徐永南

摘 要：斗輪機是目前我國工業(yè)建設(shè)中的一種常用機械，是一種完成物料的運輸和放置的重要設(shè)備。為了使斗輪機更好的服務(wù)于工業(yè)發(fā)展，在斗輪機的實際建造和應(yīng)用過程中，必須做好對其工作角度的精確把握，這樣才能有效的提高斗輪機的工作效率。本文即將針對斗輪機的角度補償進行探討，希望能夠得出合理的結(jié)論，促進斗輪機的精準(zhǔn)工作。

關(guān)鍵詞：斗輪機；傳感器；角度補償

隨著科技的發(fā)展與時代的進步，目前我國的工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)逐步實現(xiàn)了現(xiàn)代化。其中一個重要的表現(xiàn)便是對各項先進工業(yè)設(shè)備的不斷投入使用。就斗輪機而言，由于其自身的多重優(yōu)點，目前已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。為了使斗輪機的性能進一步得到完善，其角度補償?shù)南嚓P(guān)技術(shù)必須得到科學(xué)化的發(fā)展。

1斗輪機概述及工作原理

斗輪機是電廠、礦山、碼頭等常用的堆料、取料設(shè)備，具有角度多變、時上時下的特征，利用斗輪連續(xù)取料，用機上的帶式輸送機連續(xù)堆料的有軌式裝卸機械。

它是散狀物料（散料）儲料場內(nèi)的專用機械，是在斗輪挖掘機的基礎(chǔ)上演變而來的，可與卸車（船）機、帶式輸送機、裝船（車）機組成儲料場運輸機械化系統(tǒng)，生產(chǎn)能力每小時可達(dá)1萬多噸。斗輪堆取料機的作業(yè)有很強的規(guī)律性，易實現(xiàn)自動化?？刂品绞接惺謩?、半自動和自動等。斗輪堆取料機按結(jié)構(gòu)分臂架型和橋架型兩類。有的設(shè)備只具有取料一種功能，稱斗輪取料機。

2斗輪機的分類

2.1門式斗輪堆取料機

它有一個門形的金屬構(gòu)架和一個可升降的橋架。取料時，由橫向運行的小車及其上旋轉(zhuǎn)的斗輪連續(xù)取料，物料在卸料區(qū)卸到橋架帶式輸送機上，最后轉(zhuǎn)卸到料場帶式輸送機運走。通過橋架的升降和門架的運行，可將料堆取盡。

2.2橋式斗輪取料機

與門式斗輪堆取料機在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是：它沒有高大的門架，橋架是固定不升降的，而且處于較低位置；沒有堆料帶式輸送機和尾車。又稱為橋式斗輪混勻取料機。

3斗輪機傾角傳感器

斗輪機角度的變化范圍一般在-200到+200之間傾角傳感器，傾角傳感器又名傾斜儀，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測量，從工作原理上可分為固體擺式、液體擺式和氣體擺式三種，從輸出信號模式上可分為電壓型、電流型和數(shù)字型三種。傾角傳感器可以用來測量相對于水平面的傾角變化量，提供儀器級性能水平的應(yīng)用，低溫度依賴性傾角傳感器的理論基礎(chǔ)就是牛頓第二定律，即物體的加速度跟物體所受的合外力F合成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。根據(jù)基本的物理原理，在一個系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無法測量的，但卻可以測量其加速度，如果初速度已知，就可以通過積分計算出線速度，進而可以計算出直線位移，所以它其實是運用慣性原理的一種加速度傳感器。

當(dāng)傾角傳感器靜止時也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。本文采用的傾角傳感器為電壓型，即輸出的電壓隨角度成線性變化。

基于斗輪機角度變化范圍及測量精度的考慮，選用測量范圍為-300到+300的傾角傳感器即可滿足要求。

4斗輪機角度補償原理

如圖1所示，重力為G的物體在傾斜角度為α的斜面（斗輪機）上產(chǎn)生兩個分力f1、f2，分別垂直和平行于斜面（斗輪機），則有

f1=G*cosα（式1） f2=G*sinα（式2）

對于斗輪機實際使用情況來說，當(dāng)斗輪機傾斜角度為α?xí)r，稱重傳感器的受力為垂直于斗輪機的分力，即f1。儀表通過傳感器測量到的mV，值也對應(yīng)這一分力。

由式1可知G=f1/cosα（式3）

其中f1由重傳感器測得，那么只要測得α角，即可計算得出實際重力G。

對于斗輪機的角度補償原理而言，其重要的結(jié)構(gòu)即為傳感器，通過傳感器，進行信息的科學(xué)有效傳播，以更好的保障其數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)與有效。斗輪機上分別安裝速度傳感器、稱重傳感器和傾角傳感器，分別對斗輪機的運行速度、承載重力、傾斜角度進行測量。其中，速度傳感器輸出的為頻率信號，可以直接進CPU計數(shù)器，通過計算單位時間內(nèi)獲取的脈沖數(shù)計算出皮帶運行速度；稱重感應(yīng)器、傾角傳感器輸出的均為電壓信號，需先進行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后傳入CPU進行運算。在CPU的運算過程中，首先要將轉(zhuǎn)化角度傳感器電壓得到的數(shù)值換算成傾斜角度，計算出余弦值，然后使用此余弦值對稱重傳感器信號轉(zhuǎn)化得到的數(shù)值進行補償，計算出單位長度載荷，此時，即可以將單位長度載荷與皮帶運行速度進行計算，得到流量和累積量，并和前面得到的角度值一起顯示出來。

5傾角傳感器對角度的測量

由手冊中傾角傳感器的靈敏度70mV/o這一參數(shù)，那么測得斗輪機傾斜為α?xí)r的電壓V1和水平狀態(tài)的電壓V2，即可計算出α角，公式α=（V1-V2）/70mV/o。

傾角傳感器與AD轉(zhuǎn)換集成電路及CPU的連接（如圖4所示）

6結(jié)語

隨著我國工業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷增大，相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備必須得到持續(xù)的改進和完善，才能適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的步伐，而對工業(yè)發(fā)展起到促進作用。斗輪機是工業(yè)生產(chǎn)中的一項重要的機械，雖然目前我國所制造出的斗輪機已經(jīng)能夠滿足工業(yè)建設(shè)過程中的基本需要，但是其基本性能還有提高的空間。斗輪機在工作中的角度是否精確，會直接影響到其工作質(zhì)量，因此在設(shè)計和使用過程中，必須要使其角度盡可能的完善。進而存進我國工業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

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