用于胶带机的完全自动张紧控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于胶带机的完全自动张紧控制方法，包括：在胶带机启动、停机或运行过程中，计算胶带机所需的最小张力Fmin，并根据Fmin确定标准张力范围；检测胶带机的皮带张力F’；将检测到的皮带张力F’与标准张力范围进行比较，如果F’落在标准张力范围之外，将胶带机的皮带张紧或松弛，直至检测到的皮带张力F’落入标准张力范围之内。利用本发明专利技术可实现在胶带机启停和运行过程中实时调节皮带张力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及胶带机
，具体涉及一种用于胶带机的完全自动张紧控制系统 和方法。
技术介绍
胶带机是矿井作业的主要运输设备，对胶带机进行张紧控制可防止胶带机皮带在 驱动滚筒上打滑，可减小皮带在托辊间的运行阻力。已有的张紧控制系统使用张力传感器 检测皮带张力，检测信号反馈给PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制 器），当皮带张力大于（或小于）系统中预先设定的标准张力值时，调节皮带张紧程度，使皮 带张力能够维持在预设的张力区间内。这种自动张紧装置能够实现皮带张力的自动调节， 但是，由于该系统中的标准张力值是预先设定、预先存储的，当需要改变系统的设定张力 值时（例如，可伸缩带式输送机的皮带长度随作业条件而变化，所需皮带张力值也随之变 化），需要操作人员人为进行修正，以适应胶带机长度或负载的变化。目前的自动张紧系统 大多依靠操作人员的经验，人为地修改系统张力值，没有经过理论验证，准确性难以保证， 并且实际中人们大多只在不得不修改时才会对系统张力值进行调整，因此经常发生胶带机 过张力或是打滑现象，对于自动化程度日益提高的现代矿井作业环境已不再适用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种，建立了 张紧控制系统张力值计算模型，可在胶带机启停和运行过程中实时调节皮带张力。 本专利技术提供一种用于胶带机的完全自动张紧控制方法，包括：在胶带机启动、停机 或运行过程中，基于下式计算胶带机所需的最小张力？_，并根据？_确定标准张力范围；匕为主机驱动力，Μ为主驱变频器的转矩，I为减速器 的减速比，R为滚筒半径，μ为带面与滚筒之间的摩擦系数，Β为第i个滚筒的围包角；检 测胶带机的皮带张力F' ；将检测到的皮带张力F'与标准张力范围进行比较，如果F'落在 标准张力范围之外，将胶带机的皮带张紧或松弛，直至检测到的皮带张力F'落入标准张力 范围之内。 优选地，在胶带机启动和运行过程中，所述标准张力范围为 ，A为启动系数，1. 2彡A彡1. 5 ;在胶带机停机过程中，所述标准 张力范围为。 优选地，在胶带机启动过程中，A = 1. 25 ;在胶带机运行过程中，A = 1. 2。 本专利技术还提供一种用于胶带机的完全自动张紧控制系统，包括：计算模 块，用于基于下式计算胶带机所需的最小张力？_，并根据？_确定标准张力范围；匕为主机驱动力，Μ为主驱变频器的转矩，I为减速 器的减速比，R为滚筒半径，μ为带面与滚筒之间的摩擦系数，終为第i个滚筒的围包角； 拉力传感器，用于检测胶带机的皮带张力F' ；比较模块，用于将拉力传感器检测到的皮带张 力F'与计算模块确定的标准张力范围进行比较，当F'落在标准张力范围之外时，通知皮带 调节模块；皮带调节模块，用于将胶带机的皮带张紧或松弛，直至拉力传感器检测到的皮带 张力F'落入计算模块确定的标准张力范围之内。 本专利技术设计了一种全新的胶带机张紧控制系统，能够实时检测带面负载，建立了 张紧控制系统张力值计算模型，实时确定系统所需要的张力值，形成一种完全自动张紧控 制系统，该系统自动化程度提高，通过带传动理论计算的张力值更加准确，合理的张力控制 可避免打滑、过张力等故障。利用该系统可以随皮带长度变化自动调整张紧力，避免工人手 动调节张力值带来的较大误差，解决可伸缩带式输送机的张紧系统不能适应胶带机的长度 变化的问题，保证整机在各个阶段运行过程中张紧力严格控制在理论控制范围，不出现过 张紧力及打滑现象。