非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统和张紧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统和张紧方法。
【背景技术】
[0002]堆取料机(堆料机和取料机)是一种高效的连续装卸机械，主要应用于散货装卸码头、钢铁厂、大型火力发电厂、焦化厂、水泥厂和矿山等设有散料堆场的作业场所，用于进行矿石(砂)或其它粉末状物体的装卸。受到设备结构受力和较大重心变化的制约，回转半径大于50M的大型或特大型堆取料机一般均采用非整体俯仰臂式结构。
[0003]臂架皮带机是非整体俯仰臂式堆取料机的重要工作机构，其中输送带是臂架皮带机的牵引构件，同时又是承载构件。为了提供输送带的必须张力，限制输送带在托辊之间垂度，保证皮带机的正常运行，臂架皮带机中必须设置张紧装置。传统的臂式堆取料机通常采用坠重式张紧装置，即在带式输送机下面置放张紧重锤实现皮带的张紧。
[0004]但是，在坠重式张紧装置中，张紧重锤与张紧滚筒之间通过钢丝绳连接。在臂架俯仰的过程中作用在张紧滚筒两端的合力很难保持相等，致使张紧滚筒的两端无法保持同速移动，由于张紧重锤通过两端钢丝绳施加在张紧滚筒上的拉力恒定，滚筒两端不同的移动速度会导致张紧滚筒发生偏移，致使出现皮带打滑跑偏，发生安全事故。此外，由于皮带的补偿塑性变形以及俯仰过程中张紧滚筒的位置和皮带的长度都在不断发生变化，所以，如果一旦张紧滚筒发生偏移，只能停机人工通过千斤顶进行调节，效率低且调偏效果差，很难满足设备大流量作业的需求。
【发明内容】
[0005]本发明一种非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统，用以解决现有技术中张紧滚筒两端很难保持同速移动，容易发生偏移导致皮带打滑跑偏且调节困难的问题。
[0006]本发明提供的技术方案是，一种非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统，包括皮带、改向滚筒、一对张紧滚筒、与所述张紧滚筒配合设置的一对液压缸和电磁比例阀以及可编程逻辑控制器，其中，所述改向滚筒和张紧滚筒分别对称设置在所述皮带两端，所述改向滚筒固定设置在堆取料机的臂架上；所述皮带环绕所述改向滚筒和张紧滚筒，所述张紧滚筒设置在堆取料机的前臂架尾部并随着臂架的俯仰而移动，其移动方向与臂架俯仰的方向相互垂直；所述液压缸的活塞杆与所述张紧滚筒铰接，所述电磁比例阀通过油路连接所述液压缸的油口 ；所述可编程逻辑控制器输出控制信号至所述电磁比例阀，以控制其比例电磁铁产生成比例的输出量以带动所述活塞杆动作，保持在移动过程中所述皮带的中心线与所述改向滚筒的中心线重合。
[0007]进一步的，所述张紧系统还包括检测单元，所述检测单元包括位移传感器，所述位移传感器分别检测每个所述张紧滚筒的位移量并转换为电平信号输出至所述可编程逻辑控制器以获取所述一对张紧滚筒的实时位移差。
[0008]更进一步的，其特征在于，所述检测单元还包括拉力传感器，所述拉力传感器持续检测所述皮带沿运行方向所受拉力并转换为电平信号输出至可编程逻辑控制器。
[0009]为实时检测温度、油压和液位，所述检测单元还包括油压传感器、液位传感器以及温度传感器；所述油压传感器、液位传感器和温度传感器持续检测油源和油路中的油压、液位和温度并转换为电平信号输出至可编程逻辑控制器。
[0010]进一步的，所述可编程逻辑控制器还连接有一人机交互单元；所述人机交互单元接收操作信号并将设定的皮带拉力和张紧滚筒位置偏差传输至所述可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器将设定的张紧滚筒位置偏差与所述实时位移差进行比较，将设定的皮带拉力与所述皮带所受拉力进行比较以生成反馈信号控制对应的电磁比例阀带动所述液压缸的活塞杆动作。
[0011]更进一步的，所述可编程逻辑控制器中预先设定有极限参数组，所述极限参数组包括油源和油路中液位和温度、所述皮带所受拉力、所述张紧滚筒位移偏差和所述活塞杆回收距离的最大值和/或最小值。
[0012]为提高设备的安全性，还包括一报警单元，所述报警单元连接所述可编程逻辑控制器并接收所述可编程逻辑控制器的输出信号；所述可编程逻辑控制器将所述检测单元的检测值与所述极限参数组中的最大值和/或最小值进行比较，一旦所述检测值超出所述最大值和/或最小值，所述可编程逻辑控制器即控制所述报警单元报警。
