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输送设备/机器人 |
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同步辅带型输送带防撕裂控制系统 |
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作者：枣庄学院化学化工系 徐伟 刘宏 |
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摘 要本文叙述了已有防撕裂技术方法在生产和使用中的缺陷，提出了对输送带实施完善保护、降低运行成本、减小自然损坏率以及增加设备的可靠性和稳定性的方法。主要包括电气自动控制系统和辅助皮带两个部分，系统具有防撕裂、防跑偏、防打滑、故障报警、程序自检、本安防爆等主要功能，同时具有撕裂距离可控、灵敏度调整方便、运行稳定的特点，方便与各种主带驱动设备配套。
关键词 输送带 防撕裂 自动控制 同步 防爆
引言
钢丝绳输送带主要应用在高速度、大载荷、环境恶劣的工厂、矿山、码头等场所输送多种物料，因其具有极高的纵向强度和良好的成槽性能而被广泛应用。但由于其结构原因，纵向抗撕裂强度极小，容易被尖锐物体穿透并造成纵向的长距离撕裂而影响生产甚至报废，从而造成极大的经济损失。上世纪六、七十年代以来，先后出现多种方法用于钢丝绳输送带的防撕裂监控，比如冲击检测法、压敏电阻法和横向绳增强抗撕裂、预埋传感线圈防撕裂或抗撕裂等手段，但由于技术方法不够完善，在应用的过程中出现了很多问题，比如灵敏度不够、运行不稳定、工艺过程复杂、生产运行费用高、自然损坏严重等等，不能够对输送带实施完善的保护，为解决上述问题，经过大量的实验和调查工作产生了本系统的解决方案。
1 系统介绍
系统主要包括电气自动控制和辅助皮带两个主要部分。电气自动控制系统由预埋传感器、发射和接收传感器、信号处理电路、PLC 可编程控制器、电源电路、操作面板、连接电缆等部分组成。辅助皮带由回字或一字形传感线圈、上下覆盖胶、加强层等部分组成。
控制系统原理流程图如图1 所示。
图1 控制系统原理流程图
1.1 系统功能原理和技术参数说明
1.1.1 系统功能
系统具有钢丝绳输送带运行过程中的防撕裂、防跑偏、防打滑，故障报警、程序自检和本安防爆等主要功能，而且撕裂距离可控，探头灵敏度可调整，主控程序组态方便，系统运行稳定，传感器线圈自损量小，方便维护，并可输出与各种主带驱动设备匹配的控制信号。系统安装示意如图2 所示。
1.1.2 传感器线圈材料及物理性能参数
传感器线圈包括两种形式,即回字外形传感器线圈和8 字形传感器线圈.
① 回字外形传感器线圈
制造材料：0.3mm 钢丝
物理性能参数：抗拉强度2450MPa/mm2,拉断强力约16kgf
传感器线圈尺寸：L×W 即带长×带宽为20×30（cm×cm）
传感器线圈间距L1：最小50cm 可由用户定制
传感器线圈电气性能：阻抗0.5Ω，电感量0.25mH
② 8 字外形传感器线圈
制造材料：0.3mm 正弦波形钢丝
物理性能参数：抗拉强度2450MPa/mm2,拉断力约16kgf
传感器线圈尺寸：L×W 即带长×带宽为20×30（cm×cm）
传感器线圈间距L1：最小50cm 可由用户定制
传感器线圈电气性能：阻抗:0.55Ω,电感量0.28mH
传感器应用图如图3 所示。
图3 传感器应用图
1.1.3 发射、接受探头和传感器组合的工作原理：
电路原理框图如图4 所示。
图 4 电路原理框图
1.1.4 系统的性能参数和计算方法
保护距离L2 计算：（W×2+L1）cm
走偏限制偏移量：现场测试
主、辅同步性能要求：100%
主、辅带摩擦力最小值FMIN 按每m2 计算
摩擦力计算方法：F=K×M Kgf/m2，式中k 为摩擦系数，M 为主带平均m2 承载物料质量（kg）。
如果主带平均承载M Kg/m2，则摩擦力为K×M Kgf/m2，承载不足或打滑时，延长辅带带体可以弥补主辅带的摩擦力不足，装置能够满足特定需求。一般来说橡胶撕裂强度为14～15MPa/mm2，拉断力约为15～16N/mm，撕裂力约为25N/mm，胶带间的摩擦系数可按橡胶-橡胶K=0.8、橡胶-钢材K=0.36 计算。
1.2 主控程序
主控程序由梯形图语言或命令行输入生成，可采用便携式编程装置或可编程终端两套命令输入和监控方式。
PLC 控制程序流程图如图5 所示。
图5 PLC 控制程序流程图
输入单元：x400—x407
输出单元：Y530—Y537
1.3 辅助皮带
制造材料可以根据主带的制造材料要求选用，或根据主带抗撕裂强度设计。
一般来说橡胶抗撕裂强度为14～15MPa/mm2 ，拉断力约为15～16N/mm，撕裂力约为25N/mm，胶带间的摩擦系数可按橡胶-橡胶K=0.8、橡胶-钢材K=0.36 计算。
辅带的物理性能要求：撕裂强度小于主带；带宽小于或等于主带宽度；材料应满足主带应用场所的要求。
辅皮带结构原理图如图6 所示。
图6 辅带结构原理图
2 皮带机托辊的改进和辅助皮带驱动
在原托辊基础上车削，台阶尺寸即车削量为辅助皮带厚度的1/2。当粉尘和污水对运行过程中所需要的摩擦力有显著影响时，可能造成主带和辅带不能同步运行，建议增加与主带同步运行的辅助驱动装置，以保证主辅带间的摩擦力大于辅带的抗撕裂强度。
参考文献
1 罗初东等.现代实用电子技术手册[M]. 广东:广东科技出版,1990.10.
2 ]常恒毅等.可编程序控制器[M].北京:人民邮电出版社,1991.10.
3 纪奎江.实用橡胶制品生产技术[M]].北京:化学工业出版社,1991.12.(end)
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(12/31/2010) |
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