输送带的磨损检测装置的制作方法

本发明涉及输送带的磨损检测装置。

本申请主张基于2016年2月29日向日本国提出申请的特愿2016-38342号的优先权，将其内容引用于此。

背景技术：

以往，带式输送机用于在煤炭、矿石等的开采现场中开采的矿物的搬运，另外，带式输送机用于工厂中的工业产品的输送等。另外，以往提出了对带式输送机所使用的输送带的异常进行检测的方法。

例如在专利文献1中，提出了一种用于提前发现输送带的芯体帆布的切断等来防止输送带的切断的监控系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2014-58394号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

输送带因与输送物等的接触而发生磨损。磨损随着输送带的行进距离的增大而发展。若磨损发展，则输送带的厚度会逐渐减小。然后在磨损发展了一定程度之后，存在磨损快速发展的情况。使用图5对该现象进行说明。

图5表示输送带的磨损随着输送带的行进距离的增大而发展的情形。在图5中，横轴表示输送带的行进距离，纵轴表示输送带的厚度。并且，图形的斜率表示输送带的每单位行进距离的磨损量(以下，将其记作磨损速度)。此外，在输送带以恒定速度行进的情况下，能够将图5的横轴替换为时间。

图5所示的管理极限厚度表示应该更换输送带的厚度。也就是说，在磨损发展而输送带的厚度减少到管理极限厚度的情况下，需要更换输送带。

在图5中，与从行进距离X1的时间点(以下简记作X1等)到X2的斜率相比，从X2到X3的斜率较大。这表示从行进距离到达X2起磨损速度急剧地增大。

在这样输送带的磨损速度急剧地增大的情况下，存在输送带的厚度突然低于管理极限厚度，带式输送机骤停的可能性。

本发明是考虑到这样的状况而完成的，其目的在于，提供一种在输送带的磨损速度急剧地增大的情况下能够察觉该情况的输送带的磨损检测装置。

用于解决问题的方案

本发明的第1技术方案是一种输送带的磨损检测装置，其具备：磁体构件，其埋设于环形带状的输送带内；磁传感器，其与输送带的外周面相对地配设，检测来自磁体构件的磁场并发送输出信号；以及运算部，其基于从磁传感器发送的输出信号算出输送带的厚度，其中，该输送带的磨损检测装置具有：存储部，其存储运算部算出来的厚度；以及处理部，其根据存储部存储的厚度算出输送带每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量的值，对该值是否超过预先设定的阈值进行判定。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种在输送带的磨损速度急剧地增大了的情况下能够察觉该情况的输送带的磨损检测装置。

附图说明

图1是表示本发明的输送带的磨损检测装置的结构例的图。

图2是图1的磁传感器周边的仰视图。

图3是说明实施例1中的输送带的厚度的减少量的算出方法的图。

图4是说明实施例2中的输送带的厚度的减少量的算出方法的图。

图5是说明本发明的课题的图。

具体实施方式

(实施例1)

以下，参照图1和图2对实施例1的输送带的磨损检测装置1的结构进行说明。图1是本实施例的输送带的磨损检测装置1的侧视图。图2是着眼于图1所示的输送带的磨损检测装置1中的磁传感器13a～13j的周边的仰视图。

首先，对输送带11进行说明。如图1和图2所示，输送带11用于输送未图示的输送物，形成为环形带状。输送带11的宽度、周长由输送物的种类、输送的距离决定。在例如在开采现场中输送所开采的矿物的情况下，使用宽度是600mm～3000mm程度且周长是100m～10000m程度的输送带11。

输送带11被驱动带轮111和从动带轮112以预定的张力支承，并且利用从驱动带轮111传递来的驱动力行进。这些驱动带轮111和从动带轮112的旋转轴线相互平行，并且沿着输送带11的宽度方向W延伸。输送带11具备供输送物装载的环形带状的包覆橡胶11a。作为包覆橡胶11a的材质，可以单独或者混合使用例如天然橡胶(NR)、异戊橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯―丁二烯共聚橡胶(SBR)等。

并且，输送带的磨损检测装置1具有：作为磁体构件的橡胶磁体12a、12b，其埋设于输送带11内；磁传感器13a～13j，其与输送带11的外周面相对地配设，检测来自橡胶磁体12a、12b的磁场并发送输出信号；以及运算部141，其基于从磁传感器13a～13j发送的输出信号算出输送带11的厚度。

