專利名稱：運輸機皮帶縱裂的檢測方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及運輸機皮帶縱裂的檢測方法和裝置。
背景技術：
散狀物料皮帶運輸機廣泛應用于冶金、港口、電廠等有散狀物料輸送的場合。皮帶運輸機在輸送散狀物料時，輸送皮帶的工作面往往會被運輸物料中混入的大件異物，順輸送皮帶運行方向撕裂，稱之為皮帶縱裂。容易造成皮帶縱裂的物質如物料加工運輸過程中機械設備上掉入的鋼鐵件及其它大塊雜物等。一旦輸送皮帶發(fā)生縱裂，對連續(xù)化生產(chǎn)的物料輸送系統(tǒng)造成的經(jīng)濟損失極大。因為皮帶發(fā)生縱裂一般數(shù)十米，上百米甚至數(shù)千米，發(fā)生大面積縱裂后難以修復，更換時間長，并造成長時間的停產(chǎn)損失。而且輸送皮帶本身價格高，一根長皮帶往往價值數(shù)百萬元。
現(xiàn)有的防止皮帶縱裂技術大致有四類，1、預埋感應物皮帶縱裂檢測型。如中國專利00243858.5，01259598.5，00205550.3，這種檢測技術是在運輸皮帶中預埋感應線圈，再在運輸皮帶運行時線圈經(jīng)過的地方布置感應裝置，以檢測感應線圈是否被劃斷，如果檢測到感應線圈被劃斷，則證明運輸皮帶發(fā)生縱裂。這種皮帶縱裂檢測技術造價高，而且在運輸皮帶使用過程中由于皮帶磨損、拉伸等原因使感應線圈經(jīng)常造成斷裂，引發(fā)誤報警，由于感應線圈是在皮帶制作過程中預埋的，一旦損壞難以修復。2、絆索式皮帶縱裂檢測型。如中國專利86204739，03270393.7，這種檢測技術是在皮帶運輸機的尾部受料溜槽下方，皮帶緩沖托輥迎料流方向的前方平行緩沖托輥設置一根鋼絲絆索。當運輸皮帶運行中從受料溜槽內落下大件異物劃破皮帶碰到鋼絲絆索時，鋼絲絆索帶動連在鋼絲一邊的檢測開關，檢測開關動作發(fā)出皮帶縱裂信號。這是一種典型的裝置，與這種裝置技術類似改進的有多種，如直接在緩沖托輥前方設置橡膠包裹的檢測開關等，但其檢測原理與方法都是相同的。這種皮帶縱裂檢測技術一定要皮帶已經(jīng)發(fā)生縱裂，而且已經(jīng)劃穿時才有可能檢測到。從作用機理可以分析得出這種皮帶縱裂檢測技術的檢出概率較低，可靠性也較差。3、撒料檢測型皮帶縱裂檢測技術。如中國專利94221344.0，01225979.9，01225979.9，03214431.8，這種技術的檢測工作原理是，在皮帶發(fā)生縱裂裂開后，檢測撒落的物料，來判斷皮帶已經(jīng)發(fā)生縱裂。這種檢測技術的檢測裝置形式有天平式，當撒落的物料達到一定的量時，使天平發(fā)生傾斜，壓動檢測開關發(fā)出信號。光電式，當撒落的物料達到一定的堆積量時，使檢測光遮斷，控制裝置發(fā)出信號；等等其它多種類型。這種皮帶縱裂檢測技術的檢出概率較低，可靠性也較差。4、落料溜槽檢測型皮帶縱裂檢測技術。如中國專利88213577.5，95214305.4，95213187.0，97246284.8，03207306.2，這種技術的檢測工作原理是，在落料溜槽的特定位置設置若干檢測開關和機械連接裝置，當運輸物料中有大件異物卡在落料溜槽與運輸皮帶間時，由于運行中皮帶的前行力推動大件異物向前，壓迫落料溜槽內的縱裂檢測裝置的機械部分，通過機械連接帶動檢測開關發(fā)出縱裂檢測信號，這種皮帶縱裂檢測技術誤動作多、可靠性差。當然，這種皮帶縱裂檢測技術具體的裝置形式也有多種形式。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種運輸機皮帶縱裂的檢測方法和裝置，該檢測方法和裝置可以在皮帶將要發(fā)生縱裂時或發(fā)生縱裂初期及時發(fā)出信號，防止皮帶發(fā)生縱裂或縱裂事故擴大，有效提高物料輸送系統(tǒng)的運行安全性。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種運輸機皮帶縱裂的檢測方法，其特征是在運輸機托輥固定底座處設置應變式測力傳感器，測力傳感器輸出托輥受力情況參數(shù)信號，經(jīng)運算控制器進行比較運算后，輸出有無皮帶縱裂的信號。
