一种具有二维称重功能的动态计量链板输送机的制作方法

本发明涉及链板输送机，具体是具有动态称重功能的链板输送机。

背景技术：

链板输送机是给压榨机连续输送蔗丝的搬运机械，其进给量的稳定性直接影到压榨工序的稳定性和效率，对全厂的生产调度、后续工艺控制、动力系统、热力系统、能量损耗和产品质量等均有不同的影响。因此，蔗丝的均衡输送对甘蔗糖厂起着非常关键的作用，糖厂既要根据日榨量指标进行定量进榨，又要保证整个压榨过程安全、高效、平稳地进行，尽量减少压榨机的调速频率，以有效降低压榨机的故障率。然而，由于甘蔗破碎之后的大小、长度、松散程度、蔗层厚度、表面平整度不均匀而导致输送机上的蔗丝重量不均匀，从而需要调节输送机的进给速度，以保证其进给量的均匀稳定。链板输送机在不断地调节输送速度过程中，链板的牵引力会时刻改变，从而对蔗丝的称重计量产生干扰，特别是在输送机启动和停止的瞬间，牵引力的突然变化产生巨大的加速度，对物料称重的干扰是非常大的。因此，调速过程中的牵引力变化与惯性力的冲击作用对称重的干扰是不可忽略的。

申请号为CN200820047352.2的中国专利提出了一种计量链板输送机，其包括有链板输送带、驱动机构和支承导轨，支承导轨中有一段安装有测力传感器的独立计量段，在链板输送机旁或驱动机构上安装测速器，测速器、测力传感器和微机或单片机控制器连接，微机或单片机控制器配置有计量软件实现称重，其中测力传感器通常包括有受力弹性件，受力弹性件包括有一个或多个能在受力后产生形变的弹性体，弹性体上设有能感应弹性体形变量的电阻应变片，在受到外力作用后，弹性体放入形变引起电阻应变片的电阻变化，电阻变化引起其连接的电路输出一个与外力成线性变化的电信号，最终检测出外力数值，现有的测力传感器只在一个方向上进行计量，使得上述计量链板输送机在秤体结构方面没有考虑倾斜输送机在加速、减速、冲击振动时对测力传感器造成的影响，因此存在进一步改进提高的必要。

技术实现要素：

为了实现糖厂定量压榨要求均衡输送的目的，针对糖厂现有链板输送机称重计量装置存在的不足，本发明提出了一种具有二维称重功能的动态计量链板输送机，其具有准确度高、操作简便、通用性强的特点，可用于水泥、煤炭、炼焦、钢铁、矿山、发电、化工、食品等行业中的输料定量输送。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

一种具有二维称重功能的动态计量链板输送机，其包括有输送带、2条链条导轨、动态计量装置和控制器，所述输送带包括有输送带主体和对称设于输送带主体两侧的2条环形链条，2条链条导轨对称设置，所述链条导轨的顶部具有链条行走导条，输送带的2条环形链条部分分别置于2条链条导轨上，链条可沿链条导轨移动，所述输送带附近设有速度传感器，每条链条导轨分为3段，其依次为导轨前段、导轨计量段和导轨后段，导轨前段和导轨后段分别由导轨支撑架固定支撑，导轨计量段由动态计量装置支撑，动态计量装置由支撑柱支撑。

所述动态计量装置包括有导轨连接架和至少1个二维称重计量装置；所述二维称重计量装置包括有2个测力传感器、传感器基座和承载台，其中1个测力传感器作为测竖直力传感器，另1个测力传感器作为测水平力传感器；传感器基座是由底板和侧板相互垂直连接构成的角形板；所述测力传感器包括有受力弹性件，所述受力弹性件的一端为受力端并连接受力件、另一端为固定端，测力传感器按受力弹性件的变形程度输出受力件所承受的外力；测竖直力传感器的固定端固定连接于传感器基座的底板上，测竖直力传感器的受力件活动抵接于承载台的底面使测竖直力传感器的受力弹性体受竖直方向外力作用时发生形变；测水平力传感器的固定端固定连接于传感器基座的侧板上、其受力件活动抵接于承载台的侧面使测水平力传感器的受力弹性体受水平方向外力作用时发生形变。

