一种用于盾构机皮带机的自动张紧装置及应用的制作方法

本发明属于盾构机技术领域，尤其涉及一种盾构机皮带机装置，具体涉及一种用于皮带机主动端的自动张紧装置及应用，该装置可对皮带机主动滚筒及渣土输送带转速进行自动检测并进行对比，根据检测结果自动调整皮带机主动端以满足渣土输送带的转速要求。

背景技术：

皮带机是土压平衡盾构机输送渣土的核心装置之一，其主要作用是将螺旋机从前盾土仓内输出的渣土源源不断的输送到渣土车内，从而保证盾构机的正常掘进。现有皮带机结构主要由从动滚筒、主动滚筒、皮带架、渣土输送带及托辊等构件组成，皮带机工作时由驱动电机将扭矩传递给主动滚筒，在主动滚筒及从动滚筒之间安装有渣土输送带；主动滚筒回转时，依靠滚筒与渣土输送带之间的摩擦力带动从动滚筒及相应的托辊回转，从而实现皮带机的设计功能，保证盾构机的正常掘进。

渣土输送带为橡胶加钢丝编织材质，在皮带机长时间运转后，输送带在长期受力、受热的情况会出现拉伸变形，即渣土输送带出现伸长现象，导致输送带与滚筒之间的摩擦力不足，进而出现输送带打滑现象，即渣土输送带与主动滚筒之间的速度不能保持一致，从而影响渣土的输出效率，减缓盾构机的掘进速度。为保证渣土输送带的旋转速度，需在皮带机驱动端设计张紧装置，以便在输送带出现伸长时进行调整；目前皮带机张紧装置为手动调整，即在皮带机驱动端设计有手拉葫芦或丝杆，在输送带转速不足时由操作人员手动调整手拉葫芦链条长度或丝杆长度，从而保证输送带的转速。采用以上调整方式有以下缺点：1）对皮带机驱动端的调整为非动态调整，即皮带机系统停止后方可对驱动端进行调整，影响盾构机的掘进效率；2）对驱动端的调整为人工调整，需操作人员在拖车顶部对驱动端进行调整，操作相对复杂。

基于以上现状，有必要发明一种可以解决上述问题的皮带机张紧装置，该装置可以持续监测输送带的传送速度，并将监测到的数据与驱动滚筒进行比较，根据二者之间的转速关系对皮带机驱动端进行张紧调整，从而满足土仓渣土的出土要求。

技术实现要素：

本发明针对现有土压平衡盾构机皮带机张紧装置存在的问题，提供了一种具有自动检测输送带转速、并将相关数据进行对比且可自动调整皮带机驱动端的自动调整装置，采用该装置进行调整时，皮带机无需停机且无需人员进行现场操作，提高了皮带机的输送效率。

本发明的技术方案如下：

本发明第一个方面：

一种用于盾构机皮带机的自动张紧装置，包括固定架、移动架、油缸、卡槽、卡爪、转速传感器、控制器；

所述固定架整体安装在拖车顶部；所述移动架可移动安装在固定架上，皮带机驱动电机、驱动滚筒等均安装在移动架上；所述的卡槽设置在固定架上，其工作面为单斜锯齿形；所述卡爪为弹性材料制作，且设置在移动架上与卡槽相对应的位置，在卡槽作用下形成单向限位；所述的转速传感器安装在皮带架上，用于对输送带的转速进行检测并向控制器传送输送带转速数据；所述的控制器包括数据处理单元，配置为将转速传感器传来的输送带转速数据与驱动滚筒的转速数据进行对比，并根据对比结果向动力单元发出指令；所述动力单元设置在固定架和移动架之间，根据控制器发出的指令驱动或停止移动架相对固定架移动。