橡胶磁体12a、12b沿着输送带11的宽度方向W延伸。在图2所示的例子中，橡胶磁体12a、12b配设在输送带11的宽度方向W上的全长范围内。橡胶磁体12a、12b形成为长方形，短边沿着周向R延伸且长边沿着宽度方向W延伸。另外，橡胶磁体12a、12b沿着周向R隔开预定的间隔α地埋设于输送带11内。根据输送带11的周长、输送物的种类任意地决定该间隔α即可。例如，在利用周长为3000m的输送带11搬运所开采的矿物的情况下，可以是，将α设为300m，在10个部位埋设橡胶磁体。

橡胶磁体12a、12b具备能够跟随输送带11地变形的程度的柔软性。橡胶磁体12a、12b例如利用将作为永磁体材料的磁性粉在配合橡胶中扩散而形成的粘结磁性体等而形成为在输送带11的厚度方向上被磁化。作为所述磁性粉，能够采用例如钕铁硼或钐铁氮等稀土类磁体、铝镍钴磁体以及铁素体等。

另外，橡胶磁体12a、12b暴露于输送带11的装载面。因此，若输送带11发生磨损，则橡胶磁体12a、12b也发生磨损。若橡胶磁体12a、12b发生磨损，则从橡胶磁体12a、12b发出的磁场会与磨损量相关地发生变化。因而，磁传感器13a～13j通过检测从橡胶磁体12a、12b发出的磁场，能够检测橡胶磁体12a、12b的厚度。并且，橡胶磁体12a、12b的磨损伴随着输送带11的磨损而产生。也就是说，磁传感器13a～13j通过检测从橡胶磁体12a、12b发出的磁场，能够采集用于算出输送带11的埋设有橡胶磁体12a、12b的部位处的厚度的数据。

在输送带11的下方，沿着输送带11的宽度方向W隔开间隔β地配设有多个磁传感器13a～13j。根据输送带11的宽度、配设的各磁传感器的数量、输送物的种类等任意地决定该间隔β即可。磁传感器13a～13j分别与输送带11的外周面相对。

作为磁传感器13a～13j，能够采用例如高斯计、环形线圈等。在磁传感器13a～13j检测到磁场时，会发送与其相应的输出信号。磁传感器13a～13j分别与控制盘14电连接，将与检测到的磁场相应的输出信号传递至控制盘14。

控制盘14具备运算部141、存储部142以及处理部143。磁传感器13a～13j分别与运算部141电连接。运算部141与存储部142电连接。存储部142与处理部143电连接。

接着，对像以上那样构成的输送带的磨损检测装置1的作用进行说明。

在输送带11在来自驱动带轮111的驱动力的作用下行进时，埋设于输送带11的橡胶磁体12a、12b依次通过磁传感器13a～13j的附近。磁传感器13a～13j检测通过的橡胶磁体12a、12b各自发送的磁场。磁传感器13a～13j将与橡胶磁体12a、12b所发送的磁场相应的输出信号分别向控制盘14的运算部141发送。运算部141基于来自磁传感器13a～13j的输出信号算出在周向R上位于输送带11的埋设有橡胶磁体12a、12b的部分且在宽度方向W上位于配设有磁传感器13a～13j的部分的各部位的厚度。由运算部141算出来的输送带11的各部位的厚度被存储于存储部142。只要输送带11的行进速度恒定，橡胶磁体12a、12b就会定期地通过磁传感器13a～13j的附近。因而，输送带11的埋设有橡胶磁体12a、12b的各部位的厚度被定期地存储于存储部142。图3表示像这样存储于存储部142的输送带11的各部位的厚度中的任意1个部位的厚度的变化。

在图3所示的图形中，纵轴是算出来的输送带11的任意部位的厚度。另外，横轴表示输送带11的行进距离。此外，在输送带11的行进速度恒定的情况下，能够将图3的横轴替换成时间。