上述的運輸機皮帶縱裂的檢測方法，所述運算控制器具有自學習功能，首先對第二暫存器清零，對第1至第N號的傳感器信號進行掃描采集，采集信號刷新第一暫存器，將第一暫存器與第二暫存器內的信號比較后，將大于信號刷新第二暫存器，并在顯示器上顯示。
上述的運輸機皮帶縱裂的檢測方法，所述運算控制器按下列步驟進行(1)運算控制器收到測力傳感器輸出的信號后，使用運算控制器中的編碼功能，對各測力傳感器進行編碼定義；(2)使皮帶運輸機帶料運行，使用運算控制器中的自學習功能，將各測力傳感器的運行參數(shù)讀入運算控制器中相應的存儲器，并使各測力傳感器的運行參數(shù)與其編碼定義一一對應；(3)使用運算控制器中的設定功能，對測力傳感器信號的動作值進行范圍設定；(4)將運算控制器設置到正常檢測工作狀態(tài)進行檢測；一旦在正常的運行檢測中，檢測到某一個測力傳感器的運行參數(shù)大于預先設定的動作值范圍，運算控制器即輸出皮帶縱裂檢測報警信號，送達皮帶運輸機控制系統(tǒng)；同時在運算控制器的顯示屏上顯示某編號測力傳感器運行參數(shù)超動作值范圍。
一種運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，其特征是包括測力傳感器和運算控制器，測力傳感器安裝在運輸機托輥支架底座處，測力傳感器輸出接運算控制器，運算控制器包括多路輸入電路、輸入選擇電路、CPU微處理器、存儲電路、顯示器和設定器、信號輸出電路，多路輸入電路接受輸入信號后輸出接輸入選擇電路，CPU微處理器與輸入選擇電路、存儲電路、顯示器和設定器相連接并進行數(shù)據(jù)交換，CPU微處理器輸出信號接信號輸出電路后送往皮帶機控制系統(tǒng)。
上述的運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，所述測力傳感器為兩側受力差動式，傳感器的兩組測力應變片分別置于傳感器內部的兩個力臂上，兩組應變片連接成橋式電路輸出。測力傳感器安裝在運輸機托輥底座處的兩側支架下；或者是測力傳感器安裝在運輸機托輥底座處的一側支架下，另一側支架由墊高支架支撐。
本發(fā)明可以在皮帶將要發(fā)生縱裂時或發(fā)生縱裂初期及時發(fā)出信號，防止皮帶發(fā)生縱裂或縱裂事故擴大，有效提高物料輸送系統(tǒng)的運行安全性。
(四)


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。
圖1為皮帶運輸機發(fā)生意外情況示意圖；圖2為皮帶運輸機受料溜槽下托輥正常受力情況示意圖；圖3為皮帶運輸機受料溜槽下托輥異常受力情況示意圖；圖4為測力傳感器在托輥支架上的結構示意圖；圖5為圖4的側視圖；圖6為運輸機皮帶縱裂的檢測裝置電氣框圖；圖7為運輸機皮帶縱裂的檢測裝置信號處理流程圖。
圖中1托輥支架，2皮帶機尾輪，3運輸皮帶，4皮帶機上托輥，5檢測傳感器，6卸料皮帶機，7運輸物料，8落料溜槽，9溜槽襯板，10大件異物，11溜槽出料口，12皮帶縱裂點，13受料皮帶機；21皮帶機架，22底座固定螺栓，23輥筒支架，24應變片，25內部力臂，26墊高支架，27傳感器固定螺栓29運算控制器，30輸入電路，31輸入選擇電路，32顯示器和設定器，33CPU微處理器，34存儲電路，35信號輸出電路。
具體實施方式
參見圖1，一種運輸機皮帶縱裂的檢測方法，是在運輸機托輥4固定底座處設置應變式測力傳感器5，測力傳感器5輸出托輥4受力情況參數(shù)信號，經(jīng)運算控制器29進行比較運算后，輸出有無皮帶縱裂的信號。
本發(fā)明是在分析了運輸機皮帶3運行時，托輥4處受力情況后得出的。參見圖2、圖3，皮帶運輸機在正常運行時，緩沖托輥4及支架1受到一個來自皮帶及物料的重力P1，和一個與皮帶3運行方向相同的皮帶摩擦托輥力F2，由于托輥4在皮帶3摩擦的作用下會旋轉，所以托輥支架1實際所受到的力較小。重力P1和皮帶摩擦托輥力F2共同作用在輥筒支架1上合成力F5。根據(jù)托輥支架1的結構和安裝方式會形成分力F3和F4，分別作用于墊高支架的前后兩側，而且分力F3大于分力F4，兩個分力方向相同。
