一种工频传动胶带运行及打滑检测装置的制作方法

本实用新型属于工业胶带机胶带运行检测技术领域，具体地，涉及一种工频传动胶带运行及打滑检测装置。

背景技术：

随着工业自动化水平的不断提高，胶带机的应用越来越广泛，随之对其运行检测要求也越来越高，尤其是在冶金铁前领域，物料运输几乎都是采用胶带机运输完成，且为保证胶带机运行的可靠性，几乎每条胶带机都有运行及打滑检测装置。然而现有对胶带机胶带运行或打滑报警检测技术在准确性、适用范围等方面还存在一系列问题，例如常见的将胶带机传动电机的转速作为胶带机胶带运行速度、或将胶带机头滚筒或尾滚筒转速作为胶带机胶带运行速度等，但是其检测出来的速度代表不了胶带机胶带速度，因为胶带机驱动滚筒与胶带之间是摩擦传动，存在打滑的可能性，即：胶带机驱动滚筒运转并不代表胶带一定会运行；而通过对从动滚筒运行进行检测来判断胶带机是否运行，也是不准确的，因为从动滚筒是靠胶带机胶带对其的摩擦来转动的，本身就存在打滑的可能，因此通过对从动滚筒转速进行检测来判断胶带机是否运行也是不够准确的。

因此，有必要对工频传动胶带速度检测装置做进一步研究。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对于现有运行及打滑检测装置存在的问题，提供了一种工频传动胶带运行及打滑检测装，以解决现有技术检测不准确的问题。

本实用新型的技术方案为，一种工频传动胶带运行及打滑检测装置，由固定立柱、拉紧弹簧、活动臂、传动轴、被动摩擦轮和气压式检测单元组成，所述固定立柱固定连接于胶带机机架上，固定立柱中部与活动臂的一端铰接，所述拉紧弹簧的一端固定于固定立柱下部、另一端固定于活动臂中部，所述被动摩擦轮通过传动轴连接在活动臂的另一端，并且被动摩擦轮与胶带内表面摩擦接触，所述气压式检测单元固定连接在活动臂上，并且与传动轴的一端固定连接；

所述气压式检测单元由圆筒外壳和设置在圆筒外壳内的大齿轮、小齿轮、鼓风机、异径软管、检测单元和支撑架组成；所述圆筒外壳的一个底面固定连接在活动臂上，并且传动轴穿入该底面，所述圆筒外壳的侧壁上设有气压平衡孔和密封进线孔；所述鼓风机通过支撑架固定连接在圆筒外壳的底面上，所述大齿轮与传动轴固定连接，所述小齿轮与大齿轮啮合，鼓风机的驱动轴与小齿轮的中心轴固定连接，鼓风机的出风口与异径软管的进气端连接，异径软管的出气端与检测单元连接；

所述检测单元由进气管、承压筒、承压滑动板、承压复位弹簧、直线位移传感器和信号线组成；所述承压筒的一侧底面a上设有与异径软管的出气端连接的进气管，另一侧底面b设有直线位移传感器，承压筒内部侧壁上设有两圈限位环，并且在两圈限位环之间靠近底面b的侧壁上设有排气孔；所述承压滑动板套装在承压筒内部，在两圈限位环间滑动，承压滑动板的外侧设有密封环，所述承压滑动板上设有水平放置的连接杆，所述承压复位弹簧一端固定连接在承压滑动板的中心处、另一端固定连接在底面b的中心处，直线位移传感器的拉杆与所述连接杆固定连接，所述信号线一端与直线位移传感器连接另一端通过密封进线孔通到外部。

进一步的，上述的检测装置，所述支撑架与鼓风机之间还设有弹簧垫；

进一步的，上述的检测装置，承压筒侧壁上的排气孔设置于承压复位弹簧处于最短压缩距离时所在位置和靠近底面b的限位环之间；

进一步的，上述的检测装置，所述检测单元通过信号线与上位机连接。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