通过磁传感器13a～13j检测橡胶磁体12a、12b发送的磁场，磁传感器13a～13j将此时采集的数据向运算部141输出，从而运算部141算出图3的图形所示的输送带11的任意部位的厚度。因此，输送带11的任意部位的厚度具有一定程度的偏差。由于该偏差，图3所示的图形不是呈直线状，而是具有“波纹”。

处理部143根据存储于存储部142的输送带11的厚度的数据算出输送带11每经过预定的行进距离ΔX(预定的行进负荷量)时其厚度的减少量γ(以下，简记为γ)。此外，行进负荷量表示行进距离、行进时间、输送物的输送量、输送带的环绕周数或输送带的驱动马达的转速。此时，若ΔX的值过小，则由于前述的“波纹”而存在无法准确地算出γ的情况。因而，期望的是，将ΔX的值设为具有一定程度的大小的值，以减小“波纹”的影响。例如，也可以将ΔX的值设为输送带在1天时间行进的距离。

本实施例中的处理部143从存储部142读取例如图3中的在行进距离为X1的时间点处的输送带11的厚度T1以及在行进距离为X2的时间点处的输送带11的厚度T2。然后，处理部143通过下述式(1)算出γ的值。

γ＝(T1-T2)÷ΔX…(1)

处理部143对该γ的值是否超过了预先设定的阈值进行判定。可以将阈值设定为在预先掌握了通常行进时的γ的值的基础上稍微超过该γ的值的程度。若这样设定阈值，则能够提前检测γ的值增大了的情况。另外，也可以是，使用者能够根据带式输送机的使用状况任意地设定阈值。即，也可以是，能够适当变更阈值。这样一来，能够以便于使用者的方式恰当地运用输送带11。

处理部143针对每个ΔX以下的行进距离进行以上的γ的值的计算和判定。由此，能够防止产生未算出γ的值的行进区间。

处理部143在判定的结果是γ的值比阈值大的情况下，例如点亮控制盘14的LED灯来报知γ的值超过了阈值的情况。或者，也可以是，处理部143在γ的值超过了阈值的情况下，利用警告邮件等向管理控制盘14的外部计算机(外部服务器)发送信息。

这样一来，能够立刻察觉处于远方的输送带11的磨损状态。

而且，在本实施方式中，处理部143基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出γ(输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量)的值，在这些值中的1个值超过了预先设定的阈值的情况下，对该值与基于来自与发送了算出该值所依据的输出信号的磁传感器13a～13j相邻的其他磁传感器13a～13j的输出信号算出来的γ的值进行比较。

例如，处理部143在基于来自磁传感器13f的输出信号算出来的γ(以下记作γf)超过了阈值的情况下，对该γf的值与基于来自与磁传感器13f相邻的磁传感器13e的输出信号算出来的γ(以下记作γe)的值和基于来自磁传感器13g的输出信号算出来的γ(以下记作γg)的值进行比较。

另外，处理部143基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出γ的值，对这些值中的基于来自特定的磁传感器的输出信号算出来的特定值与剩余的多个值的平均值进行比较。

例如处理部143对基于来自磁传感器13a的输出信号算出来的γ(以下记作γa)的值与基于来自剩余的磁传感器13b～13j的输出信号算出来的γ(以下记作γb～γj)的值的平均值进行比较。

另外，处理部143针对多个橡胶磁体12a、12b分别基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出γ的值。

如以上说明的那样，根据本实施例的输送带的磨损检测装置1，存储部142存储运算部141算出来的输送带11的厚度，处理部143根据存储部142存储的厚度算出γ的值，并且对该γ的值是否超过了预先设定的阈值进行判定，因此，在输送带11的磨损速度急剧地增大了的情况下，能够察觉该情况。

即，根据本实施例的输送带的磨损检测装置1，处理部143算出输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量γ的值，对该值是否超过了预先设定的阈值进行判定，因此在输送带11的磨损速度急剧地增大了的情况下，能够察觉该情况。

另外，处理部143在如前述那样例如γf的值超过了阈值时，对γf的值与γe的值、γg的值进行比较，因此能够对是仅输送带11中的与磁传感器13f相对的部位的磨损速度急剧地增大了还是输送带11中的与同磁传感器13f相邻的其他磁传感器13e、13g相对的部位的磨损速度也同样地增大了进行判定。

