一种胶带运行速度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，涉及一种胶带运行速度及打滑检测装置。

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，几乎每条胶带机都要设置打滑报警检测装置，变频调速胶带机还要对胶带机实际运行速度检测。然而目前胶带机胶带运行的速度或打滑报警检测在监测准确性、适用范围等方面还存在一系列问题，例如，以胶带机传动电机的转速作为胶带机胶带运行速度输出、或以胶带机头滚筒或尾滚筒速度作为胶带机胶带运行速度输出等，其测量出来的速度无法代表胶带机胶带运行速度，因为胶带机驱动滚筒与胶带机之间是摩擦传动，存在打滑的可能性，即：胶带机驱动滚筒圆周运行的线速度永远是大于等于胶带机胶带运行速度；而通过对从动滚筒转速进行测量来判断胶带机是否打滑，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，并且其速度是内置不变的，对于工频运行的胶带机不够灵活，对于变频胶带机不适应。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有胶带速度检测装置存在的不准确及不通用的的问题，提供一种胶带运行速度及打滑检测装置。本装置测得的胶带速度真实可靠；对工频运行胶带机和变频运行胶带机均适用；报警指标可灵活调整。

本实用新型提供的一种胶带运行速度及打滑检测装置，由固定立柱、拉紧弹簧、活动臂、传动轴、被动摩擦轮和打滑检测单元组成，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固定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，所述打滑检测单元与活动臂下端固定连接，并且与传动轴的一端插接；

所述打滑检测单元包括增量式编码器、固定底板和处理单元；固定底板固定连接在活动臂上，增量式编码器与固定底板固定连接，增量式编码器的方轴穿过固定底板与传动轴一端固定连接，使得传动轴与编码器同步转动；处理单元包括频率变送器和处理器，频率变送器和处理器连接，并分别与上位机远程信号连接；增量式编码器与处理单元的频率变送器通过信号线连接。

进一步的，所述打滑检测单元还设有保护罩，保护罩位于增量式编码器外侧，并固定连接于固定底板；保护罩上设有密封进线孔，使防护罩内防护等级达到ip65，密封进线孔用于通过信号线；

进一步的，所述检测装置还设有报警器，所述报警器分别与打滑检测单元的处理器和上位机连接。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

1、本实用新型的装置是对胶带直接测速，避免了滚筒与胶带间打滑产生的影响，所以本实用新型测得的胶带速度真实可靠；

2、本实用新型适用范围广；本实用新型判断打滑的设定值来自上位机远程给定，该设定值为上位机赋予胶带机运行速度与判定系数的乘积，当胶带机是工频运行时，上位机赋予胶带机运行速度为定值；当胶带机是变频运行时，上位机赋予胶带机运行速度为可调整的值；以往打滑检测设备只适用工频运行胶带机，不适用变频运行胶带机，然而本实用新型装置均适用；

3、以本实用新型具备系数调整灵活性；因为本实用新型判断打滑的设定值为上位机赋予胶带机运行速度与判定系数的乘积，判定系数可以依据需要进行调整。

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、本实用新型装置中处理单元进出信号示意图。

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、打滑检测单元，7、胶带机机架，8、上位机；

61、增量式编码器，62、固定底板，63、处理单元，64、保护罩，65、信号线，611、方轴，631、频率变送器，632、处理器，641、密封进线孔。

具体实施方式

以下实施例中采用的处理器为mc68hc912dg128a单片机。

实施例1

一种胶带运行速度及打滑检测装置，如图1至3所示，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和打滑检测单元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1下部、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固定连接在活动臂3的另一端，并且被动摩擦轮5与胶带摩擦接触，所述打滑检测单元6与活动臂3下端固定连接，并且与传动轴4的一端插接；

所述打滑检测单元6包括增量式编码器61、固定底板62、处理单元63和保护罩64；固定底板62固定连接在活动臂3上，增量式编码器61与固定底板62固定连接，增量式编码器61的方轴611穿过固定底板62与传动轴4一端固定连接，使得传动轴4与编码器61同步转动，保护罩64位于增量式编码器外侧，并固定连接于固定底板62，保护罩64上设有密封进线孔641，使防护罩内防护等级达到ip65，密封进线孔641用于通过信号线65；处理单元63包括频率变送器631和处理器632，频率变送器631和处理器62连接，并且频率变送器631和处理器62分别与上位机8远程信号连接；增量式编码器61与处理单元的频率变送器631通过信号线65连接；

