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        皮帶式輸送機(jī)防偏糾偏的改造研究

        2021-09-01 13:31:06崔維啟史緯琦陳厚斌李金蔚姜海龍
        現(xiàn)代食品 2021年12期
        關(guān)鍵詞:反饋系統(tǒng)偏移量托輥

        ◎ 薛 昌,崔維啟,張 星,史緯琦,陳厚斌,李金蔚,姜海龍

        (山東港口集團(tuán)青島港董家口分公司,山東 青島 266000)

        皮帶跑偏是皮帶輸送機(jī)常見的故障問題,至今還沒有得到徹底的解決。皮帶一旦發(fā)生跑偏,輕度會(huì)造成皮帶運(yùn)輸沿線的物料撒落,導(dǎo)致浪費(fèi),且加大了對(duì)皮帶運(yùn)輸沿線的清理難度,費(fèi)時(shí)費(fèi)力;重度會(huì)使皮帶與箱體側(cè)壁發(fā)生碰撞摩擦,導(dǎo)致皮帶過熱起火,引燃內(nèi)部粉塵,造成流程設(shè)備大規(guī)模的連鎖性爆炸,經(jīng)濟(jì)損失無法估測(cè)。

        1 主要存在問題

        港口散糧接卸,主要為進(jìn)倉式儲(chǔ)糧作業(yè),整個(gè)作業(yè)流程按照預(yù)規(guī)劃散糧運(yùn)輸路線,按照多階段、多層次要求,對(duì)皮帶式輸送機(jī)進(jìn)行架設(shè)。但由于皮帶式輸送機(jī)所使用的工況比較復(fù)雜,在運(yùn)行過程中往往會(huì)由于物料的高位沖擊、滾筒及托輥上過多的粉塵附著物,導(dǎo)致在設(shè)備運(yùn)行作業(yè)過程中,皮帶所受橫向壓力或皮帶兩側(cè)所受摩擦力不均勻,引發(fā)皮帶跑偏問題。

        現(xiàn)有的防止皮帶跑偏的技術(shù)方案都是通過加裝跑偏開關(guān)的方式來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏時(shí),會(huì)觸發(fā)跑偏開關(guān)。跑偏開關(guān)動(dòng)作后,在控制設(shè)備急停的同時(shí),還將信號(hào)傳送到控制屏幕進(jìn)行故障報(bào)警。停機(jī)后,人工進(jìn)行糾偏工作。不僅影響生產(chǎn)效率,且糾偏難度也較大,維修效率低,進(jìn)一步影響生產(chǎn)效率。

        為克服現(xiàn)有技術(shù)方案存在的不足,本文對(duì)皮帶輸送機(jī)的防跑偏和糾偏進(jìn)行了研究與改造,以解決皮帶的跑偏,以及跑偏不能自動(dòng)控制糾偏等問題,能實(shí)現(xiàn)皮帶跑偏后自動(dòng)檢測(cè)偏移量,并控制相關(guān)設(shè)備完成自動(dòng)糾偏,從而有效避免皮帶跑偏后投入大量的人力和時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)糾偏,確保皮帶式輸送機(jī)連續(xù)工作,減少設(shè)備作業(yè)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

        2 設(shè)計(jì)方案

        跑偏糾偏裝置安裝布局如圖1所示。

        圖1 跑偏糾偏裝置安裝布局圖

        流程皮帶防跑偏、糾偏裝置包括跑偏檢測(cè)部分、偏移量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)以及皮帶糾偏部分。跑偏檢測(cè)部分和糾偏部分,分別安裝在裝置的兩側(cè),偏移量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)的測(cè)量傳感器通過螺栓固定在裝置的特定支架處,以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶偏移量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

        跑偏檢測(cè)部分由跑偏托輥和托輥連接支架組成,托輥內(nèi)置軸承,當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏觸碰到托輥時(shí),托輥可以沿皮帶運(yùn)行方向轉(zhuǎn)動(dòng),避免皮帶與金屬發(fā)生機(jī)械摩擦,造成皮帶損傷。跑偏檢測(cè)部分末端與裝置利用螺栓連接,并與裝置內(nèi)部的行程限位傳感器相連接,當(dāng)行程限位傳感器處于不同位置時(shí)進(jìn)而控制設(shè)備進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)跑偏檢測(cè)的目的。

        偏移量實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋系統(tǒng)是由激光測(cè)距傳感器以及相應(yīng)的反饋電路及系統(tǒng)組成,系統(tǒng)可以根據(jù)不同的皮帶機(jī)類型,自行關(guān)聯(lián)相關(guān)的皮帶設(shè)施。其中激光測(cè)距傳感器用于監(jiān)測(cè)皮帶與機(jī)架之間的實(shí)時(shí)距離,通過監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)距離確定皮帶的運(yùn)行狀態(tài)是否安全,按照皮帶邊緣與機(jī)架之間的距離(即皮帶的偏移量)劃分安全等級(jí),分別設(shè)置為正常運(yùn)轉(zhuǎn)、輕度跑偏和重度跑偏,處于不同的安全等級(jí)下都會(huì)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)警;3個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)等級(jí)下分別根據(jù)實(shí)際工況預(yù)先設(shè)置參數(shù)范圍,并通過系統(tǒng)內(nèi)部處理后,將皮帶邊緣與機(jī)架之間的距離以及安全等級(jí)實(shí)時(shí)顯示在控制中心屏幕上。當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏后,皮帶邊緣與機(jī)架之間的距離發(fā)生變化,并作為各類反饋操作的觸發(fā)條件,當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)變化,控制中心屏幕上伴有報(bào)警提示及語音播報(bào),提醒監(jiān)控人員皮帶發(fā)生了跑偏以及跑偏程度如何。最后系統(tǒng)根據(jù)各類反饋信息,經(jīng)過處理計(jì)算后,控制裝置的對(duì)應(yīng)動(dòng)作。