1、本实用新型检测系统是胶带直接进行测量，避免了滚筒与胶带间打滑对检测产生的影响，所以本实用新型测得的胶带运行信号真实可靠；

2、本实用新型判断打滑的设定值可以根据需要进行调整，灵活性较高；

3、本实用新型装置中各部件均为机械连接，可靠、稳定、寿命长。

附图说明

图1、本实用新型装置安装位置示意图；

图2、本实用新型装置结构示意图；

图3、本实用新型装置中气压式检测单元结构示意图；

图4、本实用新型装置中检测单元结构示意图；

其中，1、固定立柱，2、拉紧弹簧，3、活动臂，4、传动轴，5、被动摩擦轮，6、气压式检测单元，7、胶带机机架；

61、圆筒外壳，62、大齿轮，63、小齿轮，64、鼓风机，65、异径软管，66、检测单元，67、支撑架，68、弹簧垫；

611、气压平衡孔，612、密封进线孔，661、进气管，662、承压筒，663、承压滑动板，664、承压复位弹簧，665、直线位移传感器，666、信号线；

6621、底面a，6622、排气孔，6623、底面b，6624、限位环，6631、密封环，6632、连接杆，6651、拉杆。

具体实施方式

实施例1

一种工频传动胶带运行及打滑检测装置，由固定立柱1、拉紧弹簧2、活动臂3、传动轴4、被动摩擦轮5和气压式检测单元6组成，所述固定立柱1固定连接于胶带机机架7上，固定立柱1中部与活动臂3的一端铰接，所述拉紧弹簧2的一端固定于固定立柱下1部、另一端固定于活动臂3中部，所述被动摩擦轮5通过传动轴4连接在活动臂3的另一端，并且被动摩擦轮5与胶带内表面摩擦接触，所述气压式检测单元6固定连接在活动臂3上，并且与传动轴4的一端固定连接；

所述气压式检测单元6由圆筒外壳61和设置在圆筒外壳内的大齿轮62、小齿轮63、鼓风机64、异径软管65、检测单元66、支撑架67和弹簧垫68组成；所述圆筒外壳61的一个底面固定连接在活动臂3上，并且传动轴4穿入该底面，所述圆筒外壳61的侧壁上设有气压平衡孔611和密封进线孔612；所述鼓风机64通过支撑架67固定连接在圆筒外壳61的底面上，支撑架67与鼓风机64之间还设有弹簧垫68，所述大齿轮62与传动轴4固定连接，所述小齿轮63与大齿轮62啮合，鼓风机64的驱动轴与小齿轮63的中心轴固定连接，鼓风机64的出风口与异径软管65的进气端连接，异径软65管的出气端与检测单元66连接；

所述检测单元66由进气管661、承压筒662、承压滑动板663、承压复位弹簧664、直线位移传感器665和信号线666组成；所述承压筒662的一侧底面a6621上设有与异径软管65的出气端连接的进气管661，另一侧底面b6623设有直线位移传感器665，承压筒内部侧壁上设有两圈限位环6624，承压筒侧壁上设有位于承压复位弹簧处于最短压缩距离时所在位置和靠近底面b的限位环之间的排气孔6622；所述承压滑动板663套装在承压筒662内部，在两圈限位环间滑动，承压滑动板的外侧设有密封环6631，所述承压滑动板663上设有水平放置的连接杆6632，所述承压复位弹簧664一端固定连接在承压滑动板663的中心处、另一端固定连接在底面b6623的中心处，直线位移传感器665的拉杆6651与所述连接杆6632固定连接，所述信号线666信号线一端与直线位移传感器665连接另一端通过密封进线孔612通到外部与上位机连接。

实施例2

一种工频传动胶带运行速度检测方法，采用了实施例1的检测装置，具体方法为：

1)开启胶带机，开启检测装置；

2)上位机接收并记录直线位移传感器传输的电流，并根据公式(6)计算出胶带机胶带的实际运行速度；

计算原理为：

在拉紧弹簧作用下，活动臂带动被动摩擦轮充分接触胶带，摩擦传动，由于拉紧弹簧一直处于拉紧状态，避免胶带运动过程因胶带抖动使被动摩擦轮丢转的现象；被动摩擦轮带动传动轴转动，传动轴驱动大齿轮旋转，大齿轮带动小齿轮旋转，小齿轮驱动鼓风机主轴转动，鼓风机生成带压气体经异径软管进入承压筒，在压力的作用下，气体推动承压滑动板压缩承压复位弹簧，带着直线位移传感器的拉杆沿着承压筒内壁向底面b方向滑动，直线位移传感器根据位移距离输出不同强度的电流；