二维称重计量装置的测竖直力传感器的受力弹性体竖直放置，传感器基座的底板与支撑柱的顶端固定连接。

所述导轨连接架由连接杆连接构成，所述导轨连接架的顶部与链条导轨的导轨计量段连接、底部与二维称重计量装置的承载台连接。

速度传感器、二维称重计量装置的测水平力传感器和测竖直力传感器分别电连接到控制器。

优化方案，所述二维称重计量装置中测竖直力传感器的受力件为活动钢球并通过支承底板抵接于受力弹性件的受力端，所述支承底板的一端面具有弧形凹槽，所述活动钢球活动置于支承底板的弧形凹槽内，承载台的底面具有弧形凹槽，所述活动钢球活动抵接于承载台的弧形凹槽。

进一步优化方案，所述二维称重计量装置中测水平力传感器的受力件为带螺杆的球头螺母或螺杆万向球、并通过螺杆连接受力弹性件的受力端，所述带螺杆的球头螺母或螺杆万向球活动抵接于承载台的侧面。

又进一步优化方案，本发明中二维称重计量装置的承载台的边部具有对称的2个承载台穿孔，传感器基座的底板上设置有与承载台穿孔对应的定位柱，所述定位柱具有与承载台穿孔同轴的螺纹插孔，2根长螺栓分别活动穿过2个承载台穿孔、其下半部插接于定位柱的螺纹插孔内，所述长螺栓的顶端具有顶螺帽或/和长螺栓上位于承载台与定位柱之间具有下端螺母。

再进一步优化方案，本发明中所述测力传感器为电阻应变式测力传感器，其受力弹性件上设有电阻应变器，测力传感器按受力弹性件上的电阻应变器的变化值输出受力件所承受的外力。

本发明中二维称重计量装置还可以采用以下结构。

（1）所述二维称重计量装置包括有4个、并通过导轨连接架和支撑柱设于链条导轨的导轨计量段的下方，其中2个二维称重计量装置为1组并前后设置，另外2个二维称重计量装置为另1组并前后设置，两组二维称重计量装置对称设于链条导轨的2条导轨计量段的正下方、或对称设于链条导轨的2条导轨计量段的下方外侧、或对称设于链条导轨的2条导轨计量段的下方内侧。

（2）所述二维称重计量装置包括有2个，所述2个二维称重计量装置通过导轨连接架和支撑柱分前后设于链条导轨的导轨计量段的下方中部。

（3）所述二维称重计量装置包括有2个，所述2个二维称重计量装置通过导轨连接架和支撑柱对称设于链条导轨的导轨计量段的中部下方两侧。

本发明的导轨计量段上安装的二维称重计量装置，其测竖直力传感器和测水平力传感器组成一个二维的测力体系，如图11所示，图11中q为输送带倾斜角度，在牵引力作用下导轨计量段上的输送带和物料受到牵引力F的作用以速度v斜向上移动，牵引力在水平方向上产生分力Fx、在竖直方向上产生分力Fy，测水平力传感器的受力弹性件受到的外力为牵引力在水平方向上产生的分力Fx，测水平力传感器测量出牵引力的水平分力Fx为X，根据Fx=F·cosq，Fy=Fx·tanq，得出Fy=X·tanq；测竖直力传感器的受力弹性件受到的外力为导轨连接架、导轨计量段以及导轨计量段上的输送带和物料的重力减去牵引力的竖直分力Fy，测竖直力传感器的测量值为Y，即Y=G_架＋G_导＋G_带＋G_物－F_y，根据G=mg、Fy=X·tanq，得出m_物＝[（Y＋X·tanq）/g]－m_架－m_导－m_带。其中G_架、G_导、G_带、G_物分别为导轨连接架、导轨计量段、导轨计量段上输送带、导轨计量段上物料的重力，m_架、m_导、m_带、m_物分别为导轨连接架、导轨计量段、导轨计量段上输送带、导轨计量段上物料的质量，m_架、m_导、m_带的质量预先测量得出，计算得出导轨计量段上物料的质量m_物。