即，磁传感器13a～13j沿着输送带11的宽度方向隔开间隔地配设有多个，处理部143基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量γ。也可以是，在算出来的这些值中的1个值超过了预先设定的阈值的情况下，对该值与基于来自与发送了算出该值所依据的输出信号的磁传感器相邻的其他磁传感器的输出信号算出来的每经过预定的行进负荷量时的厚度的减少量进行比较。

这样一来，处理部143在输送带11的宽度方向上的1部位处的磨损速度急剧地增大了情况下，能够对该磨损速度与同该部位相邻的其他部位的磨损速度进行比较。因此，易于判别磨损速度的急剧的增大是仅在某一定部位产生或者是在输送带11的宽度方向整体产生。

此外，作为输送带11的磨损速度急剧地增大的原因，考虑到有输送带11以与框架等构造物接触的状态行进的情况等。这样的情况下，存在如下的情况：如果尽管γf的值急剧地变大，但γe的值、γg的值不怎么变化，则有助于确定输送带11中的与磁传感器13f相对的部位与框架等构造物接触等异常磨损的原因。

即，在输送带11中，存在输送带11的宽度方向上的仅1个部位异常地磨损的情况。例如在输送带11以与框架等构造物接触的状态持续行进的情况下，仅接触的部位异常地磨损。在这样的情况下，磨损速度的急剧的增大仅在一定部位产生，因此存在如上述那样通过判别而有助于确定异常磨损的原因的情况。

另外，处理部143如前述那样对例如γa的值与γb～γj的值的平均值进行比较，因此在γa的值与γb～γj的值的平均值之间存在差值的情况下，能够判定磨损速度在输送带11的宽度方向W上存在偏差。

即，磁传感器13a～13j沿着输送带11的宽度方向隔开间隔地配设有多个，处理部143基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量γ。也可以是，对算出来的这些值中的基于来自特定的磁传感器的输出信号算出来的特定值与剩余的多个值的平均值进行比较。

这样一来，处理部143对输送带11的宽度方向整体的磨损速度与特定的部位的磨损速度进行比较，因此能够判别在输送带11的宽度方向上是否存在磨损速度的偏差。

此外，作为磨损速度在输送带11的宽度方向W上产生偏差的原因，考虑到例如装载于输送带11的输送物位于偏向的位置。即，在输送带11中，存在输送物在输送带11的宽度方向上偏向地装载的情况。例如，在输送物仅集中地装载于宽度方向上的局部的情况下，输送带的局部与其他部位相比磨损速度变快。于是，局部的厚度达到图5所示的管理极限厚度，因此需要更换输送带11。

在上述的例子中，能够推测输送物偏向地装载于输送带11中的与磁传感器13a相对的部位。

因而，若如上述那样对在输送带11的宽度方向上是否存在磨损速度的偏差进行判定，则存在能够检测输送物的位置在输送带11的宽度方向W上存在偏向等的情况。同样地，在由于输送带11的偏移而导致输送带11的宽度方向W上的磨损速度产生了偏差时，也存在能够对此进行检测的情况。

另外，橡胶磁体12a、12b(磁体构件)在输送带11内沿着周向R隔开间隔地埋设有多个，处理部143针对多个橡胶磁体12a、12b分别算出γ(输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量)的值。因此，能够检测出输送带11的周向R上的多个部位处的磨损速度。

这样一来，处理部143能够检测出输送带11的周向上的多个部位处的磨损速度。

此外，存在输送带11的磨损沿着周向连续的情况。在这样的情况下，通过检测周向上的多个部位处的磨损速度，能够判别周向上的哪个部分的磨损较为剧烈。

(实施例2)

接着，对本发明的其他实施例进行说明，但基本的结构与实施例1的结构是同样的。因此，对同样的结构标注相同的附图标记并省略其说明，仅针对不同的方面进行说明。

在本实施例中，仅γ(输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量)的值的算出方法不同。

图4是说明本实施例中的处理部143基于存储于存储部142的输送带11的厚度的数据算出γ的值的方法的图形。与实施例1同样地，在图4所示的图形中也产生“波纹”。

在图4中，处理部143算出输送带11的在行进距离为X1～X2的区间中的厚度的平均值(以下记作T12)。同样地，算出输送带11的在行进距离为X2～X3的区间中的厚度的平均值(以下记作T23)。