根據(jù)皮帶3在溜槽部發(fā)生縱裂的實際情況分析，如果縱裂發(fā)生時，緩沖托輥4及支架1除了受到正常運行情況時的重力P1、皮帶摩擦托輥力F2以外，還會受到一個由異物產(chǎn)生的異常推力F6。如果要造成皮帶3縱裂，這個異常推力應該遠大于正常情況下的皮帶摩擦托輥力F2。由于異常推力的作用可能會使原來旋轉的托輥4停止，這時皮帶3摩擦托輥力F2會迅速增大。異常推力F6和皮帶摩擦托輥力F2的作用方向相同，在此情況下異常推力F6和皮帶摩擦托輥力F2相加后，會產(chǎn)生一個很大的水平推力，使托輥支架1的受力情況發(fā)生急劇的異常改變。根據(jù)托輥支架1的結構和安裝方式同樣會形成分力F3和F4，分別作用于支架底座的前后兩側，而且分力F3遠大于分力F4(矢量)，由于在支點A的作用下，兩個分力方向甚至會相反。這個托輥底座上的前后兩個分力被傳到安裝在托輥底座下的測力傳感器5上，就可以測定輥筒支架1的向前推力，以此來檢測皮帶3縱裂故障，防止皮帶3縱裂事故的產(chǎn)生和擴大。
一種運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，包括測力傳感器5和運算控制器29。
參見圖4、圖5，測力傳感器5為應變式測力傳感器，其結構為兩側受力差動式，傳感器5的兩組測力應變片24A、24B分別置于傳感器5內部的兩個力臂25A、25B上，兩組應變片24A、24B連接成橋式電路輸出。這樣，當兩邊受力不一致時就會有一個電量輸出。兩邊受力相差越大，輸出的電量也就越大。每臺皮帶運輸機測力傳感器5的安裝數(shù)量，根據(jù)落料溜槽8下部的托輥4數(shù)量以及需要保護的范圍決定。測力傳感器5在每個需要安裝傳感器托輥支架1上的安裝形式有兩種，雙傳感器形式和單傳感器形式。雙傳感器形式是在托輥支架1左右兩個底座上各安裝一個測力傳感器5，即每個托輥支架1安裝兩個測力傳感器5。單傳感器形式只在托輥支架1左側或右側的一個底座上安裝測力傳感器5，另一側需要安裝一個與測力傳感器5外形尺寸相同的墊高支架26，即每個托輥支架1只需安裝一個測力傳感器5。
參見圖6，測力傳感器5輸出接運算控制器29，運算控制器29包括多路輸入電路30、輸入選擇電路31、CPU微處理器33、存儲電路34、顯示器和設定器32、信號輸出電路35，多路輸入電路30接受輸入信號后輸出接輸入選擇電路31，CPU微處理器33與輸入選擇電路31、存儲電路34、顯示器和設定器32相連接并進行數(shù)據(jù)交換，CPU微處理器33輸出信號接信號輸出電路35后送往皮帶機控制系統(tǒng)。
參見圖7，運算控制器采用了自學習功能設計，首先對第二暫存器清零，在CPU微處理器的控制下通過輸入選擇電路對第1至第N號的傳感器信號進行掃描采集，采集信號刷新后存入第一暫存器，將第一暫存器與第二暫存器內的信號比較后，如果第一暫存器數(shù)值大于第二暫存器則將信號刷新第二暫存器，并顯示刷新后的信號值，經(jīng)人工確認后存入非易失寄存器記憶。由于運算控制器具有了自學習功能，它可以對每個測力傳感器在具體工作中的參數(shù)進行自學習。這樣對所有使用的測力傳感器的參數(shù)一致性就沒有特別的要求，只要求在一定的范圍內即可以。
參見圖7，運算控制器29是按下列步驟進行(1)運算控制器29通過輸入選擇電路31收到測力傳感器5輸出的信號后，使用運算控制器29中的編碼功能，對各測力傳感器5進行編碼定義；(2)使皮帶運輸機帶料運行，使用運算控制器29中的自學習功能，將各測力傳感器5的運行參數(shù)讀入運算控制器29中相應的存儲器34，并使各測力傳感器5的運行參數(shù)與其編碼定義一一對應；(3)使用運算控制器29中的設定功能，對測力傳感器5信號的動作值進行范圍設定；(4)將運算控制器29設置到正常檢測工作狀態(tài)進行檢測；一旦在正常的運行檢測中，檢測到某一個測力傳感器5的運行參數(shù)大于預先設定的動作值范圍，運算控制器29即輸出皮帶縱裂檢測報警信號，送達皮帶運輸機控制系統(tǒng)；同時在運算控制器29的顯示屏32上顯示某編號測力傳感器5運行參數(shù)超動作值范圍，此顯示可一直保持到處理、檢查縱裂故障后，人工進行復位，并存入歷史記錄以備日后查看。