        皮帶糾偏部分與跑偏檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)組成相似,安裝在裝置的另一側(cè),由糾偏托輥和托輥連接支架組成,托輥內(nèi)置軸承。皮帶糾偏部分的末端與電機(jī)主軸連接固定,皮帶糾偏部分的電機(jī)不僅能通過電機(jī)主軸進(jìn)而控制托輥連接架與糾偏托輥實(shí)現(xiàn)圓周方向的轉(zhuǎn)動(dòng),也能通過裝置內(nèi)部的齒輪齒條結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的前后移動(dòng)。當(dāng)皮帶糾偏部分接收到皮帶跑偏信號(hào)后,電機(jī)隨即進(jìn)行動(dòng)作,根據(jù)皮帶跑偏的位置,皮帶糾偏部分進(jìn)行對(duì)應(yīng)的前進(jìn)與旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶的精準(zhǔn)智能糾偏。跑偏糾偏的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。

        圖2 跑偏糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖

        3 糾偏反饋流程

        當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏后,一方面皮帶與機(jī)架之間的距離發(fā)生變化,另一方面皮帶邊緣觸碰到跑偏托輥;偏移量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)的激光測(cè)距傳感器檢測(cè)到距離變化,跑偏信號(hào)將傳輸?shù)娇刂浦行牡碾娔X,并在中控屏幕上顯示異常報(bào)警。

        跑偏檢測(cè)部分由跑偏托輥與跑偏托輥支架以及內(nèi)部限位開關(guān)組成,當(dāng)皮帶接觸到跑偏托輥,隨著跑偏的加劇致使跑偏托輥支架擺動(dòng),則帶動(dòng)內(nèi)部限位開關(guān)動(dòng)作,此時(shí)跑偏檢測(cè)部分也將信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行牡碾娔X,在中控屏幕顯示異常報(bào)警并進(jìn)行語音播報(bào),并觸發(fā)自動(dòng)糾偏功能。

        當(dāng)觸發(fā)糾偏功能后,電機(jī)啟動(dòng),電機(jī)軸在電機(jī)旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)的作用下,帶動(dòng)跑偏托輥支架和跑偏托輥與皮帶的跑偏趨勢(shì)相抵抗。具體為,系統(tǒng)會(huì)控制皮帶流程設(shè)備低速運(yùn)行,然后控制皮帶輸送機(jī)的液壓張緊對(duì)皮帶松緊度進(jìn)行調(diào)節(jié),使皮帶處于平緩的狀態(tài)下運(yùn)行;此時(shí),皮帶輸送機(jī)滿足自動(dòng)糾偏的條件,皮帶糾偏部分的電機(jī)開始動(dòng)作根據(jù)皮帶的跑偏后的運(yùn)行姿態(tài),控制糾偏托輥支架旋轉(zhuǎn)到合適位置并抵住皮帶,同時(shí),電機(jī)也根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)適當(dāng)前進(jìn)動(dòng)作,使皮帶受到一個(gè)向內(nèi)側(cè)的矯正力,直至皮帶處于正常運(yùn)行位置;皮帶糾偏后,偏移量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)檢測(cè)到皮帶偏移量到達(dá)正常數(shù)值范圍后,糾偏完成,系統(tǒng)再次控制液壓漲緊使皮帶保持適當(dāng)?shù)膹埦o程度,與此同時(shí),皮帶流程設(shè)備也緩慢提速,將速度恢復(fù)到跑偏前的工作狀態(tài)并保持。跑偏糾偏裝置反饋控制如圖3所示。

        圖3 跑偏糾偏裝置反饋控制示意圖

        4 結(jié)論

        基于原有裝置所提出的皮帶防偏、糾偏裝置,在一定程度上,促使設(shè)備的管理工作質(zhì)量得到提升,改善設(shè)備運(yùn)行的安全性,有效提高設(shè)備運(yùn)行效率。裝置的設(shè)計(jì),將皮帶監(jiān)測(cè)、皮帶防偏、皮帶糾偏3個(gè)功能模塊集為一體,并與流程設(shè)備控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況,時(shí)刻進(jìn)行全程的監(jiān)測(cè)反饋,做到動(dòng)態(tài)調(diào)整、動(dòng)態(tài)糾偏,從而起到優(yōu)化相關(guān)從業(yè)工藝流程的作用,降低工作強(qiáng)度,減少設(shè)備維保維護(hù)人員的投入,實(shí)現(xiàn)為當(dāng)今時(shí)代的散雜貨作業(yè)接卸工藝的使用提供更多保障的目標(biāo),助力港口事業(yè)發(fā)展。

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