进一步地，所述为固定架和移动架均为焊接式钢结构，在皮带机工作时，固定架保持静止不动。

进一步地，所述动力单元为油缸。

优选地，所述油缸安装在固定架上，并通过伸出活塞驱动移动架移动。

进一步地，所述自动张紧装置还包括滚筒转速传感器，所述滚筒转速传感器设置在驱动滚筒上，用于对驱动滚筒转速进行检测并向控制器传送滚筒转速数据。

本发明第二个方面，一种盾构机皮带机，包括以上自动张紧装置。

本发明第三个方面，一种盾构机，包括以上自动张紧装置。

或，一种盾构机，包括以上盾构机皮带机。

本发明通过以上方式，实现以下技术效果：

1、转速传感器自动检测输送带转速，当转速传感器检测到皮带机输送带转速无法满足使用要求，控制器通过动力单元可对移动架进行调整，在移动架移动时，整个皮带机随之移动；进而保证输送带与滚筒之间存在足够的摩擦力。

2、卡爪在卡槽的作用下只能单向移动可有效防止移动架的单向位移。

3、皮带机无需停机且无需人员进行现场操作，提高了皮带机的输送效率和自动化水平。

附图说明

图1为一种用于盾构机皮带机的自动张紧装置结构示意图；

图2为皮带机自动张紧装置原理图；

其中：1、固定架；2、移动架；21驱动滚筒；22、滚筒转速传感器；3、动力单元；4、卡槽；5、卡爪；6、转速传感器；7、控制器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一

一种用于盾构机皮带机的自动张紧装置，包括；

所述固定架1整体安装在拖车顶部；所述移动架2可移动安装在固定架1上，皮带机驱动电机、驱动滚筒21等均安装在移动架2上；所述的卡槽4设置在固定架1上，其工作面为单斜锯齿形；所述卡爪5为弹性材料制作，且设置在移动架上2与卡槽4相对应的位置，在卡槽4作用下形成单向限位；所述的转速传感器6安装在皮带架上，用于对输送带的转速进行检测并向控制器7传送输送带转速数据；所述自动张紧装置还包括滚筒转速传感器22，所述滚筒转速传感器22设置在驱动滚筒21上，用于对驱动滚筒21转速进行检测并向控制器7传送滚筒转速数据。所述的控制器7包括数据处理单元，配置为将转速传感器6传来的输送带转速数据与驱动滚筒21的转速数据进行对比，并根据对比结果向动力单元3发出指令；所述动力单元3设置在固定架1和移动架2之间，根据控制器7发出的指令驱动或停止移动架2相对固定架1移动。

所述为固定架1和移动架2均为焊接式钢结构；在皮带机工作时，固定1架保持静止不动。

所述动力单元3为油缸；油缸3安装在固定架上，并通过伸出活塞驱动移动架移动。

实施例二

一种盾构机皮带机，该盾构机皮带机包括实施例一所描述的自动张紧装置。

实施例三

一种盾构机，该盾构机包括实施例一所描述的自动张装置。

以及：

一种盾构机，该盾构机包括实施例二所描述的盾构机皮带机。

该装置的工作原理如下：在盾构机正常掘进时，土仓内渣土通过螺旋机被运输到皮带机头部，在皮带机驱动装置的驱动下，渣土输送带将渣土运输到皮带机出土口；皮带机长时间运转之后，输送带在摩擦生热及材质的影响下会出现伸长现象，造成输送带与主动滚筒之间的摩擦力降低，导致输送带转速与主动滚筒转速不同步，伸长量越大，输送带转速越低，渣土输出效率就越低，严重制约盾构机的掘进速度；在输送带转速降低至一定值时，控制器7将转速传感器6检测的速度信号值与主动滚筒的转速值进行对比，当对比值低于程序设定值时，控制器7根据预先编制的控制程序向相关元器件发出动作指令，油缸3在液压油的作用下伸出，移动架2随之移动，安装在移动架2上的卡爪5在卡槽4内单向滑动；在移动架2移动的过程中，转速传感器6不断向控制器7传送相关信号并与主动滚筒转速值进行对比，当相应对比值大于程序设定值时，控制器7向相关元器件发出停止信号，油缸3停止伸出，此时卡爪5和移动架2停止，在卡爪5和卡槽4的单向作用下，移动架2被固定在相应位置，此时输送带转速满足使用要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。