本發(fā)明可以在皮帶將要發(fā)生縱裂時或發(fā)生縱裂初期及時發(fā)出信號，防止皮帶發(fā)生縱裂或縱裂事故擴大，有效提高物料輸送系統(tǒng)的運行安全性。
權利要求
1.一種運輸機皮帶縱裂的檢測方法，其特征是在運輸機托輥支架固定底座處設置應變式測力傳感器，測力傳感器輸出托輥受力情況參數(shù)信號，經(jīng)運算控制器進行比較運算后，輸出有無皮帶縱裂的信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的運輸機皮帶縱裂的檢測方法，其特征是運算控制器具有自學習功能，首先對第二暫存器清零，對第1至第N號的傳感器信號進行掃描采集，采集信號刷新第一暫存器，將第一暫存器與第二暫存器內的信號比較后，將大于信號刷新第二暫存器，并在顯示器上顯示。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的運輸機皮帶縱裂的檢測方法，其特征是運算控制器按下列步驟進行(1)運算控制器收到測力傳感器輸出的信號后，使用運算控制器中的編碼功能，對各測力傳感器進行編碼定義；(2)使皮帶運輸機帶料運行，使用運算控制器中的自學習功能，將各測力傳感器的運行參數(shù)讀入運算控制器中相應的存儲器，并使各測力傳感器的運行參數(shù)與其編碼定義一一對應；(3)使用運算控制器中的設定功能，對測力傳感器信號的動作值進行范圍設定；(4)將運算控制器設置到正常檢測工作狀態(tài)進行檢測；一旦在正常的運行檢測中，檢測到某一個測力傳感器的運行參數(shù)大于預先設定的動作值范圍，運算控制器即輸出皮帶縱裂檢測報警信號，送達皮帶運輸機控制系統(tǒng)；同時在運算控制器的顯示屏上顯示某編號測力傳感器運行參數(shù)超動作值范圍。
4.一種運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，其特征是包括測力傳感器和運算控制器，測力傳感器安裝在運輸機托輥支架底座處，測力傳感器輸出接運算控制器，運算控制器包括多路輸入電路、輸入選擇電路、CPU微處理器、存儲電路、顯示器和設定器、信號輸出電路，多路輸入電路接受輸入信號后輸出接輸入選擇電路，CPU微處理器與輸入選擇電路、存儲電路、顯示器和設定器相連接并進行數(shù)據(jù)交換，CPU微處理器輸出信號接信號輸出電路后送往皮帶機控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求4所述的運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，其特征是測力傳感器為兩側受力差動式，傳感器的兩組測力應變片分別置于傳感器內部的兩個力臂上，兩組應變片連接成橋式電路輸出。
6.根據(jù)權利要求4所述的運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，其特征是測力傳感器安裝在運輸機托輥底座處的兩側支架下。
7.根據(jù)權利要求4所述的運輸機皮帶縱裂的檢測裝置，其特征是測力傳感器也可以安裝在運輸機托輥底座處的一側支架下，另一側支架由墊高支架支撐。
全文摘要
本發(fā)明涉及運輸機皮帶縱裂的檢測方法和裝置。一種運輸機皮帶縱裂的檢測方法，其特征是在運輸機托輥固定底座處設置應變式測力傳感器，測力傳感器輸出托輥受力情況參數(shù)信號，經(jīng)運算控制器進行比較運算后，輸出有無皮帶縱裂的信號。本發(fā)明可以在皮帶將要發(fā)生縱裂時或發(fā)生縱裂初期及時發(fā)出信號，防止皮帶發(fā)生縱裂或縱裂事故擴大，有效提高物料輸送系統(tǒng)的運行安全性。
文檔編號B65G43/02GK1978294SQ200510110979
公開日2007年6月13日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權日2005年11月30日
發(fā)明者韓明明, 江通 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 上海信通機電工程有限公司