导轨计量段的长度为L，输送机运行时，瞬时输送量p等于输送带上单位长度的物料重量q与输送机的线速度v的乘积，一段时间t内通过链板输送机的物料总量M等于瞬时流量p在这段时间的累积值，即M＝p·t＝q·v ·t＝（m_物/L）·v ·t，按该公式运算得到物料累计重量M，由控制器电连接的人机界面显现出来。

本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步。

1、本发明的导轨计量段上安装的二维称重计量装置设置有测水平力传感器和测竖直力传感器，当本发明的输送带有冲击载荷或者调整输送速度从而引起牵引力发生变化时，测水平力传感器读数的变化可反映出冲击载荷或牵引力变化对测竖直力传感器计量的影响，根据测竖直力传感器和测水平力传感器的测量值计算得到在有冲击载荷或牵引力影响下物料的真实重量，计量精确度高，具有称重计量直接、可靠、精确度高和稳定性好的特点。

2、本发明中测竖直力传感器上设置的活动钢球，使承载台具有自动调心的功能，使测力传感器始终保持垂直称重状态；测水平力传感器可以通过带螺杆的球头螺母或螺杆万向球与承载台活动接触，摩擦力极小，当其受力件为螺杆万向球时，对竖直方向上的干扰几乎为零，能有效提高测竖直力传感器和测水平力传感器的检测准确度。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1结构中动态计量装置的结构示意图。

图3为图1结构中二维称重计量装置的主视状态示意图。

图4为图1结构中二维称重计量装置的俯视状态示意图。

图5为图1结构中二维称重计量装置的电连接示意图。

图6为本发明第二种结构中的二维称重计量装置的结构示意图。

图7为本发明第三种结构中动态计量装置的结构示意图。

图8为本发明的第四种结构示意图。

图9为图8结构中动态计量装置的结构示意图。

图10为本发明第五种结构中动态计量装置的结构示意图。

图11为本发明导轨计量段上输送带及物料受到的牵引力分析示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

参考图1至图5，一种具有二维称重功能的动态计量链板输送机，其包括有输送带、2条链条导轨、动态计量装置和控制器9。

所述输送带包括有输送带主体7和对称设于输送带主体7两侧的2条环形链条71，2条链条导轨对称设置，所述链条导轨的顶部具有链条行走导条，输送带的2条环形链条71部分分别置于2条链条导轨上，环形链条71可沿链条导轨移动，所述输送带附近设有速度传感器70，每条链条导轨分为3段，其依次为导轨前段81、导轨计量段82和导轨后段83，导轨前段81和导轨后段83分别由导轨支撑架8固定支撑，导轨计量段82由动态计量装置支撑，动态计量装置由支撑柱85支撑。

具体参考图1和图2，所述动态计量装置包括有导轨连接架84和4个二维称重计量装置。二维称重计量装置通过导轨连接架84和支撑柱85设于链条导轨的导轨计量段82的下方；4个二维称重计量装置中，2个二维称重计量装置为1组并前后设置，另外2个二维称重计量装置为另1组并前后设置，两组二维称重计量装置对称设于链条导轨的2条导轨计量段82的下方外侧；两组二维称重计量装置也可以对称设于链条导轨的2条导轨计量段82的正下方、或对称设于链条导轨的2条导轨计量段82的下方内侧（图中未示）。

具体参考图3和图4，所述二维称重计量装置包括有2个测力传感器、传感器基座12和承载台4，传感器基座12是由底板和侧板相互垂直连接构成的角形板，所述测力传感器为电阻应变式测力传感器，其包括有受力弹性件10，所述受力弹性件10的一端为受力端并连接受力件、另一端为固定端，受力弹性件10上设有电阻应变器，测力传感器按受力弹性件10上的电阻应变器的变化值输出受力件所承受的外力。

其中1个测力传感器作为测竖直力传感器2，另1个测力传感器作为测水平力传感器3。所述测水平力传感器3的受力件为带螺杆的球头螺母31（也可以是螺杆万向球）、并通过螺杆连接受力弹性件10的受力端，所述测竖直力传感器2的受力件为活动钢球22并通过支承底板21抵接于受力弹性件10的受力端，所述支承底板21的一端面具有弧形凹槽210，所述活动钢球22活动置于支承底板21的弧形凹槽210内。

