關(guān)于帶式輸送機(jī)恒壓緊力清掃器的研究
發(fā)布日期:2024-06-21 08:32:52
當(dāng)前,帶式輸送機(jī)上廣泛應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的刮板式清掃器,刮板與輸送帶之間的預(yù)緊力主要依靠彈簧力或是配重重力。但是隨著刮板的磨損,該預(yù)緊力會(huì)逐漸減少,輸送帶表面的壓緊力不足,使清掃效果變差。文中設(shè)計(jì)了一款恒壓緊力清掃器,在現(xiàn)有刮板式清掃器的結(jié)構(gòu)上,增加電液比例控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)刮板的恒定壓緊力。 恒壓緊力清掃器工作原理及特點(diǎn) 恒壓緊力清掃器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,清掃器組件由刮板、滾筒、旋轉(zhuǎn)組件、行程開(kāi)關(guān)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成。液壓系統(tǒng)由液壓缸、電液比例控制閥組及膠管組成,其中電液比例控制閥組由比例溢流閥,比例節(jié)流閥,電磁換向閥和蓄能器組成;電氣控制系統(tǒng)由控制器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器及行程開(kāi)關(guān)組成。 清掃器組件固定在機(jī)架上,旋轉(zhuǎn)組件與清掃器及液壓缸活塞桿連接;油缸、電液比例控制閥組分別固定在機(jī)架上,液壓缸有桿腔及無(wú)桿腔通過(guò)膠管與電液比例控制閥組的控制油口連接,電液比例控制閥組控制液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng),使刮板與輸送帶壓緊或松開(kāi),壓緊時(shí),蓄能器為液壓缸無(wú)桿腔保壓;壓力傳感器檢測(cè)液壓缸無(wú)桿腔的壓力,旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)輸送帶是否轉(zhuǎn)動(dòng),行程開(kāi)關(guān)使刮板達(dá)到磨損極限后,使系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)或報(bào)警。 恒壓緊力清掃器的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該帶式輸送機(jī)恒壓緊力清掃器的液壓系統(tǒng)如圖2所示,主要由電機(jī)、液壓泵、單向閥、電液比例溢流閥、帶壓力補(bǔ)償?shù)碾娨罕壤?jié)流閥、三位四通電磁換向閥、液控單向閥、液壓油缸、壓力傳感器、蓄能器、蓄能器泄油電磁閥組成。液壓系統(tǒng)的壓力油源可以使用小型的泵站或者直接接到帶式輸送機(jī)的液壓系統(tǒng)中。 液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程分為以下4個(gè)階段: 1)啟動(dòng)階段。帶式輸送機(jī)啟動(dòng),比例電磁鐵1YA和2YA得電,比例溢流閥4調(diào)定系統(tǒng)的工作壓力,比例節(jié)流閥5調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度,開(kāi)關(guān)電磁鐵4YA得電,3YA失電,壓力油通過(guò)三位四通電磁換向閥6的B口和液控單向閥7進(jìn)入油缸8的無(wú)桿腔,油缸伸出,使清掃器刮板與輸送機(jī)接觸,同時(shí)向蓄能器10內(nèi)充油,壓力傳感器9檢測(cè)無(wú)桿腔壓力。 2)正常運(yùn)行階段。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)到輸送機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí),此時(shí)壓力傳感器9檢測(cè)無(wú)桿壓力,如果沒(méi)有達(dá)到設(shè)定壓緊力的壓力值,則通過(guò)比例溢流閥4提高系統(tǒng)壓力,系統(tǒng)繼續(xù)向油缸8無(wú)桿腔內(nèi)供油,直到無(wú)桿腔內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定壓力。如果達(dá)到設(shè)定壓緊力的壓力值,此時(shí)所有電磁鐵均不得電,通過(guò)液控單向閥7將油缸無(wú)桿腔油液鎖住,蓄能器8為無(wú)桿腔保壓。 3)停止階段。