胶带与被动摩擦轮紧密接触，摩擦传动，胶带运行速度s胶同摩擦轮与胶带接触点的线速度s线相等，根据被动摩擦轮的半径r摩和转速n摩可以算出胶带实际运行速度s胶，即：

s胶＝s线＝2πr摩n摩(1)

被动摩擦轮与传动轴固定连接，传动轴与大齿轮固定连接，所以大齿轮的转速n大与n摩相等，由于大齿轮与小齿轮啮合，所以二者接触点的线速度相等，则有：

2πr大n大＝2πr小n小(2)

由公式(1)和公式(2)，及n摩＝n大，可获得：

n小＝r大s胶/2πr小r摩(3)

且小齿轮与鼓风机驱动轴为同轴连接，所以鼓风机的转速n与小齿轮的转速相等；依据风机比例定律p/p0＝(n/n0)²，可得出：

p实＝p0(n小/n0)²(4)

式中：p0为胶带机胶带最大实际运转速度对应的鼓风机压强(pa)；n0为胶带机胶带最大实际运转速度对应的小齿轮转速；p实为胶带实际运行速度s胶对应的鼓风机压强(pa)；

由于鼓风机出风气体对承压滑动板的压力与鼓风机压强成正比，承压复位弹簧的收缩长度与弹力成正比，并且鼓风机出风压力与承压复位弹簧对承压滑动板的弹力会达到平衡；因为胶带是工频运行，所以s胶＝s0时，鼓风机出风气体压力与承压复位弹簧达到平衡时，直线位移传感器能够测量承压滑动板的最大位移距离，直线位移传感器输出最大电流信号i0，当胶带停止运行的时候，鼓风机出口气体压力消失，承压复位弹簧复位，直线位移传感器能够测量承压滑动板的最小位移距离，直线位移传感器输出最小电流信号i低，由于直线位移传感器测量的承压滑动板的位移距离即鼓风机压强变化与输出电流强度为线性关系，对应输出i低～i0(ma)信号，则鼓风机压强变化与电流强度的关系为：

(p实-0)/(p0-0)＝(i实-i低)/(i0-i低)(5)

式中，i实为胶带机胶带实际运行时测得的电流，i0为胶带机胶带最大实际运转速度对应的电流，i低为胶带机胶带不运行时对应的电流；

将公式(3)、(4)带入，则测得电流为i实时对应的s胶为：

s胶＝[s0(i实-i低)/(i0-i低)]^0.5(6)

式中，s0为胶带机胶带最大实际运转速度，单位：m/s。

实施例3

一种工频传动胶带运行打滑检测方法，采用了实施例1的检测装置，具体方法为：

1)上位机接收并记录直线位移传感器传输的电流，同时接收胶带机电机运行信号；

2)上位机对直线位移传感器传输的电流与胶带机电机运行信号、设定的胶带轻微打滑速度对应的电流值、设定的胶带严重打速度滑对应的电流值进行比较，做出是否报警的判断；

其判断方法为：

2.1)当上位机未接收到胶带机电机运行信号，但接收到直线位移传感器传输的电流大于i低时，做出故障报警的判断；

2.2)当上位机接收到胶带机电机运行信号时：

a.接收到直线位移传感器传输的电流等于i低时，做出故障报警的判断；

b.接收到直线位移传感器传输的电流大于i低时：

a.电流小于或等于胶带严重打滑对应的电流值，做出胶带严重打滑的判断；

b.电流小于或等于胶带轻微打滑对应的电流值且大于胶带严重打滑对应的电流值，做出胶带轻微打滑的判断；

c.电流大于胶带轻微打滑对应的电流信号，做出胶带运行正常的判断。

应用实例

胶带运行速度s0为1250mm/s，大齿轮半径r大为80mm，小齿轮半径r小为20mm，鼓风机的额定转速2600r/min、额定压力350pa；直线位移传感器移动距离为0～75mm；直线位移传感器输出4～20ma信号送至上位机中，结合胶带机电机运行信号、胶带轻微打滑电流值、胶带严重打滑电流值做判断如下：

1.未接收到胶带机电机运行信号，但输出大于4ma信号，故障报警；

2.接收到胶带机电机运行信号，依据输出电流值可以判断其功能:

a.输出等于4ma信号，故障报警；

b.输出小于或等于18ma信号，表示胶带1严重打滑；

c.输出小于或等于18.5ma且大于18ma信号，表示胶带1轻微打滑；

d.输出大于18.5ma信号，表示胶带1运行正常。