测竖直力传感器2的固定端固定连接于传感器基座12的底板上，承载台4的底面具有弧形凹槽40，测竖直力传感器2的活动钢球22活动抵接于承载台4的弧形凹槽40使测竖直力传感器2的受力弹性体10受竖直方向外力作用时发生形变；测水平力传感器3的固定端固定连接于传感器基座12的侧板上、其带螺杆的球头螺母31或螺杆万向球活动抵接于承载台4的侧面使测水平力传感器3的受力弹性体10受水平方向外力作用时发生形变。

二维称重计量装置的测竖直力传感器2的受力弹性体10竖直放置，传感器基座12的底板与支撑柱85的顶端固定连接。

所述导轨连接架84由连接杆连接构成，所述导轨连接架84的顶部与链条导轨的导轨计量段82连接、底部与二维称重计量装置的承载台4连接。

具体参考图5，速度传感器70、二维称重计量装置的测水平力传感器3和测竖直力传感器2分别电连接到控制器9。

以甘蔗糖厂使用本实施例的动态计量链板输送机向压榨机连续输送蔗丝为例，根据甘蔗糖厂通常使用的链板输送机的空间部局和受力情况，特别是考虑到测竖直力传感器2作用是称量物料及导轨连接架84、导轨计量段82以及导轨计量段82上的输送带等的重量，测竖直力传感器2需要较大的量程及承载负载，采用普通的称重传感器或悬臂梁测力传感器比较合适，如申请号为201110449912.3的中国专利公开背景技术及实施例中公开的测力传感器、以及申请号为201320546459.2的中国专利公开的悬臂梁测力传感器；而测水平力传感器3作用是计量物料受到冲击载荷或牵引力变化时水平方向的受力变化，其称重量程及承载负载不需要很大，但是需要较好的测量敏感度以能够感应到冲击载荷或牵引力较小变化，因此测水平力传感器3采用S型测力传感器比较合适，如申请号为201620555355.1的中国专利公开的S型测力传感器；但是只要现有的链板输送机的安装空间足够以及测力传感器的性能参数合适，本领域技术人员可视具体安装环境自由选用合适的测力传感器的类型及型号。本发明实现了直接准确测量入榨甘蔗丝重量，测量精度在±0.6%范围，优于目前糖厂在用的链板式蔗丝称重系统的±1%。

实施例2

参考图6，本实施例的具有二维称重功能的动态计量链板输送机与实施例1的区别在于：本实施例中，二维称重计量装置的承载台4的边部具有对称的2个承载台穿孔40，传感器基座12的底板上设置有与承载台穿孔40对应的定位柱5，所述定位柱5具有与承载台穿孔40同轴的螺纹插孔50，2根长螺栓6分别活动穿过2个承载台穿孔40、其下半部插接于定位柱5的螺纹插孔50内，所述长螺栓6的顶端具有顶螺帽61，长螺栓6上位于承载台4与定位柱5之间具有下端螺母62。

本实施例的动态计量链板输送机中二维称重计量装置通过定位柱5和长螺栓6配合，起到防止承载台4倾倒的作用，使承载台4具有一定的活动空间的同时，又不会倾倒，优化了本实施例的动态计量链板输送机的结构。

实施例3

参考图7，本实施例的具有二维称重功能的动态计量链板输送机与实施例1的区别在于：本实施例的动态计量装置包括有2个二维称重计量装置，所述2个二维称重计量装置通过导轨连接架84和支撑柱85分前后设于链条导轨的导轨计量段82的下方中部。

实施例4

参考图8和图9，本实施例的具有二维称重功能的动态计量链板输送机与实施例1的区别在于：本实施例的动态计量装置包括有2个二维称重计量装置，所述2个二维称重计量装置通过导轨连接架84和支撑柱85对称设于链条导轨的导轨计量段82的中部下方两侧。

实施例5

参考图10，本实施例的具有二维称重功能的动态计量链板输送机与实施例1的区别在于：本实施例的动态计量装置包括有1个二维称重计量装置，所述二维称重计量装置通过导轨连接架84和支撑柱85对称设于链条导轨的导轨计量段82的下方中部。