所述检测装置还设有分别与打滑检测单元的处理器和上位机连接的报警器。

实施例2

一种胶带运行速度检测的方法，采用实施例1的胶带运行速度及打滑检测装置，包括以下步骤：

1)开启胶带机和检测装置，处理器接收频率变送器的电流信号并发送至上位机；

2)通过处理器或上位机进行计算即可得到胶带实际运行速度；

计算原理为：

在拉紧弹簧的拉力作用下，被动摩擦轮与胶带充分接触，因为弹性作用力持续，可避免胶带运动过程因胶带抖动使被动摩擦轮丢转的现象出现，使胶带实际运行速度s胶与被动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摩和被动摩擦轮的转速n摩可以算出s胶，即：

s胶＝s线＝0.002πr摩n摩；(1)

式中，s胶：胶带实际运行速度(m/s)；

r摩：被动摩擦轮的半径(mm)；

n摩：被动摩擦轮的转速(r/s)；

由于传动轴与编码器同步转动，则被动摩擦轮的转速n与增量式编码器转速n(r/s)相等，即：

s胶＝0.002πr摩n；(2)

2)增量式编码器输出频率信号，频率信号送至处理单元的频率变送器，频率变送器将频率信号转换成对应的电流信号并输出到处理器和上位机，频率变送器的频率a-电流i变送比例关系为：

a＝(amax-0)(i-imin)/(imax-imin)(3)

式中，a：增量式编码器输出频率(hz)；

amax：增量式编码器输出最高频率(hz)；

i：频率变送器变送电流(ma)；

imin：增量式编码器输出频率为0时对应的频率变送器变送电流(ma)；

imax：增量式编码器输出频率为amax时对应的频率变送器变送电流(ma)；

由于被动摩擦轮的半径、增量式编码器每转一圈输出的脉冲信号数量t和频率变送器的频率a-电流i变送比例已知，则

s胶＝0.002πr摩(amax-0)(i-imin)/(imax-imin)t(4)

所以通过处理器或上位机利用公式(4)计算即可得到胶带实际运行速度s胶。

实施例3

一种胶带打滑检测的方法，采用实施例1的胶带运行速度及打滑检测装置，如图3所示，包括以下步骤：

1)处理器接收频率变送器输出的电流信号然后计算出胶带实际运行速度，并接收上位机给定的轻微与严重打滑报警设定速度值、上位机赋予胶带机运行速度值和胶带机电机运行信号；

2)处理器对胶带机电机运行信号、轻微与严重打滑报警设定速度值、上位机赋予胶带机运行速度值与胶带实际运行速度进行比较判断，最终向报警器和上位机输出故障报警、轻微打滑报警、严重打滑报警或不报警的结果：

2.1)当处理器没有接收到胶带机电机运行信号，而接收到频率变送器输出的电流信号，即胶带实际运行速度大于零，则处理器向报警器和上位机输出故障报警；

2.2)当处理器接收到胶带机电机运行信号，则处理器对轻微与严重打滑报警设定速度值以及上位机赋予胶带机运行速度值分别与胶带实际运行速度进行比较：

a.胶带实际运行速度大于上位机赋予胶带机运行速度值时，则故障报警；

b.胶带实际运行速度大于轻微打滑报警设定速度值时，则处理器只向上位机输出频率变送器输出的电流信号；

c.胶带实际运行速度小于轻微打滑报警设定速度值、且大于严重打滑报警设定速度值时，则处理器向报警器和上位机做轻微打滑报警并向上位机输出频率变送器输出的电流信号；

d.胶带实际运行速度小于严重打滑报警设定速度值时，则处理器向报警器和上位机做严重打滑报警并向上位机输出频率变送器输出的电流信号。

实际应用数据：

被动摩擦轮5-3的半径为100mm，增量式编码器5-4每旋转一圈输出512个脉冲信号，频率变送器5-9-1输入量程0～1350hz对应的输出电流信号为4～20ma，实际运行数据如下表：

表1、胶带机实际运行与报警判断