностями признаков, тождественных всем признакам заявленного натяжного устройства ленточного конвейера, отсутствует. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна". The analysis of the prior art by the applicant has made it possible to establish that an analogue characterized by sets of features identical to all the features of the claimed belt conveyor tensioning device is missing. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "novelty."

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного натяжного устройства ленточного конвейера, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного натяжного устройства ленточного конвейера преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". The search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the claimed belt conveyor tension device have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed tensioning device of the belt conveyor on achieving the indicated technical result is not revealed. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".

На чертежах представлено: на фиг. 1,2 изображено натяжное устройство ленточного конвейера (общий вид, вид сверху даны в проекционной связи). The drawings show: in FIG. 1.2 shows the tension device of the conveyor belt (general view, top view are given in the projection connection).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключаются в следующем: натяжное устройство ленточного конвейера состоит из натяжного барабана 1 (см. фиг.1) с лентой 2, установленного на передвигающейся по раме 3 тележке 4 со смонтированными на ней шкивами 5, через которые проходит канат 6, охватывающий также шкивы 7, расположенные на сдвоенном пружинном компенсаторе 8, при этом канат 6 образует шестикратный полиспаст, свободный конец которого крепится к датчику контроля натяжения ленты 9, а второй конец намотан на барабан лебедки 10, которая посредством муфты 11 взаимодействует с редуктором 12 (например, самотормозящим червячным) и электродвигателем 13. В свою очередь, сдвоенный пружинный компенсатор 8, датчик контроля натяжения ленты 9, барабан лебедки 10, редуктор 12 и электродвигатель 13 крепятся на раме 14 привода. Information confirming the possibility of carrying out the invention with the above result is as follows: the belt conveyor tension device consists of a tension drum 1 (see Fig. 1) with a belt 2 mounted on a trolley 4 moving along the frame 3 with pulleys 5 mounted on it, through which the rope 6 passes, also covering pulleys 7 located on the double spring compensator 8, while the rope 6 forms a six-fold pulley block, the free end of which is attached to the belt tension control sensor 9, and the second end is wound on a winch drum 10, which, through a clutch 11, interacts with a gearbox 12 (for example, a self-locking worm gear) and an electric motor 13. In turn, a double spring compensator 8, a belt tension control sensor 9, a winch drum 10, a gearbox 12 and an electric motor 13 are mounted on the drive frame 14.

Натяжное устройство ленточного конвейера работает следующим образом. Tension device belt conveyor operates as follows.

Для создания предварительного натяжения ленты включается электродвигатель 13, закрепленный на раме 14 привода, и через редуктор 12 и муфту 11 вращение передается барабану лебедки 10, на который наматывается канат 6, пропущенный через шкивы 5, 7 и прикрепленный своим свободным концом к датчику контроля натяжения ленты 9, при этом тележка 4 с установленным на ней натяжным барабаном 1 с лентой 2 перемещается по раме 3 в сторону барабана лебедки 10. Происходит натяжение ленты конвейера до минимально допустимого, причем усилие натяжения ленты контролируется косвенно, через усилие натяжения каната 6 датчиком контроля натяжения ленты 9. Возникающие при запуске конвейера эффект пробуксовки (проскальзывания ленты) и эффект "бегущей волны" ликвидируются сдвоенным пружинным компенсатором 8, который через шкивы 5,7 и канат 6 подтягивает тележку 4 с натяжным барабаном 1 в сторону барабана лебедки 10, автоматически поддерживая усилие натяжения ленты в требуемых пределах, причем датчик контроля натяжения ленты 9, включенный в систему управления конвейером, в этот момент блокируется. To create a preliminary tension of the tape, an electric motor 13 is turned on, mounted on the drive frame 14, and through the gearbox 12 and the clutch 11, the rotation is transmitted to the winch drum 10, on which a rope 6 is wound, passed through the pulleys 5, 7 and attached to its sensor to control the belt tension 9, while the trolley 4 with the tension drum 1 with the belt 2 installed on it moves along the frame 3 towards the winch drum 10. The conveyor belt is tensioned to the minimum allowable, and the belt tension is controlled indirectly, through the tension of the rope 6 by the belt tension control sensor 9. The slipping effect (slipping of the belt) and the “traveling wave” effect that occurs when the conveyor starts are eliminated by the double spring compensator 8, which pulls the cart 4 with the tensioner through pulleys 5,7 and rope 6 the drum 1 in the direction of the drum of the winch 10, automatically maintaining the tension of the belt within the required limits, and the sensor for controlling the belt tension 9, included in the conveyor control system, is blocked at this moment.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного натяжного устройства ленточного конвейера следующей совокупности условий:
- натяжное устройство ленточного конвейера, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в качестве натяжного устройства магистральных и участковых ленточных конвейеров;
- для заявленного натяжного устройства ленточного конвейера в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов;
- натяжное устройство ленточного конвейера, воплощающее заявленное изобретение при его применении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, что подтверждено испытаниями опытного образца, которые показали, что заявляемое натяжное устройство ленточного конвейера возможно использовать для регулирования минимально допустимого усилия предварительного натяжения ленты конвейера с высокой точностью и в широких пределах, как в переходных режимах (пуск, торможение), так и в установившемся режиме работы, при увеличении срока службы ленты, а его упрощенная конструкция и уменьшенные габариты позволяют снизить мощность и энергоемкость что соответственно вызывает экономический эффект от его применения при эксплуатации.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed tensioning device of the conveyor belt:
- a belt conveyor tensioner embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use as a tension device of the main and local belt conveyors;
- for the claimed belt conveyor tensioning device, as described in the independent paragraph of the claims, the possibility of manufacturing and using means and methods known before the filing date of the application has been confirmed;
- the belt conveyor tensioner embodying the claimed invention when applied, is capable of achieving the achievement of the technical result perceived by the applicant, which is confirmed by the prototype tests, which showed that the inventive belt conveyor tensioner can be used to control the minimum allowable tension of the conveyor belt with high accuracy and in a wide range, both in transient modes (start, braking), and in the steady-state mode you, with an increase in belt life, and its simplified design and reduced dimensions make it possible to reduce the power and energy which consequently causes economic benefits from its use in the operation.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

Belt conveyor tension device, including a tension drum mounted on a trolley with the possibility of longitudinal movement relative to the frame, rope pulleys with a rope wound around them, a belt tension control sensor, an elastic element and a mechanism for creating additional belt tension force, made in the form of a winch with a drum, characterized in that the rope pulleys are located on the trolley and the elastic element, made in the form of a double spring compensator, and together with the rope wound on them form a tackle with STEM, wherein one end of the rope is fixed to the sensor control tape tension and the other - on the winch drum, which in turn reacts with the coupling means of the gearbox.