【附图说明】 图1是本专利技术实施例的完全自动张紧控制方法的流程图。 图2是本专利技术实施例的完全自动张紧控制装置的结构框图。 图3是本专利技术实施例的示例性的应用状态图。 图4是利用本专利技术实施例对胶带机进行张紧控制的过程图。【具体实施方式】 以下结合附图以及具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细描述。 图1示出了本专利技术实施例的完全自动张紧控制方法的流程图，图2为对应的完全 自动张紧控制装置的结构框图，工作时： 在胶带机启动、停机或运行过程中，计算模块101基于下式计算胶带机所需的最 小张力F_，并根据F_确定标准张力范围； 其中，匕为主机驱动力，Μ为主驱变频器的转矩，I为减速器的减速比， R为滚筒半径，μ为带面与滚筒之间的摩擦系数，#为第i个滚筒的围包角； 拉力传感器102检测胶带机的皮带张力F' ； 比较模块103将检测到的皮带张力F'与标准张力范围进行比较，如果F'落在标 准张力范围之外，皮带调节模块104将胶带机的皮带张紧或松弛，直到拉力传感器102检测 的皮带张力F'落入标准张力范围之内。 图3示例性地示出了一种胶带机应用场景，在机头部由电磁制动电机（未示出） 驱动胶带沿箭头方向运行，驱动力为Fu;胶带下游设置有两个驱动滚筒，控制驱动滚筒的旋 转可使连接的钢丝绳拉紧或放松胶带，改变胶带的张紧力。 其中，为胶带机装配拉力传感器102可以实时检测胶带上的张紧力，即皮带张力 F'。为驱动滚筒装配皮带调节模块104,控制驱动滚筒的旋转方向，可以实现对皮带张力F' 的松紧调节。 除此之外，计算模块101和比较模块103采用PLC实现，通过内部程序编辑执行相 关计算和逻辑，计算模块101接收主机驱动力F,参数，比较模块103接收计算模块101的 标准张力范围参数以及拉力传感器102的皮带张力F'的，皮带调节模块104接收比较模块 103的比较结果，对皮带进行松紧调节。 利用上述实施例对胶带机进行张紧控制，张紧力可以随皮带的运行情况自动调 整，通过带传动理论计算的张力值更加准确，可避免工人手动调节张力值存在的较大误差。 图3示出了利用本专利技术实施例对胶带机进行张紧控制的过程流程图，其中根据胶 带机运行工况，标准张力范围可以有以下几种选择： ①在胶带机启动和运行过程中，标准张力范围选取，A为 启动系数，1.2彡A彡1.5; ②在胶带机停机过程中，标准张力范围选取; ③在胶带机启动过程中，A = 1. 25 ; ④在胶带机运行过程中，A = 1. 2。 其中，张紧力F需要进行数值规整，胶带机在启动、运行、停止三个状态下，系统所 需最小张力F_不同，不同的张力控制更符合工况需求。并且，驱动转矩和Fu需要进行数值 规整，当转矩和在一定范围波动时可以取一个固定值，防止数值变化造成张紧系统频繁调 整。 关于最小张力F_的计算过程，以下示例性地描述本专利技术某个实施例中最小张力 的计算过程： 在本专利技术的某实施例中，电磁当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于胶带机的完全自动张紧控制方法，其特征在于，包括：在胶带机启动、停机或运行过程中，基于下式计算胶带机所需的最小张力Fmin，并根据Fmin确定标准张力范围；其中，FU为主机驱动力，M为主驱变频器的转矩，I为减速器的减速比，R为滚筒半径，μ为带面与滚筒之间的摩擦系数，为第i个滚筒的围包角；检测胶带机的皮带张力F’；将检测到的皮带张力F’与标准张力范围进行比较，如果F’落在标准张力范围之外，将胶带机的皮带张紧或松弛，直至检测到的皮带张力F’落入标准张力范围之内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，王建军，邬建雄，闫旭，李伟钢，刘智平，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11