[0013]进一步的，所述皮带两侧还设置有跑偏开关；所述跑偏开关具有两级角度；一旦皮带接触跑偏开关，所述跑偏开关生成电信号并输出至所述可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器生成反馈信号控制对应的电磁比例阀带动所述液压缸的活塞杆动作，保持皮带的中心线与所述张紧滚筒的轴线垂直；一旦所述跑偏开关偏转至一级角度，即生成报警信号并报警；一旦所述跑偏开关偏转至二级角度，即生成停机信号并输出停机信号至可编程逻辑控制器，控制皮带输送机构停机。
[0014]优选的，所述设定的皮带拉力为单侧O至30吨，所述张紧滚筒之间的位移差为 _30mm 至 +30mm。
[0015]本发明所提供的非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统，在张紧滚筒的两端部各固定连接一液压缸，同时实现对于皮带的恒张力控制和防跑偏控制，避免了使用张紧重锤进行张紧，无需人工通过千斤顶进行调整，省时省力，劳动强度小且效率高。
[0016]本发明还公开了一种张紧方法，包括以下步骤:
(1)非整体俯仰臂式堆取料机的皮带输送机构运行前，通过人机交互单元设定液压缸通过一对张紧滚筒沿皮带运行方向施加在皮带上的拉力，与所述人机交互单元相连接的可编程逻辑控制器接收设定值；所述可编程逻辑控制器输出控制信号至电磁比例阀，以控制相应的所述电磁比例阀的电磁铁产生成比例的输出量信号分别带动每一侧的所述液压缸的活塞杆动作，每一个所述张紧滚筒施加在皮带上的拉力设定在0-30吨之间；
(2)将一侧的所述张紧滚筒设置为基准张紧滚筒，另一侧的所述张紧滚筒设置为从张紧滚筒；通过所述人机交互单元设定基准张紧滚筒和从张紧滚筒之间的位移差，所述可编程逻辑控制器接收设定值并输出控制信号至电磁比例阀，以控制相应的所述电磁比例阀的电磁铁产生比例的输出量信号带动所述液压缸的活塞杆动作，保持基准张紧滚筒的位置不变，调节从张紧滚筒的位移，使得皮带的中心线与改向滚筒的中心线重合，所述基准张紧滚筒和从张紧棍筒之间的位移差设定在-30mm-30mm之间；
(3)非整体俯仰臂式堆取料机的皮带输送机构开始运行，设置在皮带一侧的拉力传感器持续检测皮带沿运动方向所受拉力并转换为电平信号输出至所述可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器接收拉力检测信号并生成反馈信号输出至电磁比例阀，以控制相应的所述电磁比例阀的电磁铁产生比例的输出量信号带动所述液压缸的活塞杆动作，保持皮带沿运动方向所受拉力与步骤(I)的拉力设定值一致；
(4)设置在所述基准张紧滚筒和从张紧滚筒上的位移传感器分别检测每个所述张紧滚筒的位移量并转换为电平信号输出至所述可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器接收检测的位移量并生成反馈信号输出至电磁比例阀，以控制相应的所述电磁比例阀的电磁铁产生比例的输出量信号带动所述液压缸的活塞杆动作，保持基准张紧滚筒的位置不变，调节从张紧滚筒的位移；从而保持所述基准张紧滚筒和从张紧滚筒之间的位移差与步骤(2)的位移差设定值一致，皮带的中心线与改向滚筒的中心线重合。
[0017]本发明所提供的非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧方法具有消耗资源少且控制方式灵活的优点。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明所提出的非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统的液压回路示意图；
图2为图1中A处的局部放大示意图；
图3为图1所示非整体俯仰臂式堆取料机皮带张紧系统的控制原理框图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]正常作业时，非整体俯仰臂式堆取料机的主要运行方式包括俯仰和转动。由于堆取料机的臂架为分段式设计，所以输送机上的皮带8在沿前进方向运动的同时必须根据堆取料机臂架的姿态变化频繁伸长和缩短，因此，需要皮带张紧系统在提供一个恒定的张紧力