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)到輸送機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),比例電磁鐵1YA和2YA得電,開(kāi)關(guān)電磁鐵3YA得電,壓力油通過(guò)三位四通電磁換向閥6的A口進(jìn)入液壓缸8的無(wú)桿腔,同時(shí)控制液控單向閥7打開(kāi),油缸縮回,使清掃器刮板與輸送機(jī)脫離。 4)刮板磨損階段。當(dāng)刮板磨損,油缸8活塞桿推動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件,使刮板與輸送帶壓緊,此時(shí)由于活塞伸出,無(wú)桿腔內(nèi)壓力減小,無(wú)桿腔內(nèi)壓力通過(guò)壓力傳感器反饋給控制器,控制器控制比例電磁鐵1YA和2YA得電,開(kāi)關(guān)電磁鐵4YA得電,向油缸8無(wú)桿腔內(nèi)補(bǔ)油,保證油缸8無(wú)桿腔內(nèi)壓力恒定。當(dāng)刮板磨損到極限時(shí),油缸8活塞桿觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān),輸送機(jī)停機(jī)并且報(bào)警,提醒工人進(jìn)行更換。 恒壓緊力清掃器的液壓系統(tǒng)的仿真 根據(jù)上述的恒壓緊力清掃器的結(jié)構(gòu),建立的仿真模型如圖3所示,為了保證仿真回路與實(shí)際工況接近,仿真回路中各部件的參數(shù)與原機(jī)一致,仿真回路的主要參數(shù)見(jiàn)表1。 油缸位移隨電磁閥控制信號(hào)輸出如圖4所示,在0~4s,電磁閥6的左位得電,油缸10伸出;在4~10s,電磁閥6處于中位,油缸伸出位移恒定,處于穩(wěn)定工作狀態(tài);在10~14s,電磁閥6右位通電,油缸縮回。 比例溢流閥與油缸各腔的壓力如圖5所示,在0~4s,油缸10伸出,比例溢流閥4在控制電流的總用下,控制泵出口的壓力逐漸上升,油缸10無(wú)桿腔的壓力也逐漸上升,油缸伸出到一定位移時(shí),比例溢流閥4的控制壓力恒定,油缸無(wú)桿腔的壓力到壓力傳感器的調(diào)定壓力;在4~10s,油缸無(wú)桿腔壓力到壓力傳感器設(shè)定壓力,處于保壓狀態(tài);在10~14s,電磁閥6右位通電,油缸10縮回,比例溢流閥4在控制電流的作用下,控制泵出口的壓力逐漸上升,油缸有桿腔壓力逐漸上升,油缸完全縮回時(shí),比例溢流閥4壓力逐漸下降,有桿腔壓力也逐漸下降。 圖5中可以看出,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),油缸無(wú)桿腔的壓力一直為壓力傳感器的設(shè)定壓力,為清掃器提供恒定的壓緊力;比例溢流閥的壓力比油缸的壓力要高一定的值,主要是仿真時(shí)考慮系統(tǒng)內(nèi)的各部分壓力損失。 試驗(yàn)驗(yàn)證 試驗(yàn)平臺(tái)主要包括帶式轉(zhuǎn)載機(jī)恒壓緊力液壓系統(tǒng)、壓力傳感器、測(cè)壓軟管及采集儀等。通過(guò)壓力傳感器采集油缸兩腔的壓力,給比例溢流閥輸入控制曲線,就可以改變油缸的進(jìn)油壓力,控制清掃器的壓緊力。 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考慮到摩擦及液壓系統(tǒng)的壓力損失因素,將比例溢流閥的設(shè)定壓力提高,設(shè)定壓力為7MPa,同時(shí)未減少壓力沖擊,設(shè)定平緩的比例溢流閥的控制信號(hào)。操作控制器使油缸伸出至工作位置,在此過(guò)程中采集并記錄比例溢流閥控制信號(hào)和油缸無(wú)桿腔壓力,試驗(yàn)測(cè)試曲線如圖6、圖7所示。 從試驗(yàn)測(cè)試曲線中可以看出,油缸無(wú)桿腔的壓力與比例溢流閥的控制曲線變化趨勢(shì)基本一致,刮片在壓緊時(shí)油缸壓力幾乎沒(méi)有波動(dòng),壓力基本穩(wěn)定在6MPa,達(dá)到了自動(dòng)控制清掃器壓緊力的工作要求。 結(jié)語(yǔ) 設(shè)計(jì)的恒壓緊力清掃器具有以下特點(diǎn): ①可自動(dòng)調(diào)節(jié)清掃器的壓緊力; ②高速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力,采用電液比例閥,提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度; ③控制方便,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其遠(yuǎn)程控制。該裝置通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用,清掃效果良好,大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
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