然后，通过下述式(2)求出γ的值。在此，X12是行进距离X1～X2的区间的中点，X23是行进距离X2～X3的区间的中点。

γ＝(T23-T12)÷(X23-X12)…(2)

处理部143针对两个行进距离的区间中的最大的行进距离X3与最小的行进距离X1之差以下的每个行进距离算出该γ的值。由此，与实施例1同样地，能够防止产生未算出γ的行进区间。

另外，本实施例中的处理部143这样基于输送带11的两个区间中的厚度的平均值算出γ的值，因此能够减少因“波纹”而导致的γ的计算误差。

此外，本发明的保护范围并不限定于上述的实施例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如，在上述的实施例中，处理部143算出输送带11每经过预定的行进距离时其厚度的减少量，但并不限于此，也可以算出每经过预定的行进时间时厚度的减少量、每输送预定的输送量的输送物时厚度的减少量、输送带11每经过预定的环绕周数时其厚度的减少量或者驱动马达每经过预定的转速时输送带11的厚度的减少量。

例如在算出输送带11每经过预定的行进时间时其厚度的减少量的情况下，将图3的横轴X视作行进时间即可。在该情况下也是，通过利用式(1)能够算出输送带11每经过预定的行进时间ΔX1(预定的行进负荷量)时其厚度的减少量γ。这样，也可以是，按照预定的行进时间ΔX1、下一个预定的行进时间ΔX2、再下一个预定的行进时间ΔX3来反复地算出输送带11的厚度的减少量γ，处理部143对减少量γ是否超过阈值进行判断。

另外，也可以减少配设的磁传感器的数量而设为1个。或者也可以采用如下结构：在配设有多个磁传感器的基础上，根据使用状况基于任意一个磁传感器检测出的数据算出γ的值。

另外，在上述的实施例中，在周向R上的相同的位置配设磁传感器13a～13j，但也可以沿着输送带的周向R隔开间隔地配设多个磁传感器。

而且，也可以将埋设于输送带11内的橡胶磁体仅设为1个。

另外，在上述的实施例中，作为处理部143，示出了如下结构：基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出γ的值，在这些值中的1个值超过了预先设定的阈值的情况下，对该值与基于来自与发送了算出该值所依据的输出信号的磁传感器13a～13j相邻的其他磁传感器13a～13j的输出信号算出来的γ的值进行比较，但也可以采用不进行这样的比较的处理部。

另外，在上述的实施例中，作为处理部143，示出了如下结构：基于来自多个磁传感器13a～13j的输出信号算出γ的值，对这些值中的基于来自特定的磁传感器的输出信号算出来的特定值与剩余的多个值的平均值进行比较，但并不限于此，也可以采用不对上述特定值与上述平均值进行比较的处理部。

另外，在上述的实施例中，作为处理部143，示出了针对多个橡胶磁体12a、12b分别基于来自磁传感器13a～13j的输出信号算出γ的值的结构，但并不限于此，也可以采用针对多个橡胶磁体12a、12b中的任一者基于来自磁传感器13a～13j的输出信号算出γ的值的处理部。

或者，处理部143也可以采用针对多个橡胶磁体12a、12b中的任一者基于来自多个磁传感器13a～13j中的任一者的输出信号算出γ的值的处理部。

此外，作为阈值的设定方法，除了在预先掌握了通常行进时的γ(输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量)的值的基础上设定为稍微超过该γ的值的程度这样的上述的实施例所记载的方法之外，也可以参照过去的数据。即，也可以将过去记录的输送带11每经过预定的行进负荷量时其厚度的减少量γ的明显的异常值设定为阈值。这样一来，使用在过去实际上出现过的异常值作为阈值，因此能够设定与输送带11实际上所使用的环境相适应的阈值。

此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述的实施方式中的构成要素替换为众所周知的构成要素，另外，也可以适当地组合上述的实施例、变形例。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供在输送带的磨损速度急剧地增大了的情况下能够察觉该情况的输送带的磨损检测装置。

附图标记说明

1、输送带的磨损检测装置；11、输送带；11a、包覆橡胶；12a、12b、橡胶磁体；13a～13j、磁传感器；14、控制盘；141、运算部；142、